高粘度鹽酸乾酪素的製備方法
2023-06-02 12:40:31
專利名稱：高粘度鹽酸乾酪素的製備方法
技術領域：
本發明主要涉及乾酪素的製備方法，尤其涉及以「曲拉」為原料製備高粘度鹽酸乾酪素的方法。
背景技術：
高粘度鹽酸乾酪素為含酪蛋白92％以上，色澤微黃或乳白色，無臭味的顆粒狀或粉狀物料。廣泛用於工業合成酪素塑料、酪素膠生產、膠黏劑加工等。高粘度鹽酸乾酪素有以下特點和性質易吸水結團膨脹；酪蛋白大分子使溶液產生較高的粘度，並變稠厚，溶液冷卻後又變成凝膠，凝膠受熱後又變成溶液。凝膠富有彈性，並能保留水分，幾乎不脫水不收縮；具有很強的乳化增稠作用，其分子具有許多親水基團和疏水基團，可吸附水和脂肪類物質，使溶液具有乳化後油脂的特性；高粘度鹽酸乾酪素分子能隔離微小氣泡，保持泡沫不合併，不破碎；高粘度鹽酸乾酪素作為一種重要的化工原料，在皮革、輕紡、造紙、國防工業等行業中有著廣泛的應用。在造紙工業方面，用做施膠劑，上光劑，黏合劑等；在皮革工業中，用於人造革鞣劑，黏合劑等；在建築行業裡，是一種防水，防火，高強度，裝飾性塗料；在鋼鐵設備製造及使用中作為高硬度防酸塗料；在電化學方面，用於電鍍行業廢水處理及有色金屬回收；在陶瓷，玻璃等非金屬材料上進行銅、鎳、鈷等金屬材料的化學鍍之表面處理。
目前，我國「曲拉」高粘度鹽酸乾酪素生產加工中還存在著許多問題。傳統的乾酪素加工工藝中，無法對產品的粘度進行控制，產品的粘度的高與低只能是由原料來決定，更談不上生產高粘度乾酪素。普通乾酪素生產時往往出現色澤黃暗，酸度較低，粘度低，氣味不佳，質量不能達標，不能滿足市場上緊缺的高純度高粘度乾酪素產品，產品銷售價格較低。
世界上主要生產出口牛乳酪蛋白產品的國家有紐西蘭、澳大利亞、俄羅斯及烏克蘭等國家，但均為以鮮奶為原料生產，價格要比我國「曲拉」乾酪素高25％-30％，產品品質相差較大，而且利用鮮奶生產的乾酪素多數都為低粘度，粘度不超過2000mPa·s。
發明內容
本發明的目的在於避免現有技術的不足之處而提供一種高粘度鹽酸乾酪素的製備方法。高粘度鹽酸乾酪素是採用曲拉為原料，經過原料溶解、過濾、離心、添加輔料、經鹽酸點酸、脫水、造粒、乾燥而製得的產品。其粘度可達100000mPa·s。
本發明的目的可以通過採用以下技術方案來實現一種高粘度鹽酸乾酪素的製備方法，包括有將原料篩選，用粉碎機粉碎到30-90目，以1∶(6-16)的比例的水投入溶解罐，在投入原料之前按原料的2.28-4.58％加入亞硫酸鈉(Na2SO3)，並升溫至35-45℃，緩慢加入10-20％的氫氧化鈉溶液，使料液pH值達到8.5-10.5，溫度升至50-60℃，開始計時溶解，15-25min後加入1.19-2.79％的保險粉(低亞硫酸鈉，Na2S2O4)，攪拌40-50min至溶解；用高壓泵將料液打入50-200目震動篩過濾，隨後將料液泵入轉速為6500r/min～8000r/min離心機進行離心，流量為1500l/h-2000l/h；在溫度為30℃-42℃，等攪拌充分後添加增粘劑明礬，添加量至少為乾料的0.1-0.1％；攪拌均勻後； 用5-15％的鹽酸使料液pH值降到pH3.8-4.6，致使酪蛋白完全沉澱；用軟水清洗沉澱好的酪蛋白；水洗後脫水；脫水後經顆粒機30-60目造粒；經造粒的物料在35-65℃、乾燥箱內乾燥，時間25～30min。所述的高粘度鹽酸乾酪素的製備方法所述的原料為色澤、氣味正常。
本發明所述的增粘劑為明礬，按乾料增加一個百分點的增粘劑，粘度增加1000～1500mPa·s。根據需要最高粘度可達100000 mPa·s以上。
所述的高粘度鹽酸乾酪素的製備方法所述的泵入轉速為7500r/min～8000r/min離心機至少進行二次離心，流量為1500了/h-2000l/h。所述的用軟水清洗沉澱好的酪蛋白至少清洗二次。所述的脫水用板框壓濾機進行或將酪蛋白裝入塑料編制袋在通風環境中堆垛擠壓。所述的乾燥在負壓式沸騰乾燥箱乾燥，時間25～30min在或0.3-0.6KPa真空乾燥箱乾燥，時間1.8-2.2h。
在乾酪素生產過程中，產生的深黃色或褐色物質主要是美拉德反應的結果。美拉德反應是還原糖與蛋白質發生的反應，反應過程複雜，中間產物眾多。一般分為三個階段①初始階段。醛基與氨基化合物進行縮合反應形成希夫鹼，再經環化形成相應的N-取代醛糖基胺，經重排形成(1-氨基-1-脫氧-酮糖)。②中間階段。Amadori化合物進行反應的三條線路一是酸性條件下進行1、2-烯醇化反應生成羥甲基糠醛(HMF)；二是鹼性條件下進行2、3-烯醇化反應，產生還原酮類；三是繼續進行裂解反應形成Strecker醛類。③最終階段。此階段較複雜，至今機制尚不清楚。最後生成類黑精(Melaneidin)。美拉德反應受溫度、加熱時間、水分活度、pH值、溼度和食品體系中化學組成的影響，完全抑制美拉德反應相當困難，又因為影響美拉德反應的因素眾多，有效抑制美拉德反應必須是多種因素協同作用。
護色劑I、II均屬於亞硫酸鹽類，亞硫酸鹽類是廣泛使用的漂白劑，它能有效抑制美拉德反應進程，亞硫酸鹽類抑制美拉德反應的褐變機理主要是①加成反應反應物的羰基可以和亞硫酸根結合形成加成化合物，其加成產物能與氨基化合物發生縮合反應，但縮合產物不能再進一步生成Schiff鹼和N-葡萄糖氨基，阻止了美拉德反應的進一步發生，因而有明顯的抑制效果。反應方程式為 此外，亞硫酸根還能與中間產物的羰基結合形成加成化合物，這些加成化合物的褐變活性遠低於氨基化合物和還原糖所形成的中間產物，實際等於使得後面生成類黑精的反應難以發生，反應方程式為 加成的結果使有機物失去雙鍵或減少雙鍵，因而使顏色失去或變淺。因此亞硫酸鹽抑制美拉德反應褐變主要是因為亞硫酸鹽捕獲了強褐變活性的中間體，而生成了褐變活性很低的中間產物，從而抑制了美拉德反應。②還原反應由於亞硫酸鹽是還原劑，能產生還原作用，阻止或減緩某些中間產物反應的發生，從而避免或減少色素的生成。其它機理此外亞硫酸鹽還能消耗氧和降低溶液的pH值，間接地阻止了美拉德反應的發生。但單一使用還原劑脫色效果不穩定，一些實際應用表明，在有氧或氧化劑存在的條件下已被還原的雙鍵易恢復，氧化作用減少了體系中的還原劑含量，從而出現了回色現象。因此在使用還原劑脫色時，必須減少與氧的接觸，或使用抗氧化劑、還原劑與穩定劑共用，脫色效果較為穩定。
本發明採用二次護色方法，一次護色在曲拉溶解時進行。在曲拉製備過程中鮮牛奶經過酸處理以及後續工藝脫水、乾燥等環節產生了褐變，使曲拉品質下降，原因是發生了羰氨反應，產生了類黑精或稱擬黑精類物質。在曲拉加鹼溶解時，按配比加入亞硫酸鈉(Na2SO3)和保險粉(低亞硫酸鈉，Na2S2O4)並攪拌，主要是為了分解或破壞類黑色素物質，降低羰氨反應的前體物質，抑制羰氨反應的進一步進行，降低後續工藝中羰氨反應的發生率，起到對料液的保護作用。
針對傳統曲拉鹽酸乾酪素粘度低的缺陷，本發明利用多種增粘劑進行了篩選，最後確定了增粘劑的種類。根據增粘劑的性質，結合乾酪素加工工藝和乾酪素指標影響因素確定因素水平，通過L9(34)正交試驗，以粘度和感官得分為指標，並結合出品率選擇最佳處理條件，最終確定在二次護色後加入增粘劑，添加溫度為42℃，添加量至少為0.1％(以乾料)，每增加一個百分點，粘度增加1000～1500mPa·s。
負壓式沸騰乾燥可使熱敏性物料在較低溫度下達到乾燥的目的，一般壓力越低，水的沸點越低。在負壓式沸騰乾燥過程中使用熱氣流進行乾燥，這樣使得物料在不斷沸騰中進行水分蒸發，使得物料與熱蒸汽的接觸面積增大，不會產生瞬時高溫現象，在短時間內可以完成乾燥工序，使物料在乾燥過程中的褐變程度接近於最小。
由於乾燥前段物料水分含量較高，溫度可適當提高至55℃，乾燥後段溫度保持在45℃以下。採用此工藝條件，乾燥時間約為25～30min。
本發明的有益效果是，在傳統曲拉乾酪素生產工藝基礎上，將高速離心分離、負壓式沸騰乾燥等高新技術應用於生產，使用增粘劑，採用二次護色等工藝，利用複合護色劑改善製品品質。使產品具有粘度高、色澤淺、無異味、品質穩定等特點。製品在風味、有效成分上與鮮奶製品基本相同，達到了優質乾酪素標準。
圖1為本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式以下所示之最佳實施例作進一步詳述實施例1見圖1，一種7600mPa·s粘度鹽酸乾酪素的製備方法，有將色澤、氣味正常的原料100噸篩選，用粉碎機粉碎到40目，以1∶14的比例的水投入溶解罐，在投入原料之前按原料的4.28％加入亞硫酸鈉(Na2SO3)，並升溫至40℃，緩慢加入20％的氫氧化鈉溶液，使料液pH值達到9.5，溫度升至55℃，開始計時溶解，20min後加入保險粉(低亞硫酸鈉，Na2S2O4)，按乾物料的1.79％添加，攪拌30min至溶解；用高壓泵將料液打入100目震動篩過濾，隨後將料液泵入轉速為7500r/min～8000r/min離心機進行離心，進行二次離心，流量為1500l/h-2000l/h；在溫度為42℃，等攪拌充分後添加增粘劑明礬，粘度要求7600mPa·s，添加量為乾料的1％；攪拌均勻後；用10％的鹽酸使料液pH值降到pH4.1，致使酪蛋白完全沉澱；用軟水清洗沉澱好的酪蛋白，清洗二次；水洗後脫水；脫水後經顆粒機30-60目造粒；經造粒的物料在45-55℃、在負壓式沸騰乾燥箱內乾燥，時間25～30min。出品率≥80％。
根據GB10707-1989要求，甘肅省質檢中心對中試製品進行感官、理化、微生物等質量指標的檢測(見附表)。結果表明各項指標均符合國家標準，見表1。
表1曲拉高粘度乾酪素質量檢驗結果
實施例2一種100000mPa·s粘度鹽酸乾酪素的製備方法，有將色澤、氣味正常的原料100噸篩選，用粉碎機粉碎到40目，以1∶14的比例的水投入溶解罐，在投入原料之前按原料的4.28％加入亞硫酸鈉(Na2SO3)，並升溫至40℃，緩慢加入20％的氫氧化鈉溶液，使料液pH值達到9.5，溫度升至55℃，開始計時溶解，20min後加入保險粉(低亞硫酸鈉，Na2S2O4)，按乾物料的1.79％添加，攪拌30min至溶解；用高壓泵將料液打入100目震動篩過濾，隨後將料液泵入轉速為7500r/min～8000r/min離心機進行離心，進行二次離心，流量為1500l/h-2000l/h；在溫度為42℃，等攪拌充分後添加增粘劑明礬，粘度要求100000mPa·s，添加量為乾料的8％；攪拌均勻後； 用10％的鹽酸使料液pH值降到pH4.1，致使酪蛋白完全沉澱；用軟水清洗沉澱好的酪蛋白，清洗二次；水洗後脫水；脫水後經顆粒機30-60目造粒；經造粒的物料在45-55℃、在負壓式沸騰乾燥箱內乾燥，時間25～30min。出品率≥80％。
實施例3一種20000mPa·s粘度鹽酸乾酪素的製備方法，有將色澤、氣味正常的原料100噸篩選，用粉碎機粉碎到40目，以1∶14的比例的水投入溶解罐，在投入原料之前按原料的4.28％加入亞硫酸鈉(Na2SO3)，並升溫至40℃，緩慢加入20％的氫氧化鈉溶液，使料液pH值達到9.5，溫度升至55℃，開始計時溶解，20min後加入保險粉(低亞硫酸鈉，Na2S2O4)，按乾物料的1.79％添加，攪拌30min至溶解；用高壓泵將料液打入100目震動篩過濾，隨後將料液泵入轉速為7500r/min～8000r/min離心機進行離心，進行二次離心，流量為1500l/h-2000l/h；在溫度為42℃，等攪拌充分後添加增粘劑明礬，粘度要求20000mPa·s，添加量為乾料的4％；攪拌均勻後； 用10％的鹽酸使料液pH值降到pH4.1，致使酪蛋白完全沉澱；用軟水清洗沉澱好的酪蛋白，清洗二次；水洗後脫水；脫水後經顆粒機30-60目造粒；經造粒的物料在45-55℃、在負壓式沸騰乾燥箱內乾燥，時間25～30min。
權利要求
1.一種高粘度鹽酸乾酪素的製備方法，包括有將原料篩選，用粉碎機粉碎到30-90目，以1∶(6-16)的比例的水投入溶解罐，在投入原料之前按原料重的2.28-4.58％加入亞硫酸鈉(Na2SO3)，並升溫至35-45℃，緩慢加入10-20％的氫氧化鈉溶液，使料液pH值達到8.5-10.5，溫度升至50-60℃，開始計時溶解，15-25min後加入1.19-2.79％的保險粉(低亞硫酸鈉，Na2S2O4)，攪拌40-50min至溶解；用高壓泵將料液打入50-200目震動篩過濾，隨後將料液泵入轉速為6500r/min～8000r/min離心機進行離心，流量為1500l/h-2000l/h；在溫度為30℃-42℃，等攪拌充分後添加增粘劑明礬，添加量至少為乾料的0.1-0.1％；攪拌均勻後；用5-15％的鹽酸使料液pH值降到pH3.8-4.6，致使酪蛋白完全沉澱；用軟水清洗沉澱好的酪蛋白；水洗後脫水；脫水後經顆粒機30-60目造粒；經造粒的物料在35-65℃、乾燥箱內乾燥，時間25～30min。
2.如權利要求1所述的高粘度鹽酸乾酪素的製備方法，其特徵是所述的原料為色澤、氣味正常。
3.如權利要求1所述的高粘度鹽酸乾酪素的製備方法，其特徵是所述的增粘劑為明礬，按乾料每公斤增加一個百分點，粘度增加1000～1500mPa.s。
4.如權利要求1所述的高粘度鹽酸乾酪素的製備方法，其特徵是所述的泵入轉速為6500r/min～8000r/min離心機至少進行二次離心，流量為1500l/h-2000l/h。
5.如權利要求1所述的高粘度鹽酸乾酪素的製備方法，其特徵是所述的用軟水清洗沉澱好的酪蛋白至少清洗二次。
6.如權利要求1所述的高粘度鹽酸乾酪素的製備方法，其特徵是所述的脫水用板框壓濾機進行或將酪蛋白裝入塑料編制袋在通風環境中堆垛擠壓。
7.如權利要求1所述的高粘度鹽酸乾酪素的製備方法，其特徵是所述的乾燥在負壓式沸騰乾燥箱乾燥，時間25～30min在或0.3-0.6KPa真空乾燥箱乾燥，時間1.8-2.2h。
全文摘要
本發明主要涉及以「曲拉」為原料製備高粘度鹽酸乾酪素的方法。一種高粘度鹽酸乾酪素的製備方法，包括有將原料篩選，粉碎、護色，攪拌、溶解；過濾，隨後將料液泵入轉速為6500r/min～8000r/min離心機進行離心，流量為1500l/h－2000l/h；在溫度為30℃－42℃，等攪拌充分後添加增粘劑明礬，添加量至少為乾料的0.1－0.1％；攪拌均勻後；用5－15％的鹽酸使料液pH值降到pH3.8－4.6，致使酪蛋白完全沉澱；用軟水清洗沉澱好的酪蛋白；水洗後脫水；脫水後經顆粒機30－60目造粒；經造粒的物料在35－65℃、乾燥箱內乾燥，時間25～30min。本發明的優點是在傳統曲拉乾酪素生產工藝基礎上，使用增粘劑，採用二次護色等工藝，利用複合護色劑改善製品品質。使產品具有粘度高、色澤淺、無異味、品質穩定等特點。製品在風味、有效成分上與鮮奶製品基本相同，達到了優質乾酪素標準，滿足了市場的需求。
文檔編號C07K2/00GK101085807SQ20061010452
公開日2007年12月12日 申請日期2006年9月1日 優先權日2006年9月1日
發明者甘伯中, 敏文祥, 侯曉東, 童偉, 馬偉華, 丁福軍, 朱雄英, 紀銀莉, 田虎龍, 高維東 申請人:甘肅華羚生物技術研究中心, 甘肅農業大學