[發明專利]一種從薯類淀粉加工廢液中提取蛋白的方法

有效

• 申請號: 201110190167.5
• 申請日: 2011-07-07
• 公開（公告）號: CN102863509A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 木泰華;陳井旺;梅新
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院農產品加工研究所
• 主分類號: C07K1/14
• 分類號: C07K1/14
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明涉及一種從薯類淀粉加工廢液中提取蛋白的方法。

背景技術

我國是世界上最大的甘薯生產國，據FAO統計數據顯示，2008年世界甘薯總產量11012.8萬噸，其中，中國甘薯產量8521.3萬噸，占世界甘薯總產量的78.28％。甘薯中淀粉含量占干物質總量的70％左右，在我國，淀粉是甘薯加工的主要產品，也是很多工業生產的原料，而甘薯淀粉生產中的廢液問題一直是困擾我國甘薯加工企業的難題。

由淀粉加工車間排放出的廢液中富含蛋白質，這為那些依賴氮生長和維持活性的污水微生物提供了營養元素，激發了蛋白質的分解過程，產生大量具有強烈氣味的揮發性氣體物質，降低了周邊的空氣質量，同時水中的氧為滿足微生物生長需氧量(BOD)而消耗殆盡，引起魚的窒息、魚類天然食物的死亡以及河流生態學的紊亂。

甘薯蛋白含有豐富的氨基酸，其氨基酸組成模式符合WHO/FAO推薦標準，必需氨基酸含量很高，是其它植物蛋白所無法比擬的。甘薯蛋白的生物價值很高，它的營養價值可與牛奶、肉類媲美。甘薯蛋白除了基本的營養功能外，還有其它一些保健功能，如：抗氧化活性，降血糖活性，抗糖尿病功效，增強免疫調節作用，降血脂作用，抗癌等功效。因此，開發從甘薯淀粉加工廢液中提取蛋白的技術對于甘薯蛋白在食品工業和醫療保健行業中的應用具有積極的意義。

盡管國內有一些對甘薯和馬鈴薯蛋白提取方法的專利和報道，但主要提取工藝是在實驗室內進行，工藝相對比較復雜，難以進行產業化推廣。《從馬鈴薯淀粉加工廢液中提取蛋白質的方法》(CN?101220078B，2010.06.02)中提及采用加熱法提取馬鈴薯蛋白，但對于淀粉加工廢液中殘存的淀粉，未見有相關回收措施，在調節pH值時加入大量的HCl也難于工業化生產，且嚴重影響蛋白產品的質量，另外對于提取蛋白的具體設備及參數也未提及。日本有加熱回收變性蛋白的專利(CN85103901A)，但也只涉及將淀粉加工廢液整體在池中加熱，然后自然沉降，這種方法在大規模工業化生產的現代淀粉加工企業中難以進行推廣。國內也有部分學者利用有機溶劑(乙醚、丙酮)反復提取過濾，再用水提取和乙醇沉淀等步驟提取蛋白質含量約10％左右，分子量為62000的甘薯糖蛋白(李亞娜等，2003)。然而，乙醚、丙酮、氯仿和正丁醇均含有不同程度的毒性，不適用于食品工業化生產，而且該法提取步驟繁瑣，很難滿足食品企業對產品投資少、效益大的要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種從薯類淀粉加工廢液中提取蛋白的方法。

本發明以薯類淀粉加工廢液為材料，先通過一種物理離心的方法快速簡便地回收薯類淀粉，減少薯類淀粉加工廢液中固形物的含量，然后利用相應的食品加工設備提取薯類蛋白。該提取薯類蛋白的方法簡單，蛋白提取率和純度較高、雜質少，能應用于大規模工業化生產。

本發明所提供的從薯類淀粉加工廢液中提取蛋白的方法，包括以下步驟：

1)將薯類淀粉加工廢液離心，使廢液中淀粉含量降低到0.17％及以下，得到薯類蛋白液；

2)將所述薯類蛋白液預熱至45-55℃，然后在蒸汽的作用下加熱至不低于80℃(優選80-100℃)，使薯類蛋白受熱凝集成絮狀物，冷卻，得到薯類蛋白懸浮液；

3)使所述薯類蛋白懸浮液中的絮狀蛋白和清液分離，得到薯類蛋白。

其中，步驟1)中所述離心操作是在臥式螺旋離心機中進行的，離心力大于等于1800g，優選2400g-4000g。

殘留于廢液中的淀粉經離心后回收，廢液中殘留淀粉含量可降低至0.11％-0.17％，回收的淀粉經脫水、干燥得到粗淀粉產品，如需精制，可再次通過淀粉洗滌單元設備進行精制。

步驟2)中所述預熱是在板式換熱器中進行的。

薯類蛋白液通過選料泵泵入預熱設備(板式熱交換器)中，瞬間加熱至50±5℃左右；預熱后的蛋白液置于儲藏罐內并在高溫蒸汽的作用下被瞬間加熱至80-100℃，蛋白受熱凝集成絮狀物。

步驟3)中使所述薯類蛋白懸浮液中的絮狀蛋白和清液分離的方法選自下述任意一種：1)離心，2)通過80目及以上的篩網過濾篩分，3)靜置沉降。

若選擇離心分離，所述離心操作可在臥式螺旋離心機中進行，離心力大于等于1800g，優選2400g-4000g。所述清液中的蛋白含量不高于0.109％，優選0.076-0.109％。

本發明的方法還包括對步驟3)得到的薯類蛋白進行干燥，使其水分含量控制在10％以下的步驟。

所述干燥的方式選自下述至少一種：噴霧干燥、氣流干燥、鼓風干燥、滾筒干燥和閃蒸干燥。