Производство белковых продуктов из масличных семян - Щербаков В.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Однако щелочные растворители благодаря способности извлекать максимальные количества белков широко используются при их производстве. Основные требования, предъявляемые к растворителям, могут быть сформулированы следующим образом:
максимально или оптимально извлекать белковые фракции из сырья;
не видоизменять и не ухудшать белки;
легко нейтрализоваться и отделяться от скоагулированного белка;
быть легко утилизируемыми.
В практике производства белковых изолятов наибольшее применение находят следующие растворители: растворы хлористого натрия (для подсолнечного, соевого изолятов), гидроксида натрия (для подсолнечного, соевого, хлопкового изолятов), гидроксида кальция (для хлопкового изолята) и др.
Массовую долю используемых веществ в растворителях выбирают с учетом максимального извлечения белков из шротов и одновременно оптимально допустимых снижений биологической ценности и окраски извлекаемых белков. Последнее имеет особое значение для щелочных растворителей. Для нейтральных растворителей массовая доля вещества в растворителе определяется в основном максимальным выходом продукта (рис. 12).
В производственной практике при извлечении белков из подсолнечных шротов используют более концентрированные (7-10%-ные) растворы хлористого натрия в связи с перераспределением растворов по экстрагируемой массе.
При экстракции белков из соевых шротов массовая доля гидроксида натрия в растворителе составляет обычно 0,09—0,6%. Структура экстрагируемого материала может определять полноту экстракции. Специальных исследований по определению оптимального уровня из* мельчения экстрагируемого сырья при извлечении белков из обезжиренного сырья в литературе не отмечено.
Перед экстракцией масла обычно семена измельчают до частиц, имеющих хотя бы в одном измерении примерно 254 мкм. Для сои, имеющей для клеток губчатой паренхимы семядолей (основной запа-
Рис. 12. Зависимость выхода экстра- Рис. 13. Зависимость выхода экстраги-гируемого белка подсолнечника от рувмого белка подсолнечника от вели-массовой доли хлористого натрия чины гидромодуля [ 22 1
в водном растворе [ 22 1
сающей ткани) диаметр 20—40 мкм, это будет соответствовать 6—12 рядам клеток. После этапов извлечения масла и тестирования клеточные структуры разрушаются. Одновременно в результате агломерации алейроновых зерен частицы могут укрупняться при одновременном появлении пылевидных частиц, образующихся из разрушенных клеток при прожаривании,тестировании.
Состояние структуры экстрагируемого материала и влияние ее на процесс экстракции требуют дополнительных исследований.
Величина гидромодуля процесса экстракции зависит от вида сырья, типа и концентрации растворителя, способа и температуры ведения процесса.
Повышение гидромодуля при обычном периодическом процессе экстракции позволяет повышать выход белка, но это приводит к увеличению объема сточных вод и снижению эффективности работы оборудования из-за уменьшения объемной доли извлеченных белков в экстрагирующем растворителе.
Максимальный выход белков из подсолнечного шрота при экстракции раствором хлористого натрия методом настаивания при перемешивании (частота вращения мешалки 110 об/мин) был достигнут при величине гидромодуля 12:1 (рис. 13).
Экстрагируемость белков увеличивается при разбавлении суспензии вследствие повышения разности концентраций между поверхностью частицы шрота и раствором. Соотношение между жидкой и твердой фазами должно быть минимальным при сохранении выхода и высокого качества белка.
Минимальный гидромодуль может быть достигнут при извлечении белков из шрота семян при использовании многоступенчатой экстракции с рециркуляцией жидкой фазы.
По данным авторов, при экстракции измельченного шрота подсолнечника и хлопчатника в шестиступенчатом противотоке белковыми вытяжками убывающей концентрации в одномолярном растворе хлористого натрия величина гидромодуля на каждой ступени экстракции составила 6:1. Выход белкового изолята 25—30% сырого протеина исходного шрота.
При исследовании процесса экстракции белков из соевых шротов водными растворами гидроксида натрия в аппарате роторно-пульса-ционного типа (рис. 14) величина гидромодуля составила (7:1)-Н10:1) [25]. При этом, как установлено авторами [25], выход белка при экстракции (в % к содержанию белка в исходном растворе) при гидромодуле 10:1 составил 73%, при гидромодуле 7:1 — 60%, что в первом случае превышает выход белка при экстракции в аппарате периодического действия без йнтенсификатора в 2,1 раза, во втором случае — в 1,7 раза. Продолжительность экстракции обусловлена сложными процессами диффузии белковых веществ из измельченного слоя. На первых этапах, как это свойственно белковым веществам, протекает процесс набухания белков. При этом белки поглощают растворитель и увеличиваются в массе в 1,5—2 раза. При набухании растворитель проникает в белок. Так как подвижность молекул низкомолекулярного растворителя во много раз больше подвижности макромолекул белка, то молекулы растворителя, проникая в пространство между звеньями белкового полимера, раздвигают цепи макромолекул, что сопровождается увеличением объема белка. Отделение цепей друг от друга ослабляет силы межмолекулярного взаимодействия. Вследствие этого связь между макромолекулами сильно ослабляется. Они отрываются от основной массы вещества и диффундируют. Набухание переходит в собственно растворение.
