專利名稱：一種咸蛋清高效脫鹽及干燥制備脫鹽蛋白粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種禽源咸蛋清高效脫鹽及負壓微波干燥制備脫鹽蛋白粉的方法，本發(fā)明屬于禽蛋副產(chǎn)品深加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及農(nóng)副產(chǎn)品高值化綜合利用。
背景技術(shù)：
隨著養(yǎng)禽業(yè)的快速發(fā)展，我國禽蛋加工生產(chǎn)也逐漸發(fā)展壯大，產(chǎn)品主要分為再制蛋和蛋制品兩類。其中再制蛋主要品種有咸蛋、松花蛋、糟蛋等，蛋制品主要有冰蛋黃、冰蛋白、全蛋粉、蛋白粉、蛋黃醬、蛋飲料等。我國既是禽蛋生產(chǎn)大國，又是消費大國，禽蛋是除豬肉外的第二大蛋白質(zhì)消費品，據(jù)統(tǒng)計，我國每年生產(chǎn)咸蛋在200萬噸以上，除供國內(nèi)銷售外，一部分咸蛋加工產(chǎn)品還走出國門，遠銷美國、日本、新加坡等許多國家和地區(qū)，成為我國著名的土特產(chǎn)之一。從1985年起，中國禽蛋產(chǎn)量已連續(xù)二十多年居世界第一位。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2008年我國產(chǎn)量為2638萬噸，比上年增長4. 3%。2008年1_12月份，中國出口蛋品總額為13035. 9萬美元，同比增長42. 8%，其中蛋制品為5017. 8萬美元，同比增長 52. 5%。以鴨蛋為例，我國90%的鴨蛋以咸鴨蛋制品消費，其中咸鴨蛋蛋黃由于其優(yōu)良的質(zhì)地及風味而倍受人們青睞，主要用于制作月餅、蛋糕、蛋黃包等中式食品的原料。而作為咸蛋黃生產(chǎn)的副產(chǎn)品，在咸鴨蛋中質(zhì)量分數(shù)占54. 73%的咸鴨蛋清，由于含鹽量高達 7%-12%，未能合理利用，并且腥異味強烈，不宜直接利用，因而常作為廢棄物處理。國內(nèi)目前對于廢棄咸鴨蛋清應(yīng)用的研究也僅僅從咸鴨蛋蛋清中提取溶菌酶，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的防腐劑而用于畜產(chǎn)品的保鮮，或?qū)⑾跳喌暗扒逵糜诜ㄌm克福香腸，以改善法蘭克福香腸的保水性和凝膠強度。主要發(fā)表文獻如下黃健政等人(1996年)通過冷凍、噴霧、滾筒、熱風等四種干燥方法制得咸鴨蛋蛋白粉(含鹽量34. 32%-36. 42%)，與本發(fā)明相比，此專利沒有進行咸蛋清的脫鹽研究，且咸蛋清干燥溫度高，不利于保存咸蛋清中的蛋白質(zhì)品質(zhì)； 張英君(2001年)對咸鴨蛋清蛋白質(zhì)進行酶解處理，從而制得功能性活性物質(zhì)，與本發(fā)明相比，此專利沒有進行咸蛋清的脫鹽及脫鹽咸蛋清干燥的研究；鄭華等(2004年)研究了胰蛋白酶、復合風味蛋白酶及木瓜蛋白酶對脫鹽咸鴨蛋清的酶解情況，與本發(fā)明專利相比，一方面，咸蛋清的脫鹽率底，另一方面沒有進行脫鹽咸蛋清干燥的研究；江南大學王明媚(2009 年)在保留原有咸鴨蛋清蛋白質(zhì)成分的情況下盡可能脫掉鹽分，并以鮮雞蛋清，鮮鴨蛋清和咸鴨蛋清為對照，研究脫鹽咸鴨蛋清的功能特性，并通過Maillard法改善脫鹽咸鴨蛋清功能性質(zhì)(凝膠特性、起泡特性、乳化特性)的變化，與本發(fā)明相比，一方面，其咸蛋清的脫鹽率較低(91%)，另一方面該文沒有進行脫鹽咸蛋清干燥的研究；華南理工大學李晶晶(2009 年)研究了咸蛋清超濾脫鹽工藝，探討脫鹽蛋清蛋白酶水解工藝，研究酶水解產(chǎn)物的脫腥處理方法，在此基礎(chǔ)上，考察了蛋清蛋白水解物的抗氧化活性及其穩(wěn)定性，與本發(fā)明相比，一方面，其咸蛋清的脫鹽率沒有提出具體的研究指標，另一方面該文沒有進行脫鹽咸蛋清干燥的研究。咸蛋清脫鹽方法目前以超濾方法為主。超濾膜大多數(shù)是聚合物或共聚物的合成膜，主要膜材料有醋酸纖維素(CA)類、聚砜(PS)類、聚砜酰胺(PSA)以及聚丙烯腈(PAN)。 早期超濾膜多以纖維素酯為材料，后期發(fā)展的聚砜類膜熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性能良好，同時具有優(yōu)良的成膜性能，因而優(yōu)先適用于超濾。由于濃差極化和膜污染導致膜通量降低，脫鹽效率較低。華南理工大學李晶晶(2009年)研究了操作壓力、操作溫度和稀釋比例對膜通量的影響，采用正交試驗方法對超濾膜通量的影響進行優(yōu)化，結(jié)果表明采用截留分子量 30KD的超濾膜脫鹽最佳工藝條件為操作壓力為O. 22MPa，操作溫度為50°C，蛋清液稀釋比例I : 2. 5;江南大學王明媚(2009年)研究了蛋清液均質(zhì)及稀釋前處理操作、操作壓力、操作溫度和稀釋比例對膜通量的影響，結(jié)果表明采用截留分子量IOKD的超濾膜脫鹽最佳工藝條件為pH=9、跨膜壓差為O. lMPa，4倍濃縮3次換水。目前國內(nèi)對咸蛋清的研究在專利申請方面主要有
I、一種咸蛋清脫鹽方法(申請?zhí)?01010510484. 6)，主要工藝是以咸蛋黃生產(chǎn)的副產(chǎn)物咸蛋清為原料，經(jīng)過濾、巴氏殺菌、PH值調(diào)節(jié)至蛋白質(zhì)等電點后，加熱保凝、水洗和離心脫鹽、調(diào)PH值促進蛋白質(zhì)復性溶解、殺菌處理，得到脫鹽蛋清使咸蛋清脫鹽率達到92%，本發(fā)明與此專利核心技術(shù)不同，本發(fā)明采用超聲波與真空滲透聯(lián)合脫鹽，并且采用負壓微波干燥及超微粉碎制成粒度為30-50微米的超微粉。2、以咸蛋清為原料進行高效脫鹽及噴霧干制備高起泡性的蛋清粉研究(申請?zhí)?201010206673. 4)，此專利采用調(diào)節(jié)pH值，加熱處理，且利用蛋白酶酶解，酶解液與CMC混合噴霧干燥，不同于本發(fā)明采用超聲波與真空滲透聯(lián)合脫鹽，并且采用負壓微波干燥及超微粉碎制成粒度為30-50微米的超微粉的核心技術(shù)。3、咸蛋清脫鹽及其在食品中的應(yīng)用技術(shù)研究(申請?zhí)?0101030037. 2)，并應(yīng)用到面包、蛋糕、餅干、火腿腸、魚丸等食品中及微生物培養(yǎng)基、飲料、調(diào)味料等食品中。此專利使咸蛋清的脫鹽率達90%，蛋白質(zhì)回收率為90%，但此專利關(guān)注具體應(yīng)用，對具體的脫鹽及干燥方法未詳述。目前國內(nèi)外通過對采用超聲波、真空滲透聯(lián)合輔助脫鹽，使其脫鹽率達到95-98% 的研究，通過脫鹽咸蛋清粉的超微粉碎使其粒度達到30-50微米的研究，通過脫鹽咸蛋清粉的負壓微波噴動干燥使其脫鹽蛋清粉的色澤變化程度在3%以內(nèi)的研究未見報道。因此本發(fā)明解決了對廢棄咸蛋清蛋白資源的高值化利用問題，對我國水禽產(chǎn)業(yè)進一步健康發(fā)展和鴨蛋制品生產(chǎn)企業(yè)綜合效益具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種提高廢棄咸蛋清高效脫鹽及干燥的方法。咸蛋清液原料經(jīng)過過濾后，按一定的比例加入去離子水，并均勻混合，并用超聲波發(fā)生器進行處理，根據(jù)咸蛋清液初始含鹽量調(diào)整超聲發(fā)生器輸出功率。然后將超聲波處理后的蛋清液加入超濾膜管內(nèi)，再移到真空容器內(nèi)，并用去離子水浸沒，然后抽空，在真空狀態(tài)下咸蛋清液中的鹽及水等小分子通過超濾膜滲透到超濾管外的去離子水中，從而達到高效脫鹽。根據(jù)蛋清初始含鹽量及最終含鹽量調(diào)整壓力值大小及滲透時間。蛋清脫鹽后采用盤式或帶式凍結(jié)破碎， 然后進行微波凍干與負壓微波噴動干燥分段聯(lián)合干燥及超微粉碎，制成高效、保質(zhì)超微脫鹽蛋清粉。通過超聲波及真空滲透聯(lián)合處理，使咸蛋清脫鹽率達到95%-98%，經(jīng)過微波凍干與負壓微波噴動干燥聯(lián)合脫水及超微粉碎技術(shù)，使其粒度達到30-50微米，并且脫鹽咸蛋清粉生產(chǎn)達到高效、保質(zhì)的目的。本發(fā)明的技術(shù)方案
傳統(tǒng)的蛋清脫鹽存在脫鹽率低，蛋白質(zhì)損失較高，并且蛋清粉存在干燥品質(zhì)差、及流動性、持水性和水溶性蛋白質(zhì)的溶出度低，營養(yǎng)成分不易被人體吸收等缺點。針對以上生產(chǎn)中存在的問題，本發(fā)明對脫鹽工藝采用新的方法并結(jié)合微波凍干與負壓微波噴動干燥聯(lián)合干燥及超微粉碎技術(shù)，獲得高效、保質(zhì)的脫鹽蛋清粉。I、咸蛋清液的預(yù)處理
將咸蛋清液原料，用30-60目不銹鋼網(wǎng)篩或白紗布過濾，除去蛋殼等雜質(zhì)，根據(jù)咸蛋清液初始含鹽量，按照咸蛋清與水質(zhì)量比I : 5-10的比例加入去離子水并均勻混合，用于超聲波及真空滲透聯(lián)合脫鹽處理。2、蛋清脫鹽
將上述混合均勻的咸蛋清液倒入玻璃容器或塑料容器，將超聲波探頭放入容器進行超聲波處理，超聲波功率設(shè)定為O. 5-lW/g，處理時間10-15分鐘。然后放入長度Im直徑為 50-90及截留分子量為IOkDa的超濾膜管內(nèi)，關(guān)閉超濾膜管閥門，再移到一個真空容器內(nèi)， 加入去離子水，并浸沒超濾管，最后關(guān)閉真空滲透罐門，啟動真空泵。真空容器壓力控制在 80-90KPa,時間30-50分鐘，去離子水溫度小于50°C。通過超聲波及真空滲透輔助脫鹽兩個過程，使禽源咸蛋清液脫鹽率達到95%以上。3、脫鹽蛋清濃縮液速凍
將上述濃縮的脫鹽蛋清液放入不銹鋼托盤內(nèi)速凍，或放在速凍庫內(nèi)的不銹鋼帶上進行速凍。脫鹽蛋清液厚度不超過5mm，蛋清液的凍結(jié)溫度低于_30°C。30min速凍結(jié)束后的脫鹽蛋清從托盤或不銹鋼帶上取出，并破碎至最大直徑不超過IOmm的顆粒，放入容器內(nèi)并放置在_25°C以下的冷藏庫內(nèi)，以備干燥使用。4、脫鹽蛋清微波凍干與負壓微波噴動干燥聯(lián)合干燥及超微粉碎。將凍結(jié)破碎的蛋清顆粒放入微波凍干與負壓微波噴動一體機設(shè)備內(nèi)進行干燥。 干燥分為兩個階段，第一階段為凍干，絕對工作壓力80-100Pa，干燥時間30-40分鐘，產(chǎn)品從-30°C升溫到0°C ;第二階段為負壓微波噴動干燥，絕對工作壓力8-10KPa，產(chǎn)品溫度不超過50°C，干燥時間40-50分鐘，噴動頻率120-180次/小時。微波輸入功率根據(jù)設(shè)定產(chǎn)品溫度進行自動調(diào)整，蛋清顆粒最終干燥產(chǎn)品的水分含量控制在3 %以下，產(chǎn)品顆粒達到 l-3mm。使其脫鹽蛋清顆粒的色澤變化程度在3%以內(nèi)。白度達到88_91%。超微粉碎前，脫鹽蛋清干燥產(chǎn)品需先進行粗粉碎250 μ m以下，然后進行超微粉碎，顆粒直徑達到30-50 μ m。干燥蛋清粉產(chǎn)品用三層復合鋁箔袋真空包裝。本發(fā)明的有益效果通過這種提高廢棄咸蛋清高效脫鹽及干燥的方法，使廢棄咸蛋清脫鹽率達到95%以上，經(jīng)微波凍干與負壓微波噴動干燥聯(lián)合干燥及超微粉碎技術(shù)，使微粉化后脫鹽干燥蛋清粒度達到50微米，具有良好的固香性、流動性、持水性和溶解性，提高了營養(yǎng)成分的溶出度，可以更好地被人體吸收利用，既適于開發(fā)生產(chǎn)老年和嬰兒食用又適于生產(chǎn)速溶、方便食品。白度達到88-91%，有很好的應(yīng)用領(lǐng)域，如添加在高蛋白面條中，在性能及色澤上可最大程度接近添加鮮蛋清的高蛋白面條。因此無論從理論與產(chǎn)業(yè)化研究的角度，本發(fā)明從根本上解決了對廢棄咸蛋清蛋白資源的高值化利用問題，對我國水禽產(chǎn)業(yè)進一步健康發(fā)展和提高鴨蛋制品生產(chǎn)企業(yè)綜合效益具有十分重要的意義。
具體實施例方式實施例I利用鴨源咸蛋清超聲波與真空滲透聯(lián)合脫鹽及負壓微波噴動干燥制備脫鹽蛋白粉
將咸蛋清液原料1L，用白紗布過濾，除去蛋殼等雜質(zhì)，根據(jù)咸蛋清液初始含鹽量 (10%)，加入5L去離子水并均勻混合，倒入IOL塑料容器內(nèi)，將超聲波探頭放入容器進行超聲波處理，超聲波功率設(shè)定為300W，脫鹽時間15分鐘。然后放入10支Im長直徑50mm分子截留量為IOKDa超濾管內(nèi)，然后再移入一個100L的真空容器內(nèi)，加入去離子水，并浸沒超濾管，關(guān)閉真空容器門并起動真空泵。真空滲透脫鹽參數(shù)壓力90KPa，時間30分鐘，去離子水溫度小于50°C。將真空滲透的脫鹽蛋清液通過噴頭噴入負壓微波干燥管內(nèi)進行噴動干燥，主要參數(shù)絕對工作壓力lOKPa，產(chǎn)品溫度不超過50°C，干燥時間50分鐘，噴動頻率2次/分鐘，每次噴入干燥管內(nèi)脫鹽蛋清液量為100-120mL，微波輸入功率1200W，蛋清顆粒最終干燥產(chǎn)品的水分含量控制在3 %以下，脫鹽蛋清顆粒干燥后的色差值Λ E=6. 5-7. 5 (L=85-88、a=-4-5、b=8-9)色澤變化程度在3%以內(nèi)；白度達到88%。超微粉碎前，脫鹽蛋清干燥產(chǎn)品需先粗粉碎250 μ m以下，然后進行超微粉碎，顆粒直徑達到30-50 μ m。粉碎結(jié)束后蛋清粉產(chǎn)品用三層復合鋁箔袋真空包裝。實施例2利用雞源咸蛋白清超聲波與真空滲透聯(lián)合脫鹽及微波凍干與負壓微波噴動干燥聯(lián)合干燥制備脫鹽蛋白粉
將咸蛋清液原料1L，用白紗布過濾，除去蛋殼等雜質(zhì)，根據(jù)咸蛋清液初始含鹽量 (10%)，加入5L去離子加水并均勻混合，倒入IOL塑料容器內(nèi)，將超聲波探頭放入容器進行超聲波處理，超聲波功率設(shè)定為300W，脫鹽時間15分鐘。然后放入10支Im長直徑50mm分子截留量為IOKDa超濾管內(nèi)，然后再移入一個100L的真空容器內(nèi)，加入去離子水，并浸沒超濾管，關(guān)閉真空容器門并起動真空泵。真空滲透脫鹽參數(shù)壓力80KPa，時間35分鐘，去離子水溫度小于50°C。將真空滲透將濃縮的脫鹽蛋清液放入不銹鋼托盤內(nèi)，厚度不超過5_， 再放入溫度-40 V速凍庫內(nèi)進行速凍。速凍結(jié)束后的脫蛋清從托盤上取出，并破碎最大直徑不超過10_的顆粒。將凍結(jié)破碎的脫鹽蛋清顆粒放入微波凍干管內(nèi)進行干燥，主要干燥參數(shù)絕對工作壓力80Pa，干燥時間40分鐘，產(chǎn)品溫度不超過(TC，微波功率800W。然后調(diào)整真空度為lOKPa，進行負壓微波真空干燥，產(chǎn)品溫度不超過50°C，干燥時間50分鐘，噴動頻率3次/分鐘，微波輸入功率1200W，蛋清最終干燥產(chǎn)品的水分含量控制在3 %以下，脫鹽蛋清顆粒干燥后的色差值Λ E=5. 5-6. 5 (L=88-91、a=5-6、b=9-10)，色澤變化程度在3%以內(nèi)； 白度達到91%。超微粉碎前，脫鹽蛋清干燥產(chǎn)品需粉碎到250 μ m以下，然后進行超微粉碎， 顆粒直徑達到30-50 μ m。粉碎結(jié)束后蛋清粉產(chǎn)品用三層復合鋁箔袋真空包裝。
權(quán)利要求
1.一種咸蛋清高效脫鹽及干燥制備脫鹽蛋白粉的方法，其特征在于以廢棄咸蛋清為原料，首先將咸蛋清液過濾、加水混合，接著超聲波處理、真空滲透脫鹽，然后速凍破碎、微波凍干與負壓微波噴動干燥聯(lián)合進行脫水，最后進行粗粉及超微粉碎制成高效、保質(zhì)的超微化脫鹽蛋清粉；步驟為(1)咸蛋清液過濾、加水混合將咸蛋清液原料，用30-60目不銹鋼網(wǎng)篩或白紗布過濾， 除去蛋殼等雜質(zhì)，過濾后的咸蛋清液與去離子水按照I : 5-10質(zhì)量比例進行混合；(2)超聲波處理將上述咸蛋清與去離子水的混合液采用超聲波處理10-15分鐘，超聲波功率設(shè)定為O. 5-lff/g ；(3)真空滲透脫鹽將超聲波處理咸蛋清液泵入直徑為50-90mm長為Im及截留分子量為IOkDa的超濾膜管內(nèi)，關(guān)閉超濾膜管閥門，然后將超濾膜管放入滲透槽內(nèi)，再移到真空滲透脫鹽罐內(nèi)，加入去離子水并浸沒超濾膜管，最后關(guān)閉真空滲透罐門，啟動真空泵，進行真空滲透脫鹽處理，時間30-50分鐘，真空壓力控制在80-90KPa，去離子水溫度小于50°C，脫鹽率達到95%以上；(4)速凍破碎將真空滲透脫鹽后的蛋清液裝盤速凍，厚度不超過5mm，速凍溫度低于-30°C ;30min后速凍脫鹽蛋清進行破碎，顆粒最大直徑不超過10mm，并放置在-25°C以下的冷藏庫內(nèi)，以備干燥使用；(5)微波凍干與負壓微波噴動干燥聯(lián)合進行脫水制備脫鹽蛋白脫鹽蛋白的干燥分為兩個階段，微波凍干參數(shù)絕對壓力80-100Pa、干燥時間30-40分鐘，產(chǎn)品溫度不超過(TC ； 負壓微波噴動干燥參數(shù)絕對壓力8-10KPa，產(chǎn)品溫度不超過50°C，干燥時間40-50分鐘，噴動頻率120-180次/小時；兩個階段干燥所需的微波功率根據(jù)設(shè)定的溫度進行自動調(diào)整，最終干燥后蛋清產(chǎn)品的水分含量控制在3%以下，白度達到88%-91% ；(6)粗粉碎及超微粉碎超微粉碎前，脫鹽蛋清干燥產(chǎn)品粗粉碎到250μπι以下，然后進行超微粉碎，至顆粒直徑達到30-50 μ m ；(7)粉碎結(jié)束后蛋清粉產(chǎn)品用三層復合鋁箔袋真空包裝，即得超微化脫鹽蛋清粉產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于咸蛋清主要來源于鴨、鵝、雞蛋腌制產(chǎn)生的咸蛋清。
全文摘要
一種咸蛋清高效脫鹽及干燥制備脫鹽蛋白粉的方法，屬于禽蛋副產(chǎn)品深加工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的主要過程為以咸蛋黃生產(chǎn)的副產(chǎn)物咸蛋清為原料，通過過濾、加水混合、超聲波及真空滲透聯(lián)合脫鹽處理后，進行低溫破碎、微波凍干與負壓微波噴動干燥聯(lián)合干燥及超微粉碎技術(shù)制成高效、保質(zhì)脫鹽超微蛋清粉，并應(yīng)用于高蛋白面條生產(chǎn)。本發(fā)明的優(yōu)點是通過超聲波及真空滲透聯(lián)合處理，使咸蛋清脫鹽率達到95%-98%，經(jīng)過微波凍干與負壓微波噴動干燥聯(lián)合干燥，使其脫鹽蛋清粉的色澤變化程度在3%以內(nèi)，白度達到88-91%。隨后進行超微粉碎，使其粒度達到30-50微米，使脫鹽咸蛋清粉生產(chǎn)達到高效、保質(zhì)的目的。
文檔編號A23L1/015GK102599546SQ20121008734
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者劉亞萍, 張慜, 王玉川, 陳世豪, 陳志雄 申請人:江南大學