大豆加工最新研究进展 江连洲 教授 第十九届全国大豆科研生产研讨会 国家大豆工程技术研究中心 东北农业大学食品学院

Presentation on theme: "大豆加工最新研究进展 江连洲 教授 第十九届全国大豆科研生产研讨会 国家大豆工程技术研究中心 东北农业大学食品学院"— Presentation transcript:

1 大豆加工最新研究进展 江连洲 教授 第十九届全国大豆科研生产研讨会 国家大豆工程技术研究中心 东北农业大学食品学院
江连洲 教授 国家大豆工程技术研究中心 东北农业大学食品学院 二零零七年九月 中国.四川

2 报 告 内 容 一、新技术开发研究的必要性 二、相关领域国内外技术现状和发展趋势 三、新技术在大豆加工中的应用实例及进展 四、展望及发展趋势

3 一、新技术开发研究的必要性 综合利用大豆资源,为大豆深度开发利用 开辟新的途径 发展大豆产业急需解决的关键技术
提高大豆精深加工技术与整体装备水平 积极开拓大豆产品在不同领域的应用 提高产品市场竞争能力，增强企业综合实力 拉动地方经济发展、增加农民收入 减少环境污染,具有环保效益

4 二、相关领域国内外技术现状和发展趋势 大豆分离蛋白 大豆浓缩蛋白 大豆异黄酮 大豆纤维的研究开发 大豆油脂精炼
以美国杜邦为代表， 百余种产品，广泛应用于各个工业领域 国内产品品种单一 醇提法产品占80%以上，因其具有较高的技术含量，国内尚无依靠自有技术投资的企业，并且在副产品糖蜜的综合利用上是空白的。 国外畅销 国内没有异黄酮苷元产品 提高油脂工业的经济效益和环保性能方面具有巨大的应用价值， 已引起世界各国 ，国外学者进行了一些试验，但未见比较成型的试验参数和工艺。 日本、美国、欧洲开展功能性膳食纤维的研究，已形成一定产业规模。我国对膳食纤维改性研究较少 。

5 三、 新技术具体应用领域 油脂 副产物利用 功能因子 大豆蛋白 纤维化蛋白 浓缩蛋白 分离蛋白 酶法精炼技术
异黄酮、皂甙、活性纤维、低聚糖、磷脂 糖蜜 乳清蛋白 副产物利用 功能因子 大豆蛋白 纤维化蛋白 浓缩蛋白 分离蛋白

6 1. 酒精浸出法连续提取大豆浓缩蛋白关键技术与设备的研究开发
螺旋挤压脱溶机的研制 复式萃取器的研制 低温豆粕 萃取 挤干 脱溶 干燥 蒸发 浓缩 粉碎 蛋白粉 精制 冷凝 精馏 循环使用 糖蜜 主要研究了 大豆浓缩蛋白酒精浸出生产连续工艺的研发 大豆浓缩蛋白生产过程中连续萃取关键设备的研制 大豆浓缩蛋白生产过程中挤压脱溶关键设备的研制

7 复式萃取器 原料处理能力 50t/d,原料在设备内停留萃取时≥2.5h，动力消耗≤5.5kw
同等处理量的情况下自身占地面积较小，节省了厂房的占地面积。 采用业界已沿用近二十年的齿轮齿圈的传动方式，运转平稳，机械传动的事故率极低。 溶剂收集格相对独立，保证有效地实现了梯度萃取。 料层浅，萃取过程中实现物料翻转一次，保证萃取效率更高。 法兰连接点相对较少，降低了溶剂泄漏量。 通过变频技术可以在不增加设备尺寸的情况下任意调整萃取时间。

8 处理能力100t/d,挤压脱溶后物料含湿率≤45%,动力消耗≤37kw
双螺杆挤压脱溶机 处理能力100t/d,挤压脱溶后物料含湿率≤45%,动力消耗≤37kw

9 2. 大豆浓缩蛋白改性技术研究及 系列产品开发 主要研究了 过渡态调控的醇变性大豆蛋白质改性技术研发
凝胶型、乳化型、分散型大豆浓缩蛋白制备技术研制

10 3. 大豆蛋白酶法水解、分离与 富集技术的研究 主要研究了 大豆蛋白质酶解技术研究 微生物仿生酶解技术研究 功能性蛋白分离及富集技术研究
浓度、温度、PH控制 调制 水解程度监控 酶水解 水解物表征监控 功能性监控 功能性评价 功能大豆蛋白 动态膜选择性分离 分子量分布 结构分析 富集功能大豆肽 功能实验 性能评价

11 4. 非膨化挤压组织化大豆蛋白生产关键技术与设备的研究开发
DSE-25型双螺杆挤压实验室工作站 86型双螺杆挤压机 生产挤压试验 结构参数定型 产品 评价 结构参数调整 工艺参数调整 工艺参数确定 用途开发 标准制定 主要研究了 非膨化挤压组织化大豆蛋白生产关键技术研究 工业化生产挤压设备和配套设备的改进

12 5. 高湿挤压技术生产纤维化大豆蛋白研究 主要研究了 非膨化挤压工艺参数对产品质量的影响规律及其优化
产品质量控制体系 双螺杆挤压 干燥混合料 混合物水合浓缩 混合成面团状 大豆组织蛋白产品 剪切 修剪成型 水、调味料 主要研究了 非膨化挤压工艺参数对产品质量的影响规律及其优化 组织化大豆蛋白仿肉风味研究及产品用途开发 产品标准与质量控制体系建立

13 形态为规则、光滑、均匀一致且富有弹性和韧性的面带，色泽为浅黄色或乳黄色
产品评价指标 感观指标 理化指标 色泽指标 质地指标 复水性指标 色差计的测定值为： L*≥57； a * =1.2～2.5； b * ＝22.2～25.6 形态为规则、光滑、均匀一致且富有弹性和韧性的面带，色泽为浅黄色或乳黄色 质构仪（Ta.XT 2i/50型）TPA模式的测定值： 硬度 12.1～13.8Kg；弹性 ≥0.90；咀嚼度 7400～8600 蒸煮试验（干制品）的测定值：吸水指数 1.2～1.5 ；复水时间 50～60 min(60℃水浴) 水分≥45%；蛋白质（干基）≥50%；脂肪（干基）≤1%； 灰分（干基）≤6.5%； 尿酶活性:呈阴性。

14 恒温冷却 高加水量 干粉喂料 混配原料 水 冷却模头 组合螺杆 关键技术及生产工艺示意图 进水、进料 料水混合 推进、输送 冷却 纤维化稳定
TSP定型 “熔融体”形成 蛋白质变性 纤维化形成 混合 揉捏 形成均匀面团 2 3 5 冷却模头 4 1 组合螺杆 关键技术及生产工艺示意图

15 6. 大豆蛋白质分子结构与功能特性关系研究 明确了亚基空间结构和相互作用对大豆分离蛋白功能特性的影响规律
建立了大豆分离蛋白结构及其功能性预测与设计的理论基础；实现了专用型大豆蛋白的功能性设计及其功能稳定性影响因素的控制 通过构建和实施大豆蛋白分子模拟技术，确定了生产专用型大豆蛋白及其功能性质长效保护的关键技术

16 7. 大豆蛋白质中营养抑制因子生物 去除技术研究
通过电泳、电镜、氨基酸序列分析方法，建立了大豆抗营养因子结构组成与抗营养作用相关性理论基础 采用酶解技术去除大豆抗营养因子，通过生物学试验评价抗营养因子去除技术应用对大豆蛋白营养价值的影响。建立了大豆抗营养因子酶法去除技术机理模型；确立大豆抗营养因子生物去除技术参数

17 8. 大豆蛋白质基团疏水处理与 速溶关键技术研究
8. 大豆蛋白质基团疏水处理与 速溶关键技术研究 分析了疏水处理、增溶处理对大豆蛋白亚基及分子结构的破坏程度 分析了大豆蛋白产品表面疏水性与溶解性的相关性，确定了疏水处理酰化技术条件；确立了最佳速溶效果大豆蛋白复合处理条件，探讨了其增溶机理 利用物理及生物学增溶技术，改进大豆蛋白质溶解性，提高速溶效果

18 9.大豆蛋白生物修饰与抗氧化活性 保护技术研究
通过酶法和微生物法对大豆蛋白的改性动力学研究，确定了生物改性大豆蛋白的技术条件和分离纯化的最佳参数，筛选出了高产蛋白酶菌株。 大豆功能性肽活性机理及活性长效保护技术研究，主要进行了抗氧化肽、护肝肽的研究，通过体内、体外检测技术及作用机理的探索，确定大豆抗氧化肽的抗氧化活性保护的途径和方法，确定抗氧化剂、保护剂及分子包埋关键技术路线。

19 技术路线 大豆蛋白 亚基组分 建立蛋白结构对功能影响的理论基础 贮藏因素对蛋白质结构和功能性的影响
加工过程的单元操作对蛋白质结构和功能性的影响 理论支持 分离纯化 结构鉴定 非蛋白成分对蛋白质结构和功能性的影响 豆粕 分离抗营养因子 生物酶处理 抗营养因子含量、结构鉴定 生物抗营养因子去除技术 抗营养因子酶法去除机理模型 营养评价 实用大豆抗营养因子生物去除技术理论基础 酰基化疏水处理 测定S0及NSI 复合速溶处理 酰化技术条件确定 建立S0及NSI关系模型 最佳速溶技术确定 热焓的变化及SDS-PAGE电泳，判断增溶的趋势与大豆蛋白亚基的破坏及增溶机理 实用高溶解、高乳化大豆蛋白技术理论基础 酶解 最佳酶解条件的确定 水解度的分析 确定最佳蛋白酶 产蛋白酶菌株诱变选育 发酵大豆蛋白 调控控制代谢途径 活性肽分离纯化 体内外抗氧化能力检测 抗氧化助剂复配优化 微胶囊技术、分子包埋技术

20 酶法油脂精炼技术研究 高效酶制剂的筛选优化 酶法脱胶工艺参数确定 磷脂含量对各级油脂稳定性、安全性的影响 酶法提高油脂不饱和脂肪酸含量的研究
酶法降解农药残留含量保证油脂安全的研究 酶法油脂精炼可提高0.8％的得率 采用磷脂酶A2脱除大豆油脂中的磷，油中磷含量降到5mg/kg以下

21 磷脂 食品级大豆浓缩磷脂生产技术研究与产业化示范 高品质大豆粉末磷脂生产技术的产业化研究与开发
高纯度医药级大豆磷脂生产技术的产业化研究与开发 氢化大豆卵磷脂生产技术的产业化研究与开发

22 1. 食品级大豆浓缩磷脂生产技术研究 与产业化示范
无机膜测试 溶剂回收 初级大豆磷脂 预处理 无机膜过滤 低温闪蒸 薄膜蒸发 食品级磷脂 后处理 副产物处理车间 主要研究了 食品级大豆浓缩磷脂生产技术研究 食品级大豆浓缩磷脂产业化示范

23 2.高品质大豆粉末磷脂生产技术的 产业化研究与开发
2.高品质大豆粉末磷脂生产技术的 产业化研究与开发 主要研究了 水化磷脂干燥脱水工艺 浓缩磷脂丙酮梯度萃取、离心分离、真空干燥技术 参数控制优化、改进大豆粉末磷脂生产工艺 工业丙酮 丙酮连续萃取器研制 浓缩大豆磷脂 萃取 溶剂 离心 混合油 冷凝 造粒 蒸发 干燥 工业用油 粉末磷脂 包装

24 3. 高纯度医药级大豆磷脂生产技术 的产业化研究与开发
溶剂回收 大豆粉末磷脂 预处理 醇溶磷脂 柱层析 低温闪蒸 流化床脱溶 醇不溶磷脂 高PE大豆磷脂 高 PC 磷脂 主要研究了 高PC含量大豆磷脂制备技术研究与评价 高PC磷脂产业化技术研究

25 4.氢化大豆卵磷脂生产技术的产业化研究与开发
催化剂 主要研究了 研究粉末磷脂氢化改性技术 氢化卵磷脂的各项功能特性研究 研究氢化卵磷脂应用技术，开发相应的产品 粉末大豆磷脂 离心搅拌 溶剂 脱色 旋转蒸发 氢化卵磷脂 真空干燥

26 5.生物技术制备高活性膳食纤维和 大豆纤维多糖的研究 筛选出一株高产水溶性纤维的菌株 确定高活性大豆膳食纤维的生产技术
高活性膳食纤维中可溶性纤维含量≥20% 大豆纤维多糖中可溶性多糖达到18% 生产出两种大豆纤维多糖的益生乳制品 5.生物技术制备高活性膳食纤维和 大豆纤维多糖的研究

27 6.大豆皂甙的分离纯化及免疫增强、 抗肿瘤作用的研究
国际上首次进行高浓度大豆皂甙单体A、B的分离 国际上首次比较全面研究大豆皂甙对多种肿瘤的拮抗作用 在分子水平和细胞水平上探讨大豆皂甙的抑癌作用可能机制 探讨如何提高机体免疫力来杀伤肿瘤细胞，为抗肿瘤治疗提供一条新的思路

28 7. 高活性大豆异黄酮单体分离技术研究 开发大豆异黄酮胶囊，苷元总含量大于6%，填补国内空白 研制出单体染料木黄酮，纯度大于90%

29 1. 浓缩蛋白副产物糖蜜综合利用技术研究 实现大豆低聚糖、异黄酮、皂甙一线三产品的提取工艺
应用商品化酶或从天然食用原料中提取纯化β-葡萄糖苷酶水解大豆糖蜜（或脱脂豆粕）中的大豆异黄酮 提取出纯度为75%的大豆低聚糖粉末 、纯度为80%的大豆异黄酮晶体与纯度为75%大豆皂甙

30 2. 大豆乳清蛋白功能特性研究及应用 大豆乳清蛋白营养及生物学特性的研究 大豆乳清蛋白系列食品开发 大豆乳清蛋白机能饮料研制
在乳制品、肉制品中的应用 

31 四、展望及发展趋势 大豆蛋白（功能蛋白、专用蛋白、分子重组蛋白等） 大豆油脂（酶法精炼、高不饱和度油脂等）
大豆生理活性物质开发利用（单体异黄酮、皂甙、活性多糖、酶改性磷脂、功能肽等） 大豆加工副产物综合利用（乳清蛋白、糖蜜） 大豆非食品用途加工（油墨、胶粘剂、环保涂料等）

32