一種去除大豆分離蛋白中殘留砷、鉛、銅的工藝方法
2023-09-17 12:28:30
專利名稱：一種去除大豆分離蛋白中殘留砷、鉛、銅的工藝方法
技術領域：
本發明涉及的是大豆分離蛋白的深加工工藝，具體涉及的是一種去除大豆分離蛋 白中殘留砷、鉛、銅的工藝方法。
背景技術：
目前國內外大豆分離蛋白生產工藝以鹼提酸沉法為主，因在大豆分離蛋白生產工 藝中需使用鹽酸、氫氧化鈉、焦亞硫酸鈉等添加劑，使得大豆分離蛋白生產過程中均可引進 砷、鉛、銅，加之原料的含有鉛、銅一併逐級在大豆分離蛋白生產工藝過程中富集，使得大豆 分離蛋白在食用中存在著安全隱患。砷為非人體必需元素，砷的毒性與它的化學性質和價態有關，毒 性以三價砷體 現；鉛對生物體產生的毒性具有長期性和持久性；過量的銅紊亂人體新陳代謝。CAC規定 食品中殘留砷的限量彡0. lmg/kg，大豆蛋白標準(GB/T 203715-06)中殘留無機砷的限 量< 0. 5mg/kg，食品中汙染物限量標準(GB2762-2005)無機砷< 0. 2mg/kg，相關企業標 準為彡0. 4 0. 5mg/kg。CAC規定食品中殘留鉛的限量彡0. lmg/kg，大豆蛋白標準(GB/ T 203715-06)中殘留鉛的限量彡1. Omg/kg，食品中汙染物限量標準(GB/T 2762-2005) 鉛(0. 5mg/kg,相關企業標準則為彡0. 9mg/kg。CAC規定食品中銅限量標準(GB/ T15199-94)彡10mg/kg，相關企業標準為彡9. Omg/kg。砷的去除方法分為化學法和物理化學法，包括鐵氧體共沉澱法、鋁鹽和鎂鹽中和 法、中和氧化法、石灰磷酸鹽中和法、電凝聚法、離子浮選法、離子交換法和吸附法；鉛、銅的 去除方法有交換法、液膜法、生物吸附法、電解法等。目前對採用殼聚糖溶液作吸附劑去除大豆分離蛋白工藝中殘留砷、鉛、銅的工藝 方法未見報導。
發明內容
本發明的目的是針對上述問題提供一種去除大豆分離蛋白中殘留砷、鉛、銅的工 藝方法，降低大豆分離蛋白產品中的砷、鉛、銅含量，並為上述方法提供一種去除大豆分離 蛋白工藝中殘留砷、鉛、銅的吸附劑。上述發明目的所採用的技術方案是一種去除大豆分離蛋白中殘留砷、鉛、銅的 工藝方法，其工藝過程包括鹼提、酸沉、均質、後處理，該方法是用(w/v)殼聚糖溶液作 為吸附劑，對以低溫低變性豆粕為原料經鹼提、酸沉後獲得的蛋白沉澱物加水調節成濃度 為10 15% (w/w)的大豆分離蛋白液進行均質；均質後的大豆分離蛋白液在溫度為20 30°C的條件下進行吸附，去除大豆分離蛋白中的砷、鉛、銅；去除砷的吸附是在大豆分離蛋 白液的PH值為6. 0 6. 5的條件下，按每升蛋白液添加8 12mg吸附劑的添加量加入吸 附劑，吸附5 20min，離心後獲得的蛋白液在pH值為6. 5 7. 0的條件下再進行兩次吸附 去除鉛、銅，第一次吸附按每升蛋白液添加40 60mg/L吸附劑的添加量加入吸附劑，第二 次吸附按每升蛋白液添加90 120mg吸附劑的添加量加入吸附劑，吸附時間30 50min，吸附後經離心分離、後處理獲得的去除鉛、銅後的大豆分離蛋白中砷含量彡0. 008mg/kg，鉛 含量< 0. 006mg/kg，銅含量< 3mg/kg。所述的吸附劑是將IOg脫醯度95%的殼聚糖溶解於IOOOmL (ν/ν)乙酸溶液 配製成(w/v)殼聚糖溶液。具體工藝過程如下a、鹼提，將低溫低變性豆粕在40 50°C溫度下加入濃度為20% (w/w)氫氧化鈉 溶液進行兩次鹼提，調節PH值為7. 0 7. 5時，進行離心分離；第一次鹼提料液重量比為 1 8 12，鹼提30 50min ；第二次鹼提料液重量比為1 5 6，鹼提lOmin，離心分 離後合併兩次蛋白提取液備用；b、酸沉，將a的蛋白提取液用濃度為0. Olmol/L的鹽酸，調節pH值為4. 4 4. 6 時，中和、離心分離、排渣，取蛋白沉澱物備用；C、均質，將b的蛋白沉澱物加去離子水調節溶液為10 15% (w/w)的蛋白液進行 超高壓均質；
d、吸附，將c中均質後的蛋白液在溫度20 30°C的條件下，用濃度為20% (w/w) 的氫氧化鈉調節PH值為6. 0 6. 5按每升蛋白液加入8 12mg/L的吸附劑進行吸附，吸附 時間為5 20min，然後將一次吸附後的蛋白液在3500 4500rpm下離心分離10 20min ； 離心分離後獲得的蛋白液於溫度20 30°C，保持pH值為6. 5 7. 0的條件下，按每升蛋 白液加入40 60mg/L吸附劑進行吸附，吸附時間為10 20min，然後按每升蛋白液加入 90 120mg/L吸附劑再次進行吸附，吸附時間為30 50min，吸附分離獲得的大豆分離蛋 白液在4500 6000rpm下離心分離10 20min，排渣後送入後處理；e、後處理，將d離心分離獲得的大豆分離蛋白添加去離子水調和後用濃度20% (w/w)氫氧化鈉中和，再經UHT殺菌、閃蒸罐閃蒸，乾燥後製得的大豆分離蛋白產品送分析 檢測砷、鉛、銅含量；砷的檢測方法參照GB5009. 11食品中砷的測定；鉛的檢測方法參照 GB5009. 12食品中鉛的測定；銅的檢測方法參照GB5009. 13食品中銅的測定。其中的鹼提、酸沉、調液均質和後處理均為大豆分離蛋白加工的常用工藝。本方法以低溫低變性豆粕即低溫脫脂豆粕為原料，在大豆分離蛋白中採用殼聚糖 溶液做為吸附劑對大豆分離蛋白中砷、鉛、銅進行吸附。殼聚糖是一種天然螯合劑，是甲殼 素脫乙醯化的產物，不溶於水易溶於稀酸，具有複雜的雙螺旋結構，螺距為0. 515nm，其分子 中擁有極性基團羥基(-0H)和氨基(-NH2)，形成各種分子內和分子間氫鍵，從而形成具有類 似網狀結構的殼聚糖大分子二級結構，是典型的Lewis鹼性基團化合物。殼聚糖與砷之間 的靜電吸附，PH值主要影響殼聚糖活性基團的所帶電荷的狀態，酸性條件下殼聚糖活性基 團(pi = 6.3)的游離氨基接受質子生成的正電子活性中心-NH3+,與溶液中的負質子砷離 子靜點吸附，生成表面配合物。殼聚糖吸附鉛、銅是化學吸附過程，Pb2+具有S2電子組態，與殼聚糖呈電價絡合形 成的配位體是第一類形成體，與N、0形成穩定的絡合物；Cu2+電子空間軌道排布為d9型，與 殼聚糖形成的配位體是結合鍵區域是共價鍵型的邊緣形成體。PH值主要是影響殼聚糖上活 性位點的功能，較小PH值對殼聚糖的吸附鉛、銅不利，在pH值較低的溶液中，H+與鉛、銅競 爭殼聚糖的-NH2位置；此外pH值較低時，溶液電離作用降低-OH穩定存在，-NH2變成-NH3+, 致使-NH2的配位能力下降，導致鉛、銅的吸附量較小。當6 < pH < 7時，-NH2中的氫離子不斷游離，鉛、銅較易擴散進入殼聚糖膠粒，與氨基的螯合能力不斷地增加，加上羥基氧的 參與更增強了其螯合能力，殼聚糖對金屬離子的吸附能力增大。隨著溫度升高砷、鉛、銅的殘留量也隨之增加，表明此吸附過程是一個放熱過程， 與一般的吸附過程類似。較高的溫度下，顆粒表面部分殼聚糖分子發生了降解，有效的活性 基團減少，吸附量變小，因此低溫有利於吸附過程。本發明具有的積極效果 1、本發明方法對以低溫低變性豆粕為原料並經鹼提、酸沉、均質後獲得的大豆 分離蛋白吸附處理後，產品經原子螢光光度計分析其砷含量< 0. 008mg/kg，砷的吸附率 ^ 99% ；原子吸收分光光度計分析鉛含量彡0. 006mg/kg，鉛的吸附率彡99% ；原子吸 收分光光度計分析銅含量彡3mg/kg，銅吸附率彡75%，分別低於GB/T203715-06、GB/T 2762-2005、GB/T15199-94和相關企業標準規定的指標要求。2、該方法用於監測檢驗大豆分離蛋白中的砷、鉛、銅，可有效的提高大豆分離蛋白 的食用安全性。
四
圖1是本發明的工藝流程。
五具體實施例方式實施例1 一、吸附劑是IOg脫醯度95%的殼聚糖溶解於IOOOmL 1% (ν/ν)乙酸溶液配製 成(w/v)殼聚糖溶液。二、工藝過程(1)鹼提，先將低溫低變性豆粕用氫氧化鈉進行兩次鹼提。第一次鹼提將低溫低 變性豆粕按料液重量比1 10的比例加入水，混合均勻後用濃度為20% (w/w)的氫氧化 鈉在溫度為50°C，攪拌速率為60rpm的條件下，鹼提30min，調節溶液的pH值為7. 0時，用 離心機3500 4500rpm進行離心分離，濾渣按料液重量比為1 5的比例再加入水混合， 然後加入濃度為20% (w/w)的氫氧化鈉在溫度為50°C，攪拌速率為60rpm的條件下，鹼提 IOmin,調節溶液的pH值為7. 0時，將溶液離心分離，排渣後取蛋白提取液備用。(2)酸沉，在上述蛋白提取液中加入濃度為0. 01mol/L的鹽酸，攪拌速率為60rpm 下調節溶液的PH值為4.5時，用濃度20% (w/w)的氫氧化鈉中和，離心分離、排渣後得蛋白 備用。(3)均質，在(2)的蛋白液中加入去離子水調節蛋白液濃度為12% (w/w)時，進行 超高壓均質。(4)吸附，將(3)中調液均質的蛋白液在溫度20°C的條件下，濃度為20% (w/w) 的氫氧化鈉調節溶液PH值為6. 5時按每升蛋白液添加IOmg吸附劑的量加入吸附劑，吸附 IOmin後，在離心機轉速3500rpm下離心分離IOmin ；獲得的蛋白液在溫度20°C的條件，用 濃度為20% (w/w)的氫氧化鈉調節pH值並保持為pH值為6. 5時再按每升蛋白液添加50mg 吸附劑的量加入吸附劑，吸附IOmin後，再按每升蛋白液添加IOOmg吸附劑的量加入吸附 齊U，吸附50min後，將吸附後獲得的大豆分離蛋白液在離心機轉速4500rpm離心分離20min後將獲得的大豆分離蛋白送入後處理。(5)後處理，經(4)處理後獲得的大豆分離蛋白按15g蛋白添加IOOg去離子水調 合後，再用20% (w/w)氫氧化鈉將溶液的pH值調節至7.0，在140士5°C高溫殺菌15s，送入 進風溫度為160°C、真空壓力為16MPa，出風溫度80°C的乾燥機內高壓噴霧乾燥，乾燥後獲 得的大豆分離蛋白產品檢測產品中砷、鉛、銅含量，低溫低變性豆粕原料及吸附處理前、後 的大豆分離蛋白中砷、鉛、銅含量見表1。表1原料及產品中砷、鉛、銅含量
I低溫低變性I未經吸附處理的I經吸附處理後的 _豆粕 大豆分離蛋白大豆分離蛋白
權利要求
一種去除大豆分離蛋白中殘留砷、鉛、銅的工藝方法，其工藝過程包括鹼提、酸沉、均質、後處理，其特徵在於該方法是用1％(w/v)殼聚糖溶液作為吸附劑，對以低溫低變性豆粕為原料經鹼提、酸沉後獲得的蛋白沉澱物加水調節成濃度為10～15％(w/w)的大豆分離蛋白液進行均質；均質後的大豆分離蛋白液在溫度為20～30℃的條件下進行吸附，去除大豆分離蛋白中的砷、鉛、銅；去除砷的吸附是在大豆分離蛋白液的pH值為6.0～6.5的條件下，按每升蛋白液添加8～12mg吸附劑的添加量加入吸附劑，吸附5～20min，離心後獲得的蛋白液在pH值為6.5～7.0的條件下再進行兩次吸附去除鉛、銅，第一次吸附按每升蛋白液添加40～60mg/L吸附劑的添加量加入吸附劑，第二次吸附按每升蛋白液添加90～120mg吸附劑的添加量加入吸附劑，吸附時間30～50min，吸附後經離心分離、後處理獲得的去除鉛、銅後的大豆分離蛋白中砷含量≤0.008mg/kg，鉛含量≤0.006mg/kg，銅含量≤3mg/kg。
2.根據權利要求1所述的一種去除大豆分離蛋白中殘留砷、鉛、銅的工藝方法，其特徵 在於所述的吸附劑是將IOg脫醯度95%的殼聚糖溶解於1000mLl% (ν/ν)乙酸溶液配製 成1% (w/v)殼聚糖溶液。
全文摘要
本發明公開了一種去除大豆分離蛋白中殘留砷、鉛、銅的工藝方法，是用1％(w/v)殼聚糖溶液作為吸附劑，對以低溫低變性豆粕為原料經鹼提、酸沉後獲得的蛋白沉澱物加水調節成濃度為10～15％(w/w)的大豆分離蛋白液進行均質；均質後的大豆分離蛋白液在溫度為20～30℃，pH值為6.0～6.5的條件下去除砷，在pH值為6.5～7.0的條件下再進行兩次吸附去除鉛、銅。本發明方法對以低溫低變性豆粕為原料並經鹼提、酸沉、均質後獲得的大豆分離蛋白吸附處理後，產品經原子螢光光度計分析其砷含量≤0.008mg/kg，砷的吸附率≥99％；原子吸收分光光度計分析鉛含量≤0.006mg/kg，鉛的吸附率≥99％；原子吸收分光光度計分析銅含量≤3mg/kg，銅吸附率≥75％，提高了大豆分離蛋白食用安全性。
文檔編號A23J1/14GK101940247SQ20101023709
公開日2011年1月12日 申請日期2010年7月27日 優先權日2010年7月27日
發明者張東傑, 張麗華, 王穎 申請人:張東傑