核桃肽生產工藝探討
時間:2022-07-08 10:53:34
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摘要:闡述核桃肽的生產工藝、主要設備、技術與質量指標,該技術完善了核桃肽生產工藝,促進我國核桃產業(yè)的發(fā)展。
關鍵詞:核桃肽;萃??;酶解;脫色;濃縮核桃
在我國有悠久的栽培歷史。2017年全球核桃產量達764.76萬t,我國核桃產量約為384.55萬t,位居世界第一。核桃營養(yǎng)豐富,且富含多種維生素和礦物質。我國核桃按殼厚度和取仁難易程度分為泡核桃和鐵核桃,泡核桃仁油脂含量為40%~65%[1],蛋白質含量為14%~28%;鐵核桃全籽含油13%左右,全籽含蛋白4.3%。核桃蛋白主要由4類蛋白質構成,即清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。分別占核桃蛋白總量的6.81%、17.57%、5.33%、70.11%,可以看出核桃蛋白主要由谷蛋白組成[2]。由于核桃谷蛋白含有較多疏水性氨基酸,導致核桃蛋白溶解性較差,而把酶應用到核桃蛋白提取當中,不僅可改變其物化性質和功能特性,還有助于人體消化吸收。核桃蛋白因其消化率和凈蛋白比值較高而成為優(yōu)質蛋白,人體利用價值較高。核桃蛋白中含有18種氨基酸,人體所需的8種必需氨基酸含量合理,核桃蛋白中還含有較多的健腦物質—天門冬氨酸、谷氨酸、精氨酸等,因其特殊組成,具有一系列營養(yǎng)保健功能[3]。國內大豆蛋白和棉籽蛋白已有工業(yè)化的生產,目前大豆蛋白主要用于食品,棉籽蛋白主要用于飼料。核桃蛋白仍停留在大專院校、科研機構實驗室研究層面,尚未有工業(yè)化生產的報道。核桃蛋白主要用于發(fā)酵酸奶、飲料、食品添加劑,可添加于奶粉或作為咖啡伴侶;核桃肽在食品、醫(yī)藥、保健品、化妝品等領域具有廣泛的開發(fā)和利用前景。核桃蛋白以它獨特的氨基酸組成和功能而受到人們對他的關注,核桃蛋白的工業(yè)化生產將會有良好的發(fā)展前景。
1核桃肽生產工藝
1.1工藝流程。核桃肽生產工藝流程見圖1。1.2工藝流程說明。1.2.1萃取。粉碎后的核桃低溫粕和軟水按一定的料液比加入一萃罐中。進行第一次萃取,一次萃取完成后,進行固液分離。液相去酸沉罐,固相加入二萃罐進行二次萃取。二次萃取完成后,進行固液分離。液相去酸沉罐,固相去烘干。經檢測一萃渣中含蛋白(干基)30.7%~32.85%,含水89.0%~90.5%;二萃渣中含蛋白(干基)12.9%~21.9%,含水92.4%~93.4%。1.2.2酸沉一萃、二萃的萃取液再經酸沉罐→螺桿泵→臥螺分離機→酸沉罐,進一步分離萃取液中的渣。分出的固相渣一并加入真空干燥箱烘干,液相在酸沉罐中加酸酸沉。酸沉完畢用螺桿泵泵入臥螺分離。分離過程是:酸沉罐→螺桿泵→臥螺分離機→酸沉罐,這樣的循環(huán)直到液相澄清為止,可將澄清的液相排入乳清罐。分出的蛋白凝膠加入到酶解罐進行第一次水洗。1.2.3水洗。在酶解罐中用酸液進行第一次水洗。酸沉分離后的蛋白凝膠很粘,與酸水很難混勻,采用泵打自循環(huán)的攪拌方式解決了蛋白凝膠稀釋不勻的難題。水洗完后用泵打入臥螺分離?;鞚岬囊合喾祷厮岢凉?,經酸沉罐→螺桿泵→臥螺分離機→酸沉罐,打循環(huán)直到排出的液相澄清為止,可將澄清的液相排入乳清罐。蛋白凝膠加入水洗中和罐進行第二次水洗,步驟同一次水洗。二次水洗后得到的蛋白凝膠加入酶解罐。1.2.4酶解在酶解罐中,加軟水將蛋白凝膠調配成一定濃度的溶液,加酶進行酶解,酶解完成后泵入臥螺分離機。固相酶解渣經檢測,其中含蛋白(干基)66.3%~67.3%,含水80%,去調配中和→滅菌→濃縮→均質→噴粉。液相(核桃肽液)流入酸沉罐。1.2.5脫色。液相由酸沉罐打入酶解罐,在酶解罐中加入脫色劑進行脫色。脫色完成后,再泵入壓濾機過濾,濾液進入調配罐,濾餅(廢脫色劑)排掉。1.2.6中和、滅菌濃縮、均質、噴粉、包裝。過濾后的濾液(核桃肽液)流入調配罐,在調配罐中進行中和調配。調配完成后,再去滅菌濃縮、均質、噴粉、包裝。核桃肽呈白色粉狀。1.3主要設備配置。(1)原料粉碎,選配帶除塵的萬能粉碎機。(2)萃取、酸沉,選配500L一萃罐、300L二萃罐、500L酸沉罐,夾層鍋加熱,變頻調節(jié)轉速,現(xiàn)場和顯示屏自動顯示pH值和溫度,操作方便。(3)水洗、中和、酶解、調配,水洗中和罐、酶解罐、調配罐均選配300L夾層鍋,夾層加熱,變頻調節(jié)轉速,現(xiàn)場和顯示屏自動顯示pH值和溫度,操作方便。(4)離心分離選用臥螺離心機,觸摸屏操作,自動顯示頻率轉速,操作方便。(5)滅菌選用高溫瞬時滅菌機;濃縮選用外循環(huán)蒸發(fā)器,設備自帶真空系統(tǒng)。(6)均質選用均質機;噴粉選用離心噴霧干燥成套設備,觸摸屏操作,自動顯示頻率、溫度,操作方便。噴粉后粉狀物料中的大小顆粒分離選用旋振篩。(7)渣的烘干選配真空干燥箱,設備自帶真空系統(tǒng)。(8)液態(tài)物料的輸送選配凸輪泵和螺桿泵。(9)設備清洗選配CIP清洗系統(tǒng)。1.4原料制取。泡核桃仁經立式液壓榨油機一次常溫壓榨后,圓餅含油22%~37%,圓餅經粗碎機(用φ3mm篩板)粉碎后,餅粉再經立式液壓榨油機常溫二次壓榨;二次壓榨后圓餅含油大約18.5%,含水5.7%,含蛋白45%。經粗碎機(用φ3mm篩板)粉碎后,餅粉再經亞臨界4次逆流丁烷萃取??杀WC萃取效果達到粕殘油4.5%以下。核桃低溫粕含油4.5%,含蛋白55.5%,含水7.5%再經萬能粉碎機(用80目/英吋篩板)粉碎后,得到提取核桃蛋白的原料。1.5技術與質量指標。核桃肽中試生產線生產指標見表1。核桃肽呈白色粉狀,吸濕性強,產品需真空包裝。經檢測,粗蛋白含量78.85%,酸溶性蛋白含量76.18%,核桃肽分子質量小于3000的占98%,游離氨基酸3%,水分含量2.63%。1.6技術特點。堿溶酸沉酶解制肽工藝是生產蛋白多肽常用的方法。大豆肽的生產也是采用堿溶酸沉酶解工藝。該核桃肽中試生產線所用原料是核桃榨油、萃取后的餅粕,其蛋白含量55%左右,核桃蛋白人體利用價值有很高。核桃餅粕生產核桃肽,是對核桃餅粕的綜合利用,實現(xiàn)核桃餅粕的價值增值,開辟了核桃餅粕的應用途徑,是核桃加工新的利潤增長點。對促進核桃產業(yè)發(fā)展意義重大。1.6.1脫色。堿溶酸沉酶解制肽工藝生產的肽液、肽粉顏色較深,該中試生產線在調試過程中經實驗室小試、結合中試線調試,對酶解分離后的肽液進行了脫色,解決了核桃肽脫色難題,生產的核桃肽是白色粉狀。1.6.2降。低核桃肽生產成本該中試生產線經生產調試,在產出核桃肽的同時,可產出核桃分離蛋白和乳清粉。盡管核桃肽的得率低,但產出的核桃分離蛋白和乳清粉所產生的價值,可以彌補核桃肽得率低的不足。
2結果及展望
核桃肽中試線項目,經過2個月的調試,生產出的核桃肽,經檢測,粗蛋白含量78.85%,酸溶性蛋白含量76.18%,核桃肽分子質量小于3000的占98%,游離氨基酸3%,水分含量2.63%。經過生產調試,完善了核桃肽工業(yè)化生產工藝流程,解決了核桃肽脫色難題,找到了降低核桃肽生產成本的一條路徑。該中試線的建成,為核桃餅粕綜合利用產業(yè)化、規(guī)模化發(fā)展奠定了基礎;為核桃深加工開辟了新的途徑,對于促進我國核桃產業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。核桃產業(yè)的發(fā)展,是農民增收的一個渠道,能有效促進邊遠山區(qū)農民脫貧致富,順應了國家產業(yè)扶貧開發(fā)的號召,核桃的深加工有廣闊的發(fā)展前景。
參考文獻
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[2]沈敏江,劉紅芝,劉麗,等.核桃蛋白的組成、制備及功能特性研究進展[J].中國糧油學報,2014,29(1)123-129.
[3]呂名蕊,史宣明,張驪,等.核桃多肽功能特性及制備工藝研究進展[J].中國油脂,2013,38(5):34-38.
作者:劉潤民 魏冰 寧德魯 繆???邱立明 石珊珊 韋東林 單位:1.西安中糧工程研究設計院有限公司 2.云南省林業(yè)科學院
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