棉籽蛋白的开发利用 (1)

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棉籽蛋白是一种优质蛋白
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脱毒棉籽蛋白的加工工艺
可以分为两种。粗去毒法是把仁中棉酚转变成
棉籽蛋白中所含人体必需氨基酸组成与联合国 粮农组织( FAO) 所规定的标准日粮氨基酸组成参考 值比较接近 ( 见表 1) 。棉籽 蛋白 与大豆 蛋白相 比 较, 其赖氨酸含量稍低于大豆蛋白 , 但蛋氨酸含量稍 高于大豆蛋白, 水平更接近 FAO 的规定。因此棉籽 蛋白是一种高质量的植物蛋白 , 不仅是重要的饲料 蛋白源 , 更是人类可食用的优质植物蛋白。食用棉 籽蛋白不会使人肠胃胀气 , 没有豆腥味 , 国外已有食 用棉籽蛋白出售。棉籽粉蛋白质含量 70% 以上, 作 为各种食品的蛋白添加剂 , 其效价为 2 3~ 2 7; 作为
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关于棉酚的应用前景
该工艺所得副产品苯胺棉酚可精制成醋酸棉酚
1999. Vol24( 4) : 6~ 8 3 Askarov. M . A . , A . T. Dzhalivov, E. Fatkhullsev, A. T. Dzhalitov and Yu. A . Shlyapnikov, Vysokomol Soedin, 27: 168 ( 1985 ) : 见 化学 文 摘 86: 107506x. 4 Zhuge Q. , Pansei, E. S. and Reyoe, C. W Product ion Study of a low gossy pol protein. product from cotton neal . J. Agric. Food. chem. , Vol36, 1988: 153~ 155
2001 年第 2 期 ( 总第 70 期 )
ห้องสมุดไป่ตู้
粮油食品
棉籽蛋白的开发利用
无锡轻工大学食品学院油脂室 214036 黄祖德 华聘聘
摘 要 介绍棉籽蛋白的用途和棉籽的去毒方法 。侧重介绍乙醇 - 轻汽油混合溶剂一次 浸出棉仁脱酚工艺 。 关键词 棉籽 棉酚 混合溶剂 各种肉制品的填充料, 如掺在肉丸子、 肉馅饼中; 在 面粉中添加棉籽蛋白, 可使面团的水合性能增强 , 延 长食品的货架寿命; 加到油炸食品中可减少其吸油 量 ; 可用于含蛋白的饮料以及各种果料糕点等的制 备。
图 1 工艺流程图
3 3 本工艺的关键设备 3 3 1 棉籽剥壳和壳仁分离设备 由于棉仁采用一次直接浸出 , 因此要求胚片粉 末度越低越好。要求剥壳率高 , 整仁率高。在这方 面 , 刀板剥壳机远比圆盘剥壳机好。为了使成品粕 中蛋白质含量> 50% , 仁中含壳量越低越好。本工 艺采用刀板剥 壳机配置振动平筛和合 理的吸风系 统 , 并辅以园打筛来达到工艺要求。 3 32 软化 、 轧胚设备 为了给一次浸出提供优质胚片 , 棉仁应先加温 软化 ( 温度 60g 左右 ) , 软化设备可采用大豆软化锅。 轧胚 机 宜 采 用 液压 对 辊 , 保 证 胚 片 厚 度 0 25 ~ 0. 3mm 的工艺要求。 3 3 3 浸出设备 环形浸出器 由于脱壳棉仁含油高达 35% 左右 , 一次浸出比 较困难。而且由于棉仁吸附极性溶剂 含水乙醇 后 , 胀发造成料胚渗透性差。所以浸出设备适宜采 用低料层, 浸泡、 渗滤相结合的环形浸出器。我们曾 在平转浸出器上进行过浸出试验, 后因混合溶剂无 法渗透料层而失败。后来改用环形浸出器 , 获得了 成功, 达到了工艺指标。 3 34 湿粕脱溶设备 闪蒸脱 溶和负压脱 臭系统 ( 图 2) 由于混合溶剂含有乙醇, 因此湿粕不能用喷直 接蒸汽的脱溶烤粕器来脱溶。我们采用闪蒸脱溶加 卧式脱臭器成功完成了湿粕中混合溶剂的脱除, 避 免了蛋白质因受高温所发生的热变性。 湿粕悬浮在 150 左右的高温过热溶剂气流中, 被闪蒸脱 溶。此过程中气流速度达 15~ 20m/ s, 历 时不超过 2s 。闪蒸脱溶可脱除湿粕中 95% 左右的 溶剂。然后在卧式脱臭器中负压脱除残余溶剂。由 于闪蒸脱溶速度快 , 受热时间短 , 负压卧式脱臭器中 55
和纯棉酚, 棉酚的用途 极广, 棉 酚身价远远超 过黄 金。如果棉酚的市场能得到开发 , 那么棉籽加工厂 将会得到极大的经济效益。长期以来, 许多国家的 研究者对棉酚及其衍生物的应用进行了悉心研究 , 取得了许多成果及专利。目前已经发现棉酚有以下
DEVELOPMENT AND APPLICATION OF COTTONSEED PROTEIN
HuangZude, HuaPinpin ( School of Food Science, Wuxi University of Light Industry, 214036) Abstract This paper summarizes use of cottonseed protein and scheme of de - toxin from cottonseed. Stress on summerize technology of direct extract ion of cottonseed kernels and de - gossypol with alcohol commercial hexane mixed solvent. Key words cottonseed, gossypol, mixed solvent
3 乙醇 - 轻汽油混合溶剂一次浸出棉 仁脱酚制取棉籽蛋白工艺
无锡轻工大学已故教授刘复光领导的棉籽蛋白 课题组发明的乙醇 - 轻汽油混合溶剂一次浸出棉仁 脱酚制取棉籽蛋白新工艺, 经过 六 五 、 七 五 、 八 五 攻关研究取得了可喜成果。已经成功建立 了日处理 150t 棉籽的棉籽蛋白工厂。 3 1 工艺原理简介 所用的混合溶剂 , 是由一定浓度的含水乙醇和 轻汽油按特定的比例混合而成。棉籽经清理剥壳后 得到棉仁不用高温蒸炒 , 不需预榨。避免了高温对 棉籽蛋白的破坏作用。棉仁经软化轧胚后直接一次 浸出。在一定温度条件下, 棉仁中色腺体遇到极性 溶剂 含水乙醇很快破裂 , 色腺体中棉酚流出并 溶于极性溶剂 乙醇中。在棉酚被乙醇浸出的同 时, 棉籽油被轻汽油浸出。含油的轻汽油相与含棉 酚的乙醇相经冷却分层分离。含油的轻汽油相进入 混合油蒸发汽提系统得到毛棉油。含棉酚的乙醇相 加入苯胺后得到粗苯胺棉酚, 乙醇经蒸馏回用。而 湿粕经闪蒸脱溶和负压脱臭得到去毒棉籽蛋白。该 工艺的最大特点是制油脱毒的同时 , 获得了宝贵的 副产品 苯胺棉酚 , 变毒为宝。 工艺流程如图 1。 3 2 棉籽蛋白粕的主要技术指标 水分< 12% , 残油率 ( 干基) < 1 5% , 游 离棉酚 含量< 0 04% , 总 棉酚含量 < 0 9% ( 扣除棉 仁中原 有结合棉酚后) , 蛋白质含量( 干基) > 50% , 外观色 泽呈黄色片、 粉状。
无毒性物质; 精细去毒法是把仁中棉酚提取出来达 到脱毒目的。 2 1 棉籽蛋白的粗去毒法 主要应用于对棉籽制油老工艺已得到的棉粕进 行脱毒 , 包括化学法和生物法两种。 化学法是在有毒棉粕中添加化学药剂, 利用棉 酚的某些化学性质在一定条件下使游离棉酚转化为 结合棉酚或氧化产物从而降低毒性。添加的化学药 剂有: 硫酸亚铁, 使棉酚与亚铁离子螯合; 尿素, 与棉 酚形成席夫碱加成 物; 碱 , 使棉酚在碱 性条件下氧 化。优点是工艺简单, 不需改变原有棉籽制油工艺, 增加的设备投资很少, 去毒后棉粕能在饲料中添加; 缺点是棉粕色泽深、 蛋白质质量差, 牲畜适口性差。 生物法是指利用特殊微生物使有毒棉粕在一定 条件下发酵去毒。由于粕中棉酚并没有全数脱除, 仅仅是游离棉酚被转化成其它物质而已。 2 2 棉籽蛋白的精细去毒法 棉籽蛋白去毒比较好的方法是把粕中棉酚提取 出来。用这种去毒法制取的棉籽蛋白, 不仅能作为 饲料蛋白源, 而且可供人食用。目前这种方法有流 体旋流加工工艺和极性溶剂萃取工艺。
图 2 湿粕闪蒸 脱溶脱臭示意图
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关于无毒棉花
3 3 5 混合液的分离设备 浸出器出来的混合液必须经过冷却 , 分离成含 油的轻汽油相和含棉酚的乙醇相两部分。本工艺应 采用特定设计的洗涤分液设备。 3 3 6 乙醇蒸馏设备 去除棉酚的稀酒精, 在酒精蒸馏塔 ( 不锈钢板式 塔) 中 , 蒸馏到一定浓度后回收循环使用。
目前一种不含棉酚色腺体的无毒棉花已试种成 功。这种棉籽的蛋白的开发利用要简单得多。国内 已有不少地区试种无毒棉花获得成功。但由于无毒 棉花易受虫害, 棉花纤维质量不如有毒棉花好, 因此 无毒棉花的推广还有一定困难。看来, 目前棉籽去 毒还是势在必行、 任重道远。
参考文献 1 刘复光 1980 2 刘大川 溶剂法浸出棉籽油和 脱除棉酚 的工艺研 究 中国油 脂 棉籽用混合溶 剂去毒的 新方法 油脂科 技 Vol5. No3.
棉籽约占皮棉重量的 60% ~ 62% , 含壳 30% ~ 50% , 含仁 50% ~ 60% 。棉 仁中含油 28% ~ 39% , 含蛋白质 30% 左右。普通 棉籽含 0 9% ~ 1 0% 的 棉酚色腺体, 由于棉酚的毒性 , 影响了棉籽蛋白的利 用。本文主要介绍乙醇 - 轻汽油混合溶剂一次浸出 棉仁脱酚的工艺、 设备, 供参考。
表 1 棉籽蛋白 、 大豆蛋白主要氨基酸含量 氨基酸 赖氨酸 色氨酸 苯丙氨酸 蛋氨酸 亮氨酸 异亮氨酸 缬氨酸 苏氨酸 FAO 参考值 4. 2 1. 4 2. 8 2. 2 4. 8 4. 2 4. 2 2. 8 每 100g 蛋白质中的质量 ( g) 棉 籽 4. 4 1. 2 4. 7 1. 6 6. 0 3. 7 5. 3 4. 7 大 豆 6. 8 1. 4 5. 3 1. 2 8. 0 6. 0 5. 3 3. 9
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粮油食品
四川粮油科技 ( CN51- 1178/ TS ISSN1008- 6986)
流体旋流加工工艺是采用流体刹克龙分离棉酚 色腺体得到棉籽蛋白粉。该工艺得到的去毒棉籽蛋 白, 几乎与无色腺体棉籽蛋白的浓缩蛋白成分一样 , 质量很好。但流体旋流加工工艺要求十分苛刻 , 成 本太高, 难以生产出大量低廉的产品。 极性溶剂萃取方法所用溶剂有乙醇、 甲醇、 丙酮 等。其工艺原理是: 在极性溶剂作用下 , 棉酚色腺体 很快破裂释放出棉酚, 棉酚溶解于极性溶剂中而被 除去, 达到去毒效果。单用极性溶剂萃取法在工业 化生产中初步进行了试验 , 但仍存在不少问题 , 主要 是极性溶剂处理过的棉仁, 再用非极性溶剂提油尚 存在不少困难。