專利名稱：一種生物體加工汁液的冷濃縮方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物體經(jīng)蒸煮或腌潰、浸提加工處理后的湯汁的非熱力蒸發(fā)脫水的濃縮方法，特別涉及一種海產(chǎn)加工蒸煮湯汁和煙草乙醇浸提液的冷濃縮方法。
背景技術(shù)：
在食品加工過程中，蒸煮或腌潰過程等往往會產(chǎn)生大量的湯汁，這些湯汁含大量的蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸、糖類、核酸等營養(yǎng)與風(fēng)味物質(zhì)，是生產(chǎn)調(diào)味品的極好原料。由于技術(shù)的限制，對這些高COD和BOD值的湯汁都沒有進(jìn)行回收利用而直接排放，造成水體的富營養(yǎng)化污染。同樣，在植物如煙草有效成分的浸提加工處理中，熱力濃縮會對浸提湯汁中的有機分子造成破壞或香味物質(zhì)揮發(fā)的缺陷。對湯汁中營養(yǎng)和風(fēng)味物質(zhì)的回收，最重要的是對湯汁進(jìn)行濃縮利用，這樣可以減少湯汁運輸?shù)某杀竞蛢Υ娴目臻g。傳統(tǒng)的濃縮工藝主要有蒸發(fā)濃縮和真空濃縮。蒸發(fā)濃縮設(shè)備簡單操作方便，但由于蒸發(fā)溫度高，能耗較大。特別是濃縮后期，溶液濃度升高，沸點進(jìn)一步上升，溶液中的許多成份容易在高溫條件下焦化、分解、氧化，芳香物質(zhì)幾乎損失殆盡，使得產(chǎn)品質(zhì)量下降。真空濃縮由于在較低溫度下蒸發(fā)，成份損失較少。但真空濃縮能耗較大，且在一定溫度和負(fù)壓下熱敏物質(zhì)和香味物質(zhì)仍無法保留。對于生物體的湯汁的濃縮，膜法濃縮相對傳統(tǒng)的熱力濃縮的最大的優(yōu)點在于常溫操作、無相變、熱敏性成份得以保護(hù)，芳香性成份得以保持，設(shè)備規(guī)模小、能耗低、分離效率高。膜濃縮分離過程包括反滲透、納濾、超濾、微濾和電滲析等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種具有節(jié)能、無污染、低成本的生物體經(jīng)蒸煮或腌潰、浸提加工處理后的湯汁冷濃縮方法，其湯汁來源主要是海產(chǎn)加工的蒸煮湯汁、植物如煙草的乙醇浸提湯汁、肉類或蔬菜的鹽腌潰湯汁。根據(jù)生物體經(jīng)蒸煮、浸提或腌潰加工湯汁富含水溶性蛋白質(zhì)、多糖等大分子物質(zhì)且多種湯汁富含食鹽的特點，首先采用等電點沉淀、絮凝沉淀、離心分離等方法對蒸煮湯汁進(jìn)行預(yù)處理，富集蛋白質(zhì)，降低湯汁中蛋白質(zhì)含量，從而減輕膜濃縮的濃差極化，然后再充分利用微濾、超濾、反滲透的分步無截留及電滲析的脫鹽降低滲透壓優(yōu)點，集成串聯(lián)各個膜組件對小分子營養(yǎng)及風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行濃縮。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種生物體加工汁液的冷濃縮方法，所述方法為(I)預(yù)處理將生物體加工汁液冷卻至O 70°C (優(yōu)選10 30°C )，將冷卻后的加工汁液過濾或離心，除去加工汁液中的懸浮物后調(diào)節(jié)pH值至3 7 (使加工汁液中氨基態(tài)氮含量為O. 05 10mg/ml，優(yōu)選O. 05 lmg/ml),加入絮凝劑,攪拌I 60min (優(yōu)選5 IOmin),過濾或離心除去沉淀和絮凝物,獲得預(yù)處理后的加工汁液，方可顯著減小后續(xù)超濾膜處理中的濃差極化現(xiàn)象；所述絮凝劑為殼聚糖、明膠、果膠、海藻酸鈉、■土或硅藻土 ；所述生物體加工汁液為海產(chǎn)品或植物蒸煮加工、或鹽腌潰加工獲得的汁液，或都是以醇溶劑和/或水(醇溶劑水溶液的體積濃度為O 80%，優(yōu)選體積濃度為O 80%乙醇水溶液)浸提獲得的提取液；(2)微濾處理使用孔徑為0. I 2 y m微濾膜對預(yù)處理后的加工汁液進(jìn)行過濾，獲得透過液a和截留液a ;所述截留液a回收再利用；(3)超濾處理使用孔徑為10000 IOOOOODa的超濾膜對透過液a進(jìn)行過濾，獲得透過液b和截留液b ;所述截留液b回收再利用；(4)濃縮透過液b采用下列方式之一進(jìn)行濃縮①電滲析脫鹽處理和反滲透處理當(dāng)透過液b含鹽量大于0. 005g/ml時，將透過液b以10 400L/h (優(yōu)選200 400L/h，更優(yōu)選300L/h)的流量流入電滲析脫鹽裝置，在電壓20 50V (優(yōu)選30V)的條件下進(jìn)行脫鹽處理后獲得淡化液，淡化液再以10 400L/h (優(yōu)選200 400L/h，更優(yōu)選300L/h)的流量進(jìn)入膜孔徑為5 IOnm (優(yōu)選8nm)反滲透裝置A中，在壓力I 6MPa (優(yōu)選2 3MPa)、溫度為0 70°C (優(yōu)選10 30°C )的條件下進(jìn)行反滲透處理，獲得透過液c和截留液C，所述截留液c如氨基酸態(tài)氮等相對分子量大于18Da的有效成分(除水外)含量濃縮倍數(shù)到達(dá)5 15倍，所述截留液c比重為1.0 I. 2，即獲得為生物體加工汁液的濃縮液，所述透過液c (基本為純水)回收利用 級反滲透處理當(dāng)透過液b含鹽量小于0. 05g/ml時，將透過液b以10 400L/h (優(yōu)選200 400L/h，更優(yōu)選300L/h)的流量進(jìn)入膜孔徑為5 IOnm (優(yōu)選8nm)的反滲透裝置B中，在壓力I 6MPa (優(yōu)選2 3MPa)、溫度為0 70°C (優(yōu)選10 30°C )的條件下進(jìn)行反滲透處理，獲得透過液d和截留液d，所述截留液d (相對分子量大于ISDa的有效成分)濃縮倍 數(shù)到達(dá)5 15倍，所述截留液d比重為I. 0 I. 2，即獲得生物體加工汁液的濃縮液，所述透過液d回收利用。此外，本發(fā)明所述透過液b還可以采用納濾處理進(jìn)行濃縮將透過液b流入膜孔徑為90 IOOODa(優(yōu)選200Da)的納濾膜處理裝置，在壓力0. 5 2MPa(優(yōu)選I. 5MPa)、溫度為0 70V (優(yōu)選25 30°C)的條件下進(jìn)行過濾，獲得透過液e和截留液e，所述截留液e即為生物體加工汁液的濃縮液，所述截留液e (相對分子量大于150Da的有效成分，部分氨基酸如甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸等不能被截留)濃縮倍數(shù)到達(dá)3 8倍(優(yōu)選4 8倍)，所述透過液e回收利用；本發(fā)明所述納濾處理獲得的濃縮液中絕大部分是小分子的風(fēng)味物質(zhì)和部分氨基酸流失，而所述電滲析脫鹽后的反滲透處理或直接反滲透處理獲得的濃縮液中風(fēng)味物質(zhì)可以較好地保留。進(jìn)一步，步驟⑴所述加入絮凝劑使可溶性蛋白質(zhì)含量降低為0.05 20mg/100ml (優(yōu)選0. 05 lmg/100ml)，通常絮凝劑的加入量通常為50 1000mg/L，獲得預(yù)處理后的加工汁液，可較好地減小后續(xù)超濾膜處理中的濃差極化現(xiàn)象。進(jìn)一步，所述步驟(2)所述微濾膜為膜孔徑為0. 22 Pm的陶瓷微濾膜，所述微濾處理運行壓力為0. 2MPa，溫度為25 30°C。進(jìn)一步，所述步驟(3)所述超濾膜孔徑為50000 lOOOOODa，所述超濾處理運行壓力 0. 4 0. 6MPa，溫度 25 30°C。進(jìn)一步，所述步驟(4)方式①所述電滲析脫鹽裝置中隔膜采用均相膜，脫鹽處理操作電壓為30V,透過液b流量為200 400L/h,所述反滲透裝置采用孔徑為5 IOnm的三醋酸纖維復(fù)合膜，操作壓力為2. 5 4MPa，溫度為25 30°C。所述步驟(4)方式②所述反滲透裝置B采用孔徑為5 IOnm的三醋酸纖維復(fù)合膜，反滲透操作壓力為2. 5 4MPa，溫度為25 30°C。
所述生物體加工汁液為蝦皮、蝦蛄、丁香魚、金槍魚、貝類、海參或沙丁魚中一種或一種以上蒸煮加工獲得的汁液，或植物用乙醇和/或水浸提加工后獲得的汁液，或植物用鹽腌潰后獲得的汁液。進(jìn)一步，所述生物體加工汁液為蝦皮、蝦蛄、丁香魚、金槍魚、貝類、海參或沙丁魚中一種或一種以上蒸煮加工獲得的汁液，或煙草用乙醇水溶液(乙醇體積濃度為0 80%v/v)浸提加工獲得的汁液，或雪菜用鹽腌潰加工后獲得的汁液。更進(jìn)一步，所述的海產(chǎn)加工蒸煮湯汁的濃縮方法推薦按照如下步驟進(jìn)行(I)預(yù)處理將生物體加工汁液冷卻至10 20°C，將冷卻后的加工汁液過濾，除去加工汁液中的懸浮物后調(diào)節(jié)pH值至3 6后加入絮凝劑使可溶性蛋白質(zhì)含量降低至為0. 05 5mg/100ml,攪拌5 IOmin,離心除去沉淀和絮凝物,獲得預(yù)處理后的加工汁液；所述絮凝劑為殼聚糖或海藻酸鈉，所述絮凝劑的加入量通常為400mg/L ;所述生物體加工汁液為蟲下皮或丁香魚蒸煮加工產(chǎn)生的汁液或煙草用乙醇水溶液浸提加工產(chǎn)生的汁液或雪菜用鹽腌 潰加工后獲得的汁液；(2)微濾處理使用孔徑為0. 22 的陶瓷微濾膜，采用死端過濾的方式對預(yù)處理后的加工汁液進(jìn)行微濾處理，運行壓力為0. 2MPa，溫度為25 30°C，獲得透過液a和截留液a ;所述截留液a回收再利用；(3)超濾處理使用膜孔徑50000Da的超濾膜對透過液a進(jìn)行過濾，運行壓力0. 6MPa，溫度25 30°C，獲得透過液b和截留液b ;所述截留液b回收再利用；(4)濃縮透過液b采用下列方式之一進(jìn)行濃縮①電滲析脫鹽處理和反滲透處理當(dāng)透過液b含鹽量大于0. 005g/ml時，采用均相膜作為隔膜，在電壓30V條件下，將透過液b以300L/h的流量速流入電滲析脫鹽裝置中進(jìn)行脫鹽處理，獲得淡化液，淡化液以300L/h的流量進(jìn)入孔徑為5 IOnm的三醋酸纖維復(fù)合膜的反滲透裝置中，在2. 5MPa壓力、溫度為25 30°C條件下進(jìn)行反滲透處理，獲得透過液c和截留液C，所述截留液c為相對分子量大于18Da的濃縮液，截留液c比重為I. 0 I. 2，即獲得生物體加工汁液的濃縮液，所述透過液c回收利用；②當(dāng)透過液b含鹽量小于0. 05g/ml時，將透過液b以300L/h的流量進(jìn)入膜孔徑為5 IOnm的三醋酸纖維復(fù)合膜的反滲透裝置中，在壓力2. 5MPa、溫度為25 30°C的條件下進(jìn)行反滲透處理，獲得透過液d和截留液d，所述截留液d為相對分子量大于18Da的濃縮液，截留液d比重為I. 0 I. 2，即獲得生物體加工汁液的濃縮液，所述透過液d回收利用。本發(fā)明所述電滲析脫鹽處理和反滲透處理中，根據(jù)待濃縮透過液含鹽量選擇是否進(jìn)行電滲析脫鹽處理，如果含鹽量為0 0. 005g/ml時，可以將待濃縮透過液直接進(jìn)入反滲透裝置中進(jìn)行濃縮處理，如果含鹽量為0. 005 0. 15g/ml時，先對待濃縮透過液進(jìn)行電滲析脫鹽處理后再進(jìn)行反滲透濃縮處理。本發(fā)明所述對生物體加工汁液預(yù)處理過程中產(chǎn)生的沉淀和絮凝物主要為蛋白質(zhì)(圖I中的I所示)，微濾和超濾過程產(chǎn)生的截留液(截留液a和截留液b)、納濾過程產(chǎn)生的透過液主要為細(xì)菌和懸浮物(圖I中的2、3、4所示)，將這些蛋白質(zhì)及細(xì)菌和懸浮物含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，主要是蛋白質(zhì)和氨基酸，將它們混合后發(fā)酵或酶水解后再利用。本發(fā)明所述產(chǎn)生的透過液，水質(zhì)達(dá)標(biāo)可以循環(huán)使用，可以基本實現(xiàn)生物湯汁營養(yǎng)和風(fēng)味物質(zhì)基本全部回收再利用。本發(fā)明方法中，在電滲析與反滲透結(jié)合工藝中，對于低鹽或無鹽蒸煮湯汁，可以不 通過對電滲析裝置，直接進(jìn)行反滲透裝置進(jìn)行濃縮，對于高鹽的蒸煮湯汁，則先進(jìn)行電滲析脫鹽處理，降低滲透壓，減少反滲透的運行壓力，提高濃縮倍數(shù)，根據(jù)湯汁含鹽量的高低，可適當(dāng)對電滲析脫鹽處理和反滲透處理進(jìn)行調(diào)整，體現(xiàn)膜濃縮的靈活性。本發(fā) 明所述透過液a、透過液b、透過液C、透過液d和透過液e均為不同過濾過程產(chǎn)生的透過液，所述截留液a、截留液b、截留液C、截留液d和截留液e均為不同過濾過程產(chǎn)生的截留液，所述反滲透裝置A和反滲透裝置B均為反滲透裝置，為便于區(qū)分各個步驟操作獲得的透過液或截留液不同而命名，字母本身沒有含義。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在I)本發(fā)明方法適用于濃縮氨基酸態(tài)氮含量為0. 05 10mg/ml生物體加工汁液，應(yīng)用范圍廣，本發(fā)明方法不僅濃縮回收營養(yǎng)及風(fēng)味物質(zhì)，使加工汁液變廢為寶，提高產(chǎn)品附加值，而且減少食品加工廢水的排放，減少環(huán)境污染；2)本發(fā)明方法在生物體加工汁液預(yù)處理和微濾、超濾和納濾過程中產(chǎn)生了一些廢棄物，這些廢棄物還含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，主要以蛋白質(zhì)和氨基酸為主，將這些廢棄物收集混合后發(fā)酵或用酶法水解后可再利用；而在反滲透過程中產(chǎn)生的透過液的水質(zhì)達(dá)標(biāo)可以循環(huán)使用，因此，本發(fā)明方法可以基本實現(xiàn)生物湯汁營養(yǎng)和風(fēng)味物質(zhì)基本全部回收再利用；3)本發(fā)明方法根據(jù)加工汁液含鹽量的高低，可選擇是否進(jìn)行電滲析脫鹽處理，體現(xiàn)膜濃縮的靈活性。4)本發(fā)明為了控制膜濃縮的濃差極化現(xiàn)象，延長膜運行時間，減少膜清洗次數(shù)，提高膜使用壽命，采用蛋白質(zhì)富集技術(shù)對加工汁液進(jìn)行預(yù)處理，降低生物體加工汁液蛋白質(zhì)濃度。


圖I生物體經(jīng)蒸煮、鹽腌潰或水-醇(體積比例為100 : O 20 : 80)浸提加工處理后的汁液濃縮流程圖；圖2植物(如煙草)的水-乙醇(體積比例為90 10)浸提加工產(chǎn)生的汁液濃
縮流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此實施例I在蝦皮的加工過程中，產(chǎn)生大量蝦皮蒸煮湯汁，主要成分為多肽、氨基酸、糖類、核酸等營養(yǎng)與風(fēng)味物質(zhì)。首先將20L蝦皮蒸煮湯汁用布袋過濾，除去懸浮物，將過濾后的蒸煮湯汁20L加入檸檬酸或醋酸使PH值達(dá)到3. 3，再加入Sg殼聚糖絮凝劑，攪拌Smin并靜置lOmin，產(chǎn)生絮狀沉淀物；最后經(jīng)離心機(DBSDH5，宜興市海德分離機械有限公司)8000rpm離心lOmin，流出的澄清液即是預(yù)處理后的蒸煮湯汁，其含鹽量為0. 014g/mL，氨基酸態(tài)氮含量為0. 20Img/mL,可溶性蛋白質(zhì)含量為I. 46mg/100mL。使用0. 22ii m的陶瓷膜作為微濾膜，在運行壓力為0. 2MPa，溫度25 30°C條件下，采用死端過濾的方式對上述預(yù)處理后的蒸煮湯汁18L進(jìn)行微濾處理，微濾過程產(chǎn)生的透過液流入超濾過濾裝置，進(jìn)行超濾處理，使蒸煮湯汁中的蛋白質(zhì)進(jìn)一步降低，超濾裝置主要使用50000Da超濾膜，運行壓力0. 6MPa，溫度25 30°C，根據(jù)濃縮要求對超濾結(jié)束后的透過液9L進(jìn)行了兩種方法的處理I)采用納濾膜過濾技術(shù)使用膜孔徑為90Da的納濾膜裝置，在操作壓力L 5MPa，溫度25 30°C的條件下對超濾結(jié)束后獲得的透過液9L進(jìn)行超濾處理，獲得透過液和截留液(比重為I. 15)，產(chǎn)生的截留液中的含鹽量為0. 017g/mL，氨基酸態(tài)氮含量為I. 524mg/mL,可溶性蛋白含量10. 77mg/100mL，與預(yù)處理后的蒸煮湯汁相比，可知蒸煮湯汁大約濃縮了7倍。2)采用電滲析和反滲透的聯(lián)用技術(shù)電滲析裝置中的隔膜采用均相膜，將上述超濾處理后的透過液9L以300L/h的流量進(jìn)入電滲析裝置，在操作電壓為30V的條件下進(jìn)行脫鹽處理，脫鹽后的淡化液含鹽量為0. 10g/100mL，脫鹽率達(dá)94%。再將脫鹽后的淡化液以300L/h的流量流入孔徑為8nm的三醋酸纖維復(fù)合膜的反滲透裝置中，在操作壓力2. 5MPa、溫度30°C的條件下進(jìn)行反滲透處理，獲得反滲透處理后的透過液和截留液(比重為I. 06)，產(chǎn)生的截留液的含鹽量為0. 0121g/mL，氨基酸態(tài)氮含量為2. 434mg/mL，可溶性蛋白含量為17. 05mg/100mL。與預(yù)處理后的蒸煮湯汁相比，可知方蒸煮湯汁大約濃縮了 12倍。實施例2實施例2采用丁香魚蒸煮湯汁，其他操作同實施例I。丁香魚蒸煮湯汁預(yù)處理后，含鹽量為0. 0322g/mL,氨基酸態(tài)氮含量為0. 327mg/mL,可溶性蛋白質(zhì)含量為3mg/100mL。超濾處理后的透過液經(jīng)納濾膜處理后的濃縮液中，含鹽量為3. 50g/100mL，氨基酸態(tài)氮含量為I. 285mg/m，大約濃縮了 4倍；超濾處理后的透過液經(jīng)電滲析處理后淡化液中，含鹽量為0. 0012g/mL，脫鹽率為96%，淡化液經(jīng)反滲透處理后的濃縮液(比重為I. 09)中，含鹽量為0. 0083g/mL，氨基酸態(tài)氮含量為1.905mg/m，可溶性蛋白質(zhì)含量為15mg/100mL，大約濃縮了 6倍。實施例3利用煙草加工碎料或廢棄料(低次煙草、煙筋、煙莖等)浸提煙堿，使用體積濃度10%乙醇水溶液作為浸提溶劑，在75°C，液固比6 1，浸提時間5h的條件下，浸提液中煙堿含量為15mg/mL。采用操作方案見圖2所示。浸提液先用布袋過濾，除去煙葉懸浮物，將過濾后的浸提液50L加入檸檬酸使pH值達(dá)到4. 2，再加入2g硅藻土絮凝劑，攪拌3min并靜置20min，產(chǎn)生絮狀沉淀物；最后經(jīng)離心機(DBSDH5，宜興市海德分離機械有限公司)8000rpm離心lOmin，流出的澄清液即是預(yù)處理后可經(jīng)膜濃縮的加工汁液，預(yù)處理后加工汁液的可溶性蛋白質(zhì)含量為0. 02mg/100mL。使用0. 22ii m的陶瓷膜作為微濾膜，在運行壓力為0. 2MPa，溫度25 30°C條件 下，采用死端過濾的方式對上述預(yù)處理后的加工汁液50L進(jìn)行微濾處理，微濾過程產(chǎn)生的透過液流入超濾過濾裝置，進(jìn)行超濾處理，使預(yù)處理后的加工汁液中的蛋白質(zhì)和多糖物質(zhì)濃度進(jìn)一步降低，超濾裝置主要使用20000Da超濾膜，運行壓力0. 6MPa，溫度30°C，根據(jù)濃縮要求對超濾結(jié)束后的透過液以300L/h的流量流入反滲透裝置進(jìn)行了操作壓力3MPa、30°C條件下的反滲透膜處理，獲得反滲透處理后的透過液和截留液(比重為I. 08)，得到的截留液煙堿含量為160mg/mL，可溶性蛋白質(zhì)含量為0. 18mg/100mL，且具有濃厚的煙草風(fēng)味。與原始煙草浸提液相比，可知煙堿含量和浸提液大約濃縮了 11倍。實施例4對雪菜加工中的腌制湯汁(含鹽量為13%，氨基酸態(tài)氮為0. 15mg/mL)進(jìn)行回收濃縮，首先腌制湯汁先用布袋過濾，除去雪菜等懸浮物，將過濾后的腌制湯汁30L加入檸檬酸使PH值達(dá)到3. 7，再加入4g硅藻土絮凝劑，攪拌5min并靜置20min，產(chǎn)生絮狀沉淀物；最后經(jīng)離心機(DBSDH5，宜興市海德分離機械有限公司)8000rpm離心lOmin，流出的澄清液即是預(yù)處理后可經(jīng)膜濃縮的加工汁液。所述預(yù)處理后的加工汁液中含鹽量為0. 13g/mL，氨基酸態(tài)氮含量為0. 15mg/mL，可溶性蛋白質(zhì)含量為0. 5mg/100mL。使用0. 22ii m的陶瓷膜作為微濾膜，在運行壓力為0. 2MPa，溫度25 30°C條件下，采用死端過濾的方式對上述預(yù)處理后的加工汁液30L進(jìn)行微濾處理，微濾過程產(chǎn)生的透過液流入超濾過濾裝置，進(jìn)行超濾處理，使腌制湯汁中的蛋白質(zhì)和多糖物質(zhì)濃度進(jìn)一步降低；超濾裝置主要使用30000Da超濾膜，運行壓力0. 6MPa，溫度30°C，根據(jù)濃縮要求對超濾結(jié)束后的透過液進(jìn)行了操作電壓30V、流量200L/h條件下的電滲析脫鹽處理，獲得 的淡化液進(jìn)行壓力2. 5MPa、溫度30°C、流量200L/h條件下的反滲透處理，得到的截留液(比重為I. 17)氨基酸態(tài)氮含量為1.8mg/mL，含鹽量為0.0156g/mL，可溶性蛋白質(zhì)含量為4mg/100mL，與原始腌制液相比，可知氨基酸含量大約濃縮了 12倍。實施例5對胴骨、雞肉和火腿熬制的濃湯(無食鹽添加，游離氨基酸態(tài)氮為I. Omg/mL)進(jìn)行進(jìn)一步的濃縮處理，首先對濃湯采用四層紗布過濾，除去濃湯中的懸浮物，將過濾后的濃湯液20L加入檸檬酸使pH值達(dá)到4. 7，再加入5g海藻酸鈉絮凝劑，攪拌3min并靜置lOmin，產(chǎn)生絮狀沉淀物；最后經(jīng)離心機(DBSDH5，宜興市海德分離機械有限公司)8000rpm離心lOmin，流出的澄清液即是預(yù)處理后可經(jīng)膜濃縮的加工汁液，所述可溶性蛋白質(zhì)含量為5mg/IOOmL0使用0. 22ii m的陶瓷膜作為微濾膜，在運行壓力為0. 2MPa，溫度25 30°C條件下，采用死端過濾的方式對上述預(yù)處理后的加工汁液20L進(jìn)行微濾處理，微濾過程產(chǎn)生的透過液流入超濾過濾裝置，進(jìn)行超濾處理，使?jié)鉁械牡鞍踪|(zhì)濃度進(jìn)一步降低，超濾裝置主要使用IOOOOODa超濾膜，運行壓力0. 4MPa，溫度30°C，根據(jù)濃縮要求對超濾結(jié)束后的透過液進(jìn)行了操作壓力4MPa、30°C、流量300L/h條件下的反滲透膜處理，獲得反滲透處理后的透過液和截留液(比重為I. 18)，得到的截留液氨基酸含量為14mg/mL，所述可溶性蛋白質(zhì)含量為70mg/100mL，濃湯的風(fēng)味更加濃厚，與原始濃湯相比，可知氨基酸態(tài)氮含量和濃湯液大約濃縮了 14倍。
權(quán)利要求
1.ー種生物體加工汁液的冷濃縮方法，其特征在于所述方法為(1)預(yù)處理將生物體加工汁液冷卻至O 70°C，將冷卻后的加工汁液過濾或離心，除去加工汁液中的懸浮物后調(diào)節(jié)PH值至3 7，再加入絮凝劑，攪拌I 60min，過濾或離心除去沉淀和絮凝物，獲得預(yù)處理后的加工汁液；所述絮凝劑為殼聚糖、明膠、果膠、海藻酸鈉、■土或硅藻土 ；所述生物體加工汁液為海產(chǎn)品或植物蒸煮加工、或鹽腌潰加工獲得的汁液，或都是以醇溶劑和/或水浸提獲得的提取液；(2)微濾處理使用孔徑為0. I 2 y m微濾膜對預(yù)處理后的加工汁液進(jìn)行過濾，獲得透過液a和截留液a ;所述截留液a回收再利用；(3)超濾處理使用孔徑為10000 IOOOOODa的超濾膜對透過液a進(jìn)行過濾，獲得透過液b和截留液b ;所述截留液b回收再利用；(4)濃縮透過液b采用下列方式之ー進(jìn)行濃縮 ①電滲析脫鹽處理和反滲透處理當(dāng)透過液b含鹽量大于0.005g/ml吋，將透過液b以10 400L/h的流量流入電滲析脫鹽裝置，在電壓20 50V的條件下進(jìn)行脫鹽處理后獲得淡化液，淡化液以10 400L/h的流量進(jìn)入膜孔徑為5 IOnm反滲透裝置A中，在壓カI(xiàn) 6MPa、溫度為0 70°C的條件下進(jìn)行反滲透處理，獲得透過液c和截留液C，所述截留液c比重為I. 0 I. 2，即獲得生物體加工汁液的濃縮液，所述透過液c回收利用； ②反滲透處理當(dāng)透過液b含鹽量小于0.005g/ml吋，將透過液b以10 400L/h的流量進(jìn)入膜孔徑為5 IOnm的反滲透裝置B中，在壓カ2 3MPa、溫度為10 30°C的條件下進(jìn)行反滲透處理，獲得透過液d和截留液d，所述截留液d比重為I. 0 I. 2，即獲得生物體加工汁液的濃縮液，所述透過液d回收利用。
2.如權(quán)利要求I所述的生物體加工汁液的冷濃縮方法，其特征在于所述步驟(I)所述加入絮凝劑使可溶性蛋白質(zhì)含量降低至0. 05 20mg/100ml，獲得預(yù)處理后的加工汁液。
3.如權(quán)利要求I所述的生物體加工汁液的冷濃縮方法，其特征在于步驟(2)所述微濾膜為膜孔徑為0. 22 y m的陶瓷微濾膜，所述微濾處理的運行壓カ為0. 2MPa，溫度為25 30。。。
4.如權(quán)利要求I所述的生物體加工汁液的冷濃縮方法，其特征在于所述步驟(3)所述超濾膜孔徑為50000 lOOOOODa，所述超濾處理的運行壓力0. 4 0. 6MPa，溫度25 30°C。
5.如權(quán)利要求I所述的生物體加工汁液的冷濃縮方法，其特征在于所述步驟(4)方式①所述電滲析脫鹽裝置中隔膜采用均相膜，脫鹽處理操作電壓為30V，透過液b流量為200 400L/h，所述反滲透裝置采用孔徑為5 IOnm的三醋酸纖維復(fù)合膜，操作壓カ為2.5 4MPa，溫度為25 30°C。
6.如權(quán)利要求I所述的生物體加工汁液的冷濃縮方法，其特征在于所述步驟(4)方式②所述反滲透裝置B采用孔徑為5 IOnm的三醋酸纖維復(fù)合膜，反滲透操作壓カ為2. 5 4MPa，溫度為25 30°C。
7.如權(quán)利要求I所述的生物體加工汁液的冷濃縮方法，其特征在于所述生物體加工汁液為蝦皮、蝦蛄、丁香魚、金槍魚、貝類、海參或沙丁魚中ー種或ー種以上蒸煮加工獲得的汁液，或植物用こ醇或/或水浸提加工后獲得的提取液，或植物用鹽腌潰后獲得的汁液。
8.如權(quán)利要求I或7所述的生物體加工汁液的冷濃縮方法，其特征在于所述生物體加エ汁液為蝦皮、蝦蛄、丁香魚、金槍魚、貝類、海參或沙丁魚中ー種或ー種以上蒸煮加工獲得的汁液。
9.如權(quán)利要求I或7所述的生物體加工汁液的冷濃縮方法，其特征在于所述生物體加エ汁液為煙草用こ醇水溶液浸提加工獲得的汁液或雪菜用鹽腌潰加工后獲得的汁液。
10.如權(quán)利要求I所述的生物體加工汁液的冷濃縮方法，其特征在于所述方法按照如下步驟進(jìn)行(I)預(yù)處理將生物體加工汁液冷卻至10 20°C，將冷卻后的加工汁液過濾，除去加工汁液中的懸浮物后調(diào)節(jié)pH值至3 6，然后加入絮凝劑使可溶性蛋白質(zhì)含量降低至0. 05 5mg/100ml，攪拌5 lOmin，離心除去沉淀和絮凝物，獲得預(yù)處理后的加工汁液；所述絮凝劑為殼聚糖或海藻酸鈉；所述生物體加工汁液為蝦皮或丁香魚蒸煮加工產(chǎn)生的汁液或煙草用こ醇水溶液浸提加工產(chǎn)生的汁液或雪菜用鹽腌潰加工后獲得的汁液；(2)微濾處理使用孔徑為0. 22 的陶瓷微濾膜，采用死端過濾的方式對預(yù)處理后的加工汁液進(jìn)行微濾處理，運行壓カ為0. 2MPa，溫度為25 30°C，獲得透過液a和截留液a ;所述截留液a回收再利用；(3)超濾處理使用膜孔徑50000Da的超濾膜對透過液a進(jìn)行過濾，運行壓力0. 6MPa，溫度25 30°C，獲得透過液b和截留液b ;所述截留液b回收再利用；(4)濃縮透過液b采用下列方式之ー進(jìn)行濃縮①電滲析脫鹽處理和反滲透處理當(dāng)透過液b含鹽量大于0. 005g/ml時，采用均相膜作為隔膜，在電壓30V條件下，將透過液b以300L/h的流量流入電滲析脫鹽裝置中進(jìn)行脫鹽處理，獲得淡化液，淡化液以300L/h的流量進(jìn)入孔徑為5 IOnm的三醋酸纖維復(fù)合膜的反滲透裝置中，在2. 5MPa壓力、溫度為25 30°C條件下進(jìn)行反滲透處理，獲得透過液C和截留液C，所述截留液C比重為I. 0 I. 2，即獲得生物體加工汁液的濃縮液，所述透過液c回收利用當(dāng)透過液b含鹽量小于0. 005g/ml時，將透過液b以300L/h的流量進(jìn)入膜孔徑為5 IOnm的三醋酸纖維復(fù)合膜的反滲透裝置中，在壓カ2. 5MPa、溫度為25 30°C的條件下進(jìn)行反滲透處理，獲得透過液d和截留液d，所述截留液d即為生物體加工汁液的濃縮液，截留液d比重為I. 0 I. 2，所述透過液d回收利用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生物體加工汁液的冷濃縮方法，首先采用等電點沉淀、絮凝沉淀、離心分離等方法對加工汁液進(jìn)行預(yù)處理，富集蛋白質(zhì)，降低湯汁中蛋白質(zhì)含量，從而減輕膜濃縮的濃差極化，然后再充分利用微濾、超濾、反滲透的分步截留及電滲析的脫鹽降低滲透壓優(yōu)點，集成串聯(lián)各個膜組件對小分子營養(yǎng)及風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行濃縮；本發(fā)明方法適用于濃縮氨基酸態(tài)氮含量為5～100mg/100ml生物體加工汁液，應(yīng)用范圍廣，本發(fā)明方法不僅濃縮回收營養(yǎng)及風(fēng)味物質(zhì)，使加工汁液變廢為寶，提高產(chǎn)品附加值，而且減少食品加工廢水的排放，減少環(huán)境污染，可以基本實現(xiàn)生物湯汁營養(yǎng)和風(fēng)味物質(zhì)基本全部回收再利用。
文檔編號A23L1/22GK102657320SQ20121011140
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者丁玉庭, 丁祎程, 張建友, 林龍 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)