大豆乳清蛋白的微滤技术研究及蛋白粉的研制

论文摘要

大豆乳清是生产大豆分离蛋白的副产物,我国每年大豆乳清作为废水的排放量达到300万吨,大豆乳清中含包括胰蛋白酶抑制剂、大豆血球凝集素、细胞色素C和β-淀粉酶等多种功能性蛋白成分,直接随大豆乳清排放掉不仅造成资源浪费,COD和BOD值极高的乳清废水还会带来严重的环境污染。论文研究了大豆乳清的预处理方法,得出了采用离心（6000g,10min,4℃）与0.45μm滤膜相结合的方式适合于大豆乳清的预处理,此方法不仅去除掉大豆乳清中的难溶性杂质,还最大限度的减少了蛋白的损失。检测了预处理后大豆乳清中的主要物质含量。论文的核心研究内容是以大豆乳清为原料,采用膜分离技术回收其中的大豆乳清蛋白。在膜的选择方面,突破了传统通过分子量来选择超滤膜的截留方法,经纳米粒度检测仪检测了大豆乳清蛋白溶液的颗粒度平均值为285nm,粒度范围在230nm300nm之间,且主要分布在260nm和300nm处;通过扫描电镜分析了蛋白颗粒的外观,得知大豆乳清蛋白分子大多聚集在一起,只有极少部分是以单独个体的形式存在的。结果表明,采用70nm90nm的微滤陶瓷膜用于浓缩本研究的大豆乳清蛋白较合适。此膜截留浓缩大豆乳清蛋白时的适宜温度为25℃,适宜的操作压强0.3Mpa,适宜的料液流速为6m/s。在25℃、0.3Mpa条件下获得了63L/m2?h93L/m2?h的膜渗透通量及90%以上的蛋白截留率,此陶瓷膜系统连续工作时间可达200min,每批实验结束后经清洗,膜的渗透通量恢复良好。相对于超滤的回收方式,整个工艺过程更易实现工业化。对膜分离得到的大豆乳清蛋白浓缩液进行喷雾干燥,以蛋白溶解性和蛋白分散指数为检测指标,确定了40%浓度的大豆乳清蛋白浓缩液喷雾干燥时适宜的进风温度为160℃（出风温度95℃）、适宜的喷雾压力为1.8×105pa。经检测此流程获得的大豆乳清蛋白的溶解性较好,尤其在pH47之间的溶解度在90%以上。大豆乳清蛋白的乳化性较好的pH范围是57之间,较好的温度范围是50℃70℃,较好的浓度范围是2%5%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 大豆乳清中主要活性物质概述
• 1.2.1 大豆乳清蛋白
• 1.2.2 大豆低聚糖
• 1.2.3 大豆异黄酮
• 1.2.4 大豆皂苷
• 1.3 大豆乳清中各类蛋白的应用功能介绍
• 1.3.1 胰蛋白酶抑制剂
• 1.3.2 细胞色素C
• 1.3.3 β-淀粉酶
• 1.3.4 大豆血球凝集素
• 1.3.5 脂肪氧化酶
• 1.4 膜分离技术在大豆乳清中的应用现状
• 1.4.1 膜技术回收大豆乳清中的大豆低聚糖
• 1.4.2 膜技术回收大豆乳清中的大豆乳清蛋白
• 1.5 课题来源及研究意义
• 1.6 课题研究的主要内容
• 第2章 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 原料与试剂
• 2.1.2 主要仪器与设备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 原料预处理及原料中主要物质含量的测定
• 2.2.2 截留大豆乳清蛋白的膜处理过程
• 2.2.3 大豆乳清蛋白干粉的制备
• 2.2.4 大豆乳清蛋白功能特性检测
• 第3章 原料预处理及原料中主要物质含量检测结果
• 3.1 大豆乳清预处理条件的确定
• 3.2 大豆乳清中主要成分的检测
• 3.2.1 总蛋白含量测量结果
• 3.2.2 总糖含量测量结果
• 3.2.3 灰分含量测量结果
• 3.2.4 总干物质含量测量结果
• 3.3 本章小结
• 第4章 截留浓缩大豆乳清蛋白的膜实验结果
• 4.1 大豆乳清蛋白的粒度检测结果
• 4.2 扫描电镜分析大豆乳清蛋白外观
• 4.3 截留浓缩大豆乳清蛋白的膜试实验结果
• 4.3.1 膜孔径的选择
• 4.3.2 新膜清洗及初始水通量的测定
• 4.3.3 膜截留浓缩条件的确定
• 4.3.4 膜对总糖及无机盐的脱除情况
• 4.4 本章小结
• 第5章 大豆乳清蛋白干粉的制备
• 5.1 进口温度的确定
• 5.2 喷雾压力的确定
• 5.3 本章小结
• 第6章 大豆乳清蛋白功能特性检测结果
• 6.1 pH对大豆乳清蛋白溶解度的影响
• 6.2 不同因素对大豆乳清蛋白乳化性及乳化稳定性的影响
• 6.2.1 pH值对大豆乳清蛋白乳化性及乳化稳定性的影响
• 6.2.2 温度对大豆乳清蛋白乳化性及乳化稳定性的影响
• 6.2.3 浓度对大豆乳清蛋白乳化性及乳化稳定性的影响
• 6.3 本章小结
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢