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膜分离应用实例(三)

 酶及蛋白质的分离纯化—无机陶瓷膜超滤法制备大豆分离蛋白

   大豆分离蛋白是一种重要的食品原料,可以用作乳化剂和起泡剂,同时也是进一步生产改性蛋白和水解蛋白的原料。有研究表明大豆分离蛋白有减肥和降低体内胆固醇的功能,也能有效地降低患结肠癌的概率。我国大豆分离蛋白的生产大都采用传统的碱溶酸沉淀法,其收率不高,产品质量较低,尤其是功能性如吸水性、吸油性和溶解性等远不如国外同类产品。另外,大豆中的清蛋白(系非酸沉蛋白,约占蛋白质总量的5%)无法用酸沉淀提取,仍然留在乳清中,形成高浓度的有机废水,污染环境。膜分离技术具有物料无相变化、常(低)温低压操作、能耗小等优点,非常适宜于浓缩分离对热敏性、保味性等要求较高的物质。大豆分离蛋白的浓缩可以用又寂寞,但是膜污染非常迅速,而且膜通量很小。相对于有机高聚物,无机陶瓷膜具有耐高温、抗酸碱腐蚀、抗微生物降解、易清洗、耐高压和机械稳定性好等优点。

1、无机陶瓷膜超滤制备大豆分离蛋白的工艺流程

低温脱脂大豆粉→ 浸提、调pH、搅拌→胶体磨细磨→离心分离(GS-GQ75)→无机陶瓷膜超滤浓缩(GS-2MU-500)→喷雾干燥(GS-P2000)→大豆分离蛋白

2、生产过程

        低温脱脂豆粉中脂肪已经基本除去,主要成分是蛋白质,非常适合大豆蛋白的提取。低温大豆脱脂粉加入15倍(质量浓度)的水,在50℃及一定的pH下,搅拌提取30min。再用胶体磨细磨提取液两次使大豆蛋白充分溶解后,在3000r/min条件下离心15min,去除不荣幸固体杂质,得到大豆蛋白提取液。用10nm的无机陶瓷膜管在70℃、0.15MPa下,超滤pH为9.0的大豆蛋白提取液。大豆蛋白提取液超滤可以分为两个阶段:

        第一阶段为超滤初始阶段,在此阶段,比膜截留分子量小的分子透过膜孔。而分子量较大的蛋白质,由于超滤压力的作用,向透过液方向逐渐迁移,使得膜表面蛋白质浓度高于主体溶液浓度,即形成浓差极化现象,是的超滤膜通量减小。同时蛋白质在膜表面吸附,形成滤饼层。这一阶段膜的通量逐渐减小。

第二阶段为超滤稳定阶段,此阶段由于形成了稳定的滤饼层,超滤的阻力较恒定,在超滤推动力不变的情况下,膜通量保持恒定。当然随着浓缩比的不断增大,浓缩液中蛋白质浓度也不断升高,膜的污染更加严重,膜的通量继续下降。提取液中分子量小于膜截留分子量的物质透过膜进入到透过液中,而分子量大于膜截留分子量的物质被膜截留,在浓缩液中不断循环浓缩,直至达到合适的喷雾干燥所需的固形物含量。大豆蛋白的截留率达98.35%,最终可浓缩至固形物含量15%,膜通量稳定在110L/(㎡*h)左右。喷雾干燥得到大豆分离蛋白,其蛋白质含量为92.62%。此法可截留大豆清蛋白,提高了收率,节约了资源,也减少了废水的产生。

         备注:未经许可  不得转载                

                                              上海顾信生物科技有限公司  技术部


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