一种红薯蛋白粉及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201511031153.3 | 申请日 | 2015-12-31 | 公开(公告)号 | CN105594976A | 公开(公告)日 | 2016-05-25 |
| 申请人 | 山东圣琪生物有限公司; | 发明人 | 刘玉奉; 从浩; 杜显雨; 余明华; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种红薯蛋白粉及其制备方法，该方法包括将原料红薯渣或红薯渣干渣 水 洗、酶解、调整滤液pH值、过滤、干燥等工艺步骤处理。本发明方法简便易行、成本低，解决了红薯渣营养功能成分无法得到成分利用的问题，同时解决了其对环境的污染，制得一种高纯度红薯蛋白粉；大大提高了生产效率和红薯渣使用效率，使废弃物得到高效转化利用，减少了环境污染，提高了经济效益；且易于实现工业化生产。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种红薯蛋白粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种红薯蛋白粉及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及食品技术领域，特别涉及一种红薯蛋白粉及其制备方法。 背景技术[0002] 红薯又称番薯、甘薯、红苔、白薯、地瓜，现已广泛栽培在全世界的热带、亚热带地区(主产于北纬40°以南)。红薯是一年生草本植物，地下部分为圆形、椭圆形或纺锤形的块根，块根的形状、皮色和肉色因品种或土壤不同而异。在我国主要分布在湖南、湖北、江西以及安徽一带，在一些较北的地区黑龙江省也有种植。红薯渣是红薯粉厂生产红薯粉后和红薯淀粉厂提取红薯淀粉后的残渣，约占鲜重的45％～60％。红薯渣的主要成分是淀粉、纤维素及少量蛋白质。随着国家对再生资源的开发与利用以及环境污染越来越重视，红薯渣作为新型原料被有效利用也将成为一项重要课题。 [0003] 红薯含有丰富的粘液蛋白，这是一种多糖与蛋白质混合物，对人体有特殊的保护作用，能保持消化道、呼吸道、关节腔、膜腔的润滑和血管的弹性，由于这种物质可防止物质在动脉管壁上沉积而引起的动脉硬化，可以防止肝及肾脏等器官结缔组织的萎缩，可以减缓人体器官的老化，提高肌体免疫力。红薯还含有糖蛋白，具有很好的抗突变、降血脂和增强免疫力的作用。目前，红薯渣用途仅限于生产农家饲料和制造沼气，而绝大部分被作为废料丢弃。因此，利用红薯渣生产红薯蛋白，既可以解决处理红薯渣对环境造成的污染，又可以形成企业新的利润增长点。 发明内容[0005] 本发明目的是提供一种红薯蛋白粉及其制备方法，针对红薯渣中营养功能成分无法充分利用以及环境污染等问题，采用制备红薯蛋白的方法对红薯渣进行充分利用。 [0006] 实现本发明目的的技术方案如下： [0007] 一种红薯蛋白粉的制备方法，包括以下步骤： [0008] (1)将红薯渣或红薯渣干渣进行水洗； [0009] (2)向水洗后的红薯渣或红薯渣干渣加入胰蛋白酶酶解； [0010] (3)调整酶解液pH，直至蛋白肽全部析出，过滤；将所得滤渣干燥，即得红薯蛋白粉。 [0011] 为充分利用红薯渣资源，提高产品得率，且改善红薯蛋白粉品质，本发明优选采用红薯渣干渣为原料，且对红薯渣干渣的制备方法进行了进一步改进。 [0012] 所述将红薯渣干渣的制备方法包括以下步骤： [0013] (S1)将含水量80％以上的红薯渣经板框过滤，将其含水量降至40-50％； [0015] 其中，步骤(S1)中，所述板框过滤的压力为10-20MPa，优选为15-18MPa，采用此种压力进行过滤其有助于最大限度的降低水分含量同时保持营养元素。 [0016] 步骤(S1)中经过初步除水，控制最终的含水量为40-50％，不仅有助于降低能耗，最重要的是，以此种含水量的红薯渣作为闪蒸干燥的物料，有助于干燥过程的顺利进行。当含水量低于40％时，物料容易出现结块问题，不利用后期的闪蒸干燥；当含水量高于50％时，物料含水量较多，一方面闪蒸干燥能耗消耗大，此外，还存在营养元素流失的问题。 [0017] 步骤(S2)中，采用本领域常规的闪蒸干燥机进行处理，闪蒸干燥时，如果入口温度过高，物料干燥速度过快，容易使干燥不彻底；出口温度过高，会使物料干燥不充分且容易结块；出口温度过低物料则容易瞬间凝固。为了达到理想的干燥效果，本发明所述闪蒸干燥入口温度优选为350-400℃，出口温度优选为90-100℃，在此温度下有助于物料的彻底干燥同时保留营养成分。 [0019] 所述闪蒸干燥的破碎速度为20-60m/s，优选为30-50m/s，在此破碎速度下，能够快速均匀的对物料内部进行分割使得干燥更加彻底。 [0020] 本发明所述闪蒸干燥优选在如下条件下进行：入口温度350-400℃，出口温度90-100℃，风速3-5m/s，破碎速度30-50m/s，在此条件下，滤饼能够最大程度的被破碎，使得物料能够充分的被干燥，干燥效果良好；且能够避免物料粘壁问题，干燥得到的物料具有良好的蓬松度，颗粒大小均一，粒径约为0.3-1mm。 [0021] 优选地，所述将红薯渣干渣的制备方法包括以下步骤： [0022] (S1)将含水量80％以上的红薯渣经板框过滤，将其含水量降至40-50％；所述所述板框过滤的压力为10-20MPa，进一步优选为15-18Mpa； [0023] (S2)通过闪蒸干燥法将板框过滤的滤饼进行干燥至水分含量12-14％，然后粉碎至60目-100目，得红薯渣干渣；其中，闪蒸干燥的入口温度为350-400℃，出口温度为90-100℃，风速为2-7m/s，破碎速度为20-60m/s。 [0024] 本发明采用两步法即可实现将含水量80％以上的新鲜红薯渣干燥至含水量13％左右，解决了工业新鲜红薯渣含水量大，不易保存，不易运输，容易对环境造成污染的问题。此外，重要的是，针对红薯渣物料本身粘度大不易干燥的特点，本发明对板框过滤及闪蒸干燥的工艺参数进行了优化，意外发现通过控制板框过滤的压力及滤饼的含水量，以及控制闪蒸干燥的进口、出口温度等参数，能够有效解决物料干燥过程中易粘壁、结块等问题，得到的干燥颗粒粒度均一，蓬松度好；且红薯渣干渣组织均匀，有利于后续酶解处理，可显著提高蛋白粉中多肽含量，提高水解度。 [0025] 实验发现，以上述方法制得的红薯渣干渣为原料制备红薯蛋白粉，所制得的红薯蛋白粉品质更佳，产品得率更高。 [0026] 具体地，上述红薯蛋白粉的制备方法，包括以下步骤： [0027] (1)将含水量80％以上的红薯渣经板框过滤，将其含水量降至40-50％； [0028] (2)通过闪蒸干燥法将板框过滤的滤饼进行干燥至水分含量12-14％，然后粉碎至60目-100目，得红薯渣干渣；其中，闪蒸干燥的入口温度为350-400℃，出口温度为90-100℃，风速为2-7m/s，破碎速度为20-60m/s； [0029] (3)将红薯渣干渣进行水洗； [0030] (4)向水洗后的红薯渣干渣加入胰蛋白酶酶解； [0031] (5)调整酶解液pH，直至蛋白肽全部析出，过滤；将所得滤渣干燥，即得红薯蛋白粉。 [0032] 上述红薯蛋白粉的制备方法，其中： [0033] 所述水洗目的是除去水溶性蛋白质、水溶性膳食纤维和水溶性维生素等杂质，以利于后续处理。 [0034] 优选地，所述水洗时控制红薯渣干重(或红薯渣干渣重量)与水的重量比为1∶5-15，水洗1-3次。进一步优选地，控制红薯渣干重(或红薯渣干渣重量)与水的重量比为1∶10，水洗3次。 [0035] 优选地，胰蛋白酶用量为红薯渣干重(或红薯渣干渣重量)的0.1％-0.5％，酶解温度为35-39℃，pH为7.9-8.3，酶解时间一般为50-90min。进一步优选地，胰蛋白酶用量为红薯渣干重(或红薯渣干渣重量)的0.20％-0.25％，酶解温度为35-37℃，pH为8.0-8.1，酶解时间为50-60min。 [0036] 优选地，调整酶解液pH至6-8，直至蛋白肽全部析出。 [0040] 更优选地，所述冷冻干燥工艺参数为：冻干过程中温度-20～-10℃，真空度9～9.33Pa，冷阱温度比预冻结温度低5～10℃。 [0041] 以上冷冻干燥艺可保证干燥过程不对红薯蛋白肽含量或成分或活性产生影响。 [0042] 进一步优选地，所述喷雾干燥工艺参数为：空气流量为7.78～8L(kg/s)，干燥物料量1.5～2kg/s，进口温度21～31℃，出口温度67～72℃，初始湿含量0.0527～0.0727kg/kg，终了湿含量0.0050～0.0065kg/kg。 [0043] 更优选地，所述喷雾干燥工艺参数为：空气流量为7.78L(kg/s)，干燥物料量1.5kg/s，进口温度21℃，出口温度67℃，初始湿含量0.0527kg/kg，终了湿含量0.0050kg/kg。 [0044] 以上喷雾干燥工艺可保证干燥过程不对红薯蛋白肽含量或成分或活性产生影响。 [0045] 本发明所述红薯渣为本领域通用术语，一般包括红薯粉厂生产红薯粉后或红薯淀粉厂提取红薯淀粉后的残渣，约占鲜重的45％～60％。红薯渣的主要成分是淀粉、纤维素及少量蛋白质。优选地，所述红薯渣含水量80％以上；优选地，所述红薯渣干渣含水量12-14％。 [0046] 优选地，所述红薯渣为新鲜红薯渣；根据实际生产情况，若需冷藏运输或贮存，则优选冷藏运输或贮存温度不高于15℃。 [0047] 本发明采用的胰蛋白酶酶解技术，水解度可达83％以上，所得红薯蛋白粉中多肽含量可达67％以上。 [0048] 本发明还包括按上述方法制备的红薯蛋白粉。 [0049] 本发明采用调整滤液pH的方法可将红薯渣中的絮状粘液蛋白有效的分离出来。因红薯粘液蛋白是一种多糖体和蛋白质结合而成的高活性蛋白，热敏性较强，较高温度下易失去部分活性，本发明采用冷冻干燥或真空干燥工艺方法，可保持红薯粘液蛋白的原有活性。本发明方法简便易行、成本低，解决了红薯渣营养功能成分无法得到成分利用的问题，同时解决了其对环境的污染，制得一种高纯度红薯蛋白粉；大大提高了生产效率和红薯渣使用效率，使废弃物得到高效转化利用，减少了环境污染，提高了经济效益；且易于实现工业化生产。 具体实施方式[0050] 以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。以下实施例所用胰蛋白酶购自青岛诺维信公司，酶活力为5.36万u/g。 [0051] 实施例1 [0052] 一种红薯蛋白粉的制备方法，包括以下步骤： [0053] (1)将含水量85％的红薯渣经离心泵输送至板框过滤机进行初步除水，除水过程中控制进料速度为10m/s，过滤压力为15MPa，将滤饼吹扫至板框无滤液流出，过滤结束，经检测，红薯渣中含水量为45％； [0054] (2)将步骤(1)得到的滤饼输送至闪蒸干燥机，控制进口温度350-360℃，出口温度90-95℃，风速3-5m/s，破碎速度40m/s，干燥结束后，粉碎至60目，得红薯渣干渣。经检测，红薯渣干渣中水分含量为12％，颗粒粒径0.5mm，蓬松度良好，无结块现象，红薯渣干渣中纤维类含量62.45％，淀粉含量2.52％，蛋白质及其他物质含量2.96％。 [0055] (3)加入所述红薯渣干渣10倍重量的水，进行水洗3次；过滤，得滤渣； [0056] (4)向步骤(3)所得滤渣中加入所述滤渣干重10倍重量的水，滤渣干重0.25％的胰蛋白酶，在37℃，pH＝8.1条件下酶解60min，过滤； [0057] (5)调整步骤(4)所得滤液pH至6-7，直至蛋白肽全部析出，过滤；将所得滤渣喷雾干燥，即得红薯蛋白成品；其中，喷雾干燥工艺参数如下：空气流量为7.78L(kg/s)，干燥物料量1.5kg/s，进口温度21℃，出口温度67℃，初始湿含量0.0527kg/kg，终了湿含量0.0050kg/kg。 [0058] 实施例2 [0059] 一种红薯蛋白粉的制备方法，包括以下步骤： [0060] (1)将含水量90％的红薯渣经离心泵输送至板框过滤机进行初步除水，除水过程中控制进料速度为10m/s，过滤压力为18MPa，将滤饼吹扫至板框无滤液流出，过滤结束，经检测，红薯渣中含水量为50％； [0061] (2)将步骤(1)得到的滤饼输送至闪蒸干燥机，控制进口温度380-400℃，出口温度95-100℃，风速3-5m/s，破碎速度45m/s，干燥结束后，粉碎至100目，得红薯渣干渣。经检测，红薯渣干渣中水分含量为14％，颗粒粒径1mm，蓬松度良好，无结块现象，红薯渣干渣中纤维类含量60.32％，淀粉含量2.3％，蛋白质及其他物质含量3.12％。 [0062] (3)加入所述红薯渣干渣15倍重量的水，进行水洗2次；过滤，得滤渣； [0063] (4)向步骤(3)所得滤渣中加入所述滤渣干重10倍重量的水，滤渣干重0.20％的胰蛋白酶，在35℃，pH＝8.0条件下酶解50min，过滤； [0064] (5)调整步骤(4)所得滤液pH至7-8，直至蛋白肽全部析出，过滤；将所得滤渣喷雾干燥，即得红薯蛋白成品；其中，喷雾干燥工艺参数如下：空气流量为7.78L(kg/s)，干燥物料量1.5kg/s，进口温度31℃，出口温度72℃，初始湿含量0.0727kg/kg，终了湿含量0.0065kg/kg。 [0065] 实施例3 [0066] 一种红薯蛋白粉的制备方法，与实施例1的区别仅在于，步骤6)为冷冻干燥，所述冷冻干燥工艺参数如下：冻干过程中最高温度为-10℃，真空度9.33Pa，冷阱温度比预冻结温度低10℃。 [0067] 实施例4 [0068] 一种红薯蛋白粉的制备方法，与实施例1的区别仅在于，步骤6)为冷冻干燥，所述冷冻干燥工艺参数如下：冻干过程中最高温度为-15℃，真空度10Pa，冷阱温度比预冻结温度低8℃。 [0069] 实施例5 [0070] 一种红薯蛋白粉的制备方法，与实施例1的区别仅在于，步骤4)为将步骤3)所得滤渣中加入所述滤渣5倍重量的水，滤渣重量0.1％的胰蛋白酶，在37℃，pH＝8.3条件下酶解90min；过滤。 [0071] 实施例6 [0072] 一种红薯蛋白粉的制备方法，与实施例1的区别仅在于，步骤5)为将步骤4)所得滤渣中加入所述滤渣15倍重量的水，滤渣重量0.5％的胰蛋白酶，在35℃，pH＝7.9条件下酶解80min；过滤。 [0073] 实施例7 [0074] 一种红薯蛋白粉的制备方法，与实施例1的区别仅在于，不包括将红薯渣进行干燥制得红薯渣干渣的步骤，即将原料为含水量85％的红薯渣直接进行水洗，酶解等处理。 [0075] 实施例8 [0076] 一种红薯蛋白粉的制备方法，与实施例2的区别仅在于，不包括将红薯渣进行干燥制得红薯渣干渣的步骤，即将原料为含水量90％的红薯渣直接进行水洗，酶解等处理。 [0077] 对比例1 [0078] 一种红薯蛋白粉的制备方法，与实施例1的区别仅在于，步骤(1)板框过滤中，控制滤饼的含水量为30％。采用此干燥方法制备得到的红薯渣干渣，经检测，红薯渣干燥中水分含量为10％，颗粒粒径不均一，有结块现象，干红薯渣中纤维类含量58.23％，淀粉含量2.15％，蛋白质及其他物质含量2.51％。 [0079] 对比例2 [0080] 一种红薯蛋白粉的制备方法，与实施例1的区别仅在于，步骤(1)板框过滤中，控制滤饼的含水量为60％。采用此干燥方法制备得到的红薯渣干渣，经检测，红薯渣干渣中水分含量为17％，颗粒粒径不均一，有结块现象，干红薯渣中纤维类含量55.2％，淀粉含量1.98％，蛋白质及其他物质含量2.02％。 [0081] 对比例3 [0082] 一种红薯蛋白粉的制备方法，与实施例1的区别仅在于，不包括步骤(3)水洗的步 |
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