CN117044823A - 多段变温适度挤压装置协同绿色稳态化交联固化剂重塑核桃粕纤维化组织蛋白的方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于农副产品综合利用及植物蛋白技术领域，具体涉及多段变温适度挤压装置协同绿色稳态化交联固化剂重塑核桃粕纤维化组织蛋白的方法及应用。本发明提供了一种稳态交联固化剂以及通过多段变温适度挤压装置协同绿色稳态化交联固化剂制备的核桃粕纤维化组织蛋白。其中稳态交联固化剂包括菊粉，羧甲基纤维素钠，沙棘粕多糖和抗性糊精。核桃粕纤维化组织蛋白包括核桃粕，谷朊粉和稳态交联固化剂。本发明提供的稳态交联固化剂能够加强核桃粕中蛋白纤维组织结构的可塑性，核桃粕蛋白质分子在稳态交联固化剂的作用下结构经历了“伸展—团聚—聚集—交联”四个过程形成了纤维结构“骨架”，最终在分子间的交互作用力下能够形成多维纤维网状结构。
Description
技术领域
本发明属于农副产品综合利用及植物蛋白技术领域，具体涉及多段变温适度挤压装置协同绿色稳态化交联固化剂重塑核桃粕纤维化组织蛋白的方法及应用。
背景技术
植物蛋白质是人类健康生活必需的营养元素，摄取高蛋白质食物成为一种饮食趋势。以植物基蛋白为主要来源的素肉制品可作为肉制品的最适替代品，其具有绿色、节能、环保、健康、低热量等优势，对食品安全、营养健康及生态环境都起到积极作用，在未来5～10年将呈现出爆发式增长，将是未来食品发展的重要方向和关键载体，具有广阔的发展前景。不同植物来源的纤维组织蛋白构象不同，塑型效果也不同。目前能应用的仅有大豆源、豌豆源和花生源蛋白，且大豆源蛋白具有异味，不利于销售，目前符合要求的蛋白基源极其有限。
核桃作为特色林果，其榨油后的粕中富含蛋白质和氨基酸，蛋白高达54％，可作为制备植物素肉的植物基蛋白新资源，不仅可替代具有异味的大豆蛋白源基料，还可提高核桃蛋白粕的利用率和附加值。但单一的核桃基蛋白作为素肉源很难形成较好的纤维组织结构，必须通过大比例的谷朊粉进行配比才能基本成型(最少比例30％核桃蛋白粕+70％谷朊粉)，导致以核桃粕生产素肉蛋白存在成本高，利用率低的缺陷。
目前常见的解决办法是在植物蛋白中使用蛋白交联剂或糖基化接枝物，其中蛋白交联剂为蛋白谷氨酰转氨酶(TG酶)或戊二醛，蛋白谷氨酰转氨酶(TG酶)价格高，戊二醛存在一定的安全隐患；常使用的糖基化接枝物为麦芽糊精和葡聚糖等高淀粉、高糖物质，不利于人体健康，且塑型效果也不理想，阻碍核桃粕生产素肉蛋白中的广泛应用。
发明内容
本发明的目的在于提供多段变温适度挤压装置协同绿色稳态化交联固化剂重塑核桃粕纤维化组织蛋白的方法及应用，本发明提供的稳态交联固化剂安全且能够改进植物蛋白肉的感官性质和质构，得到的核桃纤维化组织蛋白作为仿真肉的主要基料，具有成本低、绿色、健康和安全的优点。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种稳态交联固化剂，包括以下质量份数的组分：菊粉0.5～1份，羧甲基纤维素钠2～5份，沙棘粕多糖0.5～3.5份和抗性糊精0.5～1份；所述沙棘粕多糖由沙棘粕在静电场辅助条件下进行水提得到。
优选的，所述沙棘粕多糖的制备方法包括以下步骤：
将沙棘粕粉和水混合，在静电场辅助的条件下进行水提，得到水提液；所述静电场的电场强度为10～50kV，脉冲频率为10～60Hz，脉冲时间为20～60min；所述水提的料液比1:(2～10)，温度为30～50℃；
将所述水提液和乙醇溶液混合进行醇沉，固液分离后得到所述沙棘粕多糖。
本发明提供了一种核桃粕纤维化组织蛋白，包括以下质量百分含量的制备原料：
核桃粕60～80％，谷朊粉10～30％，固化剂5～10％；所述固化剂为上述技术方案所述的稳态交联固化剂。
本发明提供了上述技术方案所述的核桃粕纤维化组织蛋白的制备方法，包括以下步骤：
将核桃粕、谷朊粉和固化剂加水调制为糊料；
将所述糊料依次经挤压混合、高温熔融、挤压塑形后冷却，得到所述核桃粕纤维化组织蛋白。
优选的，所述糊料的含水率为40～60％。
优选的，所述挤压混合的温度为35～65℃，压力为0.2～0.45MPa，时间为5～10min；
所述高温熔融的温度为80～100℃，压力为10～40MPa，时间为10～20min；
所述挤压塑形的温度为105～155℃，压力为40～50MPa，时间为20～30min；
所述冷却的温度为40～50℃，压力为常压。
优选的，所述冷却后得到冷却料；还包括将所述冷却料依次进行干燥和杀菌，得到所述核桃粕纤维化组织蛋白；所述干燥的温度为30～60℃，所述杀菌为紫外线杀菌，所述紫外线杀菌的功率为30000～35000μW/cm2。
本发明提供了上述技术方案所述的核桃粕纤维化组织蛋白或上述技术方案所述的制备方法制备得到的核桃粕纤维化组织蛋白在制备仿真肉中的应用。
本发明提供了上述技术方案所述的核桃粕纤维化组织蛋白制备方法使用的一种多段变温挤压装置，包括挤料筒，所述挤料筒的一端用于与挤压模头8固定连接，另一端附近的筒壁上设置有喂料口；所述挤料筒沿喂料口至挤压模头8的方向，依次划分为入料区4、挤压混合区5、高温熔融区6和挤压塑形区7；所述入料区4、挤压混合区5、高温熔融区6和挤压塑形区7分别与第一补水支路、第二补水支路、第三补水支路和第四补水支路连通；所述挤料筒的筒壁设置有夹套层，所述夹套层的外壁上设置有冷却水的进口和出口；
设置于所述挤料筒内部的挤料螺杆3，所述挤料螺杆3与所述电机1的输出轴连接；
用于分别对所述入料区4、挤压混合区5、高温熔融区6和挤压塑形区7进行加热的第一加热器12、第二加热器、第三加热器和第四加热器。
优选的，还包括：
喂料斗2，所述喂料斗2与所述喂料口固定连接；
用于对分别所述入料区4、挤压混合区5、高温熔融区6和挤压塑形区7进行温度感应的第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器；
与所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器以及电机1信号连通的控制器17；
与所述第一加热器12、第二加热器、第三加热器和第四加热器电连接的线控板13；所述线控板13与所述控制器17信号连接；
与所述线控板13电连接的变压器14；
水储存容器15，所述水储存容器15通过第一管道10与所述冷却水进口连通，通过第二管道11与所述冷却水出口连通，所述水储存容器15还与补水管9连通，所述补水管9同时与第一补水支路、第二补水支路、第三补水支路和第四补水支路连通；
设备机架18，所述挤料筒固定设置于所述设备机架18上。
本发明提供了一种稳态交联固化剂，包括以下质量份数的组分：菊粉0.5～1份，羧甲基纤维素钠2～5份，沙棘粕多糖0.5～3.5份和抗性糊精0.5～1份；所述沙棘粕多糖由沙棘粕在静电场辅助条件下进行水提得到。本发明提供的稳态交联固化剂能够加强核桃粕中蛋白纤维组织结构的可塑性，活化核桃粕蛋白质分子上的肽键、二硫键、氢键、离子键等，使核桃粕蛋白质分子之间的作用力发生变化，从而，核桃粕蛋白质分子在稳态交联固化剂的作用下结构经历了“伸展—团聚—聚集—交联”四个过程形成了纤维结构“骨架”，最终在分子间的交互作用力下能够形成多维纤维网状结构。
本发明提供了一种核桃粕纤维化组织蛋白，包括以下质量百分含量的制备原料：核桃粕60～80％，谷朊粉10～30％，固化剂5～10％；所述固化剂为上述技术方案所述的稳态交联固化剂。本发明通过添加稳态交联固化剂使制备原料中核桃粕比例高达60～80％，谷朊粉比例降至15～30％，大大降低了生产成本，提高了核桃粕的利用率，同时得到的核桃粕纤维化组织蛋白质构和功能特性优异，由实施例的结果表明，本发明提供的核桃粕纤维化组织蛋白的粗脂肪含量为1～5％，组织化度为1.00～2.00，硬度为81.54～150.17N，内聚力为0.61～0.85，弹性为1.83～7.41mm，胶黏性为44.21～117.70N，咀嚼度为119.27～432.75mJ,持油力为2.43～5.25g/g，胆固醇吸收能力(CAC)为45.12～65.24％、胆汁酸阻滞指数为52.46-86.32％，胃蛋白酶消化能力为38.46～45.76％。因此，本发明提供的核桃粕纤维化组织蛋白品质佳，作为绿色素肉产品基料，不仅可替代具有异味的大豆蛋白源基料，还可提高核桃蛋白粕的利用率和附加值。
附图说明
图1为本发明提供的多段变温挤压装置的结构示意图；
图1中：1为电机，2为喂料斗，3为挤料螺杆，4为入料区，5为挤压混合区，6为高温熔融区，7为挤压塑形区，8为挤压模头，9为补水管，10为第一管道，11为第二管道，12为第一加热器，13为线控板，14为变压器，15为水储存容器，16为挤压成型模口，17为控制器，18为设备机架；
图2为实施例1～6制备的产品对持油率的影响；
图3为实施例1～6制备的产品对胆固醇吸收能力的影响；
图4为实施例1～6制备的产品对胆汁阻滞指数的影响；
图5为实施例1～6制备的产品对胃蛋白酶消化能力的影响；
图6为本发明实施例4制备的产品的实物图；
图7为本发明实施例5制备的产品的实物图。
具体实施方式
本发明提供了一种稳态交联固化剂，包括以下质量份数的组分：菊粉0.5～1份，羧甲基纤维素钠2～5份，沙棘粕多糖0.5～3.5份和抗性糊精0.5～1份；所述沙棘粕多糖由沙棘粕在静电场辅助条件下进行水提得到。
在本发明中，若无特殊说明，所有制备原料/组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。
本发明提供的稳态交联固化剂包括0.5～1份的菊粉，具体优选为0.5份或1份。
在本发明中，所述菊粉的购买厂家为武汉冠赢生物科技有限公司，质量含量为90.9％。
以所述菊粉的质量份数为基准，本发明提供的稳态交联固化剂包括2～5份的羧甲基纤维素钠(CMC-Na)，具体优选为2份、3.5份或5份。
在本发明中，所述羧甲基纤维素钠的购买厂家为广州京糖生物科技有限公司，型号为FH9，羧甲基纤维素钠含量99.82wt/％。
以所述菊粉的质量份数为基准，本发明提供的稳态交联固化剂包括0.5～3.5份的沙棘粕多糖，具体优选为3份、1.5份、3.5份或0.5份。
在本发明中，所述沙棘粕多糖的制备方法优选包括以下步骤：
将沙棘粕粉和水混合，在静电场辅助的条件下进行水提，得到水提液；所述静电场的电场强度为10～50kV，脉冲频率为10～60Hz，脉冲时间为20～60min；所述水提的料液比1:(2～10)，温度为30～50℃；
将所述水提液和乙醇溶液混合进行醇沉，固液分离后得到所述沙棘粕多糖。
本发明将沙棘粕粉和水混合，在静电场辅助的条件下进行水提，得到水提液。在本发明中，所述混合之前，本发明将所述沙棘粕粉进行前处理，在本发明中，所述前处理优选包括以下步骤：将沙棘粕粉依次进行粉碎、干燥、破碎和筛分；所述干燥优选为冷冻干燥，所述冷冻干燥的温度优选为-40℃，时间优选为18h；所述筛分使用的过滤筛的筛孔优选为60～80目。在本发明中，所述静电场的电场强度优选为10～50kV，更优选为15～45kV，进一步优选为20～40kV；脉冲频率优选为10～60Hz，更优选为15～55Hz，进一步优选为20～50Hz；脉冲时间优选为20～60min，更优选为25～50min，在本发明中，所述水提的料液比优选1:(2～10)，更优选为1:(2.5～8)；温度优选为30～50℃，更优选为35～45℃。
在本发明中，所述水提结束后，本发明优选将得到的水提料液浓缩，得到的上清液为水提液。所述浓缩优选为旋转蒸发，所述水提液的体积优选为所述水体料液体积的1/2。
得到水提液后，本发明将所述水提液和乙醇溶液混合进行醇沉，固液分离后得到所述沙棘粕多糖。在本发明中，所述乙醇溶液优选为乙醇-水溶液，所述乙醇-水溶液中乙醇的体积百分含量优选为75～95％，更优选为75％。所述水提液和所述乙醇溶液的体积之比优选为1:5。所述醇沉在静置的条件才进行，所述醇沉的时间优选为3h。所述固液分离优选为抽滤，所述抽滤的压力优选为0.5～0.8MPa。
以所述菊粉的质量份数为基准，本发明提供的稳态交联固化剂包括0.5～1份的抗性糊精，具体优选为1份或0.5份。
在本发明中，所述抗性糊精属于食品级可溶性膳食纤维，购买厂家为：河南俊茂生物科技有限公司，质量含量为99％。
本发明提供的稳态交联固化剂能够重塑蛋白纤维组织空间网络结构，进一步强化形成更好的核桃纤维化组织蛋白。
本发明提供了一种核桃粕纤维化组织蛋白，包括以下质量百分含量的制备原料：
核桃粕60～80％，谷朊粉10～30％，固化剂5～10％；所述固化剂为上述技术方案所述的稳态交联固化剂。
以质量百分含量计，本发明提供的核桃粕纤维化组织蛋白的制备原料包括60～80％的核桃粕，具体优选为60％、65％、70％、75％或80％。
在本发明中，所述核桃粕的初始蛋白质含量为30～55％；粗脂肪含量为1～5％。所述核桃粕的粒度优选为80～100目，即所述核桃粕的粒度优选为80目筛的筛下物、100目筛的筛上物。
以质量百分含量计，本发明提供的核桃粕纤维化组织蛋白的制备原料包括10～30％的谷朊粉，具体优选为30％、25％、20％、10％或15％。
以质量百分含量计，本发明提供的核桃粕纤维化组织蛋白的制备原料包括5～10％的固化剂，具体优选为10％或5％。所述固化剂为上述技术方案所述的稳态交联固化剂。
在本发明的具体实施例中，所述核桃粕纤维化组织蛋白，包括以下质量百分含量的制备原料：60％的核桃粕、30％的谷朊粉、菊粉0.5％、CMC-Na5％、沙棘粕多糖3.5％和抗性糊精1％；或包括：65％的核桃粕、25％的谷朊粉、菊粉1％、CMC-Na5％、沙棘粕多糖3％和抗性糊精1％；或包括：70％的核桃粕、25％的谷朊粉、菊粉1％、CMC-Na2％、沙棘粕多糖1.5％和抗性糊精0.5％；或包括：75％的核桃粕、20％的谷朊粉、菊粉0.5％、CMC-Na3.5％、沙棘粕多糖0.5％和抗性糊精0.5％；或包括：80％的核桃粕、10％的谷朊粉、菊粉1％、CMC-Na5％、沙棘粕多糖3.5％和抗性糊精0.5％；或包括80％的核桃粕、15％的谷朊粉、菊粉1％、CMC-Na2％、沙棘粕多糖2％和抗性糊精1％。
本发明提供的核桃粕纤维化组织蛋白的粗脂肪含量优选为1～5％，组织化度优选为1.00～2.00，硬度优选为81.54-150.17N，内聚力优选为0.61～0.85，弹性优选为1.83～7.41mm，胶黏性优选为44.21～117.70N，咀嚼度优选为119.27～432.75mJ，持油力优选为2.43～5.25g/g，胆固醇吸收能力(CAC)优选为45.12～65.24％、胆汁酸阻滞指数优选为52.46～86.32％，胃蛋白酶消化能力优选为38.46～45.76％。核桃粕纤维化组织蛋白的水分含量优选为12.5～15.5％，
本发明提供了上述技术方案所述的核桃粕纤维化组织蛋白的制备方法，包括以下步骤：
将核桃粕、谷朊粉和固化剂加水调制为糊料；
将所述糊料依次经挤压混合、高温熔融、挤压塑形后冷却，得到所述核桃粕纤维化组织蛋白。
本发明将核桃粕、谷朊粉和固化剂加水调制为糊料。
在本发明中，所述调质的温度优选为25～50℃，所述调制优选在螺杆机的挤料筒的入料区中进行，在所述挤料筒的入料区进行调制时，所述挤料筒中的挤料螺杆的转速优选为5～10r/min，更优选为8～12r/min，调制的时间优选为20～40s。
在本发明中，所述糊料的含水率优选为40～60％，更优选为45～55％。
得到糊料后，本发明将所述糊料依次经挤压混合、高温熔融、挤压塑形后冷却，得到所述核桃粕纤维化组织蛋白。
在本发明中，挤压混合、高温熔融和挤压塑形优选在于螺杆机的挤料筒中进行。
在本发明中，所述挤压混合在挤料筒的挤压混合区进行。在本发明中，所述挤压混合的温度优选为35～65℃，更优选为40～60℃；压力优选为0.2～0.45MPa，更优选为0.25～0.4MPa。所述挤压混合的运行时间优选为5～10min。
在本发明中，所述挤压混合得到的物料进入螺杆机挤料筒的高温熔融区进行高温熔融。在本发明中，所述高温熔融的温度优选为80～100℃，更优选为85～95℃；压力优选为10～40MPa，更优选为15～35MPa。所述高温熔融的运行时间优选为10～20min。
在本发明中，所述高温熔融得到的物料进入螺杆机挤料筒的挤压塑形区进行挤压塑形。在本发明中，所述挤压塑形的温度优选为105～155℃，更优选为110～150℃；压力优选为40～50MPa，更优选为42～46MPa。所述挤压塑形的运行时间优选为20～30min。
本发明在上述操作参数条件下将糊料依次进行挤压混合、高温熔融和挤压塑，能够有效确保核桃粕蛋白和绿色稳态交联固化剂混合后，绿色稳态交联固化剂对核桃蛋白纤维组织结构的可塑性的改善，在挤压混合、高温熔融和挤压塑过程中，本发明通过绿色稳态交联固化剂和物理挤压的双重理化作用下，使核桃粕蛋白质子间的肽键、二硫键、氢键、离子键等分子作用力发生变化，蛋白质结构经历了伸展—团聚—聚集—交联”这四个过程形成纤维结构“骨架”，最终在分子间的交互作用力下形成多维纤维网状结构。
在本发明中，所述挤压塑形得到的物料进入挤压模头冷却后，由挤压模头的挤压成型模口出料。
在本发明中，所述冷却优选将挤压塑形后的物料输送至与螺杆机的挤料筒固定连接的挤压模头中降温，然后通过挤压模头的挤压成型模口挤出。
在本发明中，所述冷却的温度优选为40～50℃，更优选为42～45℃，压力优选为常压。
在本发明中，所述冷却后得到冷却料；本发明优选还包括将所述冷却料依次进行干燥和杀菌，得到所述核桃粕纤维化组织蛋白；所述干燥的温度优选为30～60℃，更优选为40～50℃；时间优选为30～50min。所述杀菌优选为紫外线杀菌，所述紫外线杀菌的功率优选为30000～35000μW/cm2。
本发明提供了上述技术方案所述的核桃粕纤维化组织蛋白或上述技术方案所述的制备方法制备得到的核桃粕纤维化组织蛋白在制备仿真肉中的应用。
如图1所示，本发明提供了上述技术方案所述的核桃粕纤维化组织蛋白制备方法使用的一种多段变温挤压装置。本发明提供的核桃粕纤维化组织蛋白的制备方法优选采用图1所示的多段变温挤压装置进行。下面结合图1，对本发明提供的多段变温挤压装置进行详细说明。
本发明提供的多段变温挤压装置包括挤料筒，所述挤料筒的一端用于与挤压模头8固定连接，另一端附近的筒壁上设置有喂料口；所述挤料筒沿喂料口至挤压模头8的方向，依次划分为入料区4、挤压混合区5、高温熔融区6和挤压塑形区7；所述入料区4、挤压混合区5、高温熔融区6和挤压塑形区7分别与第一补水支路、第二补水支路、第三补水支路和第四补水支路连通；所述挤料筒的筒壁设置有夹套层，所述夹套层的外壁上设置有冷却水进口和冷却水出口。在本发明中，所述入料区4用于核桃粕、谷朊粉和固化剂加水调制为糊料。所述第一补水支路用于向所述入料区4内输送水。所述第二补水支路、第三补水支路和第四补水支路连通分别用于向挤压混合区5、高温熔融区6和挤压塑形区7内的物料输送水，保持挤压混合区5、高温熔融区6和挤压塑形区7内的物料的含水率为40～60％。在本发明中，所述夹套层中通有流动的冷却循环水，用于调节入料区4、挤压混合区5、高温熔融区6和挤压塑形区7中物料的温度。
本发明提供的多段变温挤压装置优选还包括喂料斗2，所述喂料斗2与所述喂料口固定连接。在本发明中，所述喂料斗2用于将制备物料由喂料口喂入挤料筒的入料区4中。
本发明提供的多段变温挤压装置包括设置于所述挤料筒内部的挤料螺杆3，所述挤料螺杆3与所述电机1的输出轴固定连接。
在本发明中，所述挤料螺杆3为单挤料螺杆或双挤料螺杆。在本发明中，所述电机1用于控制所述挤料螺杆3的运转以及转速。所述挤料螺杆3用于将糊料由入料区4依次输送至挤压混合区5、高温熔融区6和挤压塑形区7。
本发明提供的多段变温挤压装置包括第一加热器12、第二加热器、第三加热器和第四加热器，所述第一加热器、第二加热器、第三加热器和第四加热器分别独立的用于对所述入料区4、挤压混合区5、高温熔融区6和挤压塑形区7进行加热。
本发明提供的多段变温挤压装置优选还包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器，所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器分别独立的用于对所述入料区4、挤压混合区5、高温熔融区6和挤压塑形区7进行温度感应。
本发明提供的多段变温挤压装置优选还包括与所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器以及电机1信号连通的控制器17。在本发明中，所述控制器17用于控制电机1的运行和转速。所述控制器17同时用于接受第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器的温度信号，控制第一加热器12、第二加热器、第三加热器和第四加热器的运行。
作为本发明的一个具体实施例，所述控制器17为PLC控制器。
本发明提供的多段变温挤压装置优选还包括与所述第一加热器12、第二加热器、第三加热器和第四加热器电连接的线控板13；所述线控板13与所述控制器17信号连接。
本发明提供的多段变温挤压装置优选还包括与所述线控板13电连接的变压器14。在本发明中，所述变压器14通过线控板13向第一加热器12、第二加热器、第三加热器和第四加热器通电，控制第一加热器12、第二加热器、第三加热器和第四加热器的进行工作。
本发明提供的多段变温挤压装置优选还包括水储存容器15，所述水储存容器15通过第一管道10与所述冷却水进口连通，通过第二管道11与所述冷却水出口连通，所述水储存容器15还与补水管9连通，所述补水管9同时与第一补水支路、第二补水支路、第三补水支路和第四补水支路连通。
作为本发明的一个具体实施例，所述冷却水进口设置于与喂料口相同一端的夹套层的外壁上。
作为本发明的一个具体实施例，所述冷却水出口设置于与靠近挤压模头8一端的夹套层的外壁上。
作为本发明的一个具体实施例，所述挤压模头8的挤压出口处设置有挤压成型模口16。
本发明提供的多段变温挤压装置优选还包括设备机架18，所述挤料筒固定设置于所述设备机架18上。
本发明提供的多段变温挤压装置具有连续化程度和生产效率高的特点，与传统螺杆挤压装备相比，具有“节能、高效”优点。本发明提供的多段变温挤压装置较传统单或双螺旋挤压装备节能50％，还可做到全程精准加工，节省劳动力25％。本发明通过所述稳态交联固化剂与多段变温挤压装置协同作用，能够精准控制挤料筒中入料区4、挤压混合区5、高温熔融区6和挤压塑形区7的温度和压力，从而能有效重塑蛋白纤维组织空间网络结构，进一步强化形成更好的核桃纤维化组织蛋白，其作为仿真肉的主要基料，具有绿色、健康和安全等优点，可广泛用于预制食品或休闲食品领域。
核桃粕营养丰富，但其综合利用率低，大多被作为饲料贱卖，但其蛋白含量高(30～55％)，因此选择核桃粕，不仅可替代具有异味的大豆蛋白源基料，还可提高核桃蛋白粕的利用率和附加值，是一种新开发的植物蛋白新资源。但单一的核桃粕蛋白结构无法形成较好的纤维化组织结构，为重塑蛋白纤维组织空间网络结构，研发一种安全且能够改进植物蛋白肉的感官性质和质构的绿色稳态交联固化剂，并与多效挤压装备协同作用，进一步强化形成更好的核桃纤维化组织蛋白，其作为仿真肉的主要基料，具有绿色、健康和安全等优点，除适用于核桃粕以外，还可广泛用于预制食品或休闲食品领域。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
沙棘粕多糖的制备方法为：将沙棘粕粉碎后经-40℃低温冷冻干燥18h、破碎过60-80目筛得到沙棘粕冻干粉，将100g沙棘粕冻干粉和水混合，在高压静电场的辅助条件下进行水提，其中高压静电场的电场强度为50kV，脉冲频率为60Hz，脉冲时间为60min，水提的料液比为1:5，温度为50℃，水提结束后的水提液旋蒸为浓缩液(为水提液体积的1/2)，将上清液和乙醇-水溶液(乙醇体积含量为75％)以1:2比例混合进行醇沉3h，抽滤(0.8MPa)后得到固体产物，将固体产物干燥，得到沙棘粕多糖，其中沙棘粕多糖的质量含量为40wt％。
将采用低温预榨-压力萃取核桃油后的核桃粕经低温超微粉碎设备粉碎至粒度为80～100目。
采用图1所述的多段变温挤压装置生产核桃粕纤维化组织蛋白产品，将60％的核桃粕、30％的谷朊粉与10％的稳态交联固化剂(其中，菊粉0.5％、CMC-Na5％、沙棘粕多糖3.5％和抗性糊精1％)一起倒入喂料斗2中，由喂料口进入入料区4；通过第一补水支路向入料区4中的制备原料原料加水调制，得到含水率为40％的糊料，调制的温度为25℃，调制时间为40s；然后通过操作PLC控制器17的界面调控设定第一加热器12、第二加热器、第三加热器和第四加热器的温度，以及电机1的速度和时间，将含水率为40％的糊料由单挤料螺杆3依次送入挤压混合区5进行挤压混合，温度为65℃，压力为0.45MPa，挤压混合时间为10min；高温熔融区6进行高温熔融，温度为100℃，压力为40MPa，高温熔融的时间为20min；挤压塑形区7进行挤压塑形，温度为150℃，压力为50MPa，挤压塑形时间为30min；然后送入挤压模头8中，降温至50℃，压力恢复为0.1MPa，由挤压成型模口16挤出后冷却，得到冷却料，冷却料具有较好纤维化组织结构。
将冷却料经流化床干燥(60℃)、紫外(30000μW/cm2)杀菌后，得到核桃粕纤维化组织蛋白，含水率为15％。
将含水率为15％的核桃粕纤维化组织蛋白包装后冷藏(4℃)保存，得到具有纤维化组织结构的商品化的可复水还原的核桃基蛋白素肉。
实施例2：
与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于：采用图1所述的多段变温挤压装置生产核桃粕纤维化组织蛋白产品，将65％的核桃粕、25％的谷朊粉与10％的稳态交联固化剂(菊粉1％、CMC-Na5％、沙棘粕多糖3％和抗性糊精1％)一起倒入喂料斗2中，得到的核桃粕纤维化组织蛋白，含水率为15％。
实施例3
与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于：采用图1所述的多段变温挤压装置生产核桃粕纤维化组织蛋白产品，将70％的核桃粕、25％的谷朊粉与5％稳态交联固化剂(菊粉1％、CMC-Na2％、沙棘粕多糖1.5％和抗性糊精0.5％)一起倒入喂料斗2中。
实施例4
与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于：采用图1所述的多段变温挤压装置生产核桃粕纤维化组织蛋白产品，将75％的核桃粕、20％的谷朊粉与5％的稳态交联固化剂(菊粉0.5％、CMC-Na3.5％、沙棘粕多糖0.5％和抗性糊精0.5％)一起倒入喂料斗2中，实物图如图6所示。
实施例5
与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于：采用图1所述的多段变温挤压装置生产核桃粕纤维化组织蛋白产品，将80％的核桃粕、10％的谷朊粉与10％的稳态交联固化剂(菊粉1％、CMC-Na5％、沙棘粕多糖3.5％和抗性糊精0.5％)一起倒入喂料斗2中，实物图如图7所示。
实施例6：
与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于：采用图1所述的多段变温挤压装置生产核桃粕纤维化组织蛋白产品，将80％的核桃粕、15％的谷朊粉与5％的自制绿色稳态交联固化剂(菊粉1％、CMC-Na2％、沙棘粕多糖2％和抗性糊精1％)一起倒入喂料斗2中。
测试例
实施例1～6制备的核桃粕蛋白纤维化组织结构重塑效果对比如表1和图2～图5所示，图2～图5中样1～6分别对应实施例1～6制备的样品。
表1实施例1～6制备的样品的色泽、干燥之前的水分含量及质构对比
对比例1
采用图1所述的多段变温挤压装置生产核桃粕纤维化组织蛋白产品，将60％的核桃粕和40％的谷朊粉一起倒入喂料斗2中，核桃蛋白纤维组织蛋白不能塑型。
对比例2
采用图1所述的多段变温挤压装置生产核桃粕纤维化组织蛋白产品，将30％的核桃粕和70％的谷朊粉一起倒入喂料斗2中，得到塑形的核桃蛋白纤维组织蛋白。但是生产成本高，核桃粕利用率低。
对比例3
采用图1所述的多段变温挤压装置生产核桃粕纤维化组织蛋白产品，将20％的核桃粕、80％的谷朊粉一起倒入喂料斗2中，得到的纤维蛋白质产品的质构：组织化度0.85、硬度80.13N、内聚力0.56、弹性3.11mm、胶黏性83.79、咀嚼性124.47mJ，功能特性：持油力2.2g/g、胆固醇吸收能力35.12％、胆汁阻滞指数41.35％、胃蛋白酶消化能力24.68％。
通过对比例实施例1和对比例3的结果表明：本发明所提供的一种可控式连续变温适度挤压协同绿色稳态交联固化剂重塑核桃粕蛋白纤维化组织结构的方法塑型效果较好，其具有较好的色泽、质构和功能特性(持油力、胆固醇吸收能力、胆汁酸阻滞指数和胃蛋白酶消化能力)，具有较好的应用前景。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (10)
1.一种稳态交联固化剂，其特征在于，包括以下质量份数的组分：菊粉0.5～1份，羧甲基纤维素钠2～5份，沙棘粕多糖0.5～3.5份和抗性糊精0.5～1份；所述沙棘粕多糖由沙棘粕在静电场辅助条件下进行水提得到。
2.根据权利要求1所述的稳态交联固化剂，其特征在于，所述沙棘粕多糖的制备方法包括以下步骤：
将沙棘粕粉和水混合，在静电场辅助的条件下进行水提，得到水提液；所述静电场的电场强度为10～50kV，脉冲频率为10～60Hz，脉冲时间为20～60min；所述水提的料液比1:(2～10)，温度为30～50℃；
将所述水提液和乙醇溶液混合进行醇沉，固液分离后得到所述沙棘粕多糖。
3.一种核桃粕纤维化组织蛋白，其特征在于，包括以下质量百分含量的制备原料：
核桃粕60～80％，谷朊粉10～30％，固化剂5～10％；所述固化剂为权利要求1或2所述的稳态交联固化剂。
4.权利要求3所述的核桃粕纤维化组织蛋白的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将核桃粕、谷朊粉和固化剂加水调制为糊料；
将所述糊料依次经挤压混合、高温熔融、挤压塑形后冷却，得到所述核桃粕纤维化组织蛋白。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述糊料的含水率为40～60％。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述挤压混合的温度为35～65℃，压力为0.2～0.45MPa，时间为5～10min；
所述高温熔融的温度为80～100℃，压力为10～40MPa，时间为10～20min；
所述挤压塑形的温度为105～155℃，压力为40～50MPa，时间为20～30min；
所述冷却的温度为40～50℃，压力为常压。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述冷却后得到冷却料；还包括将所述冷却料依次进行干燥和杀菌，得到所述核桃粕纤维化组织蛋白；所述干燥的温度为30～60℃，所述杀菌为紫外线杀菌，所述紫外线杀菌的功率为30000～35000μW/cm2。
8.权利要求3所述的核桃粕纤维化组织蛋白或权利要求4～7任一项所述的制备方法制备得到的核桃粕纤维化组织蛋白在仿真肉中的应用。
9.权利要求4～7任一项所述的核桃粕纤维化组织蛋白制备方法使用的一种多段变温挤压装置，其特征在于，包括挤料筒，所述挤料筒的一端用于与挤压模头(8)固定连接，另一端附近的筒壁上设置有喂料口；所述挤料筒沿喂料口至挤压模头(8)的方向，依次划分为入料区(4)、挤压混合区(5)、高温熔融区(6)和挤压塑形区(7)；所述入料区(4)、挤压混合区(5)、高温熔融区(6)和挤压塑形区(7)分别与第一补水支路、第二补水支路、第三补水支路和第四补水支路连通；所述挤料筒的筒壁设置有夹套层，所述夹套层的外壁上设置有冷却水的进口和出口；
设置于所述挤料筒内部的挤料螺杆(3)，所述挤料螺杆(3)与电机(1)的输出轴连接；
用于分别对所述入料区(4)、挤压混合区(5)、高温熔融区(6)和挤压塑形区(7)进行加热的第一加热器(12)、第二加热器、第三加热器和第四加热器。
10.根据权利要求9所述的多段变温挤压装置，其特征在于，还包括：
喂料斗(2)，所述喂料斗(2)与所述喂料口固定连接；
用于对分别所述入料区(4)、挤压混合区(5)、高温熔融区(6)和挤压塑形区(7)进行温度感应的第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器；
与所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器以及电机(1)信号连通的控制器(17)；
与所述第一加热器(12)、第二加热器、第三加热器和第四加热器电连接的线控板(13)；所述线控板(13)与所述控制器(17)信号连接；
与所述线控板(13)电连接的变压器(14)；
水储存容器(15)，所述水储存容器(15)通过第一管道(10)与所述冷却水进口连通，通过第二管道(11)与所述冷却水出口连通，所述水储存容器(15)还与补水管(9)连通，所述补水管(9)同时与第一补水支路、第二补水支路、第三补水支路和第四补水支路连通；
设备机架(18)，所述挤料筒固定设置于所述设备机架(18)上。
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