植物蛋白 大豆浓缩蛋白

（一）大豆分离蛋白的生产方法 1、碱提酸沉法
•这是一种传统的分离提取方法。该法是利用大豆中大多数蛋 白质在等电点(pH4.5) 时沉淀的特性。将大豆溶解在稀碱溶液 里，分离除去豆粕中不容物，调节提取液pH4.5，使其凝聚沉 淀，再分离清洗，干燥即得大豆分离蛋白。 •碱提酸沉法的缺陷是 : 耗酸、耗碱量大，废水处理费用高， 产品收率低( 一般为35% ～ 40%) 。该分离提取方法有待改进。 •目前仍然是工业化生产的基本方法。
影响碱溶酸沉法生产蛋白得率和品质的主要因素：
1. 原料质量—低温变性豆粕，杂质含量少，蛋白含量较高（45%以上）， 尤其是7S和11S组分含量要高，蛋白质变性程度低。 2.浸出工艺 （1）加水量—浸提时，加水量越多，蛋白质的提取率就越高；但是加水 太多，酸沉时蛋白的损失量增高；加水太少，大豆蛋白的溶出率大大下 降，还会增加后续各工序的难度。试验证明，浸提时脱脂豆粕与水的比 例为1:10～1:12最适合。 （2） pH—蛋白质的溶解度与浸提pH有很大的关系，pH太低，蛋白组分 解离； pH﹥9，易发生“胱赖反应”，生成有毒物质。实际生产中一般 控制在pH7.0～9.0。
二、大豆分离蛋白
•大豆分离蛋白(SPI) 是存在于大豆籽粒中贮藏性 蛋白(大豆球蛋白)的总称。以大豆为原料，采用
先进的加工技术制取的一种蛋白质含量高达90%
以上的功能性食品添加剂，具有良好的溶解性、 乳化性、超泡性、持水性和粘弹性等特性。 •生产方法主要有：碱提酸沉法、膜分离浓缩法 和离子交换法。
低、膜材料清洗及灭菌等问题。这一技术难题决定了其能
否应用于工业化生产。
3、离子交换法
离子交换法生产大豆分离蛋白的原理与碱提酸沉法基本相同。其
区别在于离子交换法不是用碱使蛋白溶解，而是通过离子交换法来调节 PH值，从而使蛋白质从饼粕中溶出及沉淀而得到分离蛋白。
原料豆粕 固液分离
粉碎
加水调匀
阴离子交换树脂提取 酸沉 成品 分离 干燥 打浆 回调
大豆蛋白的功能特性
1.水化性质：指蛋白分子通过直接吸附及松散结合，被水分子层层包围起
浓 缩 蛋 白 的 生 产 方 法
乙醇浸提法
50%～60%乙醇
酸浸提法
稀酸 pH4.5
湿热浸提法
温度66～93℃，pH5.3～7.5
1、乙醇浸提法
醇法大豆浓缩蛋白是利用低变性脱脂豆粕中的蛋白质能够溶解 于水中，但不能溶解于高体积分数的乙醇溶液中这一原理，采用体积 分数为 60%~65%的乙醇溶液对低变性脱脂豆粕进行洗涤，以去除
3、湿热浸提法
水
豆粕粉
粉碎
热处理
水洗
固-液分离
干燥
产品
废水
利用蛋白质发生变性不溶于水的特点，除去其中可溶
性碳水化合物、盐及糖类，干燥即制得浓缩大豆蛋白。
由于蛋白质得率低，色泽深，豆腥味重，蛋白质严重 变性，产品功能性差，此法已基本被淘汰。
酸法大豆浓缩蛋白与醇法大豆浓缩蛋白比较 酸法大豆浓缩蛋白 醇法大豆浓缩蛋白
（4）二次浸提：加入物料质量5～6倍的水，稀碱调pH7.1， 50℃二次浸 提。
（5）分离：离心分离出豆渣和萃取液。
（ 6）酸沉：萃取液中搅拌加入 10%～35%酸溶液，调pH4.4～4.6，静置 20～30 min。
（7）二次分离与水洗：离心分离酸沉沉淀物，弃去上清液。温水冲洗沉 淀物，洗后蛋白质pH应在6左右。
（5）稀糖浆蒸发 浸出和挤压出的稀糖浆经过滤，除去粉末，然后经过3个蒸发器进行 蒸发，使稀糖浆浓缩至65%，回收乙醇，蒸发在0.06~0.08MPa真空下 进行，蒸发温度 90℃ ，蒸发的乙醇和水蒸气经分离器进入冷凝器， 蒸发出来的糖蜜可以提取低聚糖和异黄酮等有效成分。
醇法制备的大豆浓缩蛋白是一种高蛋白的大豆制品，其 （6）蒸汽冷凝 氨基酸组成合理，产品的风味清淡、色泽较浅，蛋白损失较 来自蒸发器的蒸汽进入冷凝器，大部分乙醇和水被冷凝，少部分尾
阳离子交换树脂提取
粉碎后的豆粕用1:8～1:10，加水调匀，送入阴离子交换树脂提取罐中，
直至提取液pH达9以上，停止交换。除渣后再用阳离子交换树脂交换罐使
pH降至6.5～7.0，停止交换。其余工序与碱提酸沉法一样。 这种方法生产的大豆蛋白质纯度高、色泽好，但是生产周期，目前还
没有应用到大规模生产中。
产品中。营养全面，不含胆固醇，是替代牛奶的食品。大豆分离蛋白代替
脱脂奶粉用于冰淇淋的生产，可以改善冰淇淋乳化性质、推迟乳糖结晶、 防止“起砂”的现象。 4.在其他食品中 饮料：以大豆蛋白为原料可制作人造乳、、豆奶、豆奶酪、果汁豆奶等 作为发泡剂：蛋白质水解物加到糕饼的混合料中，增加蛋白质发泡的体积。 罐头食品：加工成四鲜植物蛋白肉罐头
气经真空泵抽入平衡塔，再进入尾气回收系统。 小。然而由于醇溶液的变性、沉淀作用，使得产品中的蛋白 （7）乙醇精馏 质发生变性，功能差，使用范围受到限制。 冷凝后的低浓度乙醇进入精馏系统，通过加热器加热到 78℃，进入 精馏塔，回流比为3:1，乙醇蒸汽出塔温度 78℃，出来的蒸汽进入冷 凝器冷凝，冷凝后的乙醇进入暂存罐，然后打入浸出器循环使用。
（1）原料筛分
低温豆粕经过计量后送至分级筛、分离出细粉。 （2）浸出
用料溶比为1:(3~5)的50%～60%的乙醇溶液进行喷淋，豆粕中醇溶性 成分和水溶性糖浆于液体中，豆粕和乙醇逆向流动，通过浓度梯度 不断增大的液体的浸泡和喷淋，尽可能多的溶解出可溶性糖类，形 成稀糖浆流出浸出器，进入储存罐。
（3）湿粕干燥 浸出后的湿粕进入挤压机，通过挤压作用分离出部分液体，挤压后 的湿粕进入真空脱醇器，脱除粕中的乙醇，并调整水分至合适范围 即为成品粕。 （4）成品粉碎 成品粕用超微粉碎机粉碎成100目细粉，风运至打包间内计量打包。
醇溶性的碳水化合物、灰分及部来自百度文库醇溶性蛋白质等物质，剩下的不溶
物经脱溶、干燥而得到大豆浓缩蛋白产品。
工艺流程：
豆粕粉 一次醇洗 固-液分离 二次醇洗 固-液分离 干燥
乙醇回收
乙醇
乙醇溶液
产品
乙醇浸提法制备大豆浓缩蛋白生产工艺主要分为：原料筛分、豆粕 浸出、湿粕干燥、成品粉碎、糖浆蒸发、乙醇冷凝、乙醇精馏、尾气回 收等8个工序。
蛋白质黏度随着温度的提高而降低，而超滤速度增加。但在50℃之 前，蛋白质溶解度随温度升高下降缓慢；当超过50℃时，溶解度下降较 为迅速，因此，温度在40～50℃较适宜。
膜分离技术的优势及遇到难题
•膜分离技术具有无相变、能耗低、常温操作等特点；可有
效地改善产品质量，提高蛋白质的得率；工艺简单，投资 少；酸碱消耗少；无废水污染；而且还可以回收乳清蛋白 和低聚糖。 •遇到的主要难题是防止膜表面浓度极差化、分子截留量降
工艺流程：
原料豆粕 酸沉 粉碎 分离 一次浸提 水洗 打浆 粗滤 回调 二次浸提 杀菌 分离
干燥 成品
操作要点：
（1）预处理：清洗、去皮、溶剂脱脂、低温或闪蒸脱溶。 （2）粉碎与浸提：粉碎至通过 100目筛；水与豆粕质量比9:1加水，稀碱 调pH7.1，15～80℃，30～35r/min，浸提120min。 （3）粗滤：除去不溶性残渣。
（8）打浆：为进行喷雾干燥需充分打散蛋白质的絮状沉淀，搅拌成匀浆。
（ 9 ）回调：加入 5% 的 NaOH 溶液中和回调 ， 使 pH 达到 6.5 ～ 7.0 ，以 85r/min的速度进行搅拌。
（10）杀菌：分离蛋白浆液在90℃加热10min或80℃ 加热15min，不仅可 以起到杀菌的作用，而且可明显提高产品的凝胶性。 （11）干燥：在16MPa下进行喷雾干燥，经150℃热风干燥，旋风分离器 收集，筛分，包装。
（三）大豆分离蛋白在食品中的应用
1.面制品中:大豆蛋白质氨基酸比较均衡，应用于面制食品中，不仅提高 产品蛋白质含量，且根据氨基酸互补原则，提高产品蛋白质质量。 2.肉制品中：加入大豆分离蛋白，不但改善肉制品的质构和增加风味，而
且提高了蛋白含量，强化了维生素。由于其功能性较强，用量在2%~5%之
间就可以起到保水、保脂、防止肉汁离析、提高品质、改善口感的作用。 3.乳制品中：将大豆分离蛋白用于代替奶粉，非奶饮料和各种形式的牛奶
功 能 性 大 豆 浓 缩 蛋 白 的 生 产 工 艺
改变蛋白质高级结构和分 子间聚集方式，有效的改 善大豆浓缩蛋白的溶解性、 起泡性、乳化性、凝胶性 和吸油性，实现大豆浓缩 蛋白在食品工业中广泛应 用。
（二）大豆浓缩蛋白的应用
•在碎肉类制品使用SPC，主要是利用其吸水、吸油特性作 为添加物料来改善产品质地(减少脂肪游离)，增加得率， 降低成本，提高营养价值。 •SPC 具有良好的吸水、保水性，在面粉中添加，可使面 包质地柔软，防止面包老化，延长贮存期。饼干中添加， 可提高其蛋白质含量，增加韧性、酥性，还具有保鲜作用。 •大豆浓缩蛋白是产品改善风味，消除胀气现象，糖分含 量低，低抗原性，粗蛋白含量高，使其更适用于禽类和鱼 类的饲料中。
2、超过滤法——膜过滤技术
•膜过滤技术原理 : 是以膜两侧的压力差为推动力，以超滤膜
为过滤介质，在一定压力下，当原液流过膜表面时，超滤膜
密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透 过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜
的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原料液的净化、分离和
浓缩的目的。 •根据膜材料不同分为：有机膜和无机膜
（8）尾气回收
冷凝器出来的不凝气体进入最后冷凝器，冷凝器使用低温盐水冷却， 把尾气中的乙醇全部冷凝下来，不凝气体用风机排出室外。
2、酸浸提法
豆粕粉
酸洗 固-液分离 废水 一次水洗 固-液分离 废水 二次水洗 固-液分离
废水
产品
干燥
中和
用水将脱脂豆粕溶解（比例10:1～20:1），用酸调节 pH4.5，除去可溶性碳水化合物，40℃提取30～45min，离 心，调中性，喷雾干燥。 制备溶解性好的蛋白产品，风味逊于乙醇法制取的产 品，同时生产过程中需耗用大量的酸碱溶液，排出废水较 难处理。
有机膜主要由高分子材料制成，如醋酸纤维素、聚偏氟乙烯
等。 无机膜主要有陶瓷膜和金属膜，陶瓷膜在家用净水器中应用 比较多。
工艺流程：
脱脂大豆
浸提
主要因素： 加水量、温 度、时间及 溶液的 pH 值。
低变性脱脂 豆粕
离心分离
水 超滤 透过液
水
蛋白浓缩液
喷雾干燥
粗大豆低聚糖糖浆
分离大豆蛋白粉
影响超滤速度的主要因素：
全脂大豆浓缩蛋白是以全脂脱皮大豆为原料，除去其 中水溶性非蛋白成分，制得蛋白含量在50%以上的大豆 蛋白制品。 功能性大豆浓缩蛋白是以大豆浓缩蛋白为原料，通过 加热和均质等物理过程而产生一种豆腥味低、蛋白含 量70%以上并具有高凝胶性、高乳化性和高分散性的固 体粉状产品。
（一）大豆浓缩蛋白的生产方法
第四章 植物蛋白加工工艺
第三节 新型大豆制品
1 大豆浓缩蛋白
2
大豆分离蛋白 分离蛋白与浓缩蛋白的比较 课堂小结
3 4
一、大豆浓缩蛋白
大豆浓缩蛋白 (SPC)通常是以脱皮脱溶豆粕为原料，通 过不同的加工方法，除去其中水溶性糖类、灰分以及 其他水溶性的非蛋白成分，制得蛋白质含量在70％ (以 干基计)以上的大豆蛋白制品。
（1）物料浓度 随着物料浓度的增加，超滤速度减慢，这是由于料液黏度增大，超 滤膜的吸附作用阻碍了小分子物质的渗透，因此，浓度控制在13%～15%。 （2）物料pH值 当pH4.5左右，蛋白质溶解度最低，增加了物料对膜的污染，为了 减少物料对膜的污染，应使物料具有较高的溶解度。在超滤大豆浓缩蛋 白工程中，料液pH应控制在8～9为宜。 （3）操作温度
（3）温度—温度的高低对蛋白收率、纯度及色泽有显著影响。浸提温度 过高，会使蛋白变性，而且粘度增加，分离困难，耗能提高。因此，浸 提温度最好控制在30～50℃，等电酸沉温度控制在40～45℃为宜。 （4）时间— 在一定条件下，浸提时间越长，蛋白的溶出率就越高。从 氮溶解指数来看，一般溶解时间延长，蛋白的溶出率提高，当浸提时间 达到50min 时，蛋白质的溶出率区域处于动态平衡状态。综合考虑能源 消耗、生产周期、工艺成本等各种因素，浸提时间不超过40～50min。 （5 ）还原剂—萃取蛋白时加入一定量的还原剂对产品的性能会发生较 大的影响。 3.分离工艺，酸洗、水洗、中和工艺，杀菌、均质、干燥工艺对分离蛋 白的提取率和功能性都有一定影响。