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探析杏仁多肽粉的生产技术论文

2020-02-05    作者:    来源:

  引言

  杏仁在我国分布广,品种多,资源丰富,以内蒙古、吉林、陕西等地产量最大,是我国干果类出口产品的主要品种。杏仁中含有丰富的优质蛋白质,其含量在20%左右,其真实消化率和净蛋白比值都较高,其中异亮氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸接近或超过人体必需量的标准值。榨完油后的杏仁粕更是含有40%以上的蛋白质。

  因此,有必要对杏仁及其副产品进行深加工,从而提高对杏仁资源的综合利用率。本研究利用酶解对杏仁蛋白进行深加工,研制出杏仁多肽粉,改善杏仁蛋白的功能特性,提高其品质,促进杏仁蛋白深加工的发展。

  1 材料与方法

  1.1 原料与辅料

  原料为杏仁饼粕。杏仁饼粕是杏仁经过低温榨油脱脂后的副产物,组织致密,水分5%~8%,粗脂肪10%~15%,碳水化合物25%~30%,灰分3%~5%,蛋白质30%~40%。杏仁粕中粗脂肪10%~15%,较高的含油率在蛋白提取过程中容易造成蛋白质乳化,会影响产品最终得率,杏仁粕含油率控制在1%~5%以下为宜。

  水解酶,选用外切酶和内切酶组成的复合水解酶,购于酶制剂公司;氢氧化钠,食品级,符合GB 5175―85 中的规定;盐酸,食品级,符合GB 1897―2008中的规定。

  1.2 试验方法

  蛋白质的测定采用凯氏定氮法GB/T 14489.2―1993;水分含量的测定采用常压直接干燥法;灰分含量的测定采用质量法。

  1.3 主要设备

  湿磨机、浸提罐、离心机、板式换热器、超滤装置、双效降膜式浓缩装置、喷雾干燥机、包装机。

  2 杏仁多肽粉的生产工艺

  2.1 工艺流程

  沉淀溶解→碱提→离心→饲料或肥料杏仁饼粕→湿磨→碱提→离心→酸沉→离心→沉淀中和→杀菌→酶解→灭菌→膜分离→截留液→调配→均质→杀菌闪蒸→喷雾干燥→旋风分离→冷却过筛→包装→成品。

  2.2 杏仁多肽粉的生产技术要求

  2.2.1 杏仁饼粕的预处理

  取低温压榨脱脂杏仁饼粕,用定量上料机给料到湿磨机,边加料边加水和碱液,磨料的同时按照1∶8 的比例加入50~55 ℃热水,将湿粉碎后的料液经过混合器、输送泵输送到预浸罐中,将预浸罐中料液的pH 值调至7.5~8.0。

  2.2.2 杏仁蛋白质的提取

  预浸罐杏仁饼粕浆液经离心泵打入浸提罐,55 ℃下搅拌并浸提20~30 min,以转速4 000 r/min离心,取上清液。

  离心重相经螺杆泵转移到二萃罐,按照1∶4 比例加水,用NaOH 溶液调节pH 值为7.5 后,进行重复二次浸提,55 ℃下保温搅拌并浸提20~30 min,经离心后得上清液。

  将2 次离心的清液管道中混合泵入酸沉罐中,在线用盐酸调节pH 值至4.0~4.5,搅拌15~30 min 后于4 000 r/min 的转速下离心,弃去上清液,重相即为杏仁蛋白质。

  沉淀的杏仁蛋白质加水搅匀洗脱酸,按照1∶4比例加水,再离心得杏仁蛋白质。

  2.2.3 中和杀菌

  酸沉后的重相用碱液中和,中和使蛋白质结构展开,调节糖度12%±0.5%,pH 值7.5~8.0。中和30 min 后120 ℃杀菌闪蒸,出料温度控制在60 ℃。

  2.2.4 酶解

  水解条件:底物质量分数10%~15%,酶添加量0.3%~0.5% (以蛋白质物料质量计),水解温度54~56 ℃,水解pH 值7.5~8.0,水解过程用碱液保持pH 值7.5 左右,水解时间4~6 h,连续搅拌;于85 ℃条件下10 min 可灭酶或板式换热器灭酶。

  将原料液中的蛋白酶失活。酶解液经过过滤,用板式换热器对酶解液加热,进料温度为酶解时温度,灭酶温度105 ℃,杀菌时间5~10 s,即可使水解液中的蛋白酶失活。

  2.2.5 膜分离系统

  将灭酶中和后的杏仁蛋白酶解液离心得离心液,将离心液选用连续微滤膜微滤,膜孔径为0.2 μm。使用超滤分离的杏仁多肽含量达90%,分子量为10 kDa 的多肽可达99%以上。

  2.2.6 浓缩

  杏仁多肽溶液黏度较大且为热敏性物料,因此选用双效降膜式浓缩装置。料液由加热器顶部加入,液体在重力作用下,沿管内壁成液膜状向下流动,由于向下加速,克服加速压头比升膜式的小,沸点升高也小,加热蒸汽与料液温差大,所以传热效果较好。气液进入蒸发分离室进行分离,二次蒸汽由分离室顶部排出,浓缩液则由底部抽出。

  2.2.7 喷雾干燥

  杏仁多肽溶液经浓缩后选用压力式喷雾器,压力式喷雾器动力消耗少,大约每千克溶液消耗4~10 W 能量,而且产品容量大、溶解性较好。在排风温度达到85 ℃时开始喷雾,高压泵压力为3~20 MPa,喷雾器的喷雾头转速15 000 r/min,水分蒸发量350 kg/h,进风温度180 ℃,出料温度80 ℃。喷雾干燥后可以直接进行包装。产品需要均匀或有结块,则添加旋风分离和冷却过筛工艺对产品进行分级,分级后进行包装。

  旋风分离是尽可能除去多肽固体颗粒中所携带的气体,达到气固分离,风量640~1 050 m3/h,风速12~20 m/s,杏仁多肽粉在底部聚集,较细较轻的尘粒由上部旋涡气流带往上部,转入布袋除尘器中进行粉尘回收。布袋除尘器过滤面积18 m2,风速2~4 m/min,含尘气流从进气口进入下箱体后部分沉淀,轻微粉尘通过滤袋时被滤袋阻留,气体进入上箱体,从出气口排出。粉尘积附在滤袋外壁而不断增加,被压缩空气从喷嘴喷出。将旋风分离和布袋除尘回收的多肽粉收集到暂存罐。多肽分子量小、容重低,容易跑粉,干燥系统必须使用布袋除尘器进行截留。

  2.2.8 冷却过筛

  旋风分离后的多肽粉进行流化床设备冷却,暂储罐下粉后,在流化床视孔中观察粉的运动情况,及时调整各段的温度,使分子以悬浮状态均匀向前移动,流化床进风温度70 ℃,出风温度40 ℃。冷却后,过100 目的振动筛,对产品进行筛选包装。若不需要流化床冷却设备,则需延长管路,使喷雾干燥后的粉充分冷却,之后进行包装。

  2.2.9 包装

  包装采用粉体包装机,根据所需要的包装要求,设置包装机的参数,定量包装。

  3 结论

  (1) 为了有利于产品最终得率,杏仁饼粕含油率控制在1%~5%以下为宜。

  (2) 利用蛋白质碱溶酸沉的特点提取杏仁蛋白质,即pH 值7.5~8.0 溶出蛋白,然后在pH 值4.5 时沉淀杏仁蛋白质。

  (3) 酶解条件以底物浓度10%~15%,酶添加量0.3%~0.5% (以蛋白质物料质量计),水解温度54~56 ℃,水解pH 值7.5~8.0,水解时间4~6 h 为佳。

  (4) 微滤膜孔径为0.2 μm 时,分离的杏仁多肽含量达90%。

  (5) 喷雾干燥后,根据不同要求可进行不同规格的包装。

  (6) 此工艺操作性强,适合于工业化生产。

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