探析杏仁多肽粉的生產(chǎn)技術(shù)論文
引言
杏仁在我國分布廣，品種多，資源豐富，以內(nèi)蒙古、吉林、陜西等地產(chǎn)量最大，是我國干果類出口產(chǎn)品的主要品種。杏仁中含有豐富的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，其含量在20%左右，其真實消化率和凈蛋白比值都較高，其中異亮氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸接近或超過人體必需量的標(biāo)準(zhǔn)值。榨完油后的杏仁粕更是含有40%以上的蛋白質(zhì)。
因此，有必要對杏仁及其副產(chǎn)品進行深加工，從而提高對杏仁資源的綜合利用率。本研究利用酶解對杏仁蛋白進行深加工，研制出杏仁多肽粉，改善杏仁蛋白的功能特性，提高其品質(zhì)，促進杏仁蛋白深加工的發(fā)展。
1 材料與方法
1.1 原料與輔料
原料為杏仁餅粕。杏仁餅粕是杏仁經(jīng)過低溫榨油脫脂后的副產(chǎn)物，組織致密，水分5%~8%，粗脂肪10%~15%，碳水化合物25%~30%，灰分3%~5%，蛋白質(zhì)30%~40%。杏仁粕中粗脂肪10%~15%，較高的含油率在蛋白提取過程中容易造成蛋白質(zhì)乳化，會影響產(chǎn)品最終得率，杏仁粕含油率控制在1%~5%以下為宜。
水解酶，選用外切酶和內(nèi)切酶組成的復(fù)合水解酶，購于酶制劑公司;氫氧化鈉，食品級，符合GB 5175—85 中的規(guī)定;鹽酸，食品級，符合GB 1897—2008中的規(guī)定。
1.2 試驗方法
蛋白質(zhì)的測定采用凱氏定氮法GB/T 14489.2—1993;水分含量的測定采用常壓直接干燥法;灰分含量的測定采用質(zhì)量法。
1.3 主要設(shè)備
濕磨機、浸提罐、離心機、板式換熱器、超濾裝置、雙效降膜式濃縮裝置、噴霧干燥機、包裝機。
2 杏仁多肽粉的生產(chǎn)工藝
2.1 工藝流程
沉淀溶解→堿提→離心→飼料或肥料杏仁餅粕→濕磨→堿提→離心→酸沉→離心→沉淀中和→殺菌→酶解→滅菌→膜分離→截留液→調(diào)配→均質(zhì)→殺菌閃蒸→噴霧干燥→旋風(fēng)分離→冷卻過篩→包裝→成品。
2.2 杏仁多肽粉的生產(chǎn)技術(shù)要求
2.2.1 杏仁餅粕的預(yù)處理
取低溫壓榨脫脂杏仁餅粕，用定量上料機給料到濕磨機，邊加料邊加水和堿液，磨料的同時按照1∶8 的比例加入50~55 ℃熱水，將濕粉碎后的料液經(jīng)過混合器、輸送泵輸送到預(yù)浸罐中，將預(yù)浸罐中料液的pH 值調(diào)至7.5~8.0。
2.2.2 杏仁蛋白質(zhì)的提取
預(yù)浸罐杏仁餅粕漿液經(jīng)離心泵打入浸提罐，55 ℃下攪拌并浸提20~30 min，以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心，取上清液。
離心重相經(jīng)螺桿泵轉(zhuǎn)移到二萃罐，按照1∶4 比例加水，用NaOH 溶液調(diào)節(jié)pH 值為7.5 后，進行重復(fù)二次浸提，55 ℃下保溫攪拌并浸提20~30 min，經(jīng)離心后得上清液。
將2 次離心的'清液管道中混合泵入酸沉罐中，在線用鹽酸調(diào)節(jié)pH 值至4.0~4.5，攪拌15~30 min 后于4 000 r/min 的轉(zhuǎn)速下離心，棄去上清液，重相即為杏仁蛋白質(zhì)。
沉淀的杏仁蛋白質(zhì)加水?dāng)噭蛳疵撍�，按�?∶4比例加水，再離心得杏仁蛋白質(zhì)。
2.2.3 中和殺菌
酸沉后的重相用堿液中和，中和使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)展開，調(diào)節(jié)糖度12%±0.5%，pH 值7.5~8.0。中和30 min 后120 ℃殺菌閃蒸，出料溫度控制在60 ℃。
2.2.4 酶解
水解條件：底物質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%~15%，酶添加量0.3%~0.5% (以蛋白質(zhì)物料質(zhì)量計)，水解溫度54~56 ℃，水解pH 值7.5~8.0，水解過程用堿液保持pH 值7.5 左右，水解時間4~6 h，連續(xù)攪拌;于85 ℃條件下10 min 可滅酶或板式換熱器滅酶。
將原料液中的蛋白酶失活。酶解液經(jīng)過過濾，用板式換熱器對酶解液加熱，進料溫度為酶解時溫度，滅酶溫度105 ℃，殺菌時間5~10 s，即可使水解液中的蛋白酶失活。
2.2.5 膜分離系統(tǒng)
將滅酶中和后的杏仁蛋白酶解液離心得離心液，將離心液選用連續(xù)微濾膜微濾，膜孔徑為0.2 μm。使用超濾分離的杏仁多肽含量達90%，分子量為10 kDa 的多肽可達99%以上。
2.2.6 濃縮
杏仁多肽溶液黏度較大且為熱敏性物料，因此選用雙效降膜式濃縮裝置。料液由加熱器頂部加入，液體在重力作用下，沿管內(nèi)壁成液膜狀向下流動，由于向下加速，克服加速壓頭比升膜式的小，沸點升高也小，加熱蒸汽與料液溫差大，所以傳熱效果較好。氣液進入蒸發(fā)分離室進行分離，二次蒸汽由分離室頂部排出，濃縮液則由底部抽出。
2.2.7 噴霧干燥
杏仁多肽溶液經(jīng)濃縮后選用壓力式噴霧器，壓力式噴霧器動力消耗少，大約每千克溶液消耗4~10 W 能量，而且產(chǎn)品容量大、溶解性較好。在排風(fēng)溫度達到85 ℃時開始噴霧，高壓泵壓力為3~20 MPa，噴霧器的噴霧頭轉(zhuǎn)速15 000 r/min，水分蒸發(fā)量350 kg/h，進風(fēng)溫度180 ℃，出料溫度80 ℃。噴霧干燥后可以直接進行包裝。產(chǎn)品需要均勻或有結(jié)塊，則添加旋風(fēng)分離和冷卻過篩工藝對產(chǎn)品進行分級，分級后進行包裝。
旋風(fēng)分離是盡可能除去多肽固體顆粒中所攜帶的氣體，達到氣固分離，風(fēng)量640~1 050 m3/h，風(fēng)速12~20 m/s，杏仁多肽粉在底部聚集，較細較輕的塵粒由上部旋渦氣流帶往上部，轉(zhuǎn)入布袋除塵器中進行粉塵回收。布袋除塵器過濾面積18 m2，風(fēng)速2~4 m/min，含塵氣流從進氣口進入下箱體后部分沉淀，輕微粉塵通過濾袋時被濾袋阻留，氣體進入上箱體，從出氣口排出。粉塵積附在濾袋外壁而不斷增加，被壓縮空氣從噴嘴噴出。將旋風(fēng)分離和布袋除塵回收的多肽粉收集到暫存罐。多肽分子量小、容重低，容易跑粉，干燥系統(tǒng)必須使用布袋除塵器進行截留。
2.2.8 冷卻過篩
旋風(fēng)分離后的多肽粉進行流化床設(shè)備冷卻，暫儲罐下粉后，在流化床視孔中觀察粉的運動情況，及時調(diào)整各段的溫度，使分子以懸浮狀態(tài)均勻向前移動，流化床進風(fēng)溫度70 ℃，出風(fēng)溫度40 ℃。冷卻后，過100 目的振動篩，對產(chǎn)品進行篩選包裝。若不需要流化床冷卻設(shè)備，則需延長管路，使噴霧干燥后的粉充分冷卻，之后進行包裝。
2.2.9 包裝
包裝采用粉體包裝機，根據(jù)所需要的包裝要求，設(shè)置包裝機的參數(shù)，定量包裝。
3 結(jié)論
(1) 為了有利于產(chǎn)品最終得率，杏仁餅粕含油率控制在1%~5%以下為宜。
(2) 利用蛋白質(zhì)堿溶酸沉的特點提取杏仁蛋白質(zhì)，即pH 值7.5~8.0 溶出蛋白，然后在pH 值4.5 時沉淀杏仁蛋白質(zhì)。
(3) 酶解條件以底物濃度10%~15%，酶添加量0.3%~0.5% (以蛋白質(zhì)物料質(zhì)量計)，水解溫度54~56 ℃，水解pH 值7.5~8.0，水解時間4~6 h 為佳。
(4) 微濾膜孔徑為0.2 μm 時，分離的杏仁多肽含量達90%。
(5) 噴霧干燥后，根據(jù)不同要求可進行不同規(guī)格的包裝。
(6) 此工藝操作性強，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
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