大豆蛋白范文

时间:2023-10-21 23:19:24

大豆蛋白

大豆蛋白篇1

全脂大豆粉水份含量在百分之10左右,蛋白质含量在百分之30左右,脱脂大豆粉水分含量在百分之10左右,蛋白质含量在百分之45左右。大豆通称黄豆。豆科大豆属一年生草本,高30-90厘米。茎粗壮,直立,密被褐色长硬毛。叶通常具3小叶;托叶具脉纹,被黄色柔毛;小叶宽卵形,纸质;总状花序短的少花,长的多花;苞片披针形,被糙伏毛;小苞片披针形,被伏贴的刚毛;花萼披针形,花紫色、淡紫色或白色,基部具瓣柄,翼瓣蓖状。荚果肥大,稍弯,下垂,黄绿色,密被褐黄色长毛。

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大豆蛋白篇2

摘要:

研究了交联改性前大豆蛋白基胶黏剂的NaHSO3改性处理工艺对大豆蛋白基胶黏剂性能的影响。结果表明:当反应温度为30℃、反应时间为0.5h、加入4%NaHSO3处理大豆蛋白,再经交联剂改性制备的大豆蛋白基胶黏剂胶合板干、湿强度满足GB/T9846.3-2004中有关I类胶合板的强度要求。动态热机械性能(DMA)分析结果表明,NaHSO3改性处理后大豆蛋白基胶黏剂的机械性能和热稳定性都有所提高,固化起始温度略降低。差示扫描量热(DSC)和傅里叶红外光谱(FTIR)分析表明,经NaHSO3处理后蛋白质分子中的二硫键有明显的断裂,且有明显的DSC固化放热峰。交联改性前,大豆蛋白通过NaHSO3改性处理,可以降低大豆蛋白基胶黏剂的交联剂使用量,从而在不影响使用性能的前提下,进一步降低大豆蛋白胶黏剂的制作成本。

关键词:

NaHSO3改性;交联剂;大豆蛋白;胶合板

近年来,随着人们环保意识的不断提高,可再生的、环境友好型胶黏剂越来越受到人们的重视。大豆蛋白质以其来源丰富、性能优良、反应活性高和操作简单及胶接产品无游离甲醛释放等特点,日益受到人们的重视和青睐,成为天然胶黏剂研究中的热点[1-4]。课题组前期在碱降解改性基础上通过交联改性制备了耐水性能较好的大豆蛋白胶黏剂[5-8]。研究中,碱的作用主要在于破坏蛋白质分子间的氢键,降低胶黏剂的黏度。在实际研发过程中,为了达到具有可操作性的黏度,所使用的碱量通常较高,达固体豆粉量的8%甚至更高。而事实上,过多碱的使用在一定程度上导致了大豆蛋白分子化学结构的大量破坏,从而增加了交联剂用量,进而增加了大豆蛋白胶黏剂成本。同时,碱还有可能导致蛋白分子上具有反应活性的氨基的释氨现象,降低大豆蛋白交联反应的活性。在碱降解改性大豆蛋白胶黏剂的实际使用过程中,过多碱的使用也将导致木材的“碱伤”,影响木质复合材料的强度性能。大豆蛋白分子是球形结构,分子中的主要连接方式包括肽键、盐键、二硫键、氢键及分子间的范德华力。为降低大豆蛋白胶黏剂的黏度,除使用碱降解处理破坏分子间的氢键外,还可考虑利用其它处理方式破坏大豆蛋白分子中其它连接键。KALAPATHYetal[9]等利用Na2SO3处理大豆蛋白,使大豆蛋白分子中二硫键数量下降28%,大豆蛋白黏度降低,同时暴露出更多隐藏在分子内部的疏水基团,提高大豆蛋白胶的疏水性。本研究以弱酸性盐NaHSO3代替碱处理大豆蛋白,旨在借助弱酸作用破坏大豆蛋白分子间的氢键作用,同时,通过盐的作用破坏蛋白分子间的二硫键,得到黏度适中的胶黏剂。较之碱处理,NaHSO3处理条件相对柔和,将尽可能地保留大豆蛋白大分子结构,降低交联改性时交联剂用量,期望进一步降低成本。

1材料与方法

1.1试验材料脱脂大豆粉(200目,蛋白质含量53.4%),购自山东御馨豆业蛋白有限公司;亚硫酸氢钠(NaHSO3),分析纯;交联剂为实验室自制,固体含量为38%,黏度50mPa•s;杨木(Populusspp.)单板幅面300mm×220mm,厚度1.5mm,含水率8%-10%,购自江苏。

1.2胶黏剂的制备及性能测试向配有机械搅拌棒、温度计和冷凝管的圆底三口烧瓶中加入250g水、一定量的NaHSO3,启动机械搅拌棒搅拌,升温至反应温度后,加入80g脱脂大豆粉,反应一定时间后,冷却得到预处理的大豆蛋白。其中,NaHSO3加入量、反应时间和反应温度为可变因子。在制备胶合板之前,将大豆蛋白胶黏剂与自制交联剂共混均匀,直接作为胶合板的胶黏剂,交联剂的添加量为大豆蛋白胶黏剂固体含量的10%。大豆蛋白胶黏剂的黏度测试方法参照国标GB/T14074-2006[10]进行,添加交联剂前、后大豆蛋白胶黏剂的黏度分别以η1、η2表示。

1.3胶合板的制备及性能测试在实验室中制备3层杨木胶合板。以双面施胶量为380g•m-2对单板进行施胶,流平后开口陈放15-20min后热压。热压工艺为:时间8min;温度180℃;压力1.5MPa。胶合板干状胶合强度的测试方法参照GB/T9846.7-2004[11],湿状胶合强度的测试方法参照国标GB/T17657-1999中4.15[12]的Ⅰ类胶合板的快速检验方法,将试件在沸水中煮3h,之后在室温下放置10min,测量的结果乘以系数0.9作为试样的湿状剪切强度。

1.4动态热机械性能分析测试仪器用NETZSCHDMA-242;分析软件用NETZSCHProteus;试验采用三点弯曲模式,升温速率5K•min-1,温度范围40-300℃,频率50Hz,动态力1.5N;试件规格为50mm×10mm×3mm(杨木片),涂胶量0.125g。

1.5红外光谱分析仪器用美国瓦里安傅立叶变换红外光谱仪Varian1000,样品经冷冻干燥后再用KBr压片法测试,扫描范围400-4000cm-1;扫描32次。1.6差示扫描量热分析仪器用德国NETZSCH差示扫描量热仪PerkirrElmerDSC,氮气保护,测试温度范围50-230℃,升温速率10K•min-1;分析软件用PYRISTMVersion4.0。

2结果与讨论

2.1处理工艺对大豆蛋白胶黏剂性能的影响

2.1.1改性剂添加量对大豆蛋白胶黏剂性能的影响表1是反应时间2h,反应温度60℃时,NaHSO3添加量对大豆蛋白胶黏剂性能的影响。从由表1可知,随着NaHSO3的增加,添加交联剂前豆胶的黏度η1先减小后增加,原因在于NaHSO3能够打断连接蛋白质分子间的二硫键,二硫键的断裂使蛋白分子之间作用力减弱,表现为黏度的下降,但随着NaHSO3的继续增加,被破坏的二硫键增多,豆粉更为紧凑的体型分子结构被破坏,导致体系的黏度增加。添加交联剂后豆胶的黏度η2随着NaHSO3的增加总体呈下降趋势,当不添加NaHSO3时,体系中为体型结构的大豆蛋白分子,与交联剂混合后的高黏度可能是由交联剂与少量蛋白分子活性基团的反应所致,大豆蛋白质组成成分中,含二硫键的11S分子量高达30余万,即使仅有极少量交联剂在常温条件下与大豆蛋白分子发生了反应,也将使体系中部分组分分子量实现大幅增加,而由此导致黏度的大幅提高。当NaHSO3添加量为2%时,蛋白分子二硫键的破坏有限,因此,添加交联剂后体系的黏度仍然较大。当NaHSO3添加量为4%和6%时,黏度较为适宜,且两者区别不大。当添加量为4%时,添加交联剂前后的黏度区别不大,说明在常温条件下,交联剂与豆胶分子的反应较少,对保证胶黏剂的适用期有利。当NaHSO3添加量为6%时,添加交联剂后的黏度甚至比添加交联剂前的黏度低,主要是由低黏度的交联剂对豆胶黏度的稀释作用所致。NaHSO3改性大豆蛋白胶黏剂胶合板的干、湿强度基本可以满足国家标准GB/T9846.3-2004[13]要求(≥0.70MPa),说明本研究中的交联剂能有效改善大豆蛋白胶黏剂的耐水性能,仅当添加量为最低值时略显不足。NaHSO3添加量对本工艺条件下胶黏剂湿状强度的影响规律不明显,未加NaHSO3时的湿状强度甚至比添加时高,说明在体系中保留一定的蛋白高分子结构对蛋白胶黏剂的强度有利。但结合黏度考虑,为保证胶黏剂使用上的可操作性,NaHSO3的添加量以4%-6%为宜。

2.1.2处理温度对大豆蛋白胶黏剂性能的影响温度是蛋白质良好的变性剂,而NaHSO3在溶液中显弱酸性,高温和有限的酸性有助于部分大豆蛋白主键的水解,不充分的水解使得水解产物堆积导致黏度很高。由表2可知,温度对大豆蛋白基胶黏剂改性前后的黏度影响非常明显。在同等处理时间内,体系黏度随着反应温度的升高而升高。加入交联剂后的黏度(η2)与加入之前的黏度(η1)变化一致,但当反应温度为90℃时,体系黏度过大而不易施胶。随着处理温度的升高,大豆蛋白基胶黏剂胶合板干、湿强度均有下降趋势,结合胶黏剂的黏度性能考虑,处理温度以30℃为最佳。

2.1.3处理时间对大豆蛋白胶黏剂性能的影响从表3可知,处理时间为2.0-2.5h时,大豆蛋白胶的黏度η1变化不大;处理时间为1.0-2.5h时,大豆蛋白胶的黏度η2波动不大。说明NaHSO3在较短处理时间内即对大豆蛋白的二硫键降解产生作用,但延长时间并不会对降解产生明显作用。当处理时间为0.5h时,胶合板的干、湿强度值最大。综合黏度和胶合性能,处理时间以0.5h为最优。

2.2验证试验选取处理工艺NaHSO3加入量4%、处理温度30℃、处理时间0.5h制备大豆蛋白胶黏剂。验证试验结果如表4所示。未经交联剂改性的大豆蛋白胶黏剂干强度为1.64MPa,远远高于GB/T9846.3-2004[13]的要求,但未经改性的大豆蛋白胶黏剂几乎无耐水性。以本研究的方法即先用NaHSO3处理后再交联改性大豆蛋白并压制胶合板,胶合板干、湿强度值均满足标准要求。采用8%的碱处理大豆蛋白,添加14%的交联剂改性的大豆蛋白胶黏剂压制胶合板,并对胶合板干、湿强度值进行对比。由表4可知,以碱降解处理大豆蛋白,最终制备的大豆蛋白胶黏剂具有相对低的施胶黏度,但需要消耗14%交联剂才能接近以NaHSO3处理的大豆蛋白添加10%交联剂的效果。由此说明,交联改性前,大豆蛋白通过NaHSO3改性处理,可以降低大豆蛋白胶黏剂的交联剂使用量,从而进一步降低大豆蛋白胶黏剂的制作成本而又不影响使用性能。

2.3动态热机械性能分析图1为NaHSO3处理和加入交联剂后大豆蛋白胶的动态热机械性能分析。交联改性前后大豆蛋白胶黏剂DMA图的变化趋势一致,说明交联改性对大豆蛋白胶黏剂固化反应速率影响不大。从图1可以看出,交联改性后大豆蛋白胶黏剂的起始弹性模量较未改性的高,但总体差值并不大,起始弹性模量的不同主要是由于交联改性前后大豆蛋白胶黏剂不同的黏度和初黏性所导致的。交联改性后的大豆蛋白胶黏剂在80℃开始出现储能模量的增加,说明此时由于大豆蛋白胶黏剂固化所致的试样强度的增加量大于由于加热试样软化导致的试样强度的减少量。与交联改性前的大豆蛋白胶黏剂相比较,固化起始温度约提前10℃。随着温度的继续升高,大豆蛋白胶黏剂迅速固化,表现为储能模量的迅速增加,交联改性前在140℃、改性后在150℃达到最大值,储能模量值在一定程度上反映体系的强度性能[14],说明此时胶黏剂固化完全。交联改性之前,体系的储能模量在最大值处稳定一段时间后,于170℃附近开始下降,交联改性后于210℃开始下降。由此说明,交联改性后的豆胶热稳定提高。总体而言,交联改性后的大豆蛋白胶黏剂固化温度较未改性的略有提前,同时,交联改性也有利于胶黏剂体系强度性能的提高。储能模量在140、150℃达到最大,也说明为了保证大豆蛋白胶黏剂的在热压过程中迅速固化,热压温度宜高于140℃或150℃。

2.4红外光谱分析大豆蛋白主要含有-NH2、-OH、-COOH等活性基团。波长在1250-1700cm-1为大豆蛋白红外光谱特征吸收峰谱带。大豆蛋白具有明显特征吸收峰,波数在1600-1700cm-1为酰胺Ⅰ区C=O伸缩峰,波数在1500-1600cm-1为酰胺Ⅱ区N-H弯曲振动峰或C-N伸缩振动峰,波数在1250cm-1左右为酰胺Ⅲ区C-N伸缩振动峰,1390cm-1是COO-的特征峰,1055cm-1为二硫键或者伯醇吸收带[15]。NaHSO3处理大豆蛋白的红外光谱在1050cm-1左右的特征峰的变化反映的是二硫键的断裂情况[16],峰强度的降低说明在NaHSO3的作用下蛋白质分子中的二硫键含量明显降低(图2)。

2.5差示扫描量热分析为了探究NaHSO3改性处理对大豆蛋白胶黏剂热性能的影响,本研究利用DSC对强碱降解大豆蛋白(NaOH)、强碱降解大豆蛋白后交联改性(NaOH/CRO)、NaHSO3改性处理对大豆蛋白(NaHSO3)、NaHSO3改性处理对大豆蛋白后交联改性(NaHSO3/CRO)4种胶黏剂进行分析。从图3可知,强碱降解大豆蛋白胶黏剂的DSC曲线没有明显的放热峰,说明在没有交联剂存在的情况下,豆粉自身在高温下没有明显的化学反应。单纯NaHSO3处理的大豆蛋白胶黏剂在110℃左右出现一个很明显的蛋白质变性峰。大豆蛋白中二硫键多数存在11S球蛋白亚基内,少数存在7S球蛋白亚基间,NaHSO3处理主要是破坏7S球蛋白亚基间的二硫键,还有相当部分的11S球蛋白亚基内的二硫键没有断裂[17]。11S球蛋白内的二硫键有提高热稳定性的作用,表现为变性时需要高的温度和热量,单纯NaHSO3处理的大豆蛋白胶黏剂在110℃左右出现一个很明显的蛋白质变性峰可能与大豆蛋白11S球蛋白亚基内部的二硫键断裂有关。加入交联剂以后,NaOH处理的大豆蛋白基胶黏剂在150℃左右有明显的放热峰,NaHSO3处理的大豆蛋白基胶黏剂在160℃左右有明显的放热峰,说明NaOH/CRO胶黏剂的固化活化能比NaHSO3/CRO低,可能是由于NaHSO3处理大豆蛋白暴露出的活性官能团较NaOH处理的少,反应活性点少。

3结论

为了进一步降低大豆蛋白胶黏剂的交联剂使用量,研究了交联改性前大豆蛋白基胶黏剂的NaHSO3改性处理工艺对大豆蛋白基胶黏剂性能的影响。结果表明,当反应温度为30℃、反应时间为0.5h、加入4%NaHSO3处理大豆蛋白,再经交联剂改性制备的大豆蛋白基胶黏剂胶合板干、湿强度满足GB/T9846.3-2004中有关I类胶合板的强度要求。动态热机械性能(DMA)分析结果表明,NaHSO3改性处理后大豆蛋白基胶黏剂的机械性能和热稳定性都有所提高,固化起始温度略降低。DSC和FTIR分析表明,经NaHSO3处理后蛋白质分子中的二硫键有明显的断裂,且有明显的DSC固化放热峰。交联改性前,大豆蛋白通过NaHSO3改性处理,可以降低大豆蛋白基胶黏剂的交联剂使用量,从而在不影响使用性能的前提下,进一步降低大豆蛋白胶黏剂的制作成本。

大豆蛋白篇3

大豆蛋白纤维是高性能、高附加值品种,具有良好的发展前景和潜力,本文通过介绍大豆蛋白纤维的概念、历史现状和产品开发,探讨了大豆蛋白纤维的应用性能及产品发展情况。

关键词:大豆蛋白;应用性能;产品开发

前言

随着生活水平的提高,人们对环保型纤维的关注和使用越来越高。大豆蛋白纤维本色为淡黄色,含有羟基、氨基等等多种人体所需的极性氨基酸基团,具有良好的保健作用,如抗菌功能、远红外功能、抗紫外线功能等。伴随着大豆纤维纺织品已经逐渐地进入百姓的生活中,人们对于大豆纤维的关注度尤其高。因此,需要宣传大豆纤维纺织品的环保性和服用舒适性,使更多人认识大豆蛋白纤维并喜欢用含大豆蛋白纤维的纺织品。

1大豆蛋白复合纤维概念

大豆蛋白纤维是人造纤维开发史上唯一由中国首先开发并工业化应用的品种[1],是一种易生物降解的“绿色纤维”,它源于可再生且易降解的植物蛋白质,它是以资源丰富出油后的豆粕为主要原料,采用化学、生物化学的方法水浸分离,通过添加羟基和氨基等高聚物助剂,提纯出蛋白质,经湿法纺丝,经醛化稳定后,再经过卷曲、热定型、切断,即可生产出各种规格的纺织用纤维,被誉为“第人造纤维”,也称为“人造羊绒”。整个生产过程对环境、空气、人体、土壤、水质无污染,由于我国具有丰富的大豆蛋白资源,且可以再生,符合可持续发展的要求。它既具有合成纤维优良的物理化学性能,手感爽滑柔软,又有天然植物蛋白的优良性能,绿色环保,静电效应相对较小,接近于蚕丝纤维,

大豆蛋白纤维截面呈哑铃形,纵面有沟槽[2],含有大量的羟基、氨基、羧基等亲水基团,非结晶区较多,纤维内有较多的缝隙和孔洞,吸湿能力强;比表面积大,便于水分排放,产品具有良好的吸湿速干性能。

该纤维单丝细度细,比重小,吸湿性较好,强伸度较高,耐酸耐碱性好,兼具天然纤维和化学纤维的诸多优点,如羊绒的手感、羊毛的保暖性、棉纤维的吸湿透气性、真丝的光泽、化学纤维的导湿快干性等,可与棉、羊毛、蚕丝、粘胶、涤纶和锦纶等多种纤维混纺或交织,是高档纺织面料的理想材料。其纺织品透气性好、光泽柔和、悬垂性好、手感柔软,可以满足人们对舒适性、环保性、美观性的要求,可以用活性染料、酸性染料、直接染料进行染色,采用活性染料染色的产品鲜艳而有光泽,日晒牢度也较好,该纤维的单纤断裂强度比羊毛、棉、蚕丝的强度高,仅次于涤纶等高强度纤维,具有广阔的市场潜力。

2大豆蛋白纤维发展的历史和现状

大豆蛋白纤维是一种再生植物蛋白质纤维,再生蛋白质纤维的研究历史较早,1894年在明胶液中加入甲醛纺丝制得明胶纤维;1904年用牛乳中提炼的酪素纺丝制得酪素纤维;1938年日本油脂公司开发了以大豆为原料的纤维[3];1945年左右,美日科技人员在实验室研制了大豆蛋白纤维。由于受早期科技水平的限制,上述研制的再生蛋白质纤维未能实现工业化生产;1948年美国通用汽车公司从豆粕中提取了大豆蛋白质纤维,但大多因为纤维性能较差,无法进行纺织加工而中断研究;1956年日本东洋纺公司启动酪素蛋白纤维研发计划,1969年形成规模化生产。近年来,其产品和技术也在不断地进行改进。近年日本东洋纺公司开发的牛奶蛋白质纤维实现了工业化生产,因技术和成本问题,至今仍未规模化生产。

相对于国外,我国研究起步较晚,在20世纪50年代、70年代曾分别对再生蛋白质纤维进行过初步的探索,但未获成功。经过各个时期科研人员不断地进取和试验,获得了不菲的成就。1993年河南濮阳华康生物化学工程联合集团的李官奇从去油脂后的豆粕中提炼出大豆球蛋白经改性后进行纺丝,1998年在实验室设备上试纺成功,2000年3月在工厂生产线试纺成功,进入了工业化生产,填补了世界化学纤维制造领域中中国原创技术的空白。2002年第一条工业化试验生产线年生产能力为1500吨,所生产的纤维单纤细度为1.1旦和1.5旦,切断成短纤维长度为38mm、51mm、76mm。国内其他地区都有许多研发成功案例,如江苏省常熟江河天绒纤维有限公司开发产品已获国家专利;成立于2001年的浙江嘉利蛋白纤维有限公司,运用我国原创高新技术,建设12条自动化生产线,年产大豆蛋白功能纤维18000吨;成立于2002年的江苏省高新技术企业――常熟市江河天绒丝纤维有限责任公司拥有6条生产线,年产大豆蛋白纤维9000吨。我国大豆蛋白质纤维制造技术成本竞争优势较大,可运用于大量推广。

3大豆蛋白纤维的产品开发性能及研究进展

大豆蛋白纤维既满足人们对穿着舒适性、美观性的要求.又符合服装免烫、洗可穿等易护理特性[3]。随着大豆蛋白纤维产品的不断开发,利用其在质轻、柔软、光滑、强度高、吸湿、导湿、透气性好等诸多良好性质,织造出的面料尺寸稳定性好,缩水率低,抗皱性好,易洗快干。已经开发出的主要混纺面料如下:

3.1大豆蛋白纤维纯纺

大豆蛋白纤维具有亲肤性,细度细,穿着舒适体贴,纤维外层基本上是蛋白质,具有优良的接触舒适性和热湿舒适性,对人体皮肤具有保健作用,是加工贴身内衣的理想面料。

但由于目前毛羽现象较严重,问题尚未完全解决,所以在开发产品时,易摩擦的服装部位尽量少采用大豆蛋白面料,或采用大豆蛋白复合纤维与其他纤维、纱线进行混纺、交织的面料,以改善其抗起毛起球性能。目前,内衣性能方面的不断改善和成本的降低已经使得产品的竞争力大大增强,高档内衣依旧是大豆蛋白纤维的主要发展方向。

大豆蛋白纤维的梭织产品在光泽上具有麻绢混纺产品风格,挺括性好、悬垂性好,染色牢度好,是制作高档衬衫的理想面料[4]。

3.2大豆蛋白纤维与棉纤维的混纺

大豆蛋白纤维能有效改善棉织物的手感,改进混纺织物的柔软滑爽,提高舒适度。用大豆蛋白纤维与棉混纺的高支纱面料,主要用来制作高档衬衫、高级寝卧具[5]。

3.3大豆蛋白纤维与大麻纤维混纺

大豆蛋白纤维与大麻纤维混纺既保留了大麻纤维吸放湿性能极佳、抗霉抑菌、防紫外线的特点,又提高了纱线强度和柔软度。用大麻纤维与大豆蛋白纤维开发的面料穿着凉爽舒适,手感柔软,悬垂感好,是制作功能性内衣及夏季服装的理想面料。

3.4大豆蛋白纤维与山羊绒混纺

大豆蛋白纤维与山羊绒混纺针织内衣保留了山羊绒产品轻盈柔软、滑糯保暖等风格,大大降低了原料成本,还进一步拓展了山羊绒产品的应用空间,提高了服用性能,也可制成春、夏、秋季薄型绒衫等,具有轻薄软糯、吸湿导汗、保暖华贵等风格特征。

3.5大豆蛋白纤维与真丝产品混纺

大豆蛋白纤维具有桑蚕丝的光泽,与真丝交织或与绢丝混纺的面料既能保持亮泽飘逸,又能改善其悬垂性,消除产生汗渍及吸湿后贴肤的缺点,是制作睡衣、衬衫、晚礼服等高档服装的理想面料。

3.6大豆蛋白纤维与化学纤维混纺

可以与阳离子涤纶进行混纺,以改善最终产品的舒适性能;在大豆蛋白纤维里加入少量氨纶制作的针织面料,增加产品的弹性,降低产品成本,手感柔软舒适,用于制作T恤、海滩装、休闲服、运动服、时尚女装等,颇有休闲风格。

3.7大豆蛋白纤维与其他生态纤维混纺

如聚乳酸(玉米)纤维和大豆蛋白纤维都是重要的新型生态环保型纤维,混纺后织造的面料做成的服装穿着舒适、蓬松柔软、抗菌、吸湿透气、对皮肤亲和性好、可降解、无任何刺激性等特点.是制作高档内衣和时装的首选面料。

如浙江纺织服装科技有限公司以大豆蛋白纤维为主体,采用棉花、羊毛、竹纤维、涤纶等纤维混纺或交织的多纤化路线,综合运用各种工艺和纤维漂染、条子染色和坯布染色等工艺,开发生产了大豆蛋白纤维色织条纹衬衫、提花床上用品的仿羊绒T 恤衫等产品[5]。

4结语

大豆蛋白纤维具有天然蛋白质纤维、纤维素纤维和合成纤维的多重优点,其主要原料是来自于自然界的豆粕,数量大且可再生,所使用的辅料助剂均无毒[5],其生产过程完全符合环保要求,这些特点在当今对于保护资源、实现可持续发展方面是非常宝贵的。

目前大豆蛋白纤维的主要产品有仿羊毛衫、T恤、内衣、休闲服、运动服、时尚女装、衬衣、西装、床上用品等。要充分利用大豆蛋白纤维的特有性能进行市场拓展,通过改进技术和加大研发力度,使得大豆蛋白纤维在价格上具有更大的优势,大豆蛋白纤维在高档衬衫和外衣面料上将拥有更多的发展空间。

参考文献:

[1] 姚穆,来侃,孙润军,等.大豆和大豆蛋白质组成与结构的研究[J].棉纺织技术,2002(9):32-34.

[2] 胡彦,潘利.精纺大豆蛋白纤维衬衣面料的开发设计[J].毛纺科技,2005(2):43-45.

[3] 赵贵兴,王家军,陈霞,等.“绿色纤维”――大豆蛋白纤维的性能及产品开发新动向[J].大豆科学,2007(3):138-142.

[4] 胡蓉.大豆蛋白纤维风格与性能[J].内蒙古科技与经济,2006(16):106-107.

大豆蛋白篇4

【关键词】菠萝叶纤维 大豆蛋白纤维 混纺 工艺

菠萝叶纤维取自于凤梨植物的叶片,以其为原料织成的织物易于染色、吸汗透气、挺括不起皱、吸湿性强。此外,菠萝叶纤维还具有极强的天然杀菌抑菌和防臭功能,可有效杀灭细菌、抑制真菌和微生物的生长。但是,仍有大量的菠萝叶成为农业副产品被搁在田地中腐化火焚烧。随着各种天然纤维被逐渐开发利用,菠萝叶纤维也正受到越来越多的关注。

大豆蛋白纤维是从豆粕中提取植物蛋白质形成的纤维,集天然纤维与化学纤维的众多优点于一身,具有羊绒般的保暖性和蚕丝般的光泽,有“人造羊绒”之称。他是我国首创并自主研发的新型纤维。

1 纤维的性能分析

1.1菠萝叶纤维

菠萝叶纤维主要由纤维素和非纤维素等成分组成。其中,纤维素含量为56%~62%、半纤维素含量为16%~19%、木质素含量为9%~13%、果胶物质含量为2%~2.5%、水溶物含量为1%~1.5%、脂蜡质含量为3.8%、灰分含量为2%~3%。[1]由此可看出,菠萝叶纤维的化学成分类似于其他麻类纤维,含有较多的胶杂质(尤以木质素含量较高)。所以,在纺纱前应采取适当的脱胶处理,以减少菠萝叶纤维中的胶质含量,增加其柔软度,改善其可纺性。又由于菠萝叶纤维的单纤维长度只有3~8mm[2],应采用工艺纤维,保留一定残胶,以保证纤维长度。菠萝叶纤维的强度较高、伸长率较小、弹性模量较大;其线密度为2.5~4.0[3],不利于纺高支纱,脱胶后其细度有所改善,特别是生物脱胶后,细度可达到500Nm以上[4],可纺性大大增强了。

1.2大豆蛋白纤维

大豆蛋白纤维主要由三部分组成,最外层为改性蛋白质,中间部分为经缩醛化的聚乙烯醇,内芯为含磺酸基单体的聚丙烯腈。其中,蛋白质含量为23%~55%,聚乙烯醇和其他成分为77%~45%[5]。大豆蛋白纤维的干断裂强度在3.5cN/dtex以上,湿断裂强度在2.5cN/dtex以上,均比羊毛、棉、蚕丝的强度高,而纤度已可达到0.9 tex[6]。醛化稳定性能后的大豆蛋白纤维经过卷曲、热定型、切断,即可生产出各种长度规格的纺织用高档纤维。

2 菠萝叶纤维、大豆蛋白纤维混纺纱

2.1菠萝叶纤维混纺纱

在棉纺系统上按不同混纺比已可以生产出棉/菠萝叶纤维混纺纱[7],其织物的强力和断裂伸长率与同规格的纯棉织物没有显著差异,虽耐磨性差些,但吸湿导湿性更好。半精梳毛纺系统中,菠萝叶纤维与羊毛成纱质量较低[8],按照最佳混纺比25:75混纺得到的混纺纱一般作为地毯表层纱和家用装饰织物用纱;而涤纶/羊毛/菠萝叶纤维混纺纱[9]可以生产外观和手感都非常好的西服与外衣面料。用亚麻设备生产的涤/腈/菠纤混纺纱[10]作芯纱生产的包缠纱,可用于生产针织女外衣、袜子等。在黄麻设备上生产的菠纤/丙纶混纺纱[11]可生产各种服装面料,生产的菠萝叶纤维/棉混纺纱[12]可作为窗帘、床单等家纺用布。

2.2大豆蛋白纤维与麻类纤维的混纺纱

在亚麻纺纱系统上可得到的大豆蛋白纤维/亚麻纤维混纺纱[13],用其织成的织物保持了亚麻纤维良好的透气性、挺括性,又充分利用了大豆蛋白纤维的保暖性、保健性;通过毛纺系统纺得的羊毛/亚麻/大豆蛋白纤维混纺纱[14],充分利用了大豆蛋白纤维良好的手感,使亚麻纤维的硬板得以改善;采用大豆蛋白纤维与大麻落麻混纺[15]得到的混纺纱既体现了大麻纤维优良的吸放湿性能、抗霉抑菌、防紫外线的特点,同时又提高了纱线强度和柔软度。

3 菠萝叶纤维与大豆蛋白纤维混纺

3.1纤维预处理

由于菠萝叶纤维的长度较长,在棉纺设备上纺制时必须事先切断,或利用长纺中的落麻。又由于菠萝叶纤维比较粗、硬,且含较多的麻粒、杂质,而大豆蛋白纤维整齐度好、杂质少,为了兼顾二者性能,还应对菠萝叶纤维加一定量的柔软剂。

大豆蛋白纤维在纺纱时静电现象比较严重,纺纱前应给湿并且加入一定量的抗静电剂,以提高大豆蛋白纤维的抗静电能力。另外,大豆蛋白纤维表面光滑,纤维之间的抱合力较差,因此还需要加抗滑剂,以增加纤维之间的抱合力。

3.2工艺流程

根据菠萝叶纤维和大豆蛋白纤维各自特性的差异,采用条混的方式,因此大豆纤维和菠萝叶纤维采用不同的清花工艺路线,生产出梳棉条再进行混合。

3.3各工序工艺要点

3.3.1开清棉

菠萝叶纤维由于粗、硬而抱合力差,采用多仓混合,采用两次清花成卷,适当加重棉卷的定量;贯彻多松、少打、早落、少碎的工艺原则,各打手速度以中档为宜,各机尘棒间隔距应适中。大豆蛋白纤维细度细、长度长、杂质少,采取短流程工艺,尽量少落、多松,不能过度打击,以免损伤纤维,造成短绒增加,形成棉结;适当加大棉卷压力,减轻棉卷粘连。棉卷的存量都要适中,确保预处理效果。

3.3.2梳棉

在梳棉机上,菠萝叶纤维网强力较差,在道夫斩刀处极易断裂,成条困难。所以对梳棉机适当进行一些改造:在整个刺辊区重新设计一个小漏底,防止纤维在靠近原小漏底边缘处落下,在纤维从棉卷到锡林的转移过程中起托持作用;降低盖板运行速度;在道夫前面加装一个棉网聚扰装置[16]。此外,应注意适当放大锡林~盖板间的隔距和增加锡林刺辊线速比。

大豆蛋白纤维的梳棉工序中存在剥棉转移差造成的棉网下坠或棉网漂头、烂边,饱和力差造成的机前断棉条等问题。适当提高锡林与刺辊的线速比,防止缠绕锡林、充塞盖板,以提高棉网的质量和清晰度。适当减小道夫与剥棉罗拉隔距,防止棉网断裂。放大锡林与盖板间隔距,降低道夫速度,以减少棉结产生。采用新型化纤专纺针布,防止纤维缠绕,增强纤维转移,同时加装胶圈剥棉装置。

3.3.3并条

这一工序的关键是保证正确的混纺比。首先要合理选择并合根数,以获得较好的条干不匀率和重量不匀率。因纤维长度较长,罗拉隔距应适当放大,合理分配主、后区牵伸倍数。由于纤维间抱合力较差,棉条经并合易过烂,所以,卷装容量以小为宜,避免条子产生意外伸长而造成细节。并条通道要光滑,喇叭口口径应适当偏小,以约束条子,提高纤维间抱和力。为改善熟条条干,胶辊表面要光滑,并对胶辊表面作树脂涂层处理或酸处理。

3.3.4粗纱

粗纱卷装不宜过大,以防止冒纱、脱圈影响细纱的正常纺纱。在细纱不出硬头的前提下,粗纱捻度应适当偏大掌握,使用橡胶假捻器,提高加捻效率。导纱张力不宜太大,以减少意外伸长而造成细节。要发挥主牵伸区的主导作用,控制浮游纤维,将后区隔距适当缩小,可保证纤维在后区充分伸直,并减少纤维损伤。为防止纤维缠绕罗拉,前皮辊应做适当处理。

3.3.5细纱

细纱中,在前罗拉钳口处加装集合器,以减少菠萝叶纤维在前罗拉钳口处产生的飞花,同时适当提高纤维回潮率[17]。细纱捻度应适当偏大掌握,以保持须条间的紧密度,增加纤维间的抱合力,提高成纱质量。配置中硬度胶辊,加压适当偏大,以提高成纱条干质量;同时,对其表面进行抗静电处理,有利于减少毛羽的产生。

3.3.6络筒

设计合理的电子清纱工艺,配置较低的卷绕线速度,减少断头。选择合适的络纱张力,优选张力圈,保证纱体与机体间的距离,同时避免出现纱线跳动的现象。根据后整理工序的特点,络筒卷装不宜过大。[18]

4 结语

我国是菠萝种植大国之一,菠萝叶纤维的年产量与亚麻相当,这为我国纺织行业提供了优质的天然植物纤维。但菠萝叶纤维并没有得到充分利用,大部分仍作为农业副产品在处理,在已开发出的产品中,其优势的性能也并未得以充分体现。用大豆蛋白纤维与菠萝叶纤维混纺,利用大豆蛋白纤维良好的亲和性使菠萝叶纤维的天然抑菌杀菌、防臭性能得以发挥。另外,两者都是可以降解和循环利用的纤维,在倡导“大众环保”和“绿色消费”的二十一世纪,这种绿色环保的纺织品将会有越来越广阔的前景。

【参考文献】

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[17]郁崇文, 张元明, 姜繁昌等. 菠萝纤维的纺纱工艺研究[J]. 纺织学报,2000,21(6):24-26.

大豆蛋白篇5

Abstract: This paper attempts to research the changes of tensile strength and breaking elongation from a serial of blend membranes with soy protein isolate as film substrate, which are mixed by adding a natural polymer material-guar gum, changed the contents of glycerol, proportion of guar gum and soy protein isolate, pH.

关键词:大豆分离蛋白;瓜尔胶;共混膜

Key words: soy ptotein isolate;guar gum;blend membrane

中图分类号:G31文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)22-0303-02

0引言

大豆分离蛋白(SPI)由于其来源丰富,价格便宜,加工成型方便,且其膜具有可降解性、透氧率低[1],已经成为各国研究者广泛关注的重要天然高分子材料之一。但同时由于大豆分离蛋白分子中含有许多氨基、羧基等亲水性基团,和石油为原料合成的聚烯烃类材料相比,大豆分离蛋白膜在机械强度及耐水性方面有一定的缺陷[2,3]。经天然共混改性制备的生物薄膜具有可降解性、生物相容性、通透性相比单组分大豆分离蛋白膜有所改善等优点。利用天然多糖等高分子材料替代有污染、难降解的人工合成材料具有非常重要的现实意义和广阔的应用前景。

瓜尔胶是从瓜尔豆中提取的一种天然可再生高分子中性多糖,具有安全无毒、生物相容性好、可被生物完全降解等优点,被广泛地应用于各个领域中。瓜尔胶含多-OH有望与蛋白质分子中-NH2、-COOH等基团作用,减弱大豆蛋白分子间和分子内的氢键相互作用,提高蛋白质链段的运动能力,从而增加膜材的柔顺性,改善大豆蛋白的加工性能。

因此,本课题采用大豆分离蛋白为成膜基质,天然瓜尔胶多糖为添加剂,通过调节二者间的质量比例关系,采取加热的方式使大豆分离蛋白变性,以甘油为增塑剂,调节大豆分离蛋白的空间网络结构及柔韧性,蒸馏水和无水乙醇为溶剂,通过变化大豆分离蛋白、瓜尔胶以及增塑剂间量的关系,结合调节共混溶液pH,优化膜的抗拉强度和断裂伸长率。

1试验材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料大豆分离蛋白(SPI,哈高科大豆食品有限责任公司)水分5.31%、蛋白质91.60%、灰分4.51%;瓜尔胶(印度进口,天津华裕经济贸易有限公司)其余试剂均为国产分析纯。

1.1.2 设备电子分析天平(0.001g,北京赛多利斯仪器系统有限公司);DZW电热恒温水浴锅(天津莱斯特仪器有限公司);PH计(上海雷磁仪器厂);JJ-1型定时电动搅拌器(江苏省金坛市金城国胜实验仪器厂);干燥器(湖南汇虹试剂有限公司);螺旋测微器(0.001mm哈尔滨量具刃具厂);TA.XT.Plus质构仪(Stable Micro System Ltd);电热恒温鼓风干燥箱(上海一恒科学仪器有限公司);自制玻璃板。

1.2 方法

1.2.1 膜性能测定①膜厚(Film Thickness,FT)。在被测膜上随机取5点,用螺旋测微器(0.001mm)测定厚度,取平均值。膜厚单位为mm。②抗拉强度(tensile strength,TS)。抗拉强度测定前,先将待测样品防止装有饱和溴化钾水溶液的室温条件干燥器中,均衡48h。将膜裁切成工字型长条,用质构仪测定,拉伸速度为5mm/s,有效拉伸距离为100mm,记录膜破裂时的抗拉力[5]。每种膜测定3个样,取平均值即得。③断裂伸长率(Breaking Elongation,BE)。将膜裁切成长如图所示尺寸的工字型长条,用质构仪测定,拉伸速度为5mm/s,有效拉伸距离为100mm,记录膜受到张力至断裂时的膜长[5],根据下式计算:E=(L1-L0)/L0×100%;

式中:E为断裂伸长率(100%);L1为膜断裂时的长度(m);L0为膜的原长(m);每种膜测定3个样,取平均值即得。

1.2.2 成膜工艺①不同大豆分离蛋白(SPI)浓度膜的制备工艺。将3.0、4.0、5.0、6.0%(w/v)SPI粉末,1.5%(w/v)增塑剂丙三醇加入到装有去离子水:无水乙醇=4:1(v/v)的烧杯中,未加瓜尔胶多糖,30±1℃恒温水浴锅均质,水浴加热至80±1℃,维持温度反应30min,冷却消泡,溶液浇铸于模具中,自然晾干,在室温条件下溴化钾饱和水溶液的干燥器中均衡备用,依大豆分离蛋白的用量由低到高将膜分别标记为:IG3-0、IG4-0,IG5-0和IG6-0,作为空白实验作对照。②不同瓜尔胶(GG)浓度膜的制备工艺。将3.0、4.0、5.0、6.0%(w/v)SPI粉末,1.5%(w/v)增塑剂丙三醇和0.15%、0.20%和0.25%(w/v)的瓜尔胶多糖加入到装有去离子水:无水乙醇=4:1(v/v)的到烧杯中。接下来方法同1)。依瓜尔胶多糖和大豆分离蛋白的用量由低到高将大豆分离蛋白复合膜分别标记为:IG3-3,IG3-4和IG3-5; IG4-3,IG4-4和IG4-5;IG5-3,IG5-4和IG5-5;IG6-3,IG6-4和IG6-5。③不同甘油浓度膜的制备工艺。将5.0%(w/v)SPI粉末,0.5、1.0、1.5、2.0、3.0%(w/v)增塑剂丙三醇和0.15%(w/v)的瓜尔胶多糖加入到装有去离子水:无水乙醇=4:1(v/v)的到烧杯中。接下来方法同1)。依据增塑剂丙三醇的用量由低到高将大豆分离蛋白复合膜分别标记为:IGG-0.5、IGG-1.0,IGG-1.5和IGG-2.0;IGG-3.0。④不同pH条件膜的制备工艺。将5.0%(w/v)SPI粉末,1.5(w/v)增塑剂丙三醇和0.20%(w/v)的瓜尔胶多糖加入到装有去离子水:无水乙醇=4:1(v/v)的到烧杯中,在30±1℃恒温水浴锅均质得到共混水溶液。室温条件下用配置的2mol/L或0.1mol/L的NaOH和HCl溶液调节混合体系pH分别为6.0、7.0、8.0、9.0、10.0,80±1℃水浴锅反应30min,冷却消泡,溶液浇铸于模具中,自然晾干,揭膜,在室温条件下溴化钾饱和水溶液的干燥器中均衡备用,依据增塑剂丙三醇的用量由低到高将大豆分离蛋白复合膜分别标记为:IG-6、IG-7、IG-8、IG-9、IG-10。

2结果与分析

2.1 大豆分离蛋白复合膜IG抗拉强度的研究

2.1.1 大豆分离蛋白和瓜尔胶浓度对复合膜抗拉强度的影响如图1表示的是大豆分离蛋白浓度分别为3、4、5、6%(w/v)和瓜尔胶浓度分别为0.00、0.15、0.20、0.25%(w/v)得到IG3、IG4、IG5、IG6四个系列16种复合膜的抗拉强度变化柱状图。IG3指的是蛋白浓度为3%(w/v),瓜尔胶浓度分别为0.00,0.15,0.20, 0.25%(w/v)对应复合膜IG3-0、IG3-3、IG3-4、IG3-5,IG4、 IG5 、IG6类同。由图可以看出四种瓜尔胶浓度,均是大豆分离蛋白浓度为5%(w/v)时复合膜的抗拉强度最大,并且在同样瓜尔胶浓度条件下,复合膜抗拉强度随大豆分离蛋白浓度由3%到6%先增大后降低。这可能是由于随着大豆蛋白浓度的增大,经加热变性的蛋白量增多,暴露出更多的活性基团,这些活性基团经相互作用有助于形成致密的网络结构,但当蛋白浓度增大到6%时,由于大量蛋白没有溶解,变性蛋白量没有继续增大,而致使蛋白没有增多的活性基团经相互作用形成致密的网络结构,所以复合膜的抗拉强度有所降低。瓜尔胶浓度由0.15%到0.25%,复合膜的抗拉强度呈现增大的趋势,这可能是由于大豆分离蛋白体系中加入瓜尔胶后发生了氢键或疏水等相互作用,改变了蛋白原来的结构,形成新的立体网络结构,随着瓜尔胶浓度的增大,新的网络结构越来越致密,最终使复合膜的抗拉强度增大。

2.1.2 pH对大豆分离蛋白复合膜抗拉强度的影响取大豆分离蛋白浓度3、4、5、6%w/v复合膜抗拉强度最大的5%w/v浓度作为pH影响因子的后续研究浓度。取瓜尔胶浓度为0.20%w/v以及甘油浓度为1.5%w/v得到在不同pH条件下的复合膜IG-6、IG-7、IG-8、IG-9、IG-10,测得相应膜的抗拉强度随pH的变化柱状图如图2。从柱状图分析可以得出,在pH大于7.0情况下,随着pH增大,复合膜的抗拉强度稍有增大,这与莫文敏等人研究的结果一致[6]。这是由于随着成膜液碱性增强,结合受热条件,蛋白变性更加明显,蛋白分子结构发生重组,这有助于形成紧密的空间网络结构,最终使复合膜的抗拉强度增大。

2.1.3 甘油浓度对大豆分离蛋白膜抗拉强度的影响图3表示的是随着复合膜IGG-1、IGG-1.5、IGG-2、IGG-3材料中添加甘油量的增加其抗拉强度的变化柱状图,在大豆分离蛋白复合膜中,甘油添加量为0.50%w/v时不能成膜,所以选取甘油浓度1.0、1.5、2.0和3.0%w/v进行试验。图可以看出,随着添加增塑剂甘油量的增加,膜的抗拉强度是降低的,这是因为甘油是一种多羟基物质,含量增加,单位体积羟基的数目增多,结合水分子的数目也增多,使膜中蛋白质相对含量下降,削弱了其分子间的相互作用,结构变差,膜的致密性下降[7]。

2.2 大豆分离蛋白复合膜IG断裂伸长率的研究

2.2.1 大豆分离蛋白和瓜尔胶浓度对复合膜断裂伸长率的影响

图4表示的是不同大豆分离蛋白浓度以及不同瓜尔胶浓度条件下复合膜IG3-0、IG4-0,IG5-0、IG6-0;IG3-3、IG4-3、IG5-3、 IG6-3;IG3-4、IG4-4、IG5-4、IG6-4;IG3-5、IG4-5、IG5-5、IG6-5的断裂伸长率变化柱状图。由图可以看出,随着大豆分离蛋白浓度由3.0%w/v增大到5.0%w/v,同等瓜尔胶浓度条件下比较,复合膜的断裂伸长率是降低的。但当蛋白浓度达到6.0%w/v时,各种不同瓜尔胶浓度复合膜的断裂伸长率增大。另外,当大豆分离蛋白浓度一定时,随着瓜尔胶浓度的增大(0.15~0.25%w/v)复合膜的断裂伸长率是下降的(大豆分离蛋白浓度6.0%w/v对应复合膜除外),这可能是由于瓜尔胶与大豆分离蛋白经微弱的氢键或疏水相互作用改变了大豆分离蛋白原来致密的机构,形成比较疏松的结构,由于这种作用比较微弱,而使断裂伸长率降低。

2.2.2 pH对大豆分离蛋白复合膜断裂伸长率的影响图5表示的是随着大豆分离蛋白复合膜IG-6、IG-7、IG-8、IG-9、IG-10成膜溶液的pH变化,复合膜断裂伸长率的变化柱状图。由图可以看出,随着pH由6.0变化到10.0,复合膜的断裂伸长率成递增的趋势,这是因为,随着溶液碱性增强,大豆分离蛋白变性明显,这对于膜的机械强度改善是有利的,断裂伸长率的增加,意味着大豆分离蛋白经变性后其原来的分子内和分子间氢键受到破坏,增大了分子空间的流动性,因此复合膜的柔韧性增大,断裂伸长率增大。

2.2.3 甘油含量对大豆分离蛋白复合膜断裂伸长率的影响图6表示的大豆分离蛋白-瓜尔胶复合膜IGG-1、IGG-1.5、IGG-2、IGG-3在增塑剂浓度由1.0% w/v逐渐增大到3.0%w/v时,相应膜的断裂伸长率变化柱状图,并且发现随着增塑剂甘油浓度的增大,复合膜的断裂伸长率明显增大,甚至当甘油浓度为3.0%w/v时,复合膜的断裂伸长率增至111.43%。这是因为甘油作为小分子穿插与大豆分离蛋白分子的立体结构中,对膜的柔韧性起了很关键的作用,所以膜的断裂伸长率随着甘油浓度的增大而增大。

3小结

3.1 给定实验条件下,蛋白浓度为5%w/v时复合膜的抗拉强度最大,且随着瓜尔胶在复合膜中含量的增加,其抗拉强度是增大的;随着pH由7.0变化到10.0,复合膜的抗拉强度是增大的;随着甘油含量的增大,复合膜的抗拉强度是降低的。

3.2 在给定实验条件下,蛋白浓度为5%w/v时复合膜的断裂伸长率最小,且随着瓜尔胶在复合膜中含量的增加,其断裂伸长率是降低的(复合膜中蛋白浓度为3、4、5%w/v时);随着pH由6.0变化到10.0,复合膜的断裂伸长率是增大的;随着甘油含量的增大,复合膜的断裂伸长率是增大的。

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大豆蛋白篇6

关键词:转谷氨酰胺酶;大豆组织蛋白;肉丸;品质

中图分类号:TS251 文献标志码:A 文章编号:1001-8123(2013)04-0005-05

转谷氨酰胺酶(transglutaminase,TG)是一种酰基转移酶,可以催化相同或不同蛋白质分子之间的交联与聚合,形成新的共价键[1-2],从而有效的改善蛋白产品的品质。因此,TG作为一种食品酶制剂[3-4],在食品加工业中具有广阔的应用前景。肉丸是一种具有悠久历史的家常传统肉制品,其风味独特,味美可口,深受消费者喜爱[5-7]。但随着人们生活水平的不断提高,健康意识的不断增强,人们不在仅仅注重于肉类食品的营养与健康,对肉制品品质的要求也越来越高。因此,将TG酶应用于改善肉类制品的品质上具有很现实的意义。目前,有关TG酶改善蛋白类制品品质的研究已相当广泛[8-12],但其在肉类产品开发上的研究还少有报道。本实验以添加大豆组织蛋白的肉丸为研究对象,研究了TG酶对大豆组织蛋白肉丸的质构特性和感官指标的影响,采用单因素和Box-Behnken响应面法优化了TG酶在大豆组织蛋白肉丸加工中的工艺条件,旨在为TG酶应用于大豆组织蛋白肉丸生产上提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

猪肉 哈肉联上肩肉(瘦肉率90%);丝状大豆组织蛋白 潮安县天润食品有限公司;大豆分离蛋白 哈高科有限公司;变性淀粉、大豆油 九三集团哈尔滨惠康食品有限公司;白糖 吉林省杞参食品有限公司;精盐 黑龙江盐业有限公司;TG酶-B(酶活100U/g) 泰州一鸣生物制品有限公司。

1.2 仪器与设备

电子分析天平 北京赛多利斯仪器系统有限公司;DS-A组织捣碎机 天津市欧若仪器仪表有限公司;电磁炉 广东容声电器股份有限公司;TA-XT2i质构仪 英国SMS公司。

1.3 方法

1.3.1 大豆组织蛋白肉丸的制备

将猪肉清洗干净后切成约0.5cm2小块,每份100g小肉块,放入绞肉机中打碎成肉糜,备用。将大豆组织蛋白用60℃水浸泡45min,浸泡后反复清洗3次,放入组织搅碎机或斩拌机中,搅打成丝后,沥干后备用[13]。将肉糜和丝状组织蛋白混合后加入淀粉、水、调味料以及TG酶,搅拌30min使料充分混合,并使它们交联成一团,便于成丸。腌制好的物料,手工挤捏成直径约为3cm的均匀球形,投入90℃左右的热水中煮制10min,待肉丸浮上水面,表明已熟透,便可用漏勺将丸子捞出,即为成品,将放凉的丸子进行包装后放入冰箱中-18℃冷冻。

1.3.2 指标的测定及方法

1.3.2.1 感官评定

1.3.2.2 大豆组织蛋白肉丸的TPA测定

TPA测定条件:TPA测定前探头速度:2.00mm/s,测定中探头速度:5.00mm/s,测定后探头速度:5.00mm/s,测定距离:10.00mm,压缩比:50%,探头两次测定间隔时间:5.00s,探头型号:P0.5[14]。其中硬度为第1次的峰值,咀嚼性为胶着性与弹性的乘积,胶着性是硬度与内聚性的乘积,内聚性是两次压缩的工作比,回复性是垂线2与3之间曲线与1与2之间曲线分别与横坐标所围的面积比值,弹性是垂线4与5之间与1与2之间的时间比值[15]。

1.3 试验设计

1.3.1 单因素试验设计

以酶添加量0.2%、反应温度45℃、反应时间90min为基准条件,改变任一因素水平,其他不变,考察各单因素对大豆组织蛋白肉丸品质的影响。各单因素试验水平表如表2所示。

1.3.2 响应面优化试验

采用软件Design Expert 7.1 中Box-Behnken 模型优化TG酶添加量、反应时间、反应温度对大豆组织蛋白丸子感官指标的影响。根据单因素试验结果与实际生产要求,确定了3个因素的水平编码表如表3所示。每个试验点均做3个平行样,取其平均值。根据试验方案进行试验后,对试验数据进行二次回归拟合,求得回归方程。

1.4 统计分析

应用Design-Expert 8.0软件(Stat Ease,Inc,Minneapolis,USA);Origin7.5软件;Microsoft Excel 2003处理数据。

2 结果与分析

2.1 TG对大豆组织蛋白肉丸品质的影响

2.1.1 TG添加量对大豆组织蛋白肉丸品质的影响

在反应温度45℃、反应时间90min条件下,研究TG添加量在0.1%~0.5%范围内对大豆组织蛋白肉丸的影响,结果如图2所示。由图2可知,大豆组织蛋白肉丸的感官评分和咀嚼性均随着酶添加量的增加而增加,而在酶添加量为0.3%以后增长趋势近于平缓,其感官评分在0.3%~0.5%之间差异不显著。这可能是因为酶添加量的增加可以促进蛋白之间的交联作用,而过多的酶又受到底物浓度的限制,使其不能发挥全部的催化作用,导致增加趋势变的平缓[16-17]。因此,选择0.1%~0.3%的酶添加量作为响应面试验的因素水平。

2.1.2 TG反应温度对大豆组织蛋白丸子品质的影响

在酶添加量0.2%、反应时间90min条件下,研究了TG反应温度在40~60℃范围内对大豆组织蛋白肉丸的影响,结果如图3所示。由图3可知,感官评分和咀嚼性均随着温度升高而先升高后下降,并在温度50℃时达到最好。其原因可能是,TG酶活随着温度升高而逐渐升高,并在50℃左右时使蛋白分子发生交联作用的效果最好,在50℃后酶活受温度影响逐渐降低,进而造成大豆组织蛋白肉丸的咀嚼性和感官评分下降。因此,选择45~55℃的反应温度作为响应面试验的因素水平。

2.1.3 TG反应时间对大豆组织蛋白丸子品质的影响

Fig.4 Effect of hydrolysis time on sensory and texture qualities of meatballs

在酶添加量0.2%、反应温度45℃条件下,研究了TG反应时间在60~180min范围内对大豆组织蛋白肉丸的影响,结果如图4所示。由图4可知,大豆组织蛋白肉丸的咀嚼性随着酶添加量的提高而提高,在时间120min后上升缓慢。而感官评分在120min达到最高后略有下降,且在150min后感官变化不显著。其原因可能是,随着酶反应时间的增加,TG能促进更多的蛋白分子发生交联作用,使得产品凝胶性增强,提高大豆组织蛋白肉丸的感官评分和咀嚼性,但是随着时间的增加,TG产生的蛋白共价交联效果逐渐达到饱和[18-19],而过长的反应时间反而会影响大豆组织蛋白丸子的硬度和脆性等指标,使产品的感官评分下降。因此,选择90~150min反应时间作为响应面试验的因素水平。

2.2 TG工艺条件优化试验

2.2.1 响应面法优化试验

按照试验设计方案进行试验,结果如表4所示。

对表4试验结果进行统计分析,得到的方差结果如表5所示。由方差分析结果可知,所得回归模型极显著(P0.05),这说明此回归模型很理想,方程对试验拟合良好,故可用此回归模型对试验结果进行分析。由表5可知,一次项X1、X2、X3和二次项X12、X22、X32对感官评分有极显著的影响,影响顺序为X3>X1>X2,即酶添加量>反应温度>反应时间。交互项中X2X3对其有显著的影响,这表明各因素对感官评分的影响并非简单的线性关系,而是呈二次关系,且三因素之间存在交互作用。在最终选择因素水平时需考虑使感官评分达到最高值。

2.2.2 TG酶反应条件对响应面值的影响

响应面图形是特定的Y值对应于X1、X2、X3构成的一个三维空间在二维平面上的等高图,可以直观地反应各因素对响应值的影响,从而分析得到各因素之间的相互作用,且分析过程简单直观,为进一步研究不同酶解条件对大豆组织蛋白肉丸品质感官评分的影响提供了可靠的依据。由表5可以看出,大豆组织蛋白肉丸的感官评分受TG酶添加量影响最大,且因素影响大小顺序为酶添加量>反应温度>反应时间,而酶添加量和反应时间之间存在交互作用。由图5可以看出,反应时间在135min左右感官评分最高,但在120~150min之间感官评分变化趋势较小,而大豆组织蛋白丸子分别在添加量为0.25%和0.3%,温度为42.5~45℃之间的感官评分较高。由实验结果可以看出,TG能很好的提高大豆组织蛋白肉丸产品的感官评分和质构特性,其原因可能是其原因可能是TG酶可以通过催化Glu-Lys键使蛋白质发生交联作用,从而形成复杂严密的空间网络结构,对水分的包容束缚能力增强[20-22],进而增加了大豆组织蛋白肉丸的保水性,提高了产品的咀嚼性、弹性和脆性,使得感官评分增加。

通过响应面分析结果得出,转谷氨酰胺酶改善大豆组织蛋白肉丸品质的最优条件为酶添加量0.28%、反应温度53.26℃、反应时间122.05min,在此条件下,大豆组织蛋白肉丸感官评分为22.6。为便于实际生产,设定酶添加量0.3%、反应温度53℃、反应时间122min,并在此条件下做了5批次的验证实验,测定感官评分的平均值为22.5,与理论预测值相对误差在(0.01±1)%以内,差异不显著,说明优化得到的酶解条件准确可靠,利用响应面分析法优化转谷氨酰胺酶反应条件是可行的。

3 结 论

在单因素试验基础上,通过响应面分析法对转谷氨酰胺酶反应条件进行了优化,方差分析表明在选定范围内各因素对感官评分的影响顺序为酶添加量>反应温度>反应时间。经响应面优化确定的最适酶解条件为酶添加量0.28%、反应温度53.26℃、反应时间122.05min,大豆组织蛋白肉丸感官评分为22.6。为便于实际生产,设定酶添加量0.3%、反应温度53℃、反应时间122min,并在此条件下做验证试验,测定感官评分为22.5。此外,在实际生产中肉丸的品质还受到其他多种因素的影响,因此在实际生产中还需要根据具体情况来调整生产工艺,以期生产出高品质的大豆组织蛋白肉丸。

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大豆蛋白篇7

【摘要】 目的研究大豆胰蛋白酶抑制剂提取物对四氧嘧啶糖尿病模型小鼠的治疗效果。方法以市售大豆为材料,经酸浸、脱脂、硫酸铵沉淀、透析除盐、葡聚糖凝胶G-75柱纯化等方法进行大豆胰蛋白酶抑制剂的分离提纯。然后,用大豆胰蛋白酶抑制剂提取物对四氧嘧啶糖尿病模型小鼠灌胃给药。通过比较正常对照组、实验对照组、大豆抑蛋白酶抑制剂高中低剂量组的多项血液指标(血糖、总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇)及各组小鼠病理切片等,研究大豆胰蛋白酶抑制剂的降糖活性。结果给予大豆胰蛋白酶抑制剂灌胃的糖尿病小鼠其血糖水平明显下降,甘油三酯水平下降,总胆固醇水平和高密度脂蛋白胆固醇水平无明显变化。结论大豆胰蛋白酶抑制剂提取物对糖尿病有较显著的疗效。

【关键词】 大豆 胰蛋白酶抑制剂 分离提纯 糖尿病 小鼠胰蛋白酶

抑制剂(soybean trypsin inhibitor,SBTI)是一类可以抑制胰蛋白酶水解活性的小分子多肽,普遍存在于植物的储藏器官,如种子、块根和块茎中[1]。大豆胰蛋白酶抑制剂已在多种医药领域有所应用[2,3],另有报道大豆中微量胰蛋白酶抑制剂对于糖尿病治疗,调节胰岛素失调可能有一定效果[4],但未见SBTI对糖尿病治疗效果的专项研究,本文就大豆胰蛋白酶抑制剂对四氧嘧啶糖尿病模型小鼠的治疗作用进行研究和探索。

1 材料与仪器

1.1 试剂与药品市售大豆,牛胰蛋白酶(1∶250,上海维编科贸有限公司),BAPNA·HCl(Na-苯甲酰-DL-精氨酸对硝基苯胺盐酸盐,上海维编科贸有限公司),Tris(三羟甲基氨基甲烷,成都化学试剂厂生产),Sephadex G-75(葡萄糖凝胶G-75,上海化学试剂厂生产),Alloxan(四氧嘧啶,sigma公司),葡萄糖试剂盒-GLU(氧化酶法,液体,北京北化康泰临床试剂有限公司),高密度脂蛋白胆固醇试剂盒(酶比色法,通用型,中生北控生物科技股份有限公司),甘油三酯试剂盒(酶比色法,通用型,中生北控生物科技股份有限公司),总胆固醇试剂盒(酶比色法,通用型,中生北控生物科技股份有限公司),肝素钠(江苏万邦生化医药股份有限公司),硫酸铵,正己烷,磷酸二氢钠,磷酸氢二钠,36%乙酸等均为国产分析纯。

1.2 仪器DS-1高速组织捣碎机(上海标本模型厂),DF206电热鼓风干燥机(北京医疗设备二厂),FA1004电子天平(科大创新股份有限公司中佳分公司),KDC-1042低速离心机(科大创新股份有限公司中佳分公司),722分光光度仪(上海精密科学仪器有限公司),电热恒温水浴锅(上海医疗器械五厂),AE240电子天平(METTLER公司)。

2 方法与结果

2.1 胰蛋白酶抑制剂的分离纯化

2.1.1 大豆胰蛋白酶抑制剂(SBTI)粗提物的制备用酸抽提法所得粗品蛋白和抑制剂总量高[1],故本实验采用酸性水溶液浸泡大豆粉末提取大豆胰蛋白酶抑制剂[5,6]。

2.1.2 大豆胰蛋白酶抑制剂粗提物的透析除盐将抑制剂粗制备物置于透析袋中蒸馏水充分透析7 d,除去盐分。

2.1.3 凝胶柱的制备及抑制剂粗提物的纯化[5,7]参考文献[5,7]中方法,吸出存留缓冲液,加入1 ml样品,用缓冲液进行洗脱,控制流速在2 ml·h-1。流出10 ml后,用干净的试管分部收集,检测每管抑制剂的活性。

2.1.4 大豆胰蛋白酶抑制剂的活性测定[5,7]参考文献[7]中方法,以BAPNA为底物测定胰蛋白酶和胰蛋白酶抑制剂的活性。计算其抑制百分率[5]。收集具有抑制活性的洗脱液(即大豆胰蛋白酶抑制剂的提取物)。

2.2 大豆胰蛋白酶抑制剂提取物对小鼠血糖、甘油三酯、总胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇水平的影响

2.2.1 实验性四氧嘧啶糖尿病动物模型的建立随机选取10只小鼠作为正常对照组(Control)。除正常对照组外,其它小鼠禁食12 h后,腹腔注射四氧嘧啶250 mg·kg-1。72 h后尾尖取血,用葡萄糖氧化酶法测定注射四氧嘧啶小鼠的血糖,以血糖值大于11.1 mmol·L-1[8]的小鼠作为四氧嘧啶糖尿病模型小鼠。将糖尿病模型小鼠随机分为实验对照组(Alloxan) 、大豆胰蛋白酶抑制剂低剂量组(Alloxan+ SBTIL) 、大豆胰蛋白酶抑制剂中剂量组(Alloxan +SBTIM) 和大豆胰蛋白酶抑制剂高剂量组(Alloxan+SBTIH)。

2.2.2 分组给药及测定方法Alloxan+SBTIL组、Alloxan+SBTIM组和Alloxan+ SBTIH组的定时给药剂量分别为每只每天0.1,0.3 ml和0.5 ml。但为了消除不同给药剂量对实验结果的影响,需将Alloxan+SBTIL组和Alloxan+SBTIM组的药液用蒸馏水稀释,使得稀释后药液的给药量为每只每天0.5 ml。Control组和Alloxan组给予等容量生理盐水(0.5 ml)。连续7 d经口灌胃给药。末次给药后次日分别测定各组小鼠的血糖、甘油三酯、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇4项血液指标(均采用试剂盒法,其具体操作过程见试剂盒内说明书)。完成测定后,处死小鼠,取肾脏和肝脏制作病理切片。

2.2.3 大豆胰蛋白酶抑制剂对糖尿病模型小鼠血糖水平的影响结果见表1。表1 对糖尿病模型小鼠血糖水平的影响由表1可见,造模72 h后,四氧嘧啶诱导的糖尿病模型小鼠的血糖水平均显著高于正常对照组(P<0.01),并且糖尿病模型小鼠状态较为萎靡,表明糖尿病模型制造成功。对照实验后的各给药组和糖尿病模型小鼠的血糖水平可见大豆胰蛋白酶抑制剂对糖尿病的降糖作用:由Alloxan组、Alloxan+SBTIL组、Alloxan+SBTIM组到Alloxan+ SBTIH组小鼠的血糖水平有逐渐降低的趋势,即血糖降低程度与给药剂量正相关。其中Alloxan+SBTIM组、Alloxan+SBTIH组与Alloxan组相比有明显降低(P<0.01),尤以Alloxan+SBTIH组更为明显。结果表明,大豆胰蛋白酶抑制剂对糖尿病小鼠的血糖有较明显的降低作用。

2.2.4 SBTI对糖尿病模型小鼠TG,CHO和HDL-C的影响结果见表2。表2 SBTI对糖尿病模型小鼠TG,CHO和HDL-C指标的影响与Control组比较,aP<0.01,cP<0.05;与Alloxan组比较,bP<0.01

本实验中,SBTI给药组的血清甘油三酯水平有所降低,其中大豆胰蛋白酶抑制剂高、中剂量给药组小鼠的甘油三酯水平与四氧嘧啶糖尿病模型组之间存在统计学差异(P<0.01),可认为给药组小鼠血清甘油三酯水平明显降低。另一方面,SBTI对总胆固醇有一定的降低作用,对高密度脂蛋白胆固醇有一定的升高作用,但其差异不存在统计学差异(P>0.05),即影响不显著。该实验结果在一定程度上补充说明了SBTI对糖尿病具有较好疗效。

2.2.5 SBTI对糖尿病模型小鼠肾脏和肝脏细胞的病理切片显微镜观察结果比较观察图1~3,Control组小鼠肾脏细胞的组织切片中可见,其细胞形态为饱满,结构清晰,与周围细胞的界限较明显,细胞排列相对整齐;肾小球形态正常;近曲小管、远曲小管形状较规则,均匀排列。Alloxan组切片的细胞形态萎缩变形,轮廓不饱满,界限不清晰,细胞排列紊乱;肾小球固缩较明显,肾小球囊壁增厚;肾小管萎缩;间质组织细胞增生明显,有炎细胞浸润。Alloxan+SBTIH组细胞形态、界限、排列状况均较高血糖对照组有改善;肾小球固缩程度减轻;肾小管的形态、排列状况及间质增生情况也有改善。肾组织切片显示,大豆胰蛋白酶抑制剂对糖尿病模型小鼠的肾组织有一定的保护作用。

比较观察图4~6,Control组小鼠肝脏切片中可见,肝小叶结构完整,形态饱满,界限清晰;肝板排列规则整齐,且较为紧密。Alloxan组切片肝脏细胞体积变小;胞质嗜酸性增强,细胞核染色较深;肝板排列较为疏松,且不整齐。高剂量给药组小鼠的肝小叶结构明显,肝板细胞体积增大,排列较整齐、规则。

3 讨论

血糖是糖尿病的主要表征,临床上以血糖值作为糖尿病的主要诊断依据。因此,血糖水平的降低程度可直接反映糖尿病的治疗效果。通过分析各组小鼠血糖水平的实验数据可得出,大豆胰蛋白酶抑制剂对糖尿病具有较好的治疗作用。

四氧嘧啶糖尿病小鼠较正常小鼠的血清甘油三酯,胆固醇水平均有升高[9]。本实验中,SBTI给药组的血清甘油三酯水平有所降低,其中,SBTI高、中剂量给药组小鼠的甘油三酯水平与Alloxan组之间存在统计学差异(P<0.01)。另一方面,SBTI对总胆固醇有一定的降低作用,对高密度脂蛋白胆固醇有一定的升高作用,但其差异不存在统计学差异(P>0.05)。该实验结果在一定程度上补充说明了SBTI对糖尿病具有较好疗效。

由于糖尿病小鼠胰岛素的缺乏会引起肝糖原合成减弱和分解过程加强加速,引起糖尿病的肝细胞体积减小,胞质嗜酸性增强,即肝细胞发生病变;糖尿病肾组织中肾小管的重吸收作用降低,大量葡萄糖由肾脏排出,病理性渗透性利尿,即肾细胞发生病变。而且,蛋白质、脂肪、水和电解质的代谢紊乱等也对肝肾细胞造成相应的损伤。因而,通过其肾、肝脏器质病变程度也可反映出治疗糖尿病药物的疗效。肾、肝的病理切片反映,给药组糖尿病小鼠的病情有一定程度的好转。

从实验数据中可观察到,各大豆胰蛋白酶抑制剂给药组的CHO,HDL-C水平与Control组及Alloxan组之间均无统计学意义(P>0.05)。因此,拟定在下一步研究中,通过四氧嘧啶和高糖高脂饲料诱导大鼠的高糖高脂糖尿病,研究大豆胰蛋白酶抑制剂对糖尿病模型各项血脂指标的影响,进一步探索大豆胰蛋白酶抑制剂对糖尿病的疗效。

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大豆蛋白篇8

关键词:大豆 豆粕 粗蛋白 脱皮量 杂质 玉米

豆粕是世界上应用最广的畜用蛋白饲料,它可用于家禽作为无限制性的单一蛋白补充原料。豆粕在我国占动物用油料的90%以上,豆粕的主要用户是养禽业和养猪业。豆粕在猪禽饲料中得到如此广泛的应用,主要归功于豆粕丰富的蛋白质含量(42%~49%)以及其很高的氨基酸消化率和优良的氨基酸构成,其他饲料中蛋白质中的氨基酸构成则不尽完美。在饲料中增加脱皮豆粕可使动物的消化率吸收率大大提高。豆粕的能量水平取决于蛋白含量、残油、纤维及灰分的含量,根据美国家禽NRC报告,去皮豆粕的能量比带皮豆粕的能量要高879Kj/kg。参照全美油脂加工者协会(NOPA)豆粕质量规格(见表1),豆粕含有的营养素(见表2)。

表1 去皮豆粕与带皮豆粕质量规格(NOPA)

表2 去皮豆粕与带皮豆粕营养素

从表中可见,去皮豆粕的营养价值要高于带皮豆粕,所以在饲料加工过程中,高效、高热量的脱皮脱脂豆粕得到广泛应用。大豆约有8%的种皮,种皮中含蛋白质12.00%,油脂0.6%,粗纤维40%。为了生产高蛋白、低纤维的饲用豆粕,我们可以通过在生产加工过程中脱去一定比例豆皮的方法,来提高豆粕质量。

通常来说,豆粕中蛋白含量取决于大豆中蛋白含量和脱皮的效果。也就是说,在大豆加工过程中,我们习惯于根据大豆的粗蛋白含量,来调整具体的脱豆皮量,从而使豆粕达到需要的粗蛋白含量,即每多脱1.0%的豆皮,豆粕粗蛋白可以提高0.5%。一般情况,我们可以通过上面的办法,根据大豆蛋白含量和脱豆皮量,粗略测算出豆粕的粗蛋白含量。但有的时候,通过该方法推算出的理论豆粕蛋白值与实际豆粕蛋白值不符。

表3 1日~4日所生产的去皮豆粕加工情况

分析如下:该段时间豆粕蛋白和豆皮脱皮量相对不太稳定,在加工大豆量、大豆粗蛋白以及大豆杂质含量基本一致的情况下,班组之间的脱豆皮量差距很大,主要是因为加工大豆杂质中所含物质不同,有的班组杂质中玉米所占比例较高,杂质中90%以上为玉米,(玉米粗蛋白含量在4%左右,豆皮粗蛋白含量在12%左右,差距较大),有的班组加工大豆杂质中所含玉米则相对较少,筛下物、豆皮等杂质占比例相对较多(筛下物中,基本为碎豆皮、豆萁、豆豉和少量土杂,蛋白为10%~13%左右,与豆皮所含蛋白基本一致)。也就是说,加工大豆中每多1%的玉米,就需要在原有脱皮量基础上再多脱3%的豆皮,同理,豆粕中每多1%的筛下物杂质,就需要在原有脱皮量基础上再多脱1%的豆皮,否则豆粕蛋白就会达不到要求。

同时,因为玉米在大豆杂质中所占比例不均匀,时多时少,造成加工过程中,仍按以往的经验操作,单一的通过调整豆皮加工量达到调节豆粕蛋白的目的,即每多脱1%的豆皮,豆粕粗蛋白就会增长0.5%,而未考虑到杂质中玉米的具体情况,造成通过豆皮的脱皮量推算出理论豆粕蛋白值与豆粕实际蛋白值不符。

表4 10日~13日所生产的去皮豆粕加工情况

从上表分析可以得出,该段时间加工大豆杂质中,筛下物、豆皮等杂质占比例相对较多(筛下物中,基本为碎豆皮、豆萁、豆豉和少量土杂,蛋白为10%~13%左右,与豆皮所含蛋白基本一致)。此时,所产豆粕的蛋白实际值与通过脱出豆皮量推算出的理论值基本一致,豆粕蛋白和脱皮量则相对稳定。按照以往经验对脱皮量进行调整,即每多脱或少脱1%的豆皮,豆粕粗蛋白就会增长或降低0.5%。

结论,在加工大豆杂质中所含物质相对单一(筛下物、豆皮等),并且所占比例较为均匀,没有太大的波动时,根据大豆中的蛋白含量,对脱出豆皮量进行相应调整,豆粕蛋白含量的实际值与通过脱出豆皮的量所推算出的豆粕蛋白含量的理论值就会越接近。此时,我们就可以通过合理调节豆皮脱出量,就能够生产出较为理想的等级豆粕,即每多脱或少脱1%的豆皮,豆粕粗蛋白就会相应增长或降低0.5%。而随着玉米等蛋白含量较低物质在杂质中的比例增大,并且不均匀时,仍通过以往的经验,对脱出豆皮量进行调整,来调节豆粕蛋白,往往起不到预想的效果。

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