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    核桃蛋白粉(蛋白肽)生產工藝與實踐

    發布時間:2024-03-22   瀏覽:264次
    核桃蛋白粉(蛋白肽)生產工藝與實踐

      ——(原文《中國油脂》2019年第44卷第3期P138-140)作者繆???,耿樹香等 


      我國核桃種植面積和產量均居世界第 一,隨著核桃種植規模及其產量逐年擴大,國內核桃榨油生產廠家越來越多,為保證油品質量及營養成分,油脂企業多采用低溫壓榨法取油,隨之產生大量的壓榨餅。目前,核桃餅常被作為飼料和肥料或丟棄,其附加值較低,核桃餅中蛋白質含量高達50%,核桃蛋白中含有18種氨基酸,人體所需8種必需氨基酸含量合理,是一種優質的蛋白質資源。然而,壓榨法制油后的餅中還有較多殘油(15%~20%),如何提取核桃餅中殘油,減少蛋白質變性,實現核桃分離蛋白工業化生產,是目前亟待解決的技術問題。核桃餅中殘油提取的方法主要有浸出法,但該法存在溶劑殘留,后處理過程復雜的缺點。近年來,亞臨界萃取技術在植物有效成分及油脂提取中的應用日益廣泛,可工業化規模生產。目前有關核桃餅粕蛋白粉的研究主要集中于實驗室階段的試驗研究,核桃蛋白(肽)粉生產線還比較少,而大豆、花生、玉米等蛋白(肽)粉已實現了工業化生產。

      因此,本文以低溫壓榨后的核桃餅為原料,結合云南省木本食用油工程研究中心建立的核桃蛋白(肽)粉制備中試生產線,從降低核桃餅殘油、提高蛋白(肽)粉得率等技術難點出發,通過課題組前期的實驗數據進行工藝實踐,形成了核桃餅亞臨界低溫萃取油脂和蛋白(肽)粉制備工藝,為核桃餅粕綜合利用開發提供技術支持。

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      1 原料及核桃蛋白(肽)粉生產線

     ?。?)原料:核桃仁原料購買于當地市場,采用液壓榨油機對其進行低溫壓榨后獲得核桃餅,經檢測核桃餅含油率為16.42%,含水量為5.16%。

     ?。?)核桃蛋白(肽)粉生產線:核桃蛋白(肽)粉制備中試生產線于2018年4月份安裝完成,其生產能力為40 kg/d。

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      2 核桃蛋白(肽)粉生產工藝實踐

      2.1 核桃蛋白(肽)粉制備工藝設備說明

      核桃蛋白(肽)粉制備中試生產線,主要由亞臨界連續萃?。諌簷C、真空泵、溶劑泵、萃取罐6個、分離罐2個、溶劑罐6個、冷凝器、加熱水箱、熱水泵、粉碎機等)、蛋白(肽)粉制備(堿溶罐、酸沉罐、水洗罐、酶解罐、調配罐、壓濾機、臥式離心機、螺旋輸送機、螺桿泵、蒸汽鍋爐、濃縮機、高壓均質機、噴霧系統、清洗系統、振動篩、包裝機等)和油脂壓榨精煉(液壓榨油機、壓濾機、堿煉罐、水洗罐、脫色罐、脫臭罐、結晶罐、壓縮機、真空機組)3套設備組成的一條連續生產線。通過工藝實踐,確定了適用于核桃餅中油脂低溫萃取及核桃蛋白(肽)粉制備的工藝參數,極大地提高了蛋白(肽)粉得率,并保證了核桃蛋白(肽)粉品質,為后續核桃功能性產品開發奠定了良好的基礎。

      2.2 核桃蛋白(肽)粉制備工藝流程

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      2.3 核桃蛋白(肽)粉制備工藝實踐說明

      2.3.1 核桃餅中油脂亞臨界萃取工藝

     ?。?)粉碎與投料:核桃餅經粉碎機進行粉碎過篩(孔徑≤3 mm)得到核桃餅粉,按物料與溶劑體積比1∶ 1.2稱量餅粉,裝入篩娟(300目)袋中,再裝入萃取罐組中。

     ?。?)連續萃?。捍蜷_真空泵對萃取罐抽真空,壓力降至0.08 MPa時關閉真空泵。將丁烷溶劑由溶劑泵打入萃取罐指定位置,按設定的條件進行低溫萃取,每次萃取壓力為0.4 MPa、萃取時間為20~30 min、萃取溫度為45 ℃。采用逆液連續萃取工藝,萃取2~4次后進行脫溶。(3)脫溶:將每次進入分離罐組中的萃取液進行真空-壓縮機聯運減壓脫溶,溫度控制在45 ℃,脫溶后的溶劑通過冷凝裝置回流至溶劑罐中循環使用。脫溶結束后,破真空、打開放油閥收集毛油。

     ?。?)毛油精煉:對獲得的核桃毛油進行脫酸、水洗、脫水處理后得到成品油。①脫酸:采用低溫濃堿脫酸技術,毛油泵入堿煉罐,溫度為60 ℃,堿液(NaOH)質量分數為2%~10%,攪拌速度30 r/min,脫酸時間30~60 min,停止攪拌沉降8~10 h后進行油和皂腳的分離。②水洗:采用鹽水洗技術,堿煉油泵入水洗罐,溫度為80 ℃,加入熱鹽水(熱鹽水添加量為毛油質量的10%,鹽的量一般控制在毛油質量的1%~2%),攪拌速度30 r/min,水洗時間20~30 min,停止攪拌沉降1~2 h。③脫水:采用真空干燥技術,水洗油泵入脫水罐,溫度為85 ℃,真空度0.09 MPa,脫水時間30~60 min,觀察罐頂部視鏡表面無水滴或油表面無泡沫時,完成脫水干燥工序。④充氮:充入氮氣破真空,抽樣進行指標檢測,若符合GB/T 22327—2008后將精煉油泵入成品油罐中保存或灌裝。

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      2.3.2 核桃蛋白粉制備工藝

     ?。?)原料與粉碎:將亞臨界萃取后獲得的脫脂粕,粉碎過60目篩后制得脫脂核桃粕粉,儲存在存料箱中備用。

     ?。?)蛋白萃?。喊从嬃繉⒋媪舷渲械钠煞?40 kg)輸送至萃取罐中,按料液比1∶ 10~1∶ 15加入軟水(480 L),60 r/min攪拌使物料混合均勻,打開蒸汽加熱至45~50 ℃并保溫,用3 mol/L食品級堿溶液(NaOH)調pH至9.0,60 r/min攪拌均勻,萃取30 min后泵入臥螺離心機,離心轉速4 000 r/min下進行連續離心,直到液相為乳清透明時,使液相流入酸沉罐,固相經螺旋輸送機進入二萃罐中進行二次萃取。二萃條件同上,離心后液相進入酸沉罐,固相進行真空烘干后用于后續酵素產品開發。

     ?。?)酸沉:將1%~2%亞硫酸鈉(800 g)加入酸沉罐中,打開蒸汽加熱至45~50 ℃并保溫,將攪拌速度由30 r/min調到60 r/min,用3 mol/L食品級鹽酸調pH至4.8,停止攪拌,靜置30 min使蛋白沉淀,泵入臥螺離心機,離心轉速4 000 r/min下進行連續循環離心,固相凝乳經螺旋輸送機輸送到水洗罐中,液相顏色為乳清透明時進入乳清罐中。

     ?。?)水洗與脫色:在配酸罐中配好pH 4.8的水洗液,泵入水洗罐中進行水洗(水洗液添加量為固相質量的2倍,約110 L),水洗10 min后泵入臥螺離心機,離心轉速4 000 r/min下進行連續循環離心,液相顏色為乳清透明時流入乳清罐,固相凝乳經螺旋輸送機輸送到中和罐,加軟水(36 L)將凝乳調配成15%(按固形物)的溶液,調pH至6.0,加入05%~1.0%膨潤土(1.3 kg)、0.1%~0.5%活性炭(0.52 kg)、0.5%~1%硅藻土(0.78 kg)進行脫色反應(溫度50 ℃,攪拌速度60 r/min,時間30 min),然后泵入壓濾機進行過濾,濾液流入調配罐,調pH至中性。(5)濃縮與均質:中和后的蛋白溶液進入濃縮器濃縮,真空度為-0.08 MPa,溫度為80 ℃。蛋白溶液固形物含量控制在20%~30%。含量過高會增加黏度,易阻塞噴嘴;含量過低,延長噴霧時間,產品顆粒小。將濃縮液泵入高位暫存罐后進入高壓均質機進行均質,時間30 min。

     ?。?)噴霧干燥與包裝:用蠕動加料泵將均質后的蛋白溶液按一定流量泵入噴霧干燥塔內,進風溫度為170~190 ℃,排風口溫度為70~85 ℃,收集的核桃蛋白粉經旋振篩后輸送到包裝機進行包裝,得到核桃蛋白粉。

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      2.3.3 核桃肽粉制備工藝

     ?。?)原料與粉碎、蛋白萃取、酸沉與水洗工藝同核桃蛋白粉制備工藝。

     ?。?)酶解:將水洗離心后的固相凝乳通過螺旋輸送機輸送到酶解罐中,加軟水(180 L)將凝乳調配成5%(按固形物)的溶液,調pH至4.0,加熱到85 ℃,60 r/min攪拌保持15 min后,冷卻到55 ℃,加入酸性蛋白酶(酶活力10萬U/g,加酶量為5 000 U/g)進行酶解反應(溫度55 ℃,pH 4.0,攪拌速度60 r/min,時間3 h)。酶解后進行滅活(溫度95~100 ℃,10 min)。冷卻至室溫并調pH至4.8后泵入臥螺離心機,離心轉速4 000 r/min下進行循環離心20~30 min,液相(130 L)進入脫色罐,固相酶解渣真空烘干后用于后續蛋白產品的開發。

     ?。?)脫色、脫苦:調酶解液相pH至6.0,加入10%膨潤土(1.3 kg)、0.4%活性炭(0.52 kg)、0.6%硅藻土(0.78 kg)進行脫色反應(溫度50 ℃,攪拌速度60 r/min,時間30 min),然后泵入壓濾機進行過濾,濾液流入調配罐,調pH至中性。

     ?。?)濃縮、均質、噴霧干燥與包裝工藝同核桃蛋白粉制備工藝,得到核桃肽粉。

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      3 結束語核桃餅經亞臨界低溫萃取后,粕中殘油率為0.92%,蛋白質含量為54%。經核桃蛋白制備工藝后,蛋白粉中蛋白質含量達80%, 研究給出了適用于核桃餅亞臨界低溫萃取油脂與蛋白(肽)粉制備的設備組合,并進一步根據核桃經低溫壓榨后餅殘油高的特點,設計6個萃取罐,分為3組,并配置2個分離脫溶罐。蛋白萃取罐分一萃罐和二萃罐。采用逆流連續萃取及堿溶酸沉工藝,并總結了亞臨界核桃餅粕油脂低溫萃取及蛋白(肽)粉制備中試生產工藝。該工藝有效地萃取了核桃餅中殘油,縮短了萃取時間,提高了中試生產效率。并針對核桃毛油的特性,優化精煉工藝,保留了油中的營養成分,提高了油脂精煉效率。

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