專利名稱:提高大豆中蛋白、短肽、核酸、異黃酮、皂苷、低聚糖得率的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及大豆深加工處理工藝,特別是涉及用機(jī)械方法產(chǎn)生空穴現(xiàn)象,并以此對(duì)豆粕、 大豆胚芽進(jìn)行處理的方法。
背景技術(shù):
目前,大豆深加工業(yè)主要工藝是將溶劑與豆粕或大豆胚芽充分混合,通過pH調(diào)節(jié)從而 將豆粕中有效物成份如蛋白、短肽、核酸、異黃酮、皂苷、低聚糖^解在溶劑中,固液分離 后,固體即為豆渣、將液體中溶劑去除,即為成品,成品中含有蛋白、短肽、核酸、異黃酮、 皂苷、低聚糖等高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。通常溶劑為水、甲醇、乙醇、丙酮或其混合物等。目前這套常 規(guī)工藝僅能提出豆粕中的70% 75%包括蛋白在內(nèi)的細(xì)胞內(nèi)容物,余下細(xì)胞內(nèi)容物仍留在豆渣 中。進(jìn)一步提高豆粕或大豆胚芽中蛋白等細(xì)胞內(nèi)容物的得率對(duì)大豆深加工行業(yè)來說極為關(guān)鍵。 對(duì)于豆粕而言,粉碎得越細(xì)小、在水中更均質(zhì)則與溶劑接觸越充分;大豆細(xì)胞壁破壞越大則 蛋白等細(xì)胞內(nèi)容物溶出的就越多,提取效率就越高。但目前機(jī)械粉碎等方法己近極限,無法 進(jìn)一步提高原料利用率,需要一種新的方法進(jìn)一步提高原料利用率。葉片在水中旋轉(zhuǎn)時(shí),會(huì)產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象,這是由于壓力變化導(dǎo)致水中產(chǎn)生氣泡并瞬間崩潰 閉合,由此產(chǎn)生沖擊力將葉片損壞,這種現(xiàn)象稱為"空化效應(yīng)"或"空泡現(xiàn)象"??栈形⑿?氣泡的爆裂產(chǎn)生的極大壓力使被破碎物的破裂在瞬間完成,極大地縮短了破碎時(shí)間,同時(shí)產(chǎn) 生的振動(dòng)作用加強(qiáng)了細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的釋放、擴(kuò)散及溶解,可顯著提高提取效率。在空化發(fā)生時(shí) 液體中的微小氣泡核在高強(qiáng)度超聲波作用下發(fā)生振蕩、生長(zhǎng)、收縮及崩潰等一系列動(dòng)力學(xué)過 程,同時(shí)在崩潰的極短時(shí)間內(nèi),在空化泡周圍產(chǎn)生高溫、高壓、強(qiáng)烈沖擊波和時(shí)速400km/h 以上的微射流。對(duì)固體表面的剝離、凹蝕和粉碎作用創(chuàng)造了新的活性表面,這種界面效應(yīng)使 傳質(zhì)表面積增大??栈瘯r(shí)產(chǎn)生的湍動(dòng)效應(yīng)使固液界面中傳質(zhì)邊界層變薄,導(dǎo)致界面層中溶質(zhì) 的濃度梯度減少速度大大高于其他方法??栈a(chǎn)生的微擾效應(yīng)使固液傳質(zhì)過程的微孔擴(kuò)散得 以強(qiáng)化,使得渦流擴(kuò)散加強(qiáng),加快分離過程。生產(chǎn)中經(jīng)常使用的均質(zhì)機(jī)工作時(shí)也會(huì)產(chǎn)生空化 現(xiàn)象,但是它產(chǎn)生的數(shù)量和強(qiáng)度均很小,均質(zhì)機(jī)主要還是利用機(jī)械剪切力的原理進(jìn)行工作。 目前尚未見到利用產(chǎn)生空泡群的機(jī)器對(duì)豆粕或大豆胚芽進(jìn)行處理的報(bào)道。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明方法在于對(duì)豆粕或大豆胚芽用"空化效應(yīng)"的沖擊力進(jìn)行處理,使之顆粒更細(xì)、更均勻、降低體系粘度、擊碎細(xì)胞壁同時(shí)促使細(xì)胞內(nèi)容物更容易溶出,從而大幅度提高大豆 中蛋白、短肽、核酸、異黃酮、皂苷、低聚糖的得率。發(fā)明是利用專門設(shè)計(jì)的機(jī)器產(chǎn)生空化氣泡集群來實(shí)現(xiàn)的。它是由具有特別設(shè)計(jì)的定子和 轉(zhuǎn)子及腔體組成,當(dāng)含豆粕的懸浮液經(jīng)過轉(zhuǎn)子時(shí),接觸轉(zhuǎn)子的那部分流體內(nèi)部壓力會(huì)驟降, 導(dǎo)致液體達(dá)到沸點(diǎn)以及溶解其中的氣體會(huì)因壓力降低而產(chǎn)生大量的微小氣泡集群,液體流過 轉(zhuǎn)子時(shí),壓力恢復(fù)正常,氣泡會(huì)崩潰閉合。產(chǎn)生的空泡數(shù)量非常之多,在空泡群里每秒鐘內(nèi) 會(huì)有數(shù)以百萬計(jì)的空泡產(chǎn)生和坍塌,因此空泡群所造成的沖擊力是巨大的,在緊靠氣泡的固 體顆粒邊界處氣泡的破裂是非均勻的,這導(dǎo)致產(chǎn)生穿透氣泡的射流,它將氣泡勢(shì)能轉(zhuǎn)化為液 體噴射的動(dòng)能,射速達(dá)到400km/h,這個(gè)具有很高能量的沖擊力對(duì)豆粕顆粒表面的破壞極大, 它能將豆粕粉碎至5微米以下、而且非常均勻地分布在液體中、混合物體系的粘度大幅下降 同時(shí)使原料大豆細(xì)胞壁大量破裂,并使細(xì)胞內(nèi)容物質(zhì)更易于溶出,這樣處理就大幅提高了蛋白、短肽、核酸、異黃酮、皂苷、低聚糖的得率。
圖1是空泡發(fā)生器的結(jié)構(gòu)圖具體實(shí)施方式
實(shí)例1:將至平均顆粒尺寸為5毫米的低溫豆粕100公斤與800公斤溫度為50'C的水混 合后,用泵送至每小時(shí)處理液體量為IO立方米的空泡發(fā)生器中,從流出物取樣分析,混合物 體系的粘度比常規(guī)工藝下降30%,用顯微鏡觀察顆粒平均粒徑為3 5微米,且分布均勻。然 后將混合物進(jìn)行固液分離、豆渣中蛋白含量經(jīng)分析為2.8%,遠(yuǎn)低于常規(guī)工藝豆渣中25% 30% 的蛋白含量。實(shí)例2:將粗磨至2毫米大小的高溫豆粕粉100公斤與70%乙醇500公斤混合后進(jìn)入空 泡發(fā)生器,循環(huán)5分鐘,混合物固液分離后測(cè)豆渣中蛋白含量為1.5%,蒸出乙醇后余下干物 中蛋白質(zhì)量為豆粕蛋白理論含量的98.4%,遠(yuǎn)高于普通工藝的80%提取率。
權(quán)利要求
1、一種對(duì)豆粕及大豆胚芽處理的方法,其特征在于將混有豆粕或大豆胚芽的液體通過空泡發(fā)生器,利用其引發(fā)的空穴作用沖擊力將固體顆粒粉碎、分散、溶解以及促使細(xì)胞壁破裂。從而促使豆粕及大豆胚芽中細(xì)胞內(nèi)容物更易于溶出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空泡發(fā)生器是動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的,經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的定子、轉(zhuǎn)子及腔體組成的, 它能在流過其中的流體內(nèi)部引發(fā)大量的微小氣泡和空穴群。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液體可以是水或者是甲醇、乙醇、丙酮或它們的混合物。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的細(xì)胞內(nèi)容物為大豆蛋白、短肽、核酸、異黃酮、皂苷、低聚糖。
全文摘要
一種能大幅增加從豆粕或大豆胚芽中提取蛋白、短肽、核酸、異黃酮、皂苷、低聚糖得率的方法,它在于利用特別設(shè)計(jì)的機(jī)器對(duì)豆粕或大豆胚芽懸浮液進(jìn)行預(yù)處理。該設(shè)備通過機(jī)械旋轉(zhuǎn)的方式在通過其中的懸浮內(nèi)產(chǎn)生大量的氣泡集群,形成強(qiáng)大的空穴作用沖擊力,沖擊力會(huì)將懸浮液中顆粒粉碎、加速溶解、更加均質(zhì)、降低體系粘度、大豆細(xì)胞壁破裂從而促使大豆細(xì)胞內(nèi)容物更易溶出,從而大幅度提高大豆中蛋白、短肽、核酸、異黃酮、皂苷、低聚糖的得率。
文檔編號(hào)A23J3/26GK101278729SQ20081006453
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2008年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月19日
發(fā)明者初景濤 申請(qǐng)人:初景濤