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絮凝—离心—微滤技术处理大豆乳清制取蛋白及其性质的研究

作　者: 高长永
导　师: 张兰威
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 食品科学
关键词: 大豆乳清蛋白絮凝离心微滤性质
分类号: X792
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

大豆乳清是生产大豆分离蛋白的废弃物,其生物化学需氧量和化学需氧量值是我国废水排放标准的10倍。每年我国排放的大豆乳清量约为2亿m3,这些乳清直接排放不仅造成资源的浪费,而且严重污染环境。本研究针对社会公益要求和生产企业需要,对大豆乳清处理提取乳清蛋白的技术及其性质做了深入研究。大豆乳清的预处理实验研究表明,采用3000×g,15min的离心方法预处理大豆乳清是行之有效的,可以获得成分稳定的乳清,其蛋白质含量为1.431±0.090 g/L,灰分含量为4.00±0.07 g/L。絮凝-离心法沉降大豆乳清蛋白实验中,通过对比14种絮凝剂对乳清蛋白的絮凝率、絮凝组分的选择效果,选出了絮凝剂LT,它对蛋白质絮凝率为90%;以及可选择性絮凝脂肪氧化酶和β-淀粉酶的絮凝剂LL。为了确定这两种絮凝剂的复配可行性,研究了复合絮凝剂LT-LL对乳清蛋白的絮凝效果,实验表明复配絮凝剂的蛋白絮凝率为50%左右,与絮凝剂LT的蛋白絮凝率相比显著降低,故两者不具有复配性。对单一絮凝剂LT絮凝乳清蛋白的絮凝条件的单因素和正交实验研究表明,絮凝剂LT的最佳絮凝条件为:体系pH 3.0,絮凝剂添加量为2.5 g/L,体系温度为25℃。经3000×g,15 min离心后,蛋白质去除率为93.86%。絮凝-微滤法分离浓缩乳清蛋白中,研究了11种絮凝剂对蛋白质凝集体粒径的影响,选出了絮凝剂LT和絮凝剂LX,它们分别将凝聚体粒度由109 nm提高至436和443 nm。絮凝剂LX絮凝条件的研究表明,其最佳的絮凝pH范围为7-8,与乳清原始pH 4.5显著差异。絮凝剂LT添加量与乳清蛋白凝聚体粒径提高程度的研究表明,最佳添加量为0.02 g/L,此时凝聚体粒度为436 nm。絮凝蛋白的微滤实验结果表明,膜分离最佳工艺条件为体系温度控制在40-50℃之间,压力为0.2 MPa,操作时间控制在70 min以内时,膜可保持较高的膜渗透通量,较低的透过液蛋白质浓度的状态。此时的膜渗透通量为319.83 L/(m2·h),透过液蛋白质浓度为6.21 mg/L。最后,研究了絮凝-微滤分离的乳清蛋白的性质。实验结果表明,在pH 3附近溶解度较好,为8.6%。其热变性温度为84.74℃。灰分含量为86.01±0.52%。脱盐方法的研究表明:与超滤法相比,透析脱盐法更适合应用于大豆乳清蛋白的脱盐中。本研究的絮凝-离心法和絮凝-超滤法均能有效分离制取乳清蛋白,为大豆乳清废液及其他废水的处理提供了一定的理论和方法依据。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第1章绪论  11-22
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  11-12
  1.2 大豆乳清及乳清中的蛋白质  12-16
    1.2.1 大豆乳清中的主要活性成分  12-13
    1.2.2 大豆乳清蛋白  13-16
  1.3 絮凝法回收蛋白质的研究进展  16-17
  1.4 膜分离技术概述  17-20
    1.4.1 膜分离技术简介  17
    1.4.2 膜分离的原理  17-18
    1.4.3 膜污染的流体动力学研究  18-19
    1.4.4 利用膜技术回收蛋白研究进展  19-20
  1.5 蛋白质脱盐方法的研究进展  20-21
  1.6 本论文的研究内容  21-22
第2章材料与方法  22-30
  2.1 实验材料  22-24
    2.1.1 主要试剂  22-23
    2.1.2 主要仪器设备  23-24
    2.1.3 实验原料  24
  2.2 实验方法  24-30
    2.2.1 蛋白质浓度的测定  24-26
    2.2.2 灰分含量的测定  26-27
    2.2.3 SDS-PAGE聚丙烯酰胺凝胶电泳  27
    2.2.4 大豆乳清蛋白的粒度测定  27
    2.2.5 膜实验  27-28
    2.2.6 大豆乳清蛋白性质的测定及脱盐方法的研究  28-30
第3章大豆乳清的预处理研究  30-33
  3.1 引言  30
  3.2 大豆乳清预处理条件的研究  30-31
  3.3 预处理后主要物质含量的测定  31-32
    3.3.1 总蛋白质含量的测定  31-32
    3.3.2 灰分的测定  32
  3.4 本章小结  32-33
第4章大豆乳清蛋白的絮凝-离心分离研究  33-43
  4.1 引言  33
  4.2 絮凝剂的选择  33-38
  4.3 影响絮凝剂LT絮凝效果的单因素研究  38-40
    4.3.1 PH对絮凝效果的影响  38-39
    4.3.2 温度对絮凝效果的影响  39
    4.3.3 添加量对絮凝效果的影响  39-40
  4.4 絮凝剂LT絮凝最佳工艺条件的确定  40-42
  4.5 本章小结  42-43
第5章大豆乳清蛋白的絮凝-微滤研究  43-51
  5.1 引言  43
  5.2 絮凝剂的选择  43-45
  5.3 絮凝剂的絮凝条件研究  45-47
    5.3.1 絮凝剂LT絮凝条件研究  45-46
    5.3.2 絮凝剂LX预絮凝条件研究  46-47
  5.4 截留浓缩大豆乳清蛋白的微滤实验研究  47-49
    5.4.1 微滤膜的选择  47-48
    5.4.2 新膜初始水通量的测定  48
    5.4.3 料液温度、连续工作时间对渗透通量和透过液蛋白质浓度的影响  48-49
  5.5 本章小结  49-51
第6章大豆乳清蛋白的性质测定及脱盐方法研究  51-55
  6.1 引言  51
  6.2 大豆乳清蛋白的溶解度  51-52
  6.3 大豆乳清蛋白的热稳定性  52
  6.4 大豆乳清蛋白的灰分含量  52-53
  6.5 大豆乳清蛋白的脱盐方法研究  53-54
  6.6 本章小结  54-55
结论  55-56
参考文献  56-61
附录  61-63
致谢  63

絮凝—离心—微滤技术处理大豆乳清制取蛋白及其性质的研究

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