14.10.2024
利用干法研磨和分级实现蛋白质转移和富集
全球食品供应链正在发生重大变化。随着世界人口的增长,对食品尤其是蛋白质的需求也在不断增加。由于畜牧业需要大量的土地和水资源,仅靠动物蛋白无法满足这种需求。此外,消费者对可持续生产方式的要求也越来越高。
因此,从植物、蘑菇、昆虫以及藻类或细菌发酵的生物质中获取替代蛋白质来源对满足未来需求至关重要,目前正在对此进行深入研究。植物性蛋白质是一种成熟的蛋白质来源。在肉类替代品的生产中,蛋白质含量大于 80% 的大豆分离蛋白是主要成分的首选,大多通过不同的湿提取方法获得。
但由于干法分馏技术和种子育种的不断发展,该工艺已成为一种生产优质浓缩蛋白的节能方法,与湿法技术相比,其工厂投资大大降低。其目标是通过干法研磨和空气分级,获得蛋白质含量明显高于原始原料的富含蛋白质的馏分。
主要从脱壳的豌豆、绿豆或蚕豆开始,所得到的蛋白质馏分的蛋白质浓度一般在 55% 到 70% 之间--只是经过机械处理,具有完整的功能性和蛋白质的原生状态。毫无疑问,一般应达到 25 - 40 %(dm)的经济产量。主要影响因素是每种豆类的品种、水分和蛋白质起始水平。
要了解蛋白质转移过程的主要原理,我们必须看一下合适豆科植物(如豌豆)的子叶:大而有弹性的淀粉体(40 微米)和小的蛋白质颗粒(3 -10 微米)之间的大小差异是原料的基本条件!
加工步骤 1 - 制粉
该工艺在豆类清洗和脱壳步骤后开始。碾磨可将相对较大的淀粉体与较小的蛋白质部分分开。此外,为了保持淀粉的质量,应避免淀粉受到破坏。最有效、最温和的方法是使用耐驰 CSM 型分级磨进行冲击研磨。理想的面粉细度为 40 - 60 µm(d90)。
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加工步骤 2 - 使用高效分级机进行高效分离
然后将步骤 1 得到的面粉分别分离成高蛋白和低蛋白部分("淀粉部分")。由于这一细度范围使传统的面粉筛分机达到极限,因此采用动态空气分级机进行分离。NETZSCH CFS-HD/S 型高效精细分级机用于在淀粉部分蛋白质损失最小的情况下实现最高产量。为此,研磨后的产品被送入一个环形间隙,并充入空气以达到最佳的分散效果。环形间隙会加速两个颗粒的循环运动,额外的离心力会将它们相互分离。与传统的分级机相比,这种分级机能更有效地分离颗粒。
2024 年 3 月,安德里茨和耐驰结成战略合作伙伴关系,以创新技术服务于替代蛋白市场。他们的合作将耐驰的干法和湿法研磨以及分级专业技术与安德里茨在调理、提取、脱水、干燥、挤压或造粒方面的综合工艺知识相结合,并为交钥匙工厂或概念设计提供量身定制的解决方案,当然还包括测试可能性。