实验7-大豆分离蛋白的制备

燕山大学课程设计说明书大豆分离蛋白（SPI）分离提取工艺及其优化条件的探究学院（系）：环境与化学工程学院年级专业：08级生物化工学号：燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：环境与化学工程学院基层教学单位：生物工程系说明：学生、指导教师、基层教学单位各一份。

2011年 6月 27 日2010-2011 春季学期生物工程专业课程设计结题论文大豆分离蛋白（SPI）分离提取工艺及其优化条件的探究摘要本设计拟定以低温脱脂豆粕为原料，以改良的碱提酸沉新工艺对大豆分离蛋白（SPI）进行分离提取，并对其工艺的优化条件进行探究。

设计实验主要分为三个部分来探究SPI 分离提取工艺及其优化条件：单因素实验确定SPI 提取工艺参数范围的设计；正交实验确定SPI 提取工艺优化条件的设计；最佳SPI 提取工艺优化参数下应用碱提新工艺的设计。

第一部分设计单因素实验分别探究SPI 提取工艺参数（料液比、提取温度、提取时间、酸碱度）范围，为进一步工艺最优条件探究奠定基础；第二部分设计在确定SPI 提取工艺参数基础上，借助正交实验进一步确定其优化条件；第三部分在前两部分基础上，将其最优工艺参数条件应用于改良的SPI 提取新工艺中，以最大化提高蛋白质提取率。

通过本次课程设计，拟确定改良的碱提酸沉新工艺进行SPI 提取的优化条件，以获得较高蛋白质提取率及各项指标的数据范围,进一步扩宽SPI 的应用范围,为蛋白质提取在本专科实验教学中的应用提供参考依据，并为今后某些物质的分离提取工艺研究奠定技术基础。

关键词：大豆分离蛋白；碱提酸沉法；分离提取；工艺条件优化目录第一部分：文献综述1.大豆分离蛋白概况背景 (1)1.1 大豆产物简介 (1)1.2 大豆分离蛋白（SPI）概述 (1)1.3大豆分离蛋白功能特性 (2)1.3.1乳化性 (2)1.3.2水合性 (2)1.3.2.1吸水性 (2)1.3.2.2保水性 (3)1.3.2.3膨胀性 (3)1.3.3吸油性 (3)1.3.4胶凝性（又称凝胶性） (4)1.3.5溶解性 (4)1.3.6起泡性 (4)1.3.7粘性 (5)1.3.8结团性 (5)1.3.9组织性 (5)2. 大豆分离蛋白应用前景 (5)2.1 在乳制品中的应用 (6)2.2 在面制品中的应用 (6)2.2.1面条和挂面 (7)2.2.2培烤食品 (7)2.2.3方便面 (7)2.3 在肉制品中的应用 (7)2.4 在其他食品中的应用 (8)2.4.1饮料生产 (8)2.4.2作为发泡剂 (8)2.4.3罐头食品 (8)3.大豆分离蛋白提取工艺方法 (8)3.1 酸沉碱提法 (9)3.2 超过滤法 (9)3.3反胶束萃取分离法 (9)3.4离子交换法 (10)I燕山大学课程设计说明书3.5起泡法 (10)3.6反相高效液相色谱法 (10)4.我国分离提取大豆分离蛋白（SPI）发展现状 (11)4.1大豆分离蛋白的发展现状 (11)4.2我国大豆分离蛋白生产水平与国外先进水平的差距 (13)4.2.1对大豆原料加工处理不重视 (13)4.2.2产品的功能差 (14)4.2.3综合效益差 (14)5. 总结——本设计的研究宗旨以及意义 (14)第二部分：课程设计部分1. 材料 (16)1.1 实验原料 (16)1.2 实验器材 (17)1.3 实验试剂 (17)2.方法 (17)2.1传统碱提酸沉法 (17)2.1.1原料处理 (17)2.1.2溶解萃取 (18)2.1.3 酸沉淀 (18)2.1.4干燥测定分析 (18)2.2优化改良的碱提酸沉新工艺 (19)2.2.1豆粕浸取处理 (19)2.2.2三次碱提萃取 (19)2.2.3酸沉淀 (19)2.2.4干燥测定分析 (20)3.设计 (20)3.1单因素实验确定SPI提取工艺参数范围的设计 (20)3.1.1提取时间对SPI 二次碱提效果的影响 (20)3.1.2提取pH对SPI二次碱提效果的影响 (20)3.1.3提取温度对SPI 二次碱提效果的影响 (21)3.2正交实验确定SPI提取工艺优化条件的设计 (21)3.3最佳SPI提取工艺优化参数下应用碱提新工艺的设计 (20)4.分析与总结 (22)4.1 分析展望 (22)4.2 总结体会 (24)参考文献 (26)Ⅱ燕山大学课程设计说明书第一部分文献综述1.大豆分离蛋白概况背景大豆的蛋白含量较高而且营养丰富，一般含蛋白30～50 %。

大豆分离蛋白工艺介绍大豆分离蛋白是指从大豆中分离出的具有高纯度的蛋白质制品。

大豆蛋白质是一种优质的植物蛋白质，含有丰富的氨基酸和营养成分，具有广泛的应用价值。

大豆分离蛋白工艺是将大豆加工成蛋白质粉末的过程，以下将详细介绍大豆分离蛋白工艺。

1.清洗和去皮：将采摘好的大豆经过清洗和去皮处理，去除表面的杂质和皮层。

2.破碎和研磨：将去皮的大豆破碎成颗粒状，然后利用研磨机进行研磨，使大豆颗粒破碎成细小的颗粒。

3.水浸提取：将研磨好的大豆颗粒与水混合，进行水浸提取。

水浸提取的目的是通过水的作用将大豆中的蛋白质溶解到水中。

4.残渣分离：经过水浸提取后，得到含有大豆蛋白质的浆液，这时需要将浆液中的蛋白质与固体残渣分离。

分离的方法可以采用沉淀、滤液和离心等方式进行。

5.蛋白质沉淀：将得到的蛋白质浆液进行酸碱调节，使其pH值达到蛋白质的等电点，促使蛋白质沉淀。

沉淀后的蛋白质会形成团块，需要进一步进行处理。

6.过滤和洗涤：将蛋白质沉淀进行过滤，去除杂质，然后通过洗涤的方式去除蛋白质沉淀中的杂质和溶解物质。

7.除水处理：将洗涤后的蛋白质沉淀进行除水处理，可以通过离心、压裂、减压干燥等方式去除蛋白质中的水分。

8.研磨和筛分：将除水后的蛋白质块进行进一步的研磨和筛分处理，使其成为均匀的粉末状态。

9.过程控制和质量检测：在整个加工过程中，需要对各个环节进行严格的控制，保证蛋白质粉末的质量符合要求。

同时，还需要进行质量检测，检测蛋白质粉末的含量、氨基酸组成以及微生物检测等。

以上就是大豆分离蛋白工艺的基本步骤。

大豆分离蛋白工艺的核心是将大豆中的蛋白质从其他成分中分离出来，并使其达到纯度较高的状态。

通过不同的工艺步骤，可以有效地去除大豆中的杂质、沉淀蛋白质、去除水分等处理，最终得到高纯度的大豆分离蛋白。

大豆分离蛋白是一种功能性蛋白质，具有较好的营养价值和功能特性，广泛应用于食品、保健品、医药和化妆品等行业。

随着人们对健康和营养需求的增加，对大豆分离蛋白的需求也逐渐增加，因此，大豆分离蛋白工艺的研究和改进具有重要的意义。

大豆分离蛋白的工艺
大豆分离蛋白的工艺是将大豆豆腐、豆浆等大豆制品通过加工分离出大豆蛋白。

以下是一种常见的工艺流程：
1. 大豆清洗：将原料大豆进行清洗，去除杂质和其他不洁物。

2. 大豆浸泡：将清洗好的大豆进行浸泡，一般在温水中浸泡6-12小时，使大豆变软。

3. 压碎和研磨：将浸泡好的大豆经过研磨和压碎，形成豆浆。

4. 搅拌和沉淀：将豆浆加热至80-90摄氏度，并搅拌一段时间，让蛋白质凝聚在一起形成凝胶状物质。

然后将凝胶状物质静置，使大豆蛋白质沉淀。

5. 分离和提取：将沉淀的大豆蛋白质与液体分离，可以通过离心和过滤等方式进行。

6. 清洗和干燥：将提取出的大豆分离蛋白进行清洗，去除杂质，然后通过干燥的方式将其变成粉状。

这是一种大豆分离蛋白的基本工艺流程，具体的生产过程可能会因生产规模和设备设施的不同而有所差异。

大豆分离蛋白是一种重要的植物蛋白，广泛用于食品
加工、饲料生产和其他行业。

大豆分离蛋白的生产原理及工艺要点概述及解释说明1. 引言1.1 概述大豆分离蛋白是从大豆中提取的一种具有高蛋白质含量的食品原料，其具备多种营养价值和功能特性。

随着人们对健康饮食需求的增加和膳食观念的转变，大豆分离蛋白作为一种理想的替代动物性蛋白质来源，在食品工业中得到了广泛应用。

本文将深入探讨大豆分离蛋白的生产原理及工艺要点，旨在全面解析分离蛋白的来源、组成以及其在不同工艺阶段的关键参数控制等内容。

通过对该领域的研究与发展现状进行总结，并对其应用前景及发展趋势进行展望，可以为相关行业人士提供有益参考。

1.2 文章结构本文主要由以下部分组成：引言、大豆分离蛋白的生产原理、分离蛋白生产工艺要点、分离蛋白产品应用与市场前景展望以及结论。

其中，引言部分旨在引领读者进入本文主题，并概括介绍大豆分离蛋白的相关背景和意义。

1.3 目的本文的目的是对大豆分离蛋白的生产原理及工艺要点进行全面解析和说明，以增加人们对该领域的了解。

通过详细介绍分离蛋白的定义、来源、提取方法以及其组成与结构特点等方面，帮助读者全面掌握大豆分离蛋白的基本知识。

同时，通过讨论原料选取与预处理、工艺参数控制、纯化与浓缩技术等关键环节，提供了分离蛋白生产过程中需要注意的要点。

最后，展望了分离蛋白产品在食品工业中应用概况以及市场前景，并对未来发展趋势和挑战进行了展望。

总之，本文旨在为读者全面深入地了解大豆分离蛋白的生产原理及工艺要点提供参考，为该领域相关研究和实践提供一定指导意义。

2. 大豆分离蛋白的生产原理2.1 大豆分离蛋白的定义与作用大豆分离蛋白，也称为大豆分离物或大豆分离蛋白质，是一种从大豆中提取得到的蛋白质产品。

它由大豆中的蛋白质经过特殊的加工方法进行提取和纯化而得到。

大豆分离蛋白具有丰富的营养价值，同时也可用于食品加工、饲料添加剂和其他工业应用。

2.2 大豆分离蛋白的来源和提取方法大豆是世界上重要的农作物之一，其种子含有丰富的油脂、碳水化合物和蛋白质。

收稿日期:2004-03-20作者简介:李吕木,男,1956年出生,研究员,从事饲料、动物营养及植物蛋白工程研究。

大豆分离蛋白及其制取李吕木安徽农业大学饲料科技研究所　(合肥　230036)摘　要:综述了大豆分离蛋白的特性和生产现状,找出了我国大豆分离蛋白生产与国外先进技术的差距,比较了四种大豆分离蛋白的提取方法,对大豆分离蛋白的研究和发展方向提出展望。

关键词:大豆蛋分离白;功能性中图分类号:TS201.2+1 文献标识码:B 文章编号:1672-5026(2004)02-0007-04Soybean protein isolate and its isolationLi L ǜmuInstitute of Fe ed Science and Technology ,Anhui AgriculturalU niversity ,(Hefei 230036)A bstract :The characteristics and producing actuality of soybean protein isolate (SPI )are re -view ed .The differences in technology on SPI betw een China and other countries are pointed out and the four isolating methods of SPI compared .The research and development directions on SPI are pre -view ed .Key words :soy bean protein isolate ;functionality 蛋白质的食物来源包括动物蛋白和植物蛋白,而在肉、蛋、奶等动物蛋白食物中蛋白质仅占一部分,所以摄入动物蛋白的同时也就不可避免地吃了许多其他成分,如胆固醇和饱和脂肪酸等。

大豆蛋白的生产工艺大豆蛋白是从大豆中提取出来的蛋白质，是一种重要的植物蛋白来源。

大豆蛋白的生产工艺可以分为以下几个步骤：原料处理、浸出、沉淀、过滤、浓缩、干燥、细粉。

1. 原料处理：选取优质的大豆作为原料，首先需要进行清洁和分级。

大豆经过除杂、去皮、除石等预处理操作，确保原料的质量。

2. 浸出：将事先处理好的大豆颗粒浸泡在适量的水中，形成大豆浆。

浸出的时间和温度对后续工艺影响较大，一般为55-60下浸出1-2小时。

3. 沉淀：将得到的大豆浆在调整好的pH值下进行瞬时加热，使其凝固沉淀。

可使用CaSO4、二氧化硅等凝固剂，促进蛋白质的凝聚沉淀。

这一步的目的是将蛋白质和其他杂质分离。

4. 过滤：将沉淀的大豆蛋白质通过滤网过滤，去除大豆渣等固体杂质。

滤网孔径的选择要根据产品要求来确定，一般为0.1-0.2毫米。

5. 浓缩：将过滤得到的大豆蛋白液浓缩，去除过多的水分。

常用的方法有真空浓缩和加热浓缩。

这一步的目的是提高蛋白质的浓度。

6. 干燥：将浓缩后的大豆蛋白液通过喷雾干燥或滚筒干燥等方法进行干燥，使其成为粉状。

干燥的温度和时间需根据产品质量要求进行调整，以避免蛋白质的变性和失活。

7. 细粉：将干燥的大豆蛋白进行研磨、筛分等操作，使其成为所需要的细粉末。

细粉的粒径大小根据产品的用途和要求来确定。

在大豆蛋白的生产过程中，还需要进行一系列的工艺控制和调整。

例如，pH值的调整可以影响大豆蛋白的凝聚质量；温度和时间的控制可以影响蛋白质的保护和活性；干燥后的细粉末的包装、储存等也需要注意。

总的来说，大豆蛋白的生产工艺包括原料处理、浸出、沉淀、过滤、浓缩、干燥和细粉等步骤。

通过这些步骤的合理操作和控制，可以提高大豆蛋白的提取率和产品质量，满足不同用途的需求。

大豆蛋白的提取、干燥、性质测定实验摘要：以大豆为原料，采用碱提酸沉法提取大豆蛋白，以蛋白质提取率为指标，通过查阅文献确定了提取大豆蛋白的最佳工艺：35摄氏度下，pH 10 ，浸提时间40 min, 液料比20：1( mL/g）。

将提取出来的大豆蛋白用真空冷冻干燥装置进行干燥，通过前后称重，计算大豆蛋白的提取率。

利用提取出来的大豆分离蛋白进行大豆蛋白的性质测定实验。

食品体系中的大豆蛋白所具有的功能性如下：功能性质作用方式食品体系溶解度蛋白质溶解性能，与pH等相关饮料类乳化性脂肪乳状液的形成以及稳定肉类、酱类、汤类持水性游离脂肪的吸附肉类、酱类起泡性形成稳定膜、固定气体搅打奶油、甜食粘度增稠作用汤类、肉汁凝胶蛋白质基质的形成凝乳、乳酪凝聚-粘附性蛋白质作为粘附剂香肠、焙烤制品粘弹性面筋中的疏水键，凝胶中的二硫键肉类、焙烤本组决定利用提取的大豆分离蛋白测定大豆蛋白的持水性。

关键词：大豆蛋白、碱提酸沉、真空冷冻干燥、持水性正文：实验材料仪器：天平、烧杯、量筒、玻璃棒、pH试纸、Sigma离心机、4℃冰箱、1号离心管、20ml离心管、50ml离心管、真空冷冻干燥箱材料：大豆粉、蒸馏水、氢氧化钠溶液、盐酸溶液实验步骤一、大豆蛋白的提取原理：大豆分离蛋白的生产方法常见的有: 超滤膜法、离子交换法、碱溶酸沉法, 其中碱溶酸沉法是我国普遍采用的生产工艺。

此法能够有效地提高产品得率,能充分利用蛋白资源。

生产的分离蛋白不仅除去了可溶性糖类, 还除去了不溶性聚糖, 因而蛋白质含量高。

该种工艺主要是基于调解溶液的 p H 值, 从而调解蛋白质的溶解度, 在 pH 值调至 4. 5 左右时, 由于蛋白质处于等电点状态而凝集沉淀下来, 经分离后得到蛋白沉淀物, 再经洗涤、中和、灭菌、干燥即得分离蛋白产品。

1、用电子天平称取大豆粉末10.01g，加入200ml蒸馏水，即液料比为20:1，搅匀.2、取40％的氢氧化钠10ml，加入100ml蒸馏水进行稀释，配制成稀碱溶液待用。

超滤法生产大豆分离蛋白的研究超滤法生产大豆分离蛋白的研究大豆分离蛋白是一种高品质、高营养的植物蛋白，主要由Glycinin和Beta-conglycinin两种储存蛋白组成。

它们能够提供人体所需的必需氨基酸，并且不含胆固醇。

近年来，随着人们对健康食品的追求，大豆分离蛋白被广泛应用于食品和保健品的生产领域。

为了提高大豆分离蛋白的纯度和产量，超滤法成为了一种常用的工艺方法。

超滤法的原理是以分子量为基础，通过孔径较小的滤膜，将大分子物质和小分子物质分离开来。

分离蛋白的过程中，先将大豆磨成粉末，然后加入适量盐酸、苏打等试剂，使大豆分离蛋白有所溶解。

这样的混合物经过调节后，会在超滤装置上进行加压，将大分子物质如未被酵素水解的蛋白多肽、油脂等通过滤膜留在上部，而小分子物质如溶解的水分和蛋白质被抽离到滤膜下部。

超滤法生产大豆分离蛋白的关键在于滤膜的选择和运用。

滤膜的选择较为复杂，需考虑至少四个因素：分子量截留、生产效率、维护成本和耐化学腐蚀程度。

一般分子量在1-40kDa之间的滤膜具有好的截留效果，选择这样的滤膜可以使大分子物质过滤不过去。

但是，超龄法的滤膜数量较多，且需要经常更换，所以需要兼顾生产效率和维护成本。

此外，滤膜应该是耐化学腐蚀的，因为混合物中加入的试剂有可能对滤膜有反应。

关于超滤法生产大豆分离蛋白的技术难点，主要包括以下两个方面。

首先是选择最合适的滤膜。

我国目前缺乏大量的关于大豆分离蛋白滤膜的研究，滤膜的放大生产和应用还存在很多问题，例如滤膜压力不稳定、堵塞、泄漏等情况。

同时，大豆分离蛋白的成分较为复杂，由多种蛋白组成，难以从中区分出各种蛋白的分子量差异。

因此，选择合适的滤膜十分重要，以充分发挥超滤法分离蛋白的优势。

其次，是克服生产过程中的成本和瓶颈问题。

虽然超滤法生产的大豆分离蛋白质量高，但耗费的原材料成本比传统分离法要高很多，生产效率也较低。

在提高产品质量的同时，如何控制生产成本，实现产量和商业利润的平衡，是挑战超滤法生产大豆分离蛋白的一个关键问题。

大豆分离蛋白工艺摘要：作为一种食品添加剂,大豆分离蛋白广泛应用于各种各样的食品体系中。

大豆分离蛋白的成功应用在于它具有多种样的功能性质，功能性质是大豆分离蛋白最为重要的理化性质，如凝胶性、乳化性、起护色注、粘度等。

本文主要大豆分蛋白的一种制取工艺。

关键字：大豆分离蛋白、分离工艺、影响因素、设备前言大豆分离蛋白是重要的植物蛋白产品, 除了营养价值外，它还具有许多重要的功能性质, 这些功能性质对于大豆蛋白在食品中的应用具有重要的价值。

大豆蛋白的功能性质可归为三类一是蛋白质的水合性质( 取决于蛋白质-水相互作用)，二是与蛋白质-蛋白质相互作用有关的性质，三是表面性质[1]。

水合性质包括：水吸收及保留能力、湿润性、肿胀性、粘着性、分散性、溶解度和粘度。

而蛋白分子间的相互作用在大豆蛋白发生沉淀作用、凝胶作用和形成各种其它结构(例如面筋) 时才有实际的意义。

表面性质主要是指乳化性能和起泡性能[2]。

1.功能特性1.1 乳化性乳化性是指将油和水混合在一起形成乳状液的性能。

大豆分离蛋白是表面活性剂, 它既能降低水和油的表面张力,又能降低水和空气的表面张力。

易于形成稳定的乳状液。

乳化的油滴被聚集在油滴表面的蛋白质所稳定,形成一种保护层。

这个保护层可以防止油滴聚集和乳化状态的破坏, 促使乳化性能稳定。

在烤制食品、冷冻食品及汤类食品的制作中, 加入大豆分离蛋白作乳化剂可使制品状态稳定。

1.2 水合性大豆分离蛋白沿着它的肽链骨架，含有很多极性基,所以具有吸水性、保水性和膨胀性。

1.2. 1 吸水性一般是指蛋白质对水分的吸附能力,它与即水份活度、pH、深度、蛋白质的颗粒大小、颗粒结构、颗粒表面活性等都是密切相关的。

随水份活度的增强，其吸水性发生快——慢——快的变化。

1.2. 2 保水性除了对水的吸附作用外，大豆蛋白质在加工时还有保持水份的能力，其保水性与粘度、 pH、电离强度和温度有关。

盐类能增强蛋白质吸水性却削弱分离蛋白的保水性。

大豆分离蛋白生产工艺探讨大豆分离蛋白是一种从大豆种子中提取的高蛋白质原料，具有丰富的营养价值和广泛的应用领域。

大豆分离蛋白的生产工艺包括原料处理、提取、分离和精制等环节。

本文将探讨大豆分离蛋白的生产工艺，并提出一种改进方案。

首先，在原料处理环节，选用优质的大豆种子作为原料，并进行清洗和去杂处理。

清洗的目的是去除大豆表面的污垢和杂质，以提高提取效率和产品质量。

去杂处理是为了去除大豆种子中的杂质，如石头、异物等，确保提取的大豆分离蛋白的纯度和安全性。

其次，在提取环节，采用水煮法进行大豆分离蛋白的提取。

将清洗后的大豆加水煮沸，使蛋白质从大豆中溶解出来，形成悬浮液。

通过脱水和过滤的步骤，将悬浮液中的大豆分离蛋白提取出来。

此外，可以在提取过程中添加酶或盐酸等物质，以提高提取效率和蛋白质的纯度。

然后，在分离环节，采用离心或超滤等物理方法，对提取的大豆分离蛋白进行纯化和浓缩。

离心法是利用离心机通过离心力将溶液中的蛋白质分离出来，然后通过洗涤和干燥等步骤得到纯化的大豆分离蛋白。

超滤法是利用超滤膜的分离原理，通过逆流过滤对蛋白质进行纯化和浓缩。

这些分离方法可以根据需要进行组合应用，以得到更高纯度和更好功能性的大豆分离蛋白。

最后，在精制环节，对分离的大豆蛋白进行进一步处理和改善其性质。

可以采用离子交换等方法去除大豆蛋白中的杂质和有害物质，提高其稳定性和储存性。

同时，可以对大豆蛋白进行水解或酶解，以改善其可溶性和胶凝性，提高其应用价值。

针对目前大豆分离蛋白生产工艺的一些问题，提出以下改进方案。

首先，可以引入先进的分离技术，如超高速离心和膜分离技术，以提高分离效率和纯化度。

其次，可以采用酶法或超声波法等新型的提取方法，可提高提取效率和蛋白质的质量。

此外，可以引入生物反应器等新型设备，提高生产效率和自动化水平。

最后，可以加强工艺控制和质量监测，确保产品的一致性和安全性。

综上所述，大豆分离蛋白的生产工艺包括原料处理、提取、分离和精制等环节。