CN1854153A - 一种生产组织化植物蛋白的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生产组织化植物蛋白的方法。本发明方法包括如下步骤：1)原料粉碎；2)设备预热及参数设计；3)物料水分调制；4)进料速度；5)二次加水的方法和加水量；6)挤压成型及模具。采用本发明方法所生产的组织化植物蛋白具有组织化程度高，产品弹韧性强，纤维结构明显，产品质地更接近动物肉，营养保存率高等优点，并且产品的水分含量高，可以直接食用或进行炒、煮、炖、烤、炸等多种形式的加工，可直接应用于餐饮业；本发明方法原料适用性广，工艺简单，能耗低，尤其适宜工业化、连续化生产。

Description

一种生产组织化植物蛋白的方法
技术领域
本发明涉及植物产品的加工方法，特别是涉及一种生产组织化植物蛋白的方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，动物蛋白在人群饮食结构中的比重逐渐增加，同时也提高了人群高血压、高血脂和高胆固醇“三高疾病“的发生率。因此有关专家建议应增加植物蛋白的摄入量，以代替部分动物蛋白。在植物蛋白中，组织化蛋白具有低脂肪和低胆固醇的特点，又极具动物蛋白的质地，因此被认为是动物蛋白的最佳替代品。生产组织化植物蛋白的工艺主要有挤压法、纺丝粘结法、水蒸气膨化法和冻结法，其中适合工业化、连续化大生产，应用最广泛的方法是挤压法。
挤压法是将植物蛋白原料经过除杂、粉碎和调制，进入螺杆挤压机中，在挤压机料筒内的力场、温度场和压力场的作用下，植物蛋白失去其天然结构，形成均匀连续的熔融体，并沿流动方向重新定向，形成网状交联结构，从而形成组织化蛋白。
目前市场上主要的组织化植物蛋白大多为膨化型，口感粗糙或纤维状结构较差，不宜直接食用，通常只作为食品辅料和添加剂。究其原因，主要因为生产工艺中水分比例较低，组织化程度较差。有关资料显示，膨化型产品的调节水分最高只能达到40％，通常生产时水分控制在20％～30％。这是因为一方面较多的水分在机腔内不能均匀分布，增加了体系中的自由能，导致设备不稳定，产品不能成形；另一方面具有较多水分的物料容易发粘、结块，较难调制和喂料。物料水分比例低还不利于提高产品质量，如要使产品达到同样的组织化程度，在物料水分含量较低的情况下，必然需要升高温度，这样就加速了营养成分的分解和加深了成品的颜色，并容易导致焦料，堵塞挤压机；另外，物料水分含量较低和温度的升高还会导致挤压机内阻力增加，扭矩、压力上升，能耗增加，生产成本也随之增加。可见，如何提高物料中的水分比例是提高组织化蛋白质量的关键所在。
有资料显示，添加一些添加剂能改善组织化蛋白的质地。然而，这样做一方面增加了工艺的复杂性和生产成本；另一方面也不符合现代人追求天然绿色食品的要求，同时也降低了产品本来的风味和消费者的接受性。
发明内容
本发明的目的是提供一种不使用添加剂的生产组织化植物蛋白的方法。
本发明所提供的生产组织化植物蛋白的方法，包括如下步骤：
1)原料粉碎：将植物蛋白原料粉碎成颗粒状；
2)设备预热：将双螺杆挤压机启动后进行预热，使挤出机机筒一区的温度为55℃～90℃、二区的温度为100℃～120℃、三区的温度为130℃～160℃、四区的温度为100℃～130℃、模头的温度为70℃～80℃；
3)物料调制：向粉碎后的原料中加水至原料水分质量含量达到15％～20％，调制物料；
4)进料：将调制好的物料加入到双螺杆挤压机中；
5)二次加水：向物料中二次加水，使物料中水分质量含量为45-60％；
6)挤压成型：二次加水后的物料通过双螺杆挤压机的捏合模块挤压得到组织化植物蛋白。
其中，步骤4)所述进料速度可控制在25g/min～35g/min之间；步骤6)所述双螺杆挤压机螺杆转速控制在110rpm～120rpm之间。常用的植物蛋白原料有大豆粕或花生粕等。
本发明方法通过两次加水过程向物料中添加水份，并通过带有捏和模块的双螺杆挤压机对植物蛋白原料进行挤压成型，大大加强了蛋白质的水合作用，避免了添加剂的使用，解决了高水分物料喂料难和体系不稳定等问题，提高了产品的组织化程度，降低了能耗，增加了效益。采用本发明方法所生产的组织化植物蛋白具有组织化程度高，产品弹韧性强，纤维结构明显，产品质地更接近动物肉，营养保存率高等优点，并且产品的水分含量高，可以直接食用或进行炒、煮、炖、烤、炸等多种形式的加工应用于餐饮业；本发明方法原料适用性广，工艺简单，能耗低，尤其适宜工业化、连续化生产。
附图说明
图1为带有捏合模块的螺杆结构示意图；
图2为二次加水装置与挤压机的连接示意图。
具体实施方式
本发明实施例中所用的百分含量如果没有特殊说明，均为质量百分含量。
实施例1、高组织化度花生蛋白的生产
一、高组织化度花生蛋白的生产
1)将1千克食用花生粕用锤式粉碎机粉碎为粗粉；
2)将德国布拉本德食品仪器公司生产的DSE-25双螺杆挤压机进行预热，挤压机机筒各区的温度预设如下：一区，70℃；二区，120℃；三区，160℃；四区，110℃；2×20mm的方型模头，70℃；
3)待挤压机各区机筒的温度达到预设值后，预调制花生粕至水分含量达到15％，然后进料，进料速度设定为25g/min；
4)通过双螺杆挤压机再向物料中加水，调节加水量至物料最终水分达到50％；
5)进行挤压组织化加工，模头的温度控制在70℃，螺杆转速设为110rpm，得到规则、光滑、均匀一致，且富有弹性和韧性的产品；
6)将产品在室温下冷却5分钟，真空包装，即为成品。
其中，在输送螺杆11的前端还增加了一捏合模块12，结构如图1所示。该捏合模块12能增加物料的水合作用，使原料和水的混合更加迅速和均匀，减少了体系中游离水，提高了物料体系的稳定性。
二次加水是通过图2的加水装置完成的，在挤压机2的加料口21的前端开设有加水口22，通过计量水泵23将水箱24的水加入到挤压机2中，并控制其中的加水量。
二、产品测定
1、产品感官品质
产品外观规则，表面光滑，色泽为白-淡黄色，具有原料特有的香味，无不良气味。
2、产品的组织化度测定
质构仪(Ta.XT 2i/50型)TPA模式的测定值为：硬度(Hardness)12.1～13.8Kg；弹性(Springiness)0.90～0.94；聚结性(Cohesiveness)0.67～0.70；咀嚼度(Chewiness)7431～8596；粘着性(Adhesiveness)586～1032gs；
通过质构仪测定切刀沿平行于植物蛋白纤维方向(纵向)和垂直于纤维方向(横向)的力，两者相除得到的比值来描述组织化程度，比值越大，表示组织化程度越高，反之则越低。以鸡肉为参照，将本发明所得花生蛋白产品与市售植物蛋白产品(北京庆达食品有限责任公司的豆肠产品)进行组织化度比较，结果如表1所示。
表1.产品组织化程度比较
样品   平行纤维方向的切力(g)   垂直纤维方向的切力(g) 组织化度
  鸡肉高组织化度花生蛋白市售植物蛋白产品   288.67334.94569.26   1044.50598.62692.63   3.621.791.22
由表1可见，与市售植物蛋白产品相比，本发明方法所生产的花生蛋白产品的组织化度更高，更加接近鸡肉。
3、挤压前后原料和产品营养成分比较
挤压前后原料和产品营养成分比较结果分别见表2、表3。由表2、表3可见，采用本发明方法制备得到的组织化植物蛋白的营养损失很小。
表2.原料和产品一般化学成分
样品   灰分(％)   粗脂肪(％)   粗纤维(％)   粗蛋白(％)   脲酶活性(ΔpH)
  原料产品   6.146.09   0.610.63   3.722.82   52.5450.80   2.410.03
表3.原料和产品的氨基酸成分表
氨基酸名称   氨基酸含量(％，干基)
  原料   产品
  天门冬氨酸苏氨酸丝氨酸谷氨酸甘氨酸丙氨酸胱氨酸缬氨酸蛋氨酸异亮氨酸亮氨酸酪氨酸苯丙氨酸组氨酸赖氨酸精氨酸脯氨酸氨基酸∑   6.211.982.567.811.772.150.432.470.592.244.121.762.721.403.333.842.7448.12   5.972.102.897.062.272.230.492.440.752.154.261.532.581.393.224.283.1248.73
三、生产能耗比较
本发明方法与传统低水分挤压法生产耗能比较如表4所示，结果表明本发明方法的生产耗能更低。
表4.产品生产耗能比较
  技术类型   物料水分％   扭矩Nm  压力Bar   能耗Wh/Kg
  对照技术发明方法   3050   6030  4020   680180
实施例2、高组织化度大豆蛋白的生产
1)将1千克食用低温豆粕用锤式粉碎机粉碎为粗粉；
2)预热双螺杆挤压机，挤压机机筒各区的温度预设如下：一区，80℃；二区，110℃；三区，150℃；四区，120℃；1×40mm型模头，75℃；
3)待挤压机各区机筒的温度达到预设值后，向粉碎的低温豆粕中加水至水分含量达到20％，进料，进料速度设定为35g/min；
4)通过双螺杆挤压机再向物料中加水，调节加水量至物料最终水分达到55％；
5)进行挤压组织化加工，模头的温度控制在75℃，螺杆转速设为120rpm，得到规则、光滑、均匀一致，且富有弹性和韧性的面带；
6)将面带在室温下冷却5分钟，真空包装，即为成品。
实施例3、高组织化度大豆蛋白的生产
1)将1千克食用低温豆粕用锤式粉碎机粉碎为粗粉；
2)预热双螺杆挤压机，挤压机机筒各区的温度预设如下：一区，90℃；二区，120℃；三区，155℃；四区，120℃；直径为6mm的圆型模头，80℃；
3)待挤压机各区机筒的温度达到预设值后，向粉碎的低温豆粕中加水至水分含量达到15％，进料，进料速度设定为35g/min；
4)通过双螺杆挤压机再向物料中加水，调节加水量至物料最终水分达到55％；
5)进行挤压组织化加工，模头的温度控制在70℃，螺杆转速设为120rpm，得到富有弹性和韧性且极具鸡肉质地的产品；
6)开启旋切装置，将产品切成2cm～2.5cm的圆柱状，在室温下冷却5分钟，真空包装，即为成品。

Claims (4)

1、一种生产组织化植物蛋白的方法，包括如下步骤：
1)原料粉碎：将植物蛋白原料粉碎成颗粒状；
2)设备预热：将双螺杆挤压机启动后进行预热，使挤出机机筒一区的温度为55℃～90℃、二区的温度为100℃～120℃、三区的温度为130℃～160℃、四区的温度为100℃～130℃、模头的温度为70℃～80℃；
3)物料调制：向粉碎后的原料中加水至原料水分质量含量达到15％～20％，调制物料；
4)进料：将调制好的物料加入到双螺杆挤压机中；
5)二次加水：向物料中二次加水，使物料中水分质量含量为45-60％；
6)挤压成型：二次加水后的物料通过双螺杆挤压机的捏合模块挤压得到组织化植物蛋白。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤4)所述进料速度为25g/min～35g/min。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤6)所述双螺杆挤压机螺杆转速为110rpm～120rpm。
4、根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：所述植物蛋白原料为大豆粕或花生粕。
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