花生浓缩蛋白（共6篇）
花生浓缩蛋白 篇1
摘要：本文研究了花生蛋白粉、醇洗花生浓缩蛋白和改性花生浓缩蛋白在肉灌肠中的应用, 并与改性大豆浓缩蛋白在肉灌肠中的应用进行对比。将花生蛋白粉、花生浓缩蛋白、改性花生浓缩蛋白和改性大豆浓缩蛋白分别添加到不同瘦肉配比的肉灌肠中, 对肉灌肠成品进行质构分析。试验结果显示:对于低瘦肉比例 (小于31%) 的肉灌肠, 添加改性大豆浓缩蛋白的肉灌肠质构优于添加花生蛋白的肉灌肠;对于高瘦肉比例 (大于38%) 的肉灌肠, 添加花生浓缩蛋白和改性花生浓缩蛋白的肉灌肠质构与添加改性大豆浓缩蛋白的肉灌肠相当。在不同瘦肉比例的肉灌肠中添加花生蛋白粉的肉灌肠质构差于添加其他3种蛋白的肉灌肠。
关键词：醇洗花生浓缩蛋白,改性花生浓缩蛋白,花生蛋白粉,改性大豆浓缩蛋白,肉灌肠,质构
近年, 花生冷榨制油工艺受到关注并在工业生产中得到应用。利用花生冷榨工艺不仅可以生产色浅、风味纯正的清香花生油, 还可以得到蛋白质变性程度很低的冷榨花生饼。冷榨花生饼经粉碎可以生产食用花生蛋白粉, 冷榨花生饼经醇洗工艺还可以生产醇洗花生浓缩蛋白, 对醇洗花生浓缩蛋白进行改性后可以得到改性花生浓缩蛋白。花生蛋白粉、醇洗花生蛋白及改性花生浓缩蛋白在食品中尤其是在肉制食品中的应用效果如何, 并未有专门的研究。本课题将花生蛋白粉、醇洗花生浓缩蛋白、改性花生浓缩蛋白和改性大豆浓缩蛋白分别添加到不同瘦肉配比的肉灌肠中, 并对肉灌肠进行质构分析, 通过对不同花生蛋白在肉制品中的应用效果以及与改性大豆浓缩蛋白在肉灌肠中的应用效果的比较, 考察花生蛋白在肉制品中应用的最佳条件和可行性。
1 试验材料和方法
1.1 主要试验材料
冷榨花生饼, 由河南亮健科技有限公司提供;花生蛋白粉, 对冷榨花生饼粉碎后所得;醇洗花生浓缩蛋白, 以花生蛋白粉为原料在试验室采用乙醇-正己烷混合溶剂浸洗后所得;改性花生浓缩蛋白, 对醇洗花生浓缩蛋白采用弱碱性条件下的加热改性所得;改性大豆浓缩蛋白, 购于郑州同创益生食品有限公司;猪后腿瘦肉、猪肥膘, 购于超市;食盐、葡萄糖、亚硝酸盐、三聚磷酸盐以及肠衣等。
1.2 主要设备和仪器
电动搅拌器、HH-1恒温水浴锅、自动凯氏定氮仪2300、绞肉机、搅拌机、小型灌肠机、TA.XT2i质构分析仪 (SMS公司) 、LD5-10低速离心机、电磁炉和冰箱。
1.3 试验方法
1.3.1 醇洗花生浓缩蛋白制备
以冷榨花生饼为原料, 利用醇洗法制备花生浓缩蛋白。工艺条件:溶剂比 (乙醇∶正己烷) 6.5∶3.5、乙醇浓度75%、浸洗时间60min、浸洗温度50℃、料液比1∶11和浸洗4次。
1.3.2 改性花生浓缩蛋白制备
以上述制备的醇洗花生浓缩蛋白为原料, 采用弱碱性条件下加热改性法制备改性花生浓缩蛋白, 工艺条件:p H值9.0、加热时间7min、加热温度75℃和料液比1∶11。
1.3.3 蛋白功能特性测定
(1) 吸水性。准确称取0.5g蛋白样品, 加入10m L蒸馏水, 搅拌均匀, 室温下放置30min, 然后在2 000r/min下离心10min, 除去澄清水。吸水性为每克蛋白结合水的克数。
(2) 吸油性。准确称取2g蛋白样品, 加入8m L大豆一级油, 搅拌5min, 3 000r/min下离心20min, 弃去上层未吸附油, 称质量。吸油性为每克蛋白吸油的克数。
(3) 凝胶性。精确称取5g左右样品, 加入20m L去离子水, 充分搅拌使其溶解, 制备质量分数为20%的凝胶, 然后放入95℃水浴锅中加热30min, 取出迅速放入冰水浴中冷却, 在4℃下放置24h, 取出陈化30min即可进行下一步测定。
采用P/1.0R探头, 穿刺前探头运行速度为2.0mm/s, 穿刺过程中探头运行速度为0.5mm/s, 探头返回速度0.5mm/s, 穿刺距离为20mm, 2次穿刺之间停止时间为1s。
1.3.4 肉灌肠制备及灌肠质构测定
(1) 肉灌肠配方。根据大豆浓缩蛋白在肉灌肠中的添加配方所选定的花生蛋白在肉灌肠中配方见表1和表2。分别将花生蛋白粉、花生浓缩蛋白、改性花生浓缩蛋白及改性大豆浓缩蛋白4种蛋白等量添加到表1所列出的6组灌肠配方中, 通过对24个肉灌肠样品进行的质构分析及组织结构特征比较, 得到4种蛋白在肉灌肠中的最佳添加量。
注:其他辅料为食用盐2.0%、三聚磷酸钠0.3%、亚硝酸钠0.01%、葡萄糖1.69%、马铃薯淀粉10%、味精0.5%、胡椒粉0.5%。
(2) 肉灌肠制备工艺
原料肉预处理→绞碎→腌制→斩拌→灌制→蒸煮→冷却→成品
将原料肉切成小块绞碎, 加盐、三聚磷酸钠和亚硝酸钠, 在4℃条件下腌制24~72h。将腌制好的肉加冰水搅拌2~3min, 再加蛋白样品、肥膘和葡萄糖搅拌3min, 最后加入淀粉搅拌2min。之后将拌好的料装入灌肠机进行灌制, 注意松紧要适度。将灌制好的肠进行蒸煮, 蒸煮结束冷却至室温。
(3) 灌肠质构测定。将灌肠切成2cm高的肉块, 然后在质构仪上进行测定。采用P/35探头, 压缩前探头运行速度为2.0mm/s, 压缩过程中的运行速度为0.5mm/s, 返回速度为0.5mm/s, 压缩量40%, 2次压缩中间停止时间5s。以质构参数如硬度、弹性、黏聚性和咀嚼性作为描述肉灌肠质构特性的依据。
2 结果与讨论
2.1 不同蛋白样品主要成分及指标
对花生蛋白粉、醇洗花生浓缩蛋白、改性花生浓缩蛋白和改性大豆浓缩蛋白样品主要成分及蛋白NSI值的测定结果见表3。
注:其中粗蛋白为干基含量。
2.2 不同蛋白样品的功能特性
花生蛋白在肉制品中的应用, 主要是要利用其良好的吸水性和吸油性来改善产品的质量、提高产品得率, 利用花生蛋白与肉蛋白发生作用可形成具有一定强度和弹性并具有咀嚼感的凝胶, 这种凝胶要类似甚至优于肉蛋白本身形成的凝胶。
对影响肉灌肠制品质构的主要蛋白功能特性指标吸水性、吸油性和凝胶性的测定结果如图1、图2和图3所示 (图中, 1.花生蛋白粉、2.醇洗花生浓缩蛋白、3.改性花生弄浓缩蛋白、4.改性大豆浓缩蛋白) 。
由图1、图2和图3可知:在蛋白吸水性方面, 花生蛋白较改性大豆浓缩蛋白要差;在吸油性方面, 花生蛋白粉、醇洗花生浓缩蛋白与改性大豆浓缩蛋白相当, 改性花生浓缩蛋白较改性大豆浓缩蛋白更好;在蛋白凝胶性方面, 醇洗花生浓缩蛋白和改性花生浓缩蛋白较改性大豆浓缩蛋白要差些, 花生蛋白粉的凝胶性最差。
2.3 不同蛋白样品对肉灌肠硬度的影响
由图4可知:随着瘦肉配比的增加, 肉灌肠的硬度增大。这是因为瘦肉配比的增加提供了盐溶性蛋白质, 在加热过程中增加了肉粒间的联结。当瘦肉含量低于33%时, 添加3种花生蛋白制得肉灌肠的硬度均低于添加功能性大豆浓缩蛋白肉灌肠。瘦肉含量在33%~40%时, 添加花生浓缩蛋白和改性花生浓缩蛋白制得肉灌肠的硬度与添加改性大豆浓缩蛋白的效果无大差别。当瘦肉含量大于40%时, 添加改性花生浓缩蛋白的肉灌肠硬度好于添加其他3种蛋白的肉灌肠。添加花生蛋白粉的肉灌肠硬度在大多数配方中都低于添加其他3种蛋白肉灌肠的硬度, 这是缘于其蛋白含量明显低于其他蛋白样品。
2.4 不同蛋白样品对肉灌肠弹性的影响
由图5可知:随着瘦肉配比的增加, 肉灌肠产品的弹性增大。配方中脂肪含量随着瘦肉的增加而减少, 而产品的弹性随脂肪含量的增加而减弱。当瘦肉含量低于31%时, 添加花生蛋白粉、花生浓缩蛋白和改性花生浓缩蛋白制得肉灌肠的弹性均略低于添加改性大豆浓缩蛋白制得的肉灌肠。当瘦肉含量在31%~38%时, 添加花生浓缩蛋白的肉灌肠的弹性好于添加其他3种蛋白的肉灌肠。当瘦肉含量超过38%时, 添加改性花生浓缩蛋白的肉灌肠弹性要好于添加其他3种蛋白产品的肉灌肠, 添加花生蛋白粉肉灌肠的弹性明显低于其他3种蛋白产品的弹性。
2.5 不同蛋白样品对肉灌肠黏聚性的影响
由图6可知:随着瘦肉配比的增加, 肉灌肠产品的黏聚性增大。有报道, 低脂肪含量配方能增强产品的黏聚性, 而配方中瘦肉配比增加是伴随脂肪含量减少的。当瘦肉含量小于31%时, 添加3种花生蛋白制得肉灌肠的黏聚性均明显低于添加改性大豆浓缩蛋白肉灌肠。当瘦肉含量在31%~37%之间时, 添加花生浓缩蛋白和改性花生浓缩蛋白制得肉灌肠的黏聚性与添加改性大豆浓缩蛋白的效果无大差别。当瘦肉含量大于37%时, 添加改性花生浓缩蛋白肉灌肠的黏聚性高于添加其他3种蛋白肉灌肠的黏聚性。花生蛋白粉添加到不同瘦肉配比的肉灌肠中, 其黏聚性低于添加其他3种蛋白产品的黏聚性。
2.6 不同蛋白样品对肉灌肠咀嚼性的影响
由图7可知:随着瘦肉配比的增加, 肉灌肠的咀嚼性增大。肉灌肠的咀嚼性与硬度、弹性和黏聚性有关, 在数值上等于硬度、弹性和黏聚性三者的乘积。当瘦肉含量小于32%时, 添加花生蛋白样品制得肉灌肠的咀嚼性要弱于添加功能性大豆浓缩蛋白的肉灌肠。当瘦肉含量为32%~38%时, 添加花生浓缩蛋白和改性花生浓缩蛋白制得肉灌肠的咀嚼性与添加改性大豆浓缩蛋白肉灌肠的咀嚼性相当, 甚至当瘦肉含量超过40%之后, 添加改性花生浓缩蛋白比添加改性大豆浓缩蛋白肉灌肠的咀嚼性更好。而花生蛋白粉在瘦肉含量高于30%之后, 其肉灌肠咀嚼性显著低于其他产品咀嚼性。
3 结论
通过对不同瘦肉配比的肉灌肠中添加花生蛋白粉、花生浓缩蛋白、改性花生浓缩蛋白以及改性大豆浓缩所制得肉灌肠的质构测定和分析, 表明花生蛋白在肉灌肠中应用是可行的。在低瘦肉配比 (小于31%) 的肉灌肠中添加花生蛋白的效果较添加改性大豆浓缩蛋白要差些, 在高瘦肉配比 (大于38%) 的肉灌肠中添加花生浓缩蛋白和改性花生浓缩蛋白的效果与改性大豆浓缩蛋白的效果相当, 甚至在瘦肉比例大于40%时, 添加改性花生浓缩蛋白的效果比改性大豆浓缩蛋白的效果更好。在不同瘦肉配比的肉灌肠中添加花生蛋白粉的质构效果均差于其他3种蛋白产品。
花生浓缩蛋白 篇2
1 试验材料和方法
1.1 材料和试剂
花生冷榨饼, 河南亮健科技有限公司提供;95%乙醇、正己烷、乙醚、硫酸、硫酸钾、硫酸铜、硼酸、盐酸、氢氧化钠等, 以上试剂均为分析纯。
1.2 设备和仪器
全自动凯氏定氮仪、AL104分析天平、JJ-1型定时电动搅拌器、101型电热鼓风干燥箱、HH-1型恒温水浴锅、LD5-10低速离心机、DT-500A电子天平、恒温气浴振荡箱、冷冻干燥机和PHS-3C型酸度计。
1.3 试验方法
1.3.1 花生浓缩蛋白的制备
以冷榨花生饼为原料, 采用正己烷-乙醇混合溶剂法制备花生浓缩蛋白, 条件为溶剂比 (正己烷:乙醇) 3.5∶6.5、乙醇浓度75%、时间60min、温度50℃、料液比1∶11及萃取4次。
1.3.2 加热改性
称取一定量的花生浓缩蛋白于烧杯中, 向其中倒入一定量的水, 均匀搅拌制成浆液, 再用一定浓度的氢氧化钠溶液调pH值。将调制好的蛋白液置于水浴锅中加热。加热后的蛋白液冷却至室温, 然后冷冻干燥得改性蛋白产品。
1.4 分析方法
1.4.1 组分测定
水分含量测定按GB 5497-1985, 灰分含量测定按GB/T 5505-2008, 粗蛋白含量测定按GB/T 5511-2008, 粗脂肪含量测定按GB/T 5512-2008, 粗纤维含量测定按GB/T 5515-2008, NSI值测定参照GB5511-85附录A。
1.4.2 吸水性
准确称取0.5g蛋白样品, 加入10mL蒸馏水, 搅拌均匀, 室温下放置30min, 然后在2 000r/min下离心10min, 除去澄清水。吸水性为每克蛋白结合水的克数。
1.4.3 吸油性
准确称取2g蛋白样品, 加入8mL大豆一级油, 搅拌5min, 3 000r/min下离心20min, 弃去上层未吸附油, 称质量。吸油性为每克蛋白吸油的克数。
1.4.4 凝胶性
精确称取5g左右样品, 加入20mL去离子水, 充分搅拌使其溶解, 制备质量分数为20%的凝胶, 然后放入95℃水浴锅中加热30min, 取出迅速放入冰水浴中冷却, 在4℃下放置24h, 取出陈化30min即可进行下一步测定。
采用P/1.0R探头, 穿刺前探头运行速度为2.0mm/s, 穿刺过程中探头运行速度为0.5mm/s, 探头返回速度0.5mm/s, 穿刺距离为20mm, 2次穿刺之间停止时间为1s。
2 结果与分析
2.1 花生浓缩蛋白成分分析
注:其中粗蛋白为干基含量。
2.2 花生浓缩蛋白吸水性和吸油性单因素试验结果
2.2.1 pH值对花生浓缩蛋白吸水性和吸油性的影响
改性条件:加热温度80℃, 加热时间30min, 固液比1∶8, 考察pH值对花生浓缩蛋白吸水性和吸油性的影响, 结果如图1所示。
由图1可知, 随着pH值的增大, 花生浓缩蛋白的吸水性和吸油性先增大后减小。当pH值为9时, 吸水性和吸油性达到最大值。这可能是因为pH值可使蛋白聚集体内静电作用破坏, 导致蛋白质解离和解聚, 促使吸水性和吸油性变大。但pH值过大, 高静电荷引起的强烈分子静电排斥, 导致蛋白质分子膨胀和展开, 以至变性, 吸水性和吸油性下降。并且当pH值超过9时, 花生浓缩蛋白的色泽加深。因此选取pH值为9。
2.2.2 温度对花生浓缩蛋白吸水性和吸油性的影响
改性条件:pH值9, 加热时间30min, 固液比1∶8, 考察温度对花生浓缩蛋白吸水性和吸油性的影响, 结果如图2所示。
由图2可知, 随着温度的升高, 花生浓缩蛋白的吸水性和吸油性先升高后降低, 温度在80℃时, 吸水性和吸油性达到最大值。这可能是因为加热使原有的具有高度规则性紧密排列方式的蛋白质肽链由于氢键及其他次级键的破坏变为不规则的松散排列方式, 从而使吸水性和吸油性增加。但随着温度继续升高, 可能会因为温度升高使蛋白质分子间的相互作用力增强, 造成蛋白质吸水性和吸油性降低。因此选取温度为80℃。
2.2.3 加热时间对花生浓缩蛋白吸水性和吸油性的影响
改性条件:pH值9, 加热温度80℃, 固液比1∶8, 考察加热时间对花生浓缩蛋白吸水性和吸油性的影响, 结果如图3所示。
由图3可知, 随着加热时间的延长, 花生浓缩蛋白的吸水性和吸油性先升高后降低, 当加热至40min时, 蛋白质的吸水性和吸油性都达到最大。这可能是因为随着加热时间的延长, 热量充分进入蛋白溶液中, 蛋白质内部结构的解聚使其吸水性和吸油性达到最大值。但继续延长加热时间, 可能会因为蛋白发生热变性使其吸水性和吸油性降低。因此选取加热时间为40min。
2.2.4 固液比对花生浓缩蛋白吸水性和吸油性的影响
改性条件:pH值9, 加热温度80℃, 加热时间30min, 考察固液比对花生浓缩蛋白吸水性和吸油性的影响, 结果如图4所示。
由图4可知, 当固液比为1∶9时, 花生浓缩蛋白的吸水性和吸油性都达到最大。这是因为蛋白的吸水性主要依赖位于球蛋白结构表面的-NH2和-COO-等基团, 蛋白的吸油性主要依赖于球蛋白内部的-CH3和-C2H5等基团。在碱性加热条件下, 蛋白质分子展开, 导致部分集团暴露, 从而提高了吸水性和吸油性。但固液比过大, 可能会因加热作用使蛋白质变性作用增强, 导致蛋白质的吸水性和吸油性下降。因此, 选取固液比为1∶9。
2.3 花生浓缩蛋白凝胶性单因素试验结果
2.3.1 pH值对花生浓缩蛋白凝胶性的影响
改性条件:加热温度80℃, 加热时间30min, 固液比1∶8, 考察pH值对花生浓缩蛋白凝胶性的影响, 结果如图5所示。
由图5可知, pH值由8增加至9时, 花生浓缩蛋白的凝胶强度明显增大, pH值在9~11之间变化不大, pH值超过11之后又明显减弱。这是因为pH值影响蛋白质分子的离子化作用和静电荷数量, 从而影响蛋白质分子与水分子结合的能力, 进而影响凝胶的网状结构, 导致蛋白凝胶强度增大。但pH值大, 导致蛋白质分子膨胀和展开, 造成强烈变性, 并且蛋白凝胶的颜色加深。因此选取pH值为9。
2.3.2 加热温度对花生浓缩蛋白凝胶性的影响
改性条件:pH值9, 加热时间30min, 固液比1∶8, 考察加热温度对花生浓缩蛋白凝胶性的影响, 结果如图6所示。
由图6可知:当加热温度达到80℃时, 花生浓缩蛋白凝胶强度达到最大, 之后又随温度的升高而减弱。这是因为要使蛋白质形成凝胶需要蛋白质部分变性, 随着温度的升高, 热量使蛋白分子充分打开, 从而形成一定网络结构, 锁住水分, 凝胶强度增大。温度过高, 蛋白变性加剧, 可能导致凝胶强度下降, 同时也会使凝胶色泽加深。因此选取加热温度为80℃。
2.3.3 加热时间对花生浓缩蛋白凝胶性的影响
改性条件:pH值9, 温度80℃, 固液比1∶8, 考察加热时间对花生浓缩蛋白凝胶性的影响, 结果如图7所示。
由图7可知:加热时间从10~30min时, 凝胶强度逐渐增至最大, 之后又随加热时间的延长有所减弱。这说明30min的加热时间足以形成成熟的凝胶, 此时凝胶网状结构已得到稳定。而过长时间的加热可能会使蛋白质之间相互结合的机会增多, 一些比较活泼的基团发生反应, 形成聚集, 而这种聚集对凝胶强度产生不利影响, 导致凝胶强度有所降低。因此选取加热时间为30min。
2.3.4 固液比对花生浓缩蛋白凝胶性的影响
改性条件:pH值9, 加热时间30min, 加热温度80℃, 考察固液比对花生浓缩蛋白凝胶性的影响, 结果如图8所示。
由图8可知:当固液比由1∶6增大至1∶8时, 花生浓缩蛋白凝胶强度逐渐增加至最大, 而后随固液比的增大又明显减弱。这可能是因为固液比较小时, 也即蛋白浓度较大, 这样蛋白质与蛋白质间相互作用加强, 形成的空间网状结构较密实, 蛋白凝胶强度较大。当固液比变大, 蛋白浓度变小, 蛋白质分子间相互作用减弱, 形成的网状结构较松散, 蛋白凝胶强度变小。因此, 综合考虑选取固液比为1∶8。
2.4 正交试验结果
根据单因素试验结果, 确定因素和水平, 采用正交试验确定弱碱性加热改性的最佳条件。
在花生浓缩蛋白吸水性影响因素中, 各因素的主次顺序为:RB>RC>RD>RA, 即pH值>时间>固液比>温度。最佳改性条件为A2B2C1D1, 即温度为80℃、pH值为9、时间为30min和固液比为1∶8。在此条件下花生浓缩蛋白的吸水性为4.96g/g, 比未改性的花生浓缩蛋白提高了26.21%。
在花生浓缩蛋白吸油性影响因素中, 各因素的主次顺序为:RB>RD>RC>RA, 即pH值>固液比>时间>温度。最佳改性条件为A3B2C1D1, 即温度为85℃、pH值为9、时间为30min和固液比为1∶8。在此条件下花生浓缩蛋白吸油性为3.07g/g, 比未改性的花生浓缩蛋白提高了195.19%。
在花生浓缩蛋白凝胶性影响因素中, 各因素的主次顺序为:RD>RC>RB>RA, 即固液比>时间>pH值>温度。最佳改性条件为A3B2C2D1, 即温度为85℃、pH值为9、时间为30min和固液比为1∶7。在此条件下花生浓缩蛋白凝胶强度为202.58g, 比未改性的花生浓缩蛋白提高了57.25%。
本试验以凝胶性为主要考察指标, 吸水性和吸油性为次要考察指标。综合考虑各个因素对凝胶性、吸水性和吸油性的影响, 选取温度为85℃、pH值为9、时间为30min和固液比为1∶7, 在此条件下改性花生浓缩蛋白的NSI值为68.91%、凝胶性强度为202.58g、吸水性为4.84g/g及吸油性为2.85g/g。
由表5可知:弱碱性加热改性使花生浓缩蛋白的NSI值、吸水性、吸油性和凝胶性得到显著改善, 4项功能性指标较改性前分别提高了43.09%、23.16%、174.04%和57.25%。
3 结论
以醇洗花生浓缩蛋白为原料, 采用弱碱性加热方法对其改性。通过单因素试验和正交试验得到最佳改性条件为:温度为85℃、pH值为9、时间为30min和固液比为1∶7。此条件下花生浓缩蛋白的NSI值、吸水性、吸油性和凝胶性分别为68.91%, 4.84g/g、2.85g/g和202.58g, 较未改性前分别提高了43.09%、23.16%、174.04%和57.25%。显著的改性效果, 为花生浓缩蛋白在肉制食品中的应用创造了有利条件。
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糊化淀粉尿素高蛋白浓缩料的研制 篇3
目前, 由于我国人地矛盾突出, 高蛋白作物种植较少, 蛋白质饲料缺乏成为制约养殖业发展的重要因素。因此, 要实现畜牧业的可持续发展, 重要措施之一就是开发非蛋白氮饲料, 非蛋白氮饲料的开发和应用, 配合科学的青饲、青贮技术以及防疫等措施, 可以较大幅度降低养殖成本[4,5,6], 提高养殖效益, 对帮助农民致富、发展地方经济将起到积极的促进作用。
1 材料与方法
1.1 配方确定方法
产品配方的确定以参照国内外学术文献资料为主, 参考和借鉴国内饲料生产企业和养殖企业经验为辅。
1.2 设备选择和改造
加工设备选择河南某机械加工厂生产的SLP-60型膨化机, 并对出口模头孔径进行了改进。
1.3 动物饲喂试验
项目动物饲喂试验选择太原三元灯现代农业发展有限公司种畜繁育中心的绵羊, 试验方案为:将20只肉用绵羊分为试验组和对照组, 每组10只, 适应期13 d, 预饲期7d, 正式饲喂期20 d。试验组和对照组饲喂同等质量和数量的青贮饲草, 试验组精料添加糊化淀粉尿素高蛋白浓缩料;对照组在辅料完全一致的情况下, 用豆粕代替糊化淀粉尿素高蛋白浓缩料, 保持蛋白含量均在17%左右, 每天每只吃400 g, 试验组相当于每只羊每天饲喂60 g糊化淀粉尿素高蛋白浓缩料。在正试期始末各连续2 d空腹称重, 取平均数, 用以比较试验前后体重变化。
2 结果与分析
2.1 产品配方研究
在配方研究中, 主要考虑尿素添加比例。经多次试验, 确定了适宜的尿素含量, 不仅可以使产品蛋白含量达到60%以上, 而且产品成型、适口性均较好。此外选择合适的脲酶抑制剂作缓释助剂, 进一步提高产品安全系数和蛋白含量。最终确定的配方为:玉米粉碎后过3 mm筛, 玉米粉63 kg, 尿素21 kg, 膨润土5 kg预混料微量元素1% (具体成分参考繁殖母羊预混料) , 硼砂0.75%, 盐2%, 硫酸钠4%、磷酸氢钙5%。
2.2 加工设备选型和改装
研究加工工艺的第1步是对国产设备进行筛选, 首先利用小型膨化机 (螺杆长度∶直径为176 mm∶34.5 mm) 和56-Ⅲ型双螺杆机2种膨化机进行了试验。2种膨化机的试验结果均不理想, 小型膨化机无论如何都达不预期的糊化度, 而56-Ⅲ型双螺杆机的温度难以控制, 尿素损失严重, 氨挥发带来的刺激味对环境和操作工人都有不同程度的污染, 因此以上2种机型不在选择范围内。
根据对初步试验产品的成型、蛋白含量以及糊化度的分析结果, 基本掌握了产品对原料和设备的基本要求。根据小型膨化机和56-Ⅲ型双螺杆机的试验结果及产品的特殊要求, 了解到只有适当长度和直径的螺杆才可能加工出所需的产品。
对设备的要求包括以下2个方面:一是应以良好的成型状况为第一指标, 设备不能加工稳定成型的产品, 其他指标无从确定;二是保证产品糊化度≥80%。通过网上查询, 对山东、河南等厂商的加工设备进行了多次考察, 带原料进行加工, 然后对试验加工的产品进行成型、剂型、蛋白含量、糊化度和尿素释放率等指标的分析、比较, 然后根据分析结果, 通知厂商对设备进行改造和再加工。最终选定河南某机械加工厂生产的SLP-60型膨化机, 该设备螺杆长度∶直径为287 mm∶58.4 mm, 介于上述2种机型之间, 厂家经过对出口模头孔径的改进, 无数次调试, 试制产品的糊化度达到82.1%~84.9%。
2.3 淀粉糊化度
影响淀粉糊化度的因素很复杂, 如挤压温度、物料细度和水分、进料速度、螺杆结构及其转速、模孔形状及其尺寸、熔融体在机内停留时间等, 但是对单螺杆自热式挤压机, 当挤压机转速与模孔直径固定以后, 能调节的因素仅是物料水分, 而且这2个因素对产品工艺质量影响很大。为了加快工作进展速度, 将进料速度固定, 单纯进行物料水分工艺参数的研究。由于测定糊化度费时, 影响试验进度, 改为采用测量产品膨化指数的方法间接预测产品的糊化度, 膨化指数是挤压膨化料平均直径和模孔直径的比值, 糊化度与膨化指数成正相关, 膨化指数可以直观粗略估计糊化度高低。
从表1可以看出, 随着物料水分的增加, 由于水分的吸热效应降低了温度, 使糊化度和膨化指数下降, 可以得出物料水分以14%~21%比较好, 但是随着糊化度的增加, 膨化指数并非越大越好, 因为产品过于蓬松、比重太小不利于节约包装费用。在保证产品糊化度和尿素溶解率的情况下, 物料水分选择以14%~17%较好。
2.4 动物饲喂试验
动物饲喂试验饲喂20 d后, 试验组绵羊体重日平均增加57.0 g, 对照组绵羊体重日平均增加54.0 g, 2组体重增加差异不显著。由于该次试验以观察产品安全性为主, 一般情况下, 氨中毒的症状是, 轻则食欲减退、精神不振;重则运动失调, 四肢抽搐吐白沫, 如果不及时救治, 2~3 h死亡, 预备食醋用于中和碱性尿素是有效的急救办法。试验组绵羊在饲喂糊化淀粉尿素高蛋白浓缩料后, 其采食量、体能及外部表现观察, 未见不良影响和异常现象, 说明糊化淀粉尿素高蛋白浓缩料可以完全代替豆粕。
3 结论与讨论
研究结果表明, 尿素添加比例越高, 蛋白含量和糊化度相应提高, 但是随着尿素的增加, 产品适口性差, 经多次试验, 确定了适宜的尿素含量, 不仅可以使产品蛋白含量达到60%以上, 而且产品成型、适口性均较好。此外, 选择合适的脲酶抑制剂作为缓释助剂, 进一步提高产品安全系数和蛋白含量。最终确定糊化淀粉尿素高蛋白浓缩料的配方为:玉米粉碎后过3 mm筛, 玉米粉63 kg, 尿素21 kg, 膨润土5 kg预混料微量元素1% (具体成分参考繁殖母羊预混料) , 硼砂0.75%, 盐2%, 硫酸钠4%, 磷酸氢钙5%。
通过试验对比, 最终选定河南某机械加工厂生产的SLP-60型膨化机, 该设备螺杆长度∶直径比值为287 mm∶58.4 mm, 介于小型膨化机和56-Ⅲ型双螺杆机2种机型之间, 厂家经过对出口模头孔径的改进、无数次调试, 试制产品的糊化度达到82.1%~84.9%。在保证产品糊化度和尿素溶解率的情况下, 物料水分选择以14%~17%较好。绵羊在饲喂糊化淀粉尿素高蛋白浓缩料后, 日平均体重增加57.0 g, 采食量、体能及外部表现观察未见不良影响和异常现象, 说明糊化淀粉尿素高蛋白浓缩料可以完全代替豆粕。
参考文献
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花生浓缩蛋白 篇4
1 大豆浓缩蛋白的质量标准和营养特性
1983年1月，美国农业部食品营养学会确定了大豆浓缩蛋白中蛋白质含量大于60%的质量标准。1987年，国际食品规范委员会、蔬菜蛋白规范委员会在古巴哈瓦那会议上，通过联合国粮农组织/世界卫生组织联合食品标准规程，提出大豆浓缩蛋白中蛋白质含量为65%-90%。由于大豆浓缩蛋白目前主要用于食品工业，国内外尚无饲料级产品的标准。
湿热浸提法、酸洗涤法和乙醇浸提法三种方法生产的大豆浓缩蛋白产品，其营养价值存在一定的差异，其中以氮溶解指数的差异最明显。
由于一些水溶性低分子蛋白质在浸提过程中也被脱溶，大豆浓缩蛋白与其原料大豆粉氨基酸的组成略有差异。
2 大豆浓缩蛋白在动物饲料中的应用效果
2.1 在早期断奶仔猪饲料中的应用效果
大豆浓缩蛋白由于去除了一般豆制品中的抗营养因子，蛋白质和氨基酸的消化率有所提高。从NRC (1998) 的数据来看，其氨基酸的表观消化率普遍高于脱脂奶粉和血浆蛋白粉;脂肪、还原糖及水分含量低，储存不易变质，品质能维持恒定;酸碱度近中性，最适合仔猪消化吸收;不含一般的豆腥味，且具有特殊芳香味，利于诱食;添加于仔猪料中可防止仔猪下痢，减少用药，利于仔猪尽早地适应饲喂含大豆原料的饲料，避免因仔猪料过高依赖动物性蛋白而延缓对今后主要蛋白源饲料豆粕的适应性，节约饲料成本。
2.2 作为脱脂奶粉和血浆蛋白粉的替代品
脱脂奶粉和血浆蛋白粉等具有消化率高、氨基酸组成平衡的优点，是传统上用于乳猪开食料和早期断奶仔猪饲料的优质蛋白原料，但价格昂贵。在二恶英污染和疯牛病等灾难性事件发生后，一些地区甚至禁止在饲料中使用动物蛋白，因此寻找上述蛋白原料资源的替代品一直是业界的重大课题。研究发现，对14-35日龄的小猪，用大豆浓缩蛋白取代14%的蛋白奶粉，取得了同等的摄食和生长率。但是，用豆粕取代14%的蛋白奶粉增加了16%的摄食率而降低了18%的生长率，表明在此阶段豆粕的利用率很低。研究者用大豆浓缩蛋白代替早期断奶仔猪日粮中的脱脂奶粉，结果发现，饲喂大豆浓缩蛋白的仔猪饲料转化率略差，但生长性能没有差异。澳大利亚的一项试验表明，小猪 (15日龄-36日龄) 摄食含大豆浓缩蛋白的饲料 (10%大豆浓缩蛋白+10%乳清粉) 具有与摄食含20%脱脂奶粉为主的饲料相同的采食量和生长率。欧洲的试验表明，将大豆浓缩蛋白与乳清粉等优质碳水化合物饲料配合使用，饲喂不同日龄的早期断奶仔猪，取得了与脱脂奶粉相似的生长性能。
研究者在仔猪日粮中添加大豆浓缩蛋白时，日粮干物质、氮和赖氨酸的表观消化率显著大于大豆蛋白组，与添加脱脂奶粉日粮组的效果相近。再用安装简单T形瘘管的仔猪比较，测定了脱脂奶粉、大豆浓缩蛋白和大豆粉的回肠表观消化率，结果发现，大豆浓缩蛋白组的干物质、氮和多数氨基酸的表观消化率显著大于大豆粉组，略低于脱脂奶粉组。大豆浓缩蛋白组回肠表观消化率低是由于大豆中抗营养因子引起内源氮损失增加所致。
2.3 作为鱼粉的替代品
鱼粉是通常用于仔猪饲料的蛋白原料，但由于养殖业的迅猛发展，会发生鱼粉供不应求的现象。另外，高质量鱼粉价格高，地方生产的鱼粉通常来说营养成分含量不稳定。鱼粉中非氨基酸氮为22%左右，高于大豆浓缩蛋白的10%，导致仔猪对鱼粉中蛋白的低消化吸收率。鱼粉可能含有污染源，如生物胺和病原菌，能引起仔猪免疫功能低下和下痢。而且，鱼粉可能会是"二恶英"的一种污染源。鱼粉含磷量为2%-4%，添加不当容易引起磷对环境的污染。新鲜度是鱼粉品质的一个重要指标，所以鱼粉不宜长期储存。而使用大豆浓缩蛋白避免了上述不利因素。
研究者给断奶仔猪饲喂大豆浓缩蛋白和"4%鱼粉+10%乳清粉"的日粮，发现大豆浓缩蛋白是断奶仔猪后期可替代鱼粉的优质蛋白质饲料。据研究报道，在仔猪饲料中添加7%的大豆浓缩蛋白用来取代3%的乳蛋白和3%的鱼粉，断奶4周后的仔猪表现了更高的生长率 (分别每天为320g和287g) 。经研究发现，大豆浓缩蛋白可取代100%的动物蛋白 (鱼粉和乳蛋白) 而获得断奶仔猪更好的摄食量和生长率。
2.4 取代低质豆粕，有助于仔猪顺利断奶
仔猪在9周龄时对豆粕的粗蛋白消化率很高，但在3-4周龄时却很低，这是由于从母奶转为摄食饲料，仔猪断奶时会承受很多应激。实践证明，当喂养断奶猪劣质饲料时，会引起仔猪消化道紊乱、下痢，从而使其死亡率上升。所以仔猪此时需要易消化的蛋白原料，如大豆浓缩蛋白。另外，喂养断奶仔猪低质豆粕会引起下痢和死亡率增高。用大豆浓缩蛋白作为仔猪断奶料中的蛋白原料，会减少其断奶时的压力，降低下痢和死亡率。因此，用大豆浓缩蛋白作为蛋白原料取代豆粕有助于仔猪顺利断奶，提高经济效益。
据研究报道，饲喂大豆浓缩蛋白日粮仔猪的小肠绒毛高度和绒毛表面积比脱脂奶粉日粮组低，但显著高于大豆粕日粮组。血清大豆抗体效价的测定结果表明，大豆浓缩蛋白日粮的免疫原性显著低于大豆粕日粮组。大豆浓缩蛋白日粮提高生长性能的机理是改善了小肠绒毛的发育，降低了大豆抗原的过敏反应。
研究者比较了不同周龄仔猪饲喂脱脂奶粉、鱼粉、大豆粉和大豆浓缩蛋白对断奶后蛋白质回肠表观消化率的影响，结果发现，大豆浓缩蛋白组的回肠消化率与饲喂脱脂奶粉、鱼粉相似，显著高于大豆粉组。随着仔猪周龄的增加，饲喂大豆粉仔猪的蛋白质回肠消化率逐步提高，仔猪体重达25kg以后，饲喂大豆粉仔猪的蛋白质回肠消化率与饲喂其他优质蛋白质饲料组接近。因此，大豆浓缩蛋白等优质蛋白质饲料对日龄越小的仔猪越有优势，周龄越小，与大豆粉组的差异越大。
2.5 在早期断奶犊牛饲料中的应用效果
在国际奶牛业发达的国家和地区，多用代乳粉和开食料组合对犊牛实施早期断奶。早在20世纪60年代，由于脱脂奶粉价格较低，在代乳粉中大量使用脱脂奶粉。但是到了80年代中期，随着脱脂奶粉的价格上涨，在代乳粉中使用植物蛋白源的问题引起了人们的关注。在我国利用开食料对犊牛进行早期断奶已经取得成功的经验，并为广大奶牛场所采用，而代乳粉却迟迟未能得到应用，主要原因是由于鲜奶的收购价格一直偏低，从生产成本的角度考虑使用代乳粉未必合算。但近些年随着人们对鲜奶和乳制品需求的增加，我国出现奶源紧张、奶价上涨问题，使得开发代乳粉的工作提到了议事日程。
研究者进行了给8-12日龄的荷斯坦奶公犊分别饲喂牛奶、以“大豆浓缩蛋白”为蛋白源的代乳粉、以“大豆浓缩蛋白+玉米蛋白”为蛋白源的代乳粉等3种日粮的试验，试验期51天试验。结果表明，3组的日增重分别为510.29g、450.98g和579.74g，以“大豆浓缩蛋白+玉米蛋白”为蛋白源的代乳粉组的日增重优于其他组;3组犊牛的血清钙、磷、铁、总蛋白、血糖、尿素氮和甘油三酯的浓度无明显差异;代乳粉组都比牛奶组饲养成本低，其中以“大豆浓缩蛋白+玉米蛋白”组为最低。可见，大豆浓缩蛋白和玉米蛋白的复合使用可作为犊牛代乳粉的蛋白源，不同蛋白源之间可能有一定的互补性;饲喂代乳粉培育犊牛的日增重不低于鲜奶培育方式，且比鲜奶培育方式饲养成本低。
摘要：大豆浓缩蛋白作为大豆的深加工产品, 消除了一些抗营养因子, 使大豆浓缩蛋白中的营养素消化率有一定程度的提高, 而且改善了产品风味和品质, 从而在动物饲料中得到广泛的应用。
花生浓缩蛋白 篇5
1.1 优质的蛋白来源
作为一种优质蛋白, 大豆浓缩蛋白PDCAAS高达0.99, 非常接近乳蛋白和鸡蛋蛋白, 可被人体迅速吸收, 因此决定了它的广泛应用。
从发达国家大豆蛋白的生产应用分析, 浓缩蛋白、分离蛋白及组织蛋白已经三分天下, 其中又以浓缩蛋白占最大份额, 在此之中又以醇提大豆浓缩蛋白占据了94%的绝对主导份额, 并按照食品加工需求, 生产出数十种类型的大豆蛋白制品, 广泛应用于肉制品、乳制品、面制品、饮品、糖果、方便食品、冷冻食品等几十类食品中。
2010年, 全球大豆浓缩蛋白的产量约为113万吨, 在欧洲, 大豆浓缩蛋白的年销售量达60万吨。其中大约70%的大豆浓缩蛋白作为食品加工原料而添加到各种食品中, 其余的作为幼畜代乳品和宠物饲料, 另有少量用于除食品或饲料以外的其他领域。
1.2 面粉蛋白强化添加剂
我国人均日缺少蛋白质8克以上, 全民蛋白质需求补充量应在350万吨左右。以面粉为载体, 添加优质大豆浓缩蛋白粉, 改善面粉的营养结构, 补充了小麦粉中限制氨基酸的不足, 特别是赖氨酸的不足, 实现蛋白质营养素的互补, 全面提升了面粉的营养效价, 长期食用能有效地改善机体的抗病能力, 增强人民体质, 有效地降低各种疾病的发生率, 符合我国国情。根据目前全国面粉强化营养会议反馈的信息, 面粉的营养强化问题成为人们关注的焦点, 强化蛋白专用面粉及军供面粉可用于军队、运动员、大专院校等对蛋白要求较高的特殊群体。欧洲发达国家以及日本和美国都非常重视部队的膳食给养, 已普遍用大豆蛋白强化日常和战时的重要的营养补充, 美国战地口粮实现了“四化”即“品种多样化、口味新鲜化、营养标准化、食用简单化”, 在各种军粮的配方中均有不同比例的大豆浓缩蛋白。军供专用大豆浓缩蛋白营养强化面粉也是在校学生和体育运动员适龄、适量、适时补充给养, 提高身体素质的最理想食品原料。
1.3 饲料行业优质原料
大豆浓缩蛋白由于去除了一般豆制品中的抗营养因子, 蛋白质和氨基酸的消化率有所提高。从NRC的数据来看, 其氨基酸的表观消化率普遍高于脱脂奶粉和血浆蛋白粉;脂肪、还原糖及水分含量低, 储存不易变质, 品质能维持恒定;酸碱度近中性, 最适合仔猪消化吸收;不含一般的豆腥味, 且具有特殊芳香味利于诱食;添加于仔猪料中可防止仔猪下痢、减少用药、利于仔猪尽早的适应饲喂含大豆原料的饲料, 避免因仔猪料过高依赖动物性蛋白而延缓对今后主要蛋白源饲料豆粕的适应性, 节约饲料成本。
脱脂奶粉和血浆蛋白粉等具有消化率高、氨基酸组成平衡的优点, 是传统上用于乳猪开食料和早期断奶仔猪饲料的优质蛋白原料, 但价格昂贵。在二恶英污染和疯牛病等灾难性事件发生后, 一些地区甚至禁止在饲料中使用动物蛋白。因而, 寻找上述蛋白原料资源的替代品一直是业界的重大课题。Vaugoyeau (1981) 发现对14～35日龄的小猪用大豆浓缩蛋白取代14%的等蛋白奶粉, 取得了同等的摄食和生长率。Centra Soy Feed Research (1996) 用SPC代替早期断奶仔猪日粮中的脱脂奶粉, 结果发现, 饲喂SPC的仔猪饲料转化率略差, 但生长性能没有差异。
目前, 幼畜饲料将是未来我国饲料业研发生产的重点产品。豆粕是世界上最广泛应用的饲料蛋白原料, 它含有良好的氨基酸组成。但是, 豆粕含有高含量的抗营养因子和难消化的糖类, 例如胰蛋白酶抵制剂、抗原素、多种凝集素、皂甙和低聚糖等, 会引起消化道损伤, 减低营养物质的消化率, 从而限制了它在幼畜饲料中的应用。与豆粕相比, 大豆浓缩蛋白具有更优良的营养价值。醇法大豆浓缩蛋白中乳清蛋白在加工过程中损失很少, 对必需氨基酸含量几乎没有影响, 在蛋白质中的比率也没有影响, 大豆中的过敏原、抗营养因子以及蛋白酶抑制因子等成分在酒精浸出时被去除或失去活性。因此醇法大豆浓缩蛋白在欧美国家被大量用于幼畜饲料中。饲料中添加大豆浓缩蛋白, 明显地提高了仔猪的日采食量、日增重明显、饲料的利用率提高10%, 越小的仔猪越有优势, 回肠表观消化率优于普通豆粉和鱼粉, 效果突出。适于断乳仔牛的消化系统的蛋白原料的价格均较昂贵, 而大豆浓缩蛋白具有优质的蛋白, 不含抗营养因子, 在水溶液中悬浮性好且易被消化是理想的仔牛代乳品。
2 醇法大豆浓缩蛋白产业化现状
九十年代中期, 新型肉罐制品市场在我国迅速崛起, 由于大豆分离蛋白良好的持水持油性, 使用大豆分离蛋白的火腿可以在大幅削减纯肉用量的情况下依然保持良好的口感, 生产成本降至了极低的水平, 小分离蛋白厂的建设如雨后春笋, 伴随着大豆分离蛋白生产是难以处理的有机废水和大量废渣的产生, 给环境带来了极大地负面影响。随着国家对环保要求力度的加强, 将导致分离蛋白的生产成本激增, 并在产品产业链上引发一系列的问题。因此, 质优价廉、无环保问题的醇法大豆浓缩蛋白替代大豆分离蛋白将成为大豆蛋白产业发展的一个划时代的大趋势。
但醇法大豆浓缩蛋白的生产技术含量高, 目前国际上醇法大豆浓缩蛋白的生产技术主要被美国、以色列及日本的几家公司所控制, 并且限制出口。虽然国内的科研人员已经展开了醇法大豆浓缩蛋白的研究, 取得了一定的成果, 但由于核心技术和关键设备没有取得突破, 很多技术还处于小试或中试阶段。虽然国内已建起多条醇法大豆浓缩蛋白生产线, 但除黑龙江双河松嫩大豆生物工程有限责任公司之外, 国内其它生产线还没有自主知识产权。而该生产线在中试基础上放大生产, 工艺及设备还存在有待完善的地方。
除此之外, 还有吉林通榆、沈阳辽花等多个集团公司醇法大豆浓缩蛋白生产线正在筹建中。以上各条生产线中, 除应用黑龙江省粮科所技术外, 其余生产线在很大程度上都是以色列技术的翻版。
3 展望
花生浓缩蛋白 篇6
1 试验材料和方法
1.1 主要材料和试剂
冷榨芝麻饼 (在实验室对芝麻脱皮并经螺旋榨油机低温压榨所得) 。
乙醇溶液、乙醚、硫酸、硫酸钾、硫酸铜、硼酸、氢氧化钠、硫酸铵和盐酸等, 以上试剂均为分析纯。
1.2 主要设备和仪器
全自动凯氏定氮仪, 丹麦FOSS公司;FT350&FT355纤维测定仪, 福斯赛诺分析仪器 (苏州) 有限公司;AL104分析天平;101型电热鼓风干燥箱;HH-1型恒温水浴锅;LD5-10低速离心机;DT-500A电子天平;恒温气浴振荡箱;旋转蒸发仪RE52-86A。
1.3 试验方法
醇法制备芝麻浓缩蛋白:称取一定量经粉碎过筛的芝麻饼样品置于浸提瓶内, 用乙醇水溶液对其进行搅拌浸洗, 然后离心分离得到乙醇萃取液和固形物, 固形物经干燥后得芝麻浓缩蛋白, 乙醇萃取液经蒸馏浓缩得糖蜜。测定芝麻浓缩蛋白的粗蛋白和粗脂肪含量, 作为评判醇洗工艺效果的主要指标。通过单因素和正交试验确定最佳的工艺条件, 并对最佳产品进行组分分析。
1.4 分析测定方法
主要成分的测定:粗蛋白含量测定参照GB 5009.5-2010, 粗脂肪含量测定参照GB/T 5512-2008, 粗纤维含量测定参照GB/T 5515-2008, 灰分含量测定参照GB/T9824-2008, 水分含量测定参照GB 5497-1985, NSI的测定参照AACC方法46-23。
2 结果与分析
2.1 原料-冷榨芝麻饼的主要组分
冷榨芝麻饼的主要组分测定结果见表1。
注:其中蛋白质为干基含量, 其他为湿基含量。
2.2 单因素试验结果及分析
2.2.1 乙醇浓度对醇洗效果的影响
浸提温度50℃, 每次浸提时间60min, 料液比1∶5 (冷榨饼质量:乙醇体积) , 萃取2次, 选取乙醇浓度为40%、50%、60%、70%和80%。乙醇浓度对醇洗效果的影响如图1所示。
由图1可知:当乙醇浓度达到70%时样品的蛋白含量最高, 之后再增加乙醇浓度, 蛋白含量反而降低。而样品中的残油随乙醇浓度的增大持续降低。这可能是因为当乙醇浓度增加至70%以上时, 醇变性作用破坏了维持蛋白质分子高级结构的氢键, 使大分子蛋白质分子聚集体转变为小分子蛋白聚集体随乙醇溶出, 从而使产品的蛋白含量降低。而随着乙醇浓度的增大, 溶液的分子极性降低, 饼中油脂在乙醇溶液中的溶解度增加, 因此产品的残油率逐渐降低。综合考虑乙醇浓度对蛋白含量和残油率的影响, 选取乙醇浓度为70%。
2.2.2 浸提温度对醇洗效果的影响
确定乙醇浓度70%, 浸提时间60min, 料液比1∶5, 萃取次数2次, 选取浸提温度为40、50、60、70和80℃。浸提温度对醇洗效果的影响如图2所示。
由图2可知:当浸提温度为60℃时, 产品中蛋白含量最高, 再升高浸提温度, 蛋白含量降低。而样品中残油是随着浸提温度的升高而持续降低的。综合考虑蛋白含量和残油2个条件, 选取浸提温度为60℃。
2.2.3 浸提时间对醇洗效果的影响
确定乙醇浓度70%, 浸提温度60℃, 浸提时间每次60min, 料液比1∶5, 萃取次数2次, 选取浸提时间为20、35、50、65、80和95min。浸提时间对醇洗效果的影响如图3所示。
由图3可知:随着浸提时间的延长, 样品中的蛋白含量先逐渐增大, 至65min后基本不再变化, 而残油随浸提时间的延长逐渐降低。综合考虑蛋白含量和残油2个指标, 选取浸提时间为65min。
2.2.4 固液比对醇洗效果的影响
确定乙醇浓度70%, 浸提温度60℃, 浸提时间每次65min, 萃取次数2次, 选取固液比为1∶4、1∶5、1∶6、1∶7和1∶8。固液比对醇洗效果的影响如图4所示。
由图4可知:固液比对样品中蛋白含量的影响较小、对样品中残油的影响较大, 但在固液比1∶4和1∶8时, 残油也仅仅减低约0.4%, 考虑固液比增加对溶剂消耗的影响, 结合蛋白含量和残油2个指标。确定最适固液比为1∶4。
2.2.5 萃取次数对醇洗效果的影响
确定乙醇浓度70%, 浸提温度60℃, 浸提时间每次65min, 固液比1∶4, 选取萃取次数为1、2、3、4和5次。萃取次数对醇洗效果的影响如图5所示。
由图5可知:前3次浸提对样品中蛋白含量增加和残油降低均是显著的, 第4次浸提后样品中蛋白含量和残油的改变都不明显。因此确定的合适萃取次数为3次。
2.3 正交试验结果及分析
影响芝麻浓缩蛋白制备的各个因素并不是孤立的, 而是相互关联的。根据单因素试验的结果, 采用L9 (34) 正交表安排试验, 正交试验结果见表2, 方差分析见表3。
由表2可知:RA﹥RB﹥RD﹥RC, 即用乙醇制备芝麻浓缩蛋白时, 影响白质含量的因素的主次顺序为:乙醇浓度﹥浸提温度﹥萃取次数﹥浸提时间。
由表3可知:乙醇浓度对产品粗蛋白含量影响是最显著的, 其次是浸提温度, 浸提时间﹑萃取次数的影响相对较小。通过方差分析可知, 4个因素中的乙醇浓度影响具有显著性。综合极差分析和方差分析结果, 最终确定以高蛋白含量为指标的最佳工艺条件的水平组合是A2B2C2D1, 即乙醇浓度70%, 浸提温度60℃, 浸提时间65min, 料液比1∶4, 萃取次数2次。在此条件下进行试证实验, 测得醇洗芝麻浓缩蛋白的粗蛋白含量 (干基) 为67.29%, 残油为8.73%。
注:其中蛋白质为干基含量, 其他为湿基含量。
2.4 醇洗芝麻浓缩蛋白的组分分析
再最佳工艺条件下所得醇洗芝麻浓缩蛋白的主要组分见表4。
将冷榨芝麻饼、醇洗芝麻浓缩蛋白与工艺非常相近的冷榨花生饼、醇洗花生浓缩蛋白的主要组分进行的对比分析见表5。
注:其中蛋白质为干基含量, 其他为湿基含量。
由表5可知:冷榨芝麻饼比冷榨花生饼的粗蛋白质含量和粗脂肪含量都较高, 但NSI值要低很多。相应的, 醇洗芝麻浓缩蛋白比醇洗花生浓缩蛋白的粗脂肪含量高, NSI值也低。
3 结论
在冷榨芝麻饼粗蛋白58.48%和粗脂肪12.82%的条件下, 采用乙醇浓度70%、浸提温度60℃、浸提时间65min、料液比1∶4、萃取次数2次的最佳醇洗工艺条件, 可以得到粗蛋白67.29%、粗脂肪8.73%、粗纤维3.73%、蛋白NSI值2.83%的芝麻浓缩蛋白。醇洗芝麻浓缩蛋白较冷榨芝麻饼的粗蛋白含量提高近9%、粗脂肪含量降低4%, 蛋白含量的提高和残油率的降低将更有利于芝麻蛋白在更多的食品中应用。但醇洗芝麻蛋白仍然偏高的残油率及较低的NSI值也提示, 若要提高其食品功能性, 还需要进一步研究混合溶剂浸洗及蛋白改性工艺条件。
摘要：以冷榨芝麻饼为原料, 以芝麻浓缩蛋白的粗蛋白含量和残油率为主要指标, 研究醇洗芝麻浓缩蛋白的最佳工艺条件。通过单因素试验和正交试验得到冷榨芝麻饼醇洗制备芝麻浓缩蛋白的最佳工艺条件为:醇浓度70%、浸提温度60℃、浸提时间65min、料液比1:4和萃取次数2次。在最佳条件下得到芝麻浓缩蛋白的粗蛋白含量67.29%和粗脂肪8.73%。
关键词：冷榨芝麻饼,乙醇萃取,芝麻浓缩蛋白,工艺条件
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