第二篇第二篇植物蛋白工艺学植物蛋白工艺学 第第7 7章章 植物蛋白制取植物蛋白制取 第一节第一节 制取工艺工艺概述制取工艺工艺概述 蛋白质的种类很多，性质上的差异也很大蛋白质的种类很多，性质上的差异也很大，又处于不同的体系中，尤其是别离的目的和，又处于不同的体系中，尤其是别离的目的和用途也不同用途也不同 因此，不可能有一个固定工艺适用于各类因此，不可能有一个固定工艺适用于各类蛋白质的提取和别离蛋白质的提取和别离 例如大豆、花生、小麦蛋白质的制取工艺例如大豆、花生、小麦蛋白质的制取工艺就有很大的差异但是，大多数提取、别离蛋就有很大的差异但是，大多数提取、别离蛋白的主要工序根本上是一样的白的主要工序根本上是一样的 为了保持天然蛋白质的固有性质，并防止为了保持天然蛋白质的固有性质，并防止蛋白质的变性，必须采用稳妥的方法，在蛋白蛋白质的变性，必须采用稳妥的方法，在蛋白质提取、别离时，应考虑下述主要因素：质提取、别离时，应考虑下述主要因素： 1 1即在应用于食品工业中不失去所要求的功能特即在应用于食品工业中不失去所要求的功能特性，如风味、口感不产生不良影响性，如风味、口感不产生不良影响 2 2不损失营养价值，保证食品的平安性，符合不损失营养价值，保证食品的平安性，符合经济效益等。
经济效益等 提取、别离植物蛋白的一般工艺可表示如下：提取、别离植物蛋白的一般工艺可表示如下： 制取植物蛋白的主要产品有浓缩蛋白和别离蛋白制取植物蛋白的主要产品有浓缩蛋白和别离蛋白产品两大类，其工艺可表示为如下几种：产品两大类，其工艺可表示为如下几种： 一、浓缩蛋白工艺一、浓缩蛋白工艺 ( (一一) )不溶性浓缩蛋白产品不溶性浓缩蛋白产品 浓缩蛋白质的生产，主要是以低温脱溶粕为原料浓缩蛋白质的生产，主要是以低温脱溶粕为原料，通过不同的加工方法，除去低温粕中的可溶性糖分，通过不同的加工方法，除去低温粕中的可溶性糖分、灰分以及其他可溶性的微量成分，从而使蛋白质的、灰分以及其他可溶性的微量成分，从而使蛋白质的含量提高到含量提高到65-7065-70 工艺主要有三种工艺主要有三种: :稀酸洗涤法、含水酒精洗涤法、稀酸洗涤法、含水酒精洗涤法、湿热洗涤法湿热洗涤法 1. 1.稀酸洗涤法稀酸洗涤法 本工艺特点是根据蛋白质溶解度曲线，利用蛋白本工艺特点是根据蛋白质溶解度曲线，利用蛋白质在等电点时，其溶解度最低质在等电点时，其溶解度最低, ,用稀酸溶液调节用稀酸溶液调节pHpH值，值，将原料中低分子可溶性非蛋白质成分浸洗出来。
将原料中低分子可溶性非蛋白质成分浸洗出来 工艺流程意图如下：工艺流程意图如下： 原料原料酸洗酸洗固液别离固液别离一次水洗一次水洗固液别离固液别离 废水废水 废水废水 中和中和枯燥枯燥浓缩蛋白浓缩蛋白 2. 2.酒精洗涤法酒精洗涤法 本工艺特点是用一定浓度的酒精溶液，可使大豆蛋本工艺特点是用一定浓度的酒精溶液，可使大豆蛋白质变性，失去可溶性根据这一特性，利用含水酒精白质变性，失去可溶性根据这一特性，利用含水酒精对豆粕中的非蛋白质可溶性物质进行浸出、洗涤，剩下对豆粕中的非蛋白质可溶性物质进行浸出、洗涤，剩下的不溶物经脱溶、枯燥即可获得浓缩蛋白的不溶物经脱溶、枯燥即可获得浓缩蛋白 工艺流程示意如下：工艺流程示意如下： 乙醇回收乙醇回收 乙醇乙醇 原料原料一次醇洗一次醇洗固液别离固液别离二次醇洗二次醇洗固液别离固液别离 乙醇溶液乙醇溶液 枯燥枯燥浓缩蛋白浓缩蛋白 3. 3.湿热浸提法湿热浸提法 本工艺特点是利用蛋白质对热敏感的特性，将原本工艺特点是利用蛋白质对热敏感的特性，将原料用蒸汽加热或与水一同加热，蛋白质因受热变性而料用蒸汽加热或与水一同加热，蛋白质因受热变性而成为不溶性物质，然后用水把低分子物质浸洗出来，成为不溶性物质，然后用水把低分子物质浸洗出来，别离除去。
别离除去 工艺流程示意如下：工艺流程示意如下： 水水 原料原料 粉碎粉碎 热处理热处理 水洗水洗 固液别离固液别离 废水废水 枯燥枯燥浓缩蛋白浓缩蛋白 二可溶性产品二可溶性产品 利用淀粉和纤维素不溶于水使其与蛋白质别离，从而利用淀粉和纤维素不溶于水使其与蛋白质别离，从而得到可溶性浓缩蛋白质产品得到可溶性浓缩蛋白质产品 工艺流程示意如下：工艺流程示意如下： 水、碱水、碱 原料原料碾磨碾磨浸取浸取固液别离固液别离蛋白液蛋白液 残渣残渣枯燥枯燥饲料饲料 灭菌灭菌 浓缩浓缩枯燥枯燥 产品产品 废水废水 二、别离蛋白工艺二、别离蛋白工艺 主要是传统的碱溶酸沉法，首先将脱脂粕用主要是传统的碱溶酸沉法，首先将脱脂粕用稀碱液浸提后，用离心别离除去粕中的不溶性物稀碱液浸提后，用离心别离除去粕中的不溶性物质质( (主要是多糖主要是多糖) )，然后用酸把浸出液的，然后用酸把浸出液的pHpH值调至值调至蛋白质的等电点，蛋白质由于处于等电点状态而蛋白质的等电点，蛋白质由于处于等电点状态而凝集沉淀下来，经别离可得到蛋白沉淀物凝集沉淀下来，经别离可得到蛋白沉淀物, ,再经再经洗涤、中和、枯燥即得别离大豆蛋白洗涤、中和、枯燥即得别离大豆蛋白。
工艺流程示意如下工艺流程示意如下 脱脂粕脱脂粕浸取浸取固液别离固液别离酸沉酸沉别离别离 饲料饲料枯燥枯燥 残渣残渣 乳清乳清 水洗水洗别离别离中和中和灭菌灭菌冷却冷却枯燥枯燥产品产品 废水废水 此外，别离大豆蛋白产品还可以超滤法生此外，别离大豆蛋白产品还可以超滤法生产 第二节第二节 植物蛋白制取主要工序植物蛋白制取主要工序 提取、别离蛋白的原料，不外乎是细胞内含物和提取、别离蛋白的原料，不外乎是细胞内含物和外分泌物外分泌物 如果蛋白质是以可溶性形式存在于液体血浆、如果蛋白质是以可溶性形式存在于液体血浆、消化液、奶等中，可以不必经过提取直接进行别离消化液、奶等中，可以不必经过提取直接进行别离提取 这里要讲的是一般蛋白质和球蛋白的提取别离的这里要讲的是一般蛋白质和球蛋白的提取别离的主要工序主要工序 一、原料的破碎一、原料的破碎 一破碎方法一破碎方法 大多数的植物蛋白质都存在于细胞内，结合于细大多数的植物蛋白质都存在于细胞内，结合于细胞壁上，所以必须先使细胞破碎，才能提取、别离出胞壁上，所以必须先使细胞破碎，才能提取、别离出蛋白质，不同的原料要采用不同的破碎方法，根据机蛋白质，不同的原料要采用不同的破碎方法，根据机理不同可以分为三类：理不同可以分为三类： 1. 1.化学法化学法 (1) (1)碱或去垢剂破碎法；碱或去垢剂破碎法；2 2酶解法；酶解法； (3) (3)有机溶剂法；有机溶剂法； 2. 2.物理法：物理法： (1) (1)热处理破碎法；热处理破碎法；(2)(2)冰冻复融法；冰冻复融法； (3) (3)增压减压法；增压减压法；(4)(4)挤压法；挤压法； 3. 3.机械法：机械法： (1) (1)碾磨法；碾磨法；(2)(2)挤压法；挤压法； (3) (3)与磨料颗粒一起搅动的方法；与磨料颗粒一起搅动的方法； 二主要设备二主要设备 1. 1.机械破碎原理机械破碎原理 物料在破碎过程中受到的作用力，主要有：物料在破碎过程中受到的作用力，主要有： 挤压力；挤压力；剪切力；剪切力；撞击力等机械作用力。
撞击力等机械作用力 2. 2.通用设备通用设备 1 1 砂轮磨砂轮磨 砂轮磨工作原理砂轮磨工作原理 利用固定磨片和转动磨片之间产生的剪切力作用利用固定磨片和转动磨片之间产生的剪切力作用力将物料磨碎力将物料磨碎 结构：由电机；机架；主轴；别离网；固定与结构：由电机；机架；主轴；别离网；固定与动磨片；料斗及调节机构组成；动磨片；料斗及调节机构组成； 特点：占地面积小；产量大；能耗低；操作和特点：占地面积小；产量大；能耗低；操作和调节方便；适用于湿法碾磨；自动分渣调节方便；适用于湿法碾磨；自动分渣 2 2 CW-250 CW-250超微磨机超微磨机 原理：与砂轮磨一样；原理：与砂轮磨一样； 结构：由特制电机；机架；动、静磨片；料斗结构：由特制电机；机架；动、静磨片；料斗；强制喂料机构和微调节机构组成；强制喂料机构和微调节机构组成； 特点：特点：A.A.进料均匀；进料均匀；B.B.占地小、产量大；占地小、产量大；C.C.能能耗低；耗低；D.D.微量调节、超细碾磨；微量调节、超细碾磨；E.E.适用于干法和湿法适用于干法和湿法碾磨 3. 3.三辊碾磨机三辊碾磨机 (1)(1)原理：利用两辊之间挤压将物料破碎。
原理：利用两辊之间挤压将物料破碎 (2)(2)结构：电机；减速器；碾辊；刮刀；结构：电机；减速器；碾辊；刮刀； (3)(3)特点：占地面积大；能耗高；物料需预粉碎；特点：占地面积大；能耗高；物料需预粉碎；温升慢；干碾法；温升慢；干碾法； 4. 4.胶体磨胶体磨 (1)(1)原理：通过不同几何形状的定齿与动齿在高速原理：通过不同几何形状的定齿与动齿在高速旋转下的相对运动，使物料在自重、离心力等复合力旋转下的相对运动，使物料在自重、离心力等复合力的作用下，通过可变环状间隙时，受到强大的剪切力的作用下，通过可变环状间隙时，受到强大的剪切力、磨擦力和高频振动，而将物料破碎、均质，从而得、磨擦力和高频振动，而将物料破碎、均质，从而得到理想的精细力加工产品到理想的精细力加工产品 (2)结构：喂料器；拨料器；凸凹磨齿；机架及电机 (3)特点： 所有材质均为不锈钢材料； 细度250um； 操作简单、噪音小； 用途广 二、浸取二、浸取 浸出就是从破碎后的细胞组织中溶解蛋白质的过浸出就是从破碎后的细胞组织中溶解蛋白质的过程 1. 1.溶剂选择溶剂选择 1 1清蛋白类：一般直接用水就可以抽提出来清蛋白类：一般直接用水就可以抽提出来。
2 2球蛋白类：球蛋白类： 通常在弱碱性溶液条件下，溶液通常在弱碱性溶液条件下，溶液pH7.5pH7.59.09.0； 也可以在盐溶液条件下进行；也可以在盐溶液条件下进行； 直接用水抽提直接用水抽提 3 3脂蛋白类脂蛋白类 一般用稀的去垢剂溶液一般用稀的去垢剂溶液( (十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠) )或有机或有机溶液来抽提溶液来抽提 4 4其它蛋白其它蛋白 不溶于水的蛋白质通常用稀碱溶液不溶于水的蛋白质通常用稀碱溶液 注意：注意： pHpH值的变化：植物胞里的液泡中含有酸性物质值的变化：植物胞里的液泡中含有酸性物质( (如草酸如草酸) ) 颜色变化：酚系物质的着色，参加颜色变化：酚系物质的着色，参加5mMol5mMol的杭坏血酸防止变的杭坏血酸防止变化 2. 2.浸取的根本原那么浸取的根本原那么 根本原那么是根本原那么是“ “少量屡次，即对于等量的用于浸取的溶剂，少量屡次，即对于等量的用于浸取的溶剂，分屡次浸取比一次浸取效果好得多分屡次浸取比一次浸取效果好得多 其中：k溶质在固相和液相中的分配系数； W原料的体积； L每次浸取溶剂的体积； X0原先结合在固相中所需浸取的溶质重量； Xn浸取n次以后仍保存在固相中的溶质重量； 显然，浸取次数越多，残留的溶质就越少。
例如：10升固体物，用20升缓冲溶液分二次浸取，如果K=0.1那么有 3. 3.主要设备主要设备 (1)(1)浸取罐浸取罐 (2)连续浸取槽 结构特点： 立式搅拌器、减速电机、不锈钢 三、别离三、别离 别离就是将蛋白质浸取液中固体物质别离出去的别离就是将蛋白质浸取液中固体物质别离出去的过程 一别离方法一别离方法 在食品工业上主要有如下几种方法在食品工业上主要有如下几种方法 1. 1.沉降法沉降法 (1) (1)重力沉降法重力沉降法 利用固体颗粒的重度大于液体重度利用固体颗粒的重度大于液体重度 (2) (2)离心沉降法离心沉降法 离心沉降就是把悬浮液体置于高速离心机的转鼓离心沉降就是把悬浮液体置于高速离心机的转鼓中，由于固体颗粒之间的重复不同，固体颗粒在离心中，由于固体颗粒之间的重复不同，固体颗粒在离心的作用下，迅速的沉降出来的作用下，迅速的沉降出来 2. 2.过滤法过滤法 离心过滤。