CN118373873A - 一种高效节能的食品级红薯蛋白提取提纯工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效节能的食品级红薯蛋白提取提纯工艺，包括以下步骤：红薯拣选→破碎+研磨→低速离心分离去薯渣→中速离心分离去掉浆液中的淀粉等固形成分→高速离心分离获得固形红薯蛋白→漂洗去糖和色素→喷雾干燥获得成品红薯蛋白干粉。本发明与现有技术相比的优点在于：提供一种可以有效分离、提取、提纯，降低工艺能耗，不含化学添加，满足食品安全要求的一种高效节能的食品级红薯蛋白提取提纯工艺。
Description
技术领域
本发明涉及红薯蛋白提取提纯技术领域，具体是指一种高效节能的食品级红薯蛋白提取提纯工艺。
背景技术
红薯是一年生草本植物，地下部分具圆形、椭圆形或纺锤形的块根，茎平卧或上升，偶有缠绕，多分枝，叶片形状、颜色常因品种不同而异，通常为宽卵形，叶柄长短不一，聚伞花序腋生，蒴果卵形或扁圆形，种子1-4粒，通常2粒，无毛。
红薯营养十分丰富，含有大量的糖、蛋白质、脂肪、膳食纤维和各种维生素与矿物质，还有胡萝卜素和维生素C。
而红薯蛋白是淀粉型红薯加工中排出污水的主要污染物，其发酵会产生硫化氢、二氧化硫、氨气等有毒有害气体，造成水体发黑发臭，环境污染。
目前国内外主要研究的红薯蛋白提取技术有煮沸热絮凝工艺、添加絮凝剂沉降工艺、膜渗透提取工艺、气泡提取工艺。
由于在红薯淀粉加工废水中红薯蛋白的含量不足1％，这些工艺存在能耗特别高、提取耗时长、产品质量不稳定、固定资产投资特别大、投资回报期特别长等诸多问题，故目前为止国内没有成熟的可以规模化、连续化的食品级红薯蛋白提取提纯技术，导致红薯蛋白至今没有实现量产。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服以上技术缺陷，提供一种可以有效分离、提取、提纯，降低工艺能耗，降低固定资产投资，不含化学添加，满足食品安全要求的一种高效节能的食品级红薯蛋白提取提纯工艺。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种高效节能的食品级红薯蛋白提取提纯工艺，包括以下步骤：
步骤一：原料准备：准备红薯进行拣选及清洗；
步骤二：磨碎制浆：对选取的红薯破碎、研磨和过滤，离心分离薯渣得到混合浆液；
步骤三：浆液提纯：对混合浆液进行中速离心分离，去除包括淀粉、纤维、果胶后得到红薯蛋白+红薯糖为主要成分的预处理浆液；
步骤四：浆液分离：将步骤四中得到的浆液进行高速离心去除大量水分、糖分，后得含水固形红薯蛋白；
步骤五：漂洗：漂洗固形红薯蛋白，进行沉降式离心获得高纯度红薯蛋白固形物；
步骤六：制粉：对获得的高纯度红薯蛋白固形物加入清水搅拌成浆液后高速离心喷雾干燥，获得高纯度食品级红薯蛋白粉。
优选的，所述步骤一中去掉甘薯皮有虫眼、有霉坏的红薯，将其余红薯清洗干净，步骤二中磨碎制浆时红薯与水比为1:1，薯渣分离时使用三级离心分离筛网过滤。
优选的，所述步骤三中离心分离使用三级常温离心机分离时长5～8min，分离因素400～2000g。
优选的，磨碎制浆时长2～4min，三级离心分离筛网过滤时长3～5min。
优选的，所述浆液分离包括使用离心分离因素大于10000g的离心机进行常温离心分离，时长20～30min，得含水固形红薯蛋白。
优选的，所述步骤五中漂洗固形红薯蛋白，pH值在4.5-6.0之间，高速沉降式离心分离因素大于10000g，时长10～20min。
优选的，所述步骤六中喷雾干燥时烘干进风温度150-200℃，烘干时烘干塔内温度保持在80-95℃。
本发明与现有技术相比的优点在于：
在本发明的工艺中提取提纯过程在常温下进行，大幅降低了能耗，让生产成本降低50％以上；
提取过程中没有添加化学助剂，既保证了红薯蛋白粉达到食品安全的要求，又大幅降低了加工废水治理的环保成本；
本发明中提取的红薯蛋白粉因为没有受持续高温变性，从而保持了水溶性，后续加工利用更方便，用途更广泛，售价更高；
提取红薯蛋白后的浆液，由于是常温的，可以再次用于红薯清洗和淀粉提取，从而大幅降低了每吨红薯加工的耗水量，实现节水减排；
整个工艺提取率高，可以实现规模、连续化生产，整体固定资产投资比现有的几种提取方法降低30-60％；
紫薯提取的蛋白粉，蛋白质干基含量超过40％，鲜食红心薯提取的蛋白粉，蛋白质干基含量超过50％，淀粉型白心薯提取的蛋白粉，蛋白质干基含量超过60％，均可以达到食品级植物蛋白含量高于40％的要求。产品执行标准：食品安全国家标准《食品加工用植物蛋白》，GB20371—2016。
具体实施方式
现将详细地提供本发明实施方式的参考，其一个或多个实例描述于下文。提供每一实例作为解释而非限制本发明。实际上，对本领域技术人员而言，显而易见的是，可以对本发明进行多种修改和变化而不背离本发明的范围或精神。例如，作为一个实施方式的部分而说明或描述的特征可以用于另一实施方式中，来产生更进一步的实施方式。
因此，旨在本发明覆盖落入所附权利要求的范围及其等同范围中的此类修改和变化。本发明的其它对象、特征和方面公开于以下详细描述中或从中是显而易见的。本领域普通技术人员应理解本讨论仅是示例性实施方式的描述，而非意在限制本发明更广阔的方面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
除了在操作实施例中所示以外或另外表明之外，所有在说明书和权利要求中表示成分的量、物化性质等所使用的数字理解为在所有情况下通过术语“约”来调整。例如，因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，适当改变这些近似值。用端点表示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何范围，例如，1至5包括1、1.1、1.3、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5等等。
结合所示，一种高效节能的食品级红薯蛋白提取提纯工艺，包括以下步骤：
红薯拣选→破碎+研磨→渣浆分离去薯渣→离心分离去掉浆液中的淀粉等固形成分→调节pH值降低红薯蛋白溶解度→离心分离获得固形红薯蛋白→漂洗去糖和色素→喷雾干燥获得成品红薯蛋白干粉；
步骤一：原料准备：准备红薯进行拣选及清洗；
步骤二：磨碎制浆：对选取的红薯破碎、研磨和过滤，低速离心分离薯渣得到混合浆液；
步骤三：浆液提纯：对混合浆液进行中速离心分离，去除包括淀粉、纤维、果胶后得到红薯蛋白+红薯糖为主要成分的预处理浆液；
步骤四：浆液分离：将步骤四中得到的浆液进行高速离心去除包括水分、糖分后得固形红薯蛋白；
步骤五：漂洗：漂洗固形红薯蛋白进行沉降式离心获得高纯度红薯蛋白固形物；
步骤六：制粉：对获得的高纯度红薯蛋白固形物加入清水搅拌成浆液后高速离心喷雾干燥获得高纯度食品级红薯蛋白粉。
在具体使用时
在常温常压下进行红薯拣选及清洗：去掉甘薯皮有虫眼、有霉坏的红薯，清洗干净，确保红薯块茎被充分破壁，让淀粉和蛋白溶于水中，其中红薯和水＝1:1，破碎+研磨工段时间约2-4分钟；
使用三级筛网低速离心过滤实现薯渣和浆液分离，去除薯渣后，获得主要成分为红薯淀粉和红薯蛋白、红薯糖为主要成分的混合浆液，耗时3-5分钟，液体中的红薯蛋白含量在1％，常温常压下进行，三级常温离心机分离去除浆液中的淀粉、纤维、果胶等固体或者水溶性低的成分，获得纯度相对较高的红薯蛋白+红薯糖为主要成分的浆液，耗时5-8分钟，常温常压，分离因素400-2000g，优选的为1500g；
等待浆液发酵后，将蛋白浆液进行高速离心，去除水分、糖分，获得固形红薯蛋白，耗时20-30分钟，获得固形红薯蛋白含水量70％左右，常温常压，高离心力，分离因素大于10000g；
用清水漂洗固形红薯蛋白，高速沉降式离心去掉大部分糖和色素，获得高纯度红薯蛋白固形物，红薯蛋白固形物pH值在4.5-6.0之间，耗时10-20分钟，获得固形红薯蛋白的含水量70％左右，常温常压高离心力，分离因素为大于10000g；
将高纯度红薯蛋白固形物加入清水搅拌成浆液后立即高速离心喷雾干燥成粉末，获得高纯度食品级红薯蛋白粉，其中烘干进风温度150-200℃，烘干时烘干塔内温度保持在80-95℃，连续作业下从红薯清洗磨浆到获得食品级红薯蛋白干粉成品，最快1小时，最大限度减少红薯蛋白被氧化和被酶解。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明大幅降低提取提纯过程的能耗，大幅降低固定资产投资额，大幅降低了提取红薯蛋白后的废水治理成本，大幅提升红薯蛋白的品质稳定性和可靠性，大幅缩短了提取红薯蛋白所需的时间。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种高效节能的食品级红薯蛋白提取提纯工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：原料准备：准备红薯进行拣选及清洗；
步骤二：磨碎制浆：对选取的红薯破碎、研磨和过滤，低速离心分离薯渣得到混合浆液；
步骤三：浆液提纯：对混合浆液进行中速离心分离，去除包括淀粉、纤维、果胶后得到红薯蛋白+红薯糖为主要成分的预处理浆液；
步骤四：浆液分离：将步骤四中得到的浆液进行高速离心去除包括水分、糖分后得固形红薯蛋白；
步骤五：漂洗：漂洗固形红薯蛋白并进行沉降式离心获得高纯度红薯蛋白固形物；
步骤六：制粉：对获得的高纯度红薯蛋白固形物加入清水搅拌成浆液后高速离心喷雾干燥，获得高纯度食品级红薯蛋白粉。
2.根据权利要求1所述的一种高效节能的食品级红薯蛋白提取提纯工艺，其特征在于：所述步骤一中去掉甘薯皮有虫眼、有霉坏的红薯，将其余红薯清洗干净，步骤二中磨碎制浆时红薯与水比为1:1，薯渣分离时使用三级离心分离筛网过滤。
3.根据权利要求1所述的一种高效节能的食品级红薯蛋白提取提纯工艺，其特征在于：所述步骤三中离心分离使用三级常温离心机分离时长5～8min，分离因素400～2000g。
4.根据权利要求2所述的一种高效节能的食品级红薯蛋白提取提纯工艺，其特征在于：磨碎制浆时长2～4min，三级筛网过滤时长3～5min。
5.根据权利要求1所述的一种高效节能的食品级红薯蛋白提取提纯工艺，其特征在于：所述浆液分离包括使用离心分离因素大于10000g的离心机进行常温分离，分离时长20～30min，得含水固形红薯蛋白。
6.根据权利要求1所述的一种高效节能的食品级红薯蛋白提取提纯工艺，其特征在于：所述步骤五中漂洗固形红薯蛋白，pH值在4.5-6.0之间，高速沉降式离心分离因素大于10000g，时长10～20min。
7.根据权利要求1所述的一种高效节能的食品级红薯蛋白提取提纯工艺，其特征在于：所述步骤六中喷雾干燥时烘干进风温度150-200℃，烘干时烘干塔内温度80-95℃。
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