蛋白干燥方法

本发明涉及将水溶或水溶/非水溶蛋白溶液或悬浮液中蛋白进行干燥以供食品工业应用的方法。

尽管喷雾干燥有一系列缺点，但仍是工业上选用的含蛋白溶液和悬浮液的干燥方法。但该方法不仅设备投资和能耗大，而且对蛋白还会引起质变，从而导致功能降低，并因而导致使用价值的降低。此外，这样的产品因其堆密度低并且粉尘含量大而显示出低劣的加工特性，因此干燥后常常需要进行结块。这种喷雾干燥蛋白因比表面积大而使其抗化学或微生物侵害的稳定性非常低。

从工艺角度看，在特种物种材料上进行流化床干燥（DD    WP    140    005）是经济合理的方法，但干燥后的不耐热蛋白制品因其停留时间比喷雾干燥长而使其功能低劣，主要是润湿性和分散性以及溶解性一般较差。而更为严重的缺点是要对以密实块沉积出来的终产品进行必不可缺的细粉碎，这又导致能耗大并且需要特种磨碎设备，同时必定使粉尘含量加大。

与此相反，常规流化床干燥工艺中以有机质在异质载体上进行干燥的另一种方法（DE    2042214）不能用于含蛋白溶液或悬浮液的干燥，因为亲水蛋白的颗粒会粘附到载体材料和振动设备的同样亲水表面上，致使蛋白停留时间不可控制，过热和由此引起热损坏严重（变性，美拉德反应，损坏氨基酸制品）。最好还需要附加操作设备如缓冲篦板以从载体上取下干燥后的蛋白。

因此本发明目的是开发比较经济的含蛋白溶液或悬浮液的良好干燥方法，从而得到功能特性好并且在食品工业上具有多种应用可能性的块状蛋白制品。

本发明任务是提出含蛋白溶液或悬浮液的良好干燥工艺条件，在这些条件下可阻止不希望的对蛋白分子状态参数和相关的功能特性的热影响。

根据本发明，这一任务是这样解决的，即含蛋白溶液或悬浮液的流化床干燥既不在特种冷凝晶体存在下，也不在任何无机或有机载体上进行，而是与已知方法相反，加入已有或随后通过特定疏水剂而获得的表面疏水性质的惰性体作为载体。现已出人意料地发现，唯独已有或随后获得疏水性质的惰性体如塑料，玻璃，陶瓷和金属适宜作为含蛋白溶液流化床干燥的载体，因为只有这些物质才能保证干燥后的蛋白达到符合要求的结块并且易于从载体上脱落下来，其中让载负蛋白的惰性体通过强烈流化而进行猛烈撞击。

本发明适于蛋白流化床干燥的载体不仅可为具有表面疏水性质的有机惰性体并优选以聚四氟乙烯或聚二烷基硅氧烷为基础，而且可为随后用特定疏水剂处理的惰性无机或有机物质如玻璃，陶瓷，塑料或金属。适宜随后疏水化的物料既可为合成囟代有机化合物并优选为氟代烃或氯代烷基硅烷衍生物，又可为天然类脂并优选为熔点＞60℃且塑性高的甘油酯和蜡。

干燥后的蛋白易于从载体上脱落的关键是待干燥的物料向流化床装置中的加料速度和惰性体上加料量之间的关系。其中要进行计量以阻止100%润湿或包封惰性物质，否则鳞片自行脱落能力就会降低。最有利的计量是达到60-75%的润湿度。

此外还发现，为使惰性体匀速运动，空气入口速度应达到流化点速度的3-4倍。空气入口速度太高，会将惰性体带出装置，而更低的空气速度下，惰性物质的平均自由行程又太短，致使自行脱落的机械功效甚微。其中绝对空气量为惰性体密度的函数。

最后，结块度与待干燥溶液或悬浮液的浓度有关，其中存在正比关系，即浓度越高结块越大。终产品结块度以堆密度计为350-500g/l。

最后还发现，一定的干燥温度对终产品结块度的影响不是太关键，而 对分散能力和其它确定值功能特性，特别是对溶解性和极限或表面活性的影响要大得多。因此，为了达到高蛋白制品功能，本发明选取90-160℃的空气入口温度和60-90℃的空气出口温度。该温度范围相当于60-90℃间的最高产品温度。

本发明的优点是，首先可利用常规流化床工艺，其次可干燥不耐热蛋白，其中根本不存在现有技术部分中谈到的影响终产品功能的缺点。而主要的优点是可通过工艺条件的选择来控制结块度，从而简化了食品工业中的后续加工。

以下用实施例详细解释本发明。

实施例1

为制取大豆离析物，可将10%蛋白盐加入流化床干燥器中，其中应用特氟隆柱体（等值直径7mm）作载体。空气速度调为流化点速度的3倍，空气入口，出口温度和产品温度分别为120，70和70℃。对产品余量进行计量以达到约40%的润湿度。

与常规喷雾或流化床干燥产品比较起来，本发明产品的功能特性如下（表1）。

实施例2

为制取酪蛋白盐，可将15%酪蛋白悬浮液加入流化床干燥器，其中应用二甲基二氯硅烷疏水化的玻璃球（尺寸2mm）作为载体。空气速度调为流化点速度的4倍。干燥时空气入口，出口温度为150℃，80℃，这相当于80℃的产品温度。对产品余量进行计量以达到约60%的润湿度。

终产品堆密度为480g/l。

表1

常规喷雾（Ⅰ）和流化床（Ⅱ）干燥以及本发明流化床（Ⅲ）干燥大豆蛋白离析物的功能特性比较

Ⅰ    Ⅱ    Ⅲ

润湿性/分散能力    差，结块    好    很好

溶解性，NSI%    82    53    82

吸水性%    520    370    550

乳化性%    100    75    100

堆密度g/l    280    500    430