马铃薯淀粉加工废水中超滤回收马铃薯蛋白质
絮凝法回收马铃薯淀粉废水中蛋白质的研究进展
絮凝法回收马铃薯淀粉废水中蛋白质的研究进展作者：马丞鸿张树林丛方地来源：《安徽农学通报》2020年第23期摘要：马铃薯淀粉加工厂生产过程会产生大量的淀粉废水，这些废水中的蛋白质含量较高且营养丰富，具有一定的回收利用价值，但受处理技术与经济成本等因素的制约废水被直接排放，造成了资源浪费与环境污染。
回收这些蛋白质的方法很多，其中絮凝方法因其具有成本低、工艺简单、絮凝效果好等优点而受到关注。
该文综述了加热絮凝法、无机絮凝剂法、有机絮凝剂法等多种絮凝方法回收马铃薯淀粉废水中蛋白质的处理工艺与发展进程，并分析了各种絮凝方法的优缺点和未来的研究应用方向。
关键词：马铃薯淀粉废水;加热絮凝;絮凝剂;回收蛋白质Abstract：The production process of potato starch processing plant will produce a large number of starch wastewater，which has a high protein content and rich nutritional value，so it has a certain value of recycling，but often directly discharged due to treatment technology and economic costs and other factors，resulting in resource waste and environmental pollution. There are many ways to recover these proteins，and flocculation method is widely concerned because of its advantages of low cost，simple process and good flocculation effect. In this paper，the treatment technology and development process of the recovery of proteins from potato starch wastewater by heat flocculation，inorganic flocculant，organic flocculant methods were reviewed，and the advantages and disadvantages of various flocculation methods and the future research and application directions were analyzed.Key words：Potato starch wastewater;Heat flocculation;Flocculant;Recovered protein1 马铃薯产业的发展及淀粉废水的产生1.1 马铃薯产业发展概况马铃薯是我国重要的粮食作物，其种植面积和产量增长迅速，成为仅次于水稻、小麦和玉米的第四大粮食作物[1]。
从马铃薯淀粉废水中提取饲料蛋白的研究
从马铃薯淀粉废水中提取饲料蛋白的研究近年来，全球人口的增长促使人们以不断发展的方式满足人类多样化的食物需求。
此外，工业化发展的不断推进，使马铃薯淀粉加工成为越来越重要的经济产业，对大量生物质资源的消耗。
因此，研究如何从这些生物质资源中提取有价值的产物变得越来越重要。
马铃薯淀粉废水是马铃薯淀粉加工过程中的最重要的生物质废弃物之一。
在中国，马铃薯淀粉废水中含有大量可以作为饲料蛋白质的有价值物质，如淀粉、脂肪、蛋白质、糖以及其他有机物。
因此，如何有效地从马铃薯淀粉废水中提取饲料蛋白质，以产生更多的价值化产物，已经成为当前研究的重要课题。
为了有效地从马铃薯淀粉废水中提取饲料蛋白质，采用低温酶解技术是一个较为可行的方案。
低温酶解技术采用低温水溶性酶水解马铃薯淀粉废水中的有机物，从而产生饲料蛋白质。
与常温水溶性酶相比，低温水溶性酶具有更高的活性，因此能够更高效地水解介质中的有机物。
一项最近研究发现，采用低温酶解技术可有效地从马铃薯淀粉废水中提取饲料蛋白质。
在实验中，研究者使用低温水溶性酶水解马铃薯淀粉废水，经过几个小时的处理，成功获得了一定量的蛋白质成分。
此外，分析结果显示，获得的蛋白质成分具有较高的可溶性性、营养性和稳定性。
这表明，通过低温酶解技术，可有效地从马铃薯淀粉废水中提取具有高价值的饲料蛋白质。
研究进一步表明，提取的蛋白质成分可作为植物性蛋白饲料的营养补充品，在饲料添加剂中具有更好的溶解性和稳定性。
此外，由于低温酶解技术不需要高温，所以该技术在环境友好方面有着明显的优势。
通过以上研究，可以看出低温酶解技术是一种有效的方式，有助于从马铃薯淀粉废水中提取饲料蛋白质。
但是，由于马铃薯淀粉废水不同于其他有机废弃物，因此，要想利用低温酶解技术从马铃薯淀粉废水中提取有价值的蛋白质，还需要进行更多的研究，以便提高技术的效率和可行性。
综上所述，通过低温酶解技术从马铃薯淀粉废水中提取饲料蛋白质是一项具有可行性的研究方案，可以有效地从马铃薯淀粉废水中提取饲料蛋白质，以满足植物性蛋白饲料的需求，同时也为解决生物质资源利用和废弃物处理提供了可行之路。
马铃薯加工淀粉工艺水提取回收蛋白技术
马铃薯加工淀粉工艺水提取回收蛋白技术中国是世界上最大的马铃薯生产国，也是最重要的马铃薯淀粉生产和使用国。
由于马铃薯很难贮藏，加工业就成为马铃薯产业发展的重要环节。
其中，淀粉加工业是我国马铃薯加工最重要的产业，据统计，我国马铃薯淀粉加工能力已超过120万吨，有规模的马铃薯淀粉加工企业已超过500家。
其西北及内蒙地区约占全国总量的2/3，已成为该地区广大薯农脱贫致富的重要支柱产业。
然而，在马铃薯淀粉加工过程中，需要排出大量的分离汁水（工艺水），含有大量的蛋白质、淀粉、低聚糖、有机酸等有机营养物，其COD值高达30000mg/L-60000 mg/L。
由于至今没有一项行之有效的处理方法和技术，全国每年有2000多万吨高浓度马铃薯淀粉加工分离汁水（工艺水）变成有机废水直接排放到江河湖泊中。
造成相关地区环境污染、水域富营养化，鱼虾死亡，土地酸化，作物减产或绝收。
国家环保部门已经相继关停了一万多家小型加工企业。
其他大中型马铃薯淀粉企业仍然面临关停和偷排的生死选择。
由于马铃薯淀粉加工业一端联系着千百万农民的经济利益和脱贫致富，另一端联系着淀粉行业的健康发展。
各级政府已经把解决马铃薯产业发展和淀粉废水排污问题，当作任期重要的目标任务。
中国科学院兰州化学物理研究所科研人员经过多年研究，开发了一套马铃薯淀粉加工分离汁水（工艺水）封闭式连续回收蛋白生产线。
该生产线可以将小颗粒淀粉和纤维与蛋白分步分离回收。
回收的粗蛋白可直接用于饲料添加剂或进一步纯化达到食品级蛋白质。
提取回收蛋白后的废水中有机等固形物浓度已经降低到50%以下，主要残留有机小分子有机酸、多糖和钾、磷、氮等矿物成分。
在北方地区可以直接用于冬春季节农田灌溉，减少后续污水处理工艺和费用。
实现马铃薯淀粉加工循环经济发展和废水“零排放”的目标。
经甘肃定西腾胜淀粉公司连续3年直接农田灌溉试验，这种有机“肥水”不出现“烧苗”。
不仅可以节约了水、肥，而且农作物增产10%以上。
马铃薯淀粉厂工艺废水的综合处理及利用研究
马铃薯淀粉厂工艺废水的综合处理及利用研究张泽俊, 苏春元, 刘期成（1 中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083）(2 中国农业大学食品科学与营养工程学院)(3 蓬莱市质量技术监督局，蓬莱 265600)摘要：本文对马铃薯淀粉生产过程中工艺废水的主要指标：蛋白质、氨基酸组分、COD、等电点、电导率、固型物、容重、粘度进行了分析测定，为废水工业化处理提供了设计依据。
研究了利用界面分离技术、超滤技术分离回收马铃薯蛋白质的工艺参数。
关键词：马铃薯; 废水; 蛋白质; COD; 界面分离; 超滤马铃薯在我国许多地区广泛种植，马铃薯产业的发展已经列入当地政府农业产业化规划。
马铃薯加工主要是生产马铃薯淀粉、马铃薯薯条、薯片、马铃薯全粉，其中马铃薯淀粉的加工是马铃薯的主导产业，我国现在年产优级淀粉10万吨左右，且年产量以12~15%的速度增长。
每5.5~6.5吨鲜马铃薯生产一吨商品淀粉，加工过程需加入0.5~1.5倍的软化水洗涤淀粉，排出了大量的废水和废渣，这些工艺废水含有大量的有机物，是高污染的废水，不加处理直接排放将造成严重的环境污染。
但是，马铃薯产区主要集中在北方地区，加工期100天左右，不适合使用常规的厌氧好氧生物发酵法处理。
添加各种化学絮凝剂可以降低其中的COD、BOD，但投资和运转成本高，无任何经济效益。
笔者长期从事马铃薯淀粉加工的工艺研究，经过大量的实验，本文提出了一种从工艺废水中分离回收高附加值的马铃薯蛋白粉和降低COD的工艺方法。
2 实验废水取自围场双九淀粉有限公司卧螺分离机分离汁水、浓缩旋流站溢流水、甘肃临洮兴达淀粉公司旋流站溢流水3 工艺废水主要参数的分析3.1 实验方法3.1.1 靛酚蓝分光光度法测定蛋白质含量〔1〕〔2〕〔3〕用721型分光光度计(上海第三分析仪器厂),在640nm波长下,以NH3-N浓度5μg/ml为标准液,绘制标准曲线,然后测定各样品。
3.1.2 废水COD用分光光度法测量〔4〕用721型分光光度计，消解液重铬酸钾、浓硫酸、硫酸汞，催化剂硫酸银，标准溶液邻苯二甲酸氢钾。
马铃薯淀粉生产废液中蛋白质提取工艺的优化
马铃薯淀粉生产废液中蛋白质提取工艺的优化摘要:通过单因素试验和正交试验研究了pH值､NaCl浓度､温度､浸提时间对马铃薯淀粉生产废液中蛋白质提取率的影响｡结果表明,最佳提取工艺条件为NaCl浓度0.025 mmol/L､pH值4.0､浸提时间1.0 h,温度25 ℃｡该条件下马铃薯蛋白质的提取率最高,为66.90%｡关键词:马铃薯;蛋白质;提取工艺;优化Optimization of Extraction Process of Protein from Wastewater of Potato Starch ProductionAbstract: The effects of NaCl concentration, pH, extracting time and temperature on protein extraction ratio from wastewater of potato starch production were studied by single factor test and orthogonal test. The optimal conditions were determined as follows, concentration of NaCl at 0.025 mmol/L, pH 4.0, and extracting for 1.0 h at temperature 25 ℃. The extract rate was 66.90% under these conditions.Key words: potato; protein; extraction process; optimization近年来,我国马铃薯产业迅速发展,在宁夏､甘肃､内蒙古等地已形成了产业化基地｡据市场预测,2030年,在食品､纺织､造纸､水产､建筑､铸造等行业及马铃薯变性淀粉生产市场需求总量将达到300万t以上,可见,国内马铃薯淀粉市场容量非常大,发展前景光明｡而在马铃薯淀粉生产过程中,平均每生产1 t淀粉需排放5 t左右的蛋白液,如不经处理直接排放,不仅浪费资源,造成环境污染,更是困惑马铃薯淀粉生产发展的主要难点｡经研究发现[1],马铃薯蛋白质中氨基酸组成相当均衡,可与脱脂奶粉和鱼粉媲美,而且大部分氨基酸,尤其是Glu､Lys､Pro的含量显著高于豆粕,是质优价廉的天然氮源,有广阔的发展前景｡有通过热变性法､膜技术回收､高分子絮凝法､超滤法或生物综合处理等技术提取马铃薯淀粉生产废液蛋白质的报道[2,3],但提取成本均较高｡因此,找出一条优化的马铃薯蛋白质提取工艺,不仅可以解决马铃薯淀粉废水达标排放的问题,而且对提高马铃薯资源的综合利用价值具有非常重要的意义｡1材料与方法1.1材料市售马铃薯｡按薯与水的质量比(1∶1),将薯块研成浆状物,经100目尼龙丝网筛分离淀粉乳及薯渣,淀粉乳经离心分离淀粉和水溶液,得到上清液,测上清液单位体积中蛋白质含量｡所用化学试剂均为分析纯｡FW100高速万能粉碎机､150目分样筛､冷冻离心机､数显恒温水浴锅､电子分析天平､电热恒温干燥箱､722型分光光度计､恒温磁力搅拌电热套､Spectrum PX傅里叶变换红外光谱仪｡1.2方法1.2.1双缩脲法测定蛋白质含量取6支试管,用移液管分别加入10 mg/mL的标准牛血清白蛋白溶液0.0､0.2､0.4､0.6､0.8､1.0 mL,各加去离子水至1 mL,再分别加4 mL双缩脲试剂,充分混合后在室温下放置30 min,于540 nm处进行比色｡以吸光度为纵坐标,牛血清白蛋白的含量为横坐标绘制标准曲线,作为定量的依据[4]｡所得回归方程为y=0.224 9x+0.000 9,r=0.999 6｡1.2.2马铃薯蛋白质提取单因素试验1)pH值对蛋白质提取的影响｡各取上清液10mL至干燥烧杯中,分别调节pH值为3.0､3.5､4.0､4.5､5.0､5.5､6.0,常温下浸提1.0 h,4 000 r/min转速下离心5 min,收集上清液于25 mL容量瓶中,定容,测上清液单位体积中蛋白质含量,计算蛋白质提取率｡2)盐浓度对蛋白质提取的影响｡各取上清液10 mL至干燥烧杯中,加入准确称取(精确至0.000 1 g)相应质量的NaCl,使其浓度分别为0.010､0.015､0.020､0.025､0.030 mmol/L,混匀,各浓度分别调节pH值为3.0､3.5､4.0､4.5､5.0､5.5,常温下浸提1.0 h,4 000 r/min转速下离心5 min,收集上清液于25 mL容量瓶中,定容,测上清液单位体积中蛋白质含量,计算蛋白质提取率｡3)温度对蛋白质提取的影响｡各取上清液10 mL至干燥烧杯中,调节pH值均为3.5,分别在水浴温度为25､30､35､40､45､50､55℃下浸提1.0 h,4 000 r/min转速下离心5 min,收集上清液于25 mL容量瓶中,定容,测上清液单位体积中蛋白质含量,计算蛋白质提取率｡4)浸提时间对蛋白质提取的影响｡各取上清液10 mL至干燥烧杯中,调节pH值均为3.5,分别经过0.5､1.0､1.5､2.0､2.5､3.0 h浸提,4 000 r/min转速下离心5 min,收集上清液于25 mL容量瓶中,定容,测上清液单位体积中蛋白质含量,计算蛋白质提取率｡1.2.3正交优化试验根据单因素试验确定四因素三水平进行正交试验,正交表采用L9(34)｡因素与水平设计见表1｡2结果与分析2.1单因素试验2.1.1NaCl浓度对蛋白质提取率的影响由图1可知,蛋白质的提取率受NaCl浓度影响较大,NaCl浓度为0.020 mmol/L的溶液中蛋白质提取率均高于其他浓度的溶液,而且当pH值为3.5时提取率最高｡因此,选择NaCl浓度为0.015､0.020､0.025mmol/L做正交试验｡2.1.2pH值对蛋白质提取率的影响由图2可知,蛋白质的提取率受pH值影响较大,在pH值为5.0左右蛋白质提取率最高,但考虑到在NaCl溶液中,等电点会发生偏移,所以,结合2.1.1试验,适合选用溶液的pH值为3.0､3.5､4.0｡2.1.3温度对蛋白质提取率的影响由图3可知,当温度为30 ℃时提取率最高,随着温度的升高,提取率逐渐降低｡因此提取温度在25､30､35 ℃较适宜｡2.1.4浸提时间对蛋白质提取率的影响由图4可以看出,浸提1.5 h左右时蛋白质提取率较高,2.0 h之后,曲线接近直线,所以选择0.5､1.0､1.5 h浸提效果较好｡2.2马铃薯蛋白质提取正交试验由表2可以看出,各因素对试验结果影响的主次顺序为A>B>C>D,NaCl浓度对蛋白质的提取率影响最大,其次是pH值与温度,影响最小的是浸提时间｡因此最优组合是A3B3C1D2,即从马铃薯淀粉废液中蛋白质的最佳提取条件是:NaCl浓度为0.025 mmol/L､pH值为4.0､温度为25℃､浸提时间为1.0 h｡对正交试验得出的结论进行验证试验,在优化条件下测得蛋白质的平均提取率为66.90%,比正交试验中的结果要好,所以该方案可行,可以应用于实际｡3结论NaCl浓度､pH值､浸提时间､温度4个因素对马铃薯淀粉生产废液中蛋白质提取率的影响研究表明,NaCl浓度对蛋白质的提取率影响最大,其次是pH值与温度,影响最小的是浸提时间｡通过正交试验确定马铃薯淀粉生产废液中蛋白质提取的最优条件为NaCl浓度0.025 mmol/L､pH值4.0､温度25 ℃､浸提时间1.0 h｡参考文献:[1] 张泽生,刘素稳,郭宝芹,等. 马铃薯蛋白质的营养评价[J]. 食品科技营养研究,2007(11):1-3.[2] 陶德录.马铃薯淀粉废水中提取饲料蛋白和微生态制剂的研究[J]. 饲料广角,2007(13):32-34.[3] 吕建国,安兴才. 膜技术回收马铃薯淀粉废水中蛋白质的中试研究[J]. 中国食物与营养,2008(4):37-40.[4] 余瑞元,袁明秀,陈丽蓉,等. 生物化学实验原理和方法[M]. 北京:北京大学出版社,2004.。
马铃薯淀粉加工的废水处理
马铃薯淀粉加工的废水处理来源：中国科技信息网作者：冯欢技术简介:马铃薯淀粉加工排出的废水大体上可分为三类：流送槽废水、分离机废水、精制废水。
流送槽废水的排出量虽为原料的8～17倍，但其成分主要是马铃薯表面的泥沙，其BOD值不超过50～400mg/L，处理起来比较简单，只要在沉淀池中沉淀数小时即可循环使用，当其中污浊度较大时经沉淀池处理后就可以排放。
精制废水其水量和成分的绝对量都少，在工艺上主要用作洗涤薯块的洗涤水，洗涤后用于补充流送输送槽送水，因而问题不大。
分离机废水包含着原料中可溶性成分的大部分，排出量达原料的4～6倍，其BOD因原料种类、用水量和处理时期有相当大的变动，污浊成分虽然比原汁液（BOD20000～50000mg/L）稀释了许多，但其BOD值仍达到3000～8000mg/L，必须经过处理才能排放到江河中。
加工1t马铃薯大约需要11m3的水。
一个油炸马铃薯片厂，废水处理是一个长期问题。
在去皮废水中含有10%～20%的碱液，不合理的油炸工艺造成脂肪皂化物的污染，在洗涤、去皮和烫漂废水中有残余淀粉和一些可溶性成分等。
这些都使废水的BOD和COD值高，而对这类废水的回收利用难度也较大。
一、废水的初级处理废水的初级处理主要是去除废水中呈悬浮状态的固体污染物，大多采用物理方法。
当用筛子去除大的固形物（悬浮物和沉淀物）后，废水可以进入初级处理系统。
初级处理系统实质上是一个长方形和圆形的澄清设备。
它设有一个刮板机，用来去除固形物。
刮板机安在底部或浮在顶部。
澄清池中通常设有一个溢流堰。
1．格栅格栅是由一组平行的金属或其它栅条制成的框架，斜臵在废水流经的渠道上或泵站集水池的进口处，用以截留悬浮状态的杂物。
在废水处理流程中，格栅是一种对后处理装臵或水泵机组具有保护作用的处理设备。
随着我国废水处理行业的不断完善，格栅的作用日益受到人们的重视，各地相继开发应用了一些新型格栅，比较成功的有圆条型回转细格栅、回转式固液分离机、曲面格栅。
马铃薯淀粉废水中蛋白质回收利用方法
马铃薯淀粉废水中蛋白质回收利用方法马铃薯是我国重要的粮食作物，主要食用部位为块茎。
马铃薯除直接用作蔬菜外，马铃薯淀粉生产过程中伴随着产生大量有机废水（生产1吨淀粉，产生近20吨废水）。
废水直排既会造成严重的生态后果（如水体富营养化），还浪费了大量的有机资源。
本文拟通过比较马铃薯淀粉废水中蛋白质回收方法，为回收利用马铃薯淀粉废水中蛋白质资源提供理论依据。
1、马铃薯淀粉废水来源马铃薯淀粉生产工艺流程包括原料清洗、淀粉提取和淀粉脱水干燥。
原料清洗阶段主要对马铃薯表面泥沙进行清洗，所产生的废水通常可通过三级沉淀处理，从而循环利用，不是淀粉废水的主要来源。
淀粉提取是马铃薯淀粉生产的核心工艺，分为破碎（锉磨法）、提取和淀粉精制3个阶段。
首先，将清洗的马铃薯运输至破碎设备或采用手工方法进行组织破碎。
随后，将充分破碎的组织液转移至离心机或采用滤膜进行固液分离。
收集并浓缩得到粗淀粉乳。
先后经过静置沉降和清洗去除淀粉乳中泥沙等颗粒状杂质，制备精制淀粉乳。
本工艺流程中产生的废水不仅量大，而且有机质含量高（蛋白质等），即常说的淀粉废水。
淀粉脱水干燥是指把精制淀粉乳进行真空吸滤和蒸汽干燥，降低其含水量，得到干燥淀粉的过程。
这一工艺流程无额外用水，回收水较为清洁，可循环利用。
马铃薯淀粉生产加工过程中，不同工艺流程均有废水产生，但原料清洗和脱水干燥阶段的废水可经简单处理后回收利用。
马铃薯淀粉废水主要来源于提取加工工艺流程。
2、马铃薯淀粉废水水质特性研究发现，马铃薯块茎中主要物质为水（63-87%），其次是淀粉（8-29%），依次为蛋白质（0.7-4.6%）、糖（0.1-8%）和纤维素（0.2-3.5%）等。
经过提取加工工艺，除淀粉和纤维素等主要物质均进入水中而成为淀粉废水。
因此，马铃薯淀粉废水中既富含蛋白质等有机物，也还有较多纤维素等固体颗粒。
马铃薯来源不同、加工工艺不同，其淀粉废水的水产差异较大。
但是淀粉废水的水质参数如化学耗氧量（COD）、生化耗氧量（BOD）和可溶性固体颗粒（SS）含量均达到超高水平，分别可达20000-45000mg/L，9000-18000mg/L和18000mg/L不等。
浅谈马铃薯淀粉废水蛋白提取
浅谈马铃薯淀粉废水蛋白提取、规模化生产及在家畜饲养中的应用窦宇宁在淀粉生产过程中，排出了大量的废水和废渣, 这些工业废水含有大量的有机物, 是高污染的废水, 其中COD可以达到50000以上，凯式氮达到3500左右，如不加处理直接排放将造成严重的环境污染。
而在污水处理过程中，氮很难处理，既果能处理达标，处理费用也会很高，而且污水处理的设备设施投资会更大占地也随之加大很多。
特别是马铃薯淀粉的排放废水，由于含有较高的蛋白质，因此在输送过程中会产生大量的泡沫，这些泡沫不易破碎，大量泡沫随着废水进入到污水处理场，市污水处理设备运行十分困难，同时也造成污水处理能力的下降，采用先进的马铃薯蛋白分离技术，刚好可以利用这些工业废水提取所含的马铃薯蛋白，降低淀粉生产废水中的有机物的排放量，消除了废水泡沫的产生，使污水处理的负荷减轻，从而做到达标排放。
提取的马铃薯蛋白又可以作为食品或饲料的添加成分，特别是马铃薯蛋白属于植物性蛋白，更利于消化和吸收。
经过两年多的摸索，经过实验室无数次正交试验、不同工艺路径、不同参数的比对，最终确立适合规模化生产的工艺路线，根据工艺要求，选用正确的设备配置。
采用汁水前期处理、加热、絮凝、比重分离技术对马铃薯淀粉生产的废水进行蛋白提取，取得了突破性的进展。
攻克了马铃薯蛋白提取无需任何添加剂，可操作性强的提取工艺课题。
这种提取方法，消除了生产过程中产生的大量泡沫，确保了规模化生产的可操作性，而且，由于提取工序前段泡沫的减少，各项参数的数据也能够准确控制，确保各项工艺参数的准确性，使生产自控系统能够实现准确自控与调节。
对比调整PH值后进行泡沫分离、膜超滤的工艺方法更为简单、有效。
具有蛋白纯度高，生产成本低，经济效益可观、生产控制简单，生产能够连续运行、产品质量稳定、适合规模化生产的特点。
而且，通过对废水进行先期的技术处理，可以进一步提高马铃薯蛋白的纯度，使其含量有很大的提高。
通过调整PH值、泡沫分离、膜超滤技术提取的马铃薯蛋白含量通常在58%-60%之间，而通过加酸调整达到其等电点、加热絮凝等工艺方法蛋白含量也在60%左右。
超滤对马铃薯蛋白质提纯分离的工艺阐述
超滤对马铃薯蛋白质提纯
分离的工艺阐述
超滤所用的膜为非对成性膜，是由两层不同结构的薄层组成，能够截留相对分子质量为500 以上的大分子和胶体微粒。
膜的分离性能只由这一层决定。
下层厚度约100~200 μm，其孔径较大，称为支撑层，起增加膜的强度的作用。
影响超滤膜与过滤介质之间的相互作用的因素有膜的亲水性、疏水性、电荷性等。
膜材质的选择要对所过滤的物料具有良好的稳定性,实际应用中可以结合需求而选择膜材料, 应用较广的为陶瓷膜,因其膜元件组合类型为片型、管型、中空纤维及螺旋型等。
近几年超滤蛋白质分离纯化设备成功地应用于浓缩回收蛋白质中，目前也在豆类、植物、山药黏液等蛋白质浓缩、分离中应用。
超滤工艺可以在无相对变化的条件下分离浓缩蛋白质, 有效避免了传统工艺中蛋白变性及盐分的增多, 提高了蛋白质的纯度及降低了灰分的含量。
采用蛋白质分离纯化设备浓缩大豆蛋白的同时，还可以去除豆膻味及影响豆乳稳定性的低分子物质,提高豆乳品质。
提取马铃薯淀粉后的马铃薯汁，含有高达2.5%的蛋白质，有潜在食品价值。
用反渗透膜回收的浓缩蛋白不适合人类食用。
研究表明，使用超滤能够产生高质量的蛋白质。
该产品具有的功能特性等于或优于正在使用的工业商品。
压制的黑麦草和苜蓿汁中含有较高的蛋白质，也被用于生产蛋白浓缩。
蛋白质分离纯化设备回收黑麦汁中粗蛋白的得率为59%，高于热凝固法的45%。
而苜蓿汁的粗蛋白产率超滤法为52%，热凝固和离心法为53%。
这是因为超滤条件下蛋白质降解的作用。
马铃薯淀粉加工废水中超滤回收马铃薯蛋白质
马铃薯淀粉加工废水中超滤回收马铃薯蛋白质
陈钰;潘晓琴;钟振声;王剑
【期刊名称】《食品研究与开发》
【年(卷),期】2010(031)009
【摘要】研究超滤法回收马铃薯淀粉加工废水中的蛋白质的可行性.以蛋白质截留率和渗透通量为指标进行综合考虑,得出超滤的最佳条件为:操作压力为0.10 MPa,室温22℃,pH 5.8.在此条件下超滤回收蛋白质的截留率高达80.46%,处理后的废水的CODCr值由原来的9280.04 mg/L降为3 898.41 mg/L.对超滤膜清洗效果最佳的清洗剂是0.05%的碱性蛋白酶,其次是0.5%的NaOH水溶液,恢复系数高达99.55%和89.12%.
【总页数】5页(P37-41)
【作者】陈钰;潘晓琴;钟振声;王剑
【作者单位】华南理工大学,化学与化工学院,广东,广州,510640;华南理工大学,化学与化工学院,广东,广州,510640;华南理工大学,化学与化工学院,广东,广州,510640;华南理工大学,化学与化工学院,广东,广州,510640
【正文语种】中文
【相关文献】
1.马铃薯淀粉加工废水物性对其蒸发回收设备设计的影响分析 [J], 丁文捷;续京;李永恒
2.马铃薯淀粉废水中蛋白质回收利用现状研究 [J], 冀保程
3.马铃薯淀粉废水中蛋白质的回收 [J], 马健;刘万毅;董梅
4.絮凝法回收马铃薯淀粉废水中蛋白质的研究进展 [J], 马丞鸿;张树林;丛方地;张达娟
5.马铃薯淀粉废水中蛋白质回收方法综述 [J], 姚春艳;孙莹;毕伟伟;范文广
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马铃薯淀粉废水中蛋白质的回收及性质研究
马铃薯淀粉废水中蛋白质的回收及性质研究马铃薯淀粉废水中蛋白质的回收及性质研究摘要：随着全球马铃薯淀粉产业的发展，马铃薯淀粉废水的处理问题也日益突出。
本研究通过采用离心技术和选择性沉淀法，探究了马铃薯淀粉废水中蛋白质的回收及其性质研究。
结果表明，在适宜的条件下，可从废水中回收到可用于工业加工的高纯度蛋白质，为马铃薯淀粉产业的可持续发展提供了新的途径。
一、引言随着人们对生活品质的不断追求，淀粉制品的需求量也逐渐增加。
而马铃薯淀粉由于其产品质量稳定、成本低廉等优点，成为淀粉产业中最重要的品种之一。
然而，在马铃薯淀粉的生产过程中，产生了大量的淀粉废水，其中富含大量的蛋白质。
传统方法中的淀粉废水处理方法无法有效回收这些蛋白质，不仅浪费资源，还对环境造成了严重污染。
因此，开展马铃薯淀粉废水中蛋白质的回收及性质研究具有重要意义。
二、实验方法1. 材料准备：收集马铃薯淀粉生产过程中产生的废水，并进行初步处理去除固体颗粒。
2. 离心技术：采用高速离心机对废水进行处理，通过调整转速和离心时间，收集蛋白质。
3. 选择性沉淀法：采用改良的选择性沉淀法对蛋白质进行分离纯化，优化反应条件，得到高纯度的蛋白质。
三、实验结果与讨论经过实验，我们发现马铃薯淀粉废水中的蛋白质可以通过离心技术和选择性沉淀法进行有效回收。
首先，离心技术可以将废水中的固体颗粒迅速沉降，通过调整离心时间可以从上清液中收集到大部分蛋白质。
然后，通过选择性沉淀法的优化，可以进一步提高蛋白质的纯度。
最终，我们得到了一定纯度的蛋白质样品。
进一步的性质研究结果表明，通过分子量测定，我们发现从马铃薯淀粉废水中回收的蛋白质具有较好的分子量分布。
同时，采用紫外-可见光谱对蛋白质进行分析，发现其吸收峰在280 nm左右，符合典型的蛋白质吸收特征。
此外，我们还对蛋白质的酸碱性、溶解性等性质进行了初步探究，结果显示其符合一般蛋白质的性质。
四、结论本研究通过离心技术和选择性沉淀法，成功从马铃薯淀粉废水中回收了一定纯度的蛋白质，并初步研究了其性质。
薯类淀粉加工废水资源化利用研究进展
薯类作物在我国农业生产中占有重要地位，2021年我国薯类播种面积733.3万hm 2，总产量达3043.5万t [1]。
薯类淀粉是以薯类作物为原料，经破碎、洗涤、干制等加工方法制得的淀粉。
薯类淀粉广泛应用于食品、食品配料、医药、饲料、化工、纺织等行业。
随着先进技术、先进设备的引入，我国薯类淀粉加工生产水平得到了显著提升，但加工产生的废水一定程度上制约着薯类淀粉产业的发展。
薯类淀粉加工过程是以水为介质的，过程中会产生大量pH 值为3～5的废水，其主要污染在于悬浮物（SS ）、化学需氧量（COD ）、生化需氧量（BOD ）、氨氮（NH 3-N ）、总氮（TN ）等。
废水的产生量受加工设备和加工技术水平的影响，生产1t 淀粉产生4～14t 废水[2]。
薯类淀粉加工废水中富含淀粉、蛋白质、多糖、脂肪等具有经济价值的物质，直接进行污水处理会增加处理成本且浪费资源，而直接排放又会造成周边水体富营养化。
因此，分离提取薯类加工废水中的蛋白、淀粉物质，同时解决废水污染问题，达到资源合理化利用的目的。
近年来，薯类淀粉在食品、医药等领域应用广泛，但湿法制粉中污染问题严重，废水处理技术及投资成本等成为国内外研究的热点。
本文从薯类加工废水中有效物质回收利用、微生物培养、农业灌溉等进行概述，进而为薯类加工废水的资源化利用研究提供一定的理论支持。
1薯类淀粉加工废水中有用成分回收的研究进展当前，薯类加工淀粉废水中回收有用成分的研究主要集中在蛋白质、淀粉等方面，不仅可以获得一定的回收效益，也可以为后续降低污染物浓度减轻负担。
1.1多糖崔雯针对木薯淀粉加工中的二次分离废水（黄浆）开展回收废水中的淀粉的研究，采用自然沉淀法、水解酶法、混凝实验法和微生物法，实验对比结果显示，采用微生物法回收淀粉的效果最明显，回收量可达9.58g·L -1[3]。
Devereux 等从马铃薯加工废水中回收马铃薯淀粉，利用离心分离法可在工业规模上回收的可溶性淀粉和不可溶淀粉为15～28g·L -1和10g·L -1[4]。
马铃薯淀粉废水中蛋白质的回收
收 稿 日 期 ：2018-03-14 基 金 项 目 ： 宁 夏 高 等 学 校 一 流 学 科 建 设 资 助 项 目 （NXYLXK2017A04） 作 者 简 介 ： 马 健 （1993— ） ， 男 ， 主 要 从 事 工 业 废 水 处 理 研 究 （791116045@） 。 * 通信作者：董梅（1974—），女，副教授，硕士，主要从事废水处理研究（dongmeinx@）。
的去除率分别达到 43.56%，82.02%。
关键词：马铃薯淀粉废水；吸附；等电点；蛋白质；回收
中 图 分 类 号 ：X792
文 献 标 志 码 ：A
宁夏马铃薯种植主要集中在南部山区， 以淀粉 深加工为龙头的马铃薯开发是宁夏南部山区经济发 展、农民收入增加的主要支柱产业之一，农民收入的 1/4 来自马铃薯。 在用马铃薯加工淀粉的 生产过程 中产生了大量含有丰富有机物（如蛋白质、淀粉等） 的废水，其 COD、浊 度很高，另 外 ，生 产 马 铃 薯 的 许 多企业是中小企业，难以负担废水处理较高的成本， 通常将生产废水直接排放， 这样不仅使马铃薯废水 中营养丰富的蛋白质流失，而且造成环境污染，影响 生态[1-2]。 因此，如何将废水中的资源进行回收，并且 使废水得到一定的处理，此类研究就很有必要。笔者 自 制 马 铃 薯 淀 粉 废 水 ，采 用 蒙 脱 土 吸 附 、 [3-4] 等 电 点 沉淀[5-6]，以及结合两种方法从马铃薯废 水中回收蛋 白质，并研究废水中 COD 及浊度的降解情况。 同时， 考察了最佳工艺条件， 为马铃薯淀粉废水处理研究 提供参考。
第第173卷期 第 3 期 ２０18 年 9 月
宁夏工程技术 Ｎｉｎｇｘｉａ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
文章编号：１６７１－７２４４（２０18）０3－０231－０4
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耗大 、 品附加值低等 问题 。近年来 ， 产 随着膜分离 技术
研究和膜组件开发 的不 断发展 ，为低浓度溶液 的浓缩
和分离提供 了有效 的手段 ， 使高效处理马铃薯淀粉废
水成为可能 。
的经 济发展 。 目前全 国生产 淀粉的企业大小数千家 ， 年
１ 材料与方法 １ 材料 与试剂 ． １
ｐｏａｏ ｐ ｏｅｎ ｒａ ｈ ｄ ８ ．６ ％ ．Ａ ｔｒｕ ｒ ｆ ａｉ ｎ ｔ ｅ ＣＯＤＣ ｏ ｓｅ ｔ ｒｗａ ｅ ｕ ｅ ｏ ３ ８ ８４１ ｍｇＬ ｔｔ ｒｔ ｉ ｅ ｃ ｅ ０４ ｆｅ ｈ ａ ｈｒ ｔ ， ｈ ｉ ｏ ｒ ｆｗａ ｔｒｗａｅ ｓｒ ｄ ｃ ｄ ｔ ９ ． ／ ｒ ｍ ８ ０ ／ ．Ｔｈ ｓ ｌ ａ ｉ ｇ ａ ｅ ｔ ｓ ００ ％ Ａｌ ａａ ｅ ａ ｄ ０． ％ ｓ ｄ ｕ ｈ ｄ ｏ ｉ ｅ ｓ ｌ ｔｏ ｆｏ ９ ２ ０．４ ｍｇ Ｌ ｅ ｂｅ ｔｃｅ ｎ ｎ ｇ ｎｓ ｗａ ．５ ｃ ｌｓ ｎ ５ ｏ ｉ ｍ ｙ ｒｘ ｄ ｏｕ ｉｎ
联 合 国教 科 文 组 将 ２ ０ ０ ８年 定 为 “ 铃薯 年 ” 马 ，
２０ ０ ８年 ４月 ６日的第 十届 中国马铃 薯大会上 ， 农业部 副部长危朝安指出 ，发展马铃薯产业对保障我 国粮食
安全 、 促进农 民增 收意义重 大。 我国马铃薯产业近年来 发展迅速 ，在许 多地 区马铃薯加 工产业链 带动了 当地
产马铃薯淀粉总量达 ４ 多万 ｔ ０ ， 年加工马铃薯近 ３ ０ ｔ ０万 ，
年排 放马铃薯淀 粉废水 ８０多万 ｔ（ ０ 化学需 氧量 Ｃ Ｄ Ｏ
鲜马 铃薯 、 碱性 蛋 白酶 及 中性蛋 白酶 ： ： 广州 裕 立
宝生物 技术有 限公 司 ，酶活 ２ ｘ ０ ／；焦亚硫 酸钠 ０ １４ ｇ Ｕ （ Ｒ）广 东光 华化 学 厂有 限公 司 ； 酸铜 （ Ｒ）天津 Ａ ： 硫 Ａ ： 市耀华 化学试剂 有 限责任 公 司 ； 酸钾 （ Ｒ）天津市 硫 Ａ ：
Ｃ ＨＥ ｕ Ｐ Ｎ Ｘｉｏ ｑｎ Ｚ Ｎ Ｙ ， Ａ ａ — ｉ， ＨＯＮＧＺ ｅ － ｈ ｎ Ｗ Ａ ｉｎ ｈ ｎ ｓ ｅ ｇ， ＮＧ Ｊａ
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００ ％的碱 性 蛋 白酶 ， 次是 ０５ ．５ 其 ．％的 Ｎ Ｏ 水 溶 液 ， 复 系数 高 达 ９ ． ％和 ８ ． ａＨ 恢 ９５ ５ ９１ ２％。
关键词 ： 超滤 ； 渗透通量 ； 留率 ； 截 清洗； 蛋白质
Ｓ ｕｄ ｎ Ｒｅ ｏ ｅ ｙｏ ｔ ｔ ｏ ｅｎ ｆ ｏ ａｒ ｈ Ｐｒ ｄｕ ｉ ｇＷ ａ ｔ ａｔｒｂｙＵｌｒ ｆｔ ａ ｉ ｎ ｔ ｙ ｏ ｃ ｖ ｒ ｆＰｏ ａ ｏＰｒ ｔｉ ｒ ｍ Ｓｔ ｃ ｏ ｃ ｎ ｓｅ Ｗ ｅ ｔ ａ ｒ ｔｏ ｉ
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基研 础究
食品研究与开发 第１第Fra bibliotek期 ２０ ９ ０年９ ３ 月 卷
３７ ＝ ＝ ｌ ＿ －
马铃薯淀粉加工废水中超滤回收马铃薯蛋 白质
陈钰 。 晓琴 ， 潘 钟振声 ’王剑 ，
（ 南理工大学 化学与化工学 院， 华 广东 广州 ５ ０ ４ ） １６ ０
摘 要 ： 究超滤法回收马铃 薯淀粉加工废水 中的蛋 白质 的可行性 。以蛋 白质截留率和渗透通量 为指标进行综合考 研
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｅ ｓｂｌｔ ｆｒ ｃ ｖ ｒ ｆｐ ｔ ｔ ｒ ｔｉ ｒ ｍ ｔｒ ｈ ｐ ｏ ｕ ｉｇ ｗａ ｔ ｔｒｂ ｈ ａ ｈｒ ｔ ｎ ｗａ ｓｒ ｃ ： ｅｆ ａ ｉ ｉ ｙｏ ｅ ｏ ｅｙ ｏ ｏａｏ ｐ ｏｅｎ ｆｏ ｓａ ｃ ｒ ｄ ｃｎ ｓｅｗａｅ ｙ ｕ ｒ ｆ ａ ｉ ｓ ｉ ｉ ｏ
虑 ，得 出超 滤 的 最佳 爷 件 为 ：操 作 压 力 为 ０１ Ｐ ，室温 ２ ｐ ．。在 此 条件 下 超 滤 回 收 蛋 白质 的 截 留率 高达 ． ０Ｍ ａ ２ｏ Ｈ ５ Ｃ， ８
８． ０４ ６％，处理后的废水 的 Ｃ Ｄ ｒ 由原来的 ９ ８ ． ｇ Ｏｃ 值 ００ ２ ４ｍ ／ Ｌ降为 ３ ９ ．１ ｇ 。对超 滤膜 清洗效果最佳 的清洗剂是 ８ ／ ８ ４ ｍ Ｌ