干法分离植物源蛋白质研究进展
纯度,气流,1干法分离的过程,1粉碎,2分级,2影响干法分离效果的因素,1物料特性,2粉碎程度,3分级条件,3干法分离蛋白质产物的功能特性,4干法分离技术存在的问题及发展趋势,1定量优化粉碎过程,2开发改进分级设备,3多种分离方式
王 媛,朱红广,李再贵*,佟立涛(1 中国农业大学 北京 100083 2 中国农业科学院农产品加工研究所 北京 100193)
动物蛋白由于优异的食用品质和营养成分使其成为人类不可或缺的食物。因能量传递效率有限,故每生产1 kg 动物蛋白需要消耗6 kg 植物蛋白[1]。随着世界人口数量增长,预计全球蛋白质需求量未来几十年内将翻1 番[2]。随着动物蛋白质生产带来的环境承载压力逐渐接近极限,用植物源蛋白质替代部分动物蛋白,有利于经济和环境可持续发展[3]。植物源蛋白质营养丰富且全面,从营养品质来说亦是良好的蛋白质来源[4]。大量研究表明,植物源蛋白质占比多的膳食模式能够改善高血脂和心血管疾病[5]。植物源蛋白质在食品工业中也有广泛应用,如利用其溶解性、乳化性、起泡性和水/油结合等特性开发各种食品[4,6]。
湿法是分离植物源蛋白质最常用的方法,其蛋白质产物纯度高,然而需消耗大量的水和能量,产生废液,并造成水溶性蛋白质流失和蛋白质变性失活。利用湿法分离羽扇豆蛋白时,每获得1 kg蛋白至少消耗80 kg 水、22.4 kg 己烷、40 g NaOH和40 g HCl,并产生大量废液[7]。因pH 值和温度的剧烈变化,蛋白质易变性而失去其天然功能特性[8-9]。干法分离是一种利用蛋白质与其它细胞组分物理性质差异进行分离的方法,其步骤简单,条件温和,且蛋白质产物组成完整、变性度低,具有更广的应用范围。本文综述植物源蛋白质的干法分离,分析相关影响因素和蛋白质产物功能特性,提出干法分离技术面临的问题和未来研究发展趋势,以期为高效分离植物源蛋白质提供参考。
1 干法分离的过程
1.1 粉碎
粉碎可减小物料粒度,增大比表面积,使细胞组分充分暴露出来。如图1所示,豌豆子叶细胞中,淀粉颗粒粒径约25 μm,蛋白质体颗粒粒径约1~3 μm[11-12]。粉碎时将淀粉和蛋白质颗粒从细胞质基质中释放出来,蛋白质体颗粒比淀粉颗粒更小且带电性更强,进而利用淀粉与蛋白质的物理特性差异进行分级。
图1 豌豆细胞及其粉碎产物示意图[10]Fig.1 Schematic drawing of cells of pea and the fragments after milling[10] ......
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