Phương pháp kết tủa protein để sản xuất chế phẩm protein đậu nành

Soy protein concentrate

Trong các phương pháp trên, phương pháp kết tủa protein (phương pháp 2) là phương pháp được ứng dụng nhiều nhất trong công nghiệp để thu nhận các chế phẩm protein từ dung dịch. Nguyên tắc của phương pháp này là dưới tác động của các yếu tố bên ngoài, tương tác giữa protein với nước, giữa protein với protein và giữa protein với các thành phần khác bị thay đổi. Kết quả là làm thay đổi tính chất ban đầu của phân tử protein (sự biến tính), mà tiêu biểu là giảm khả năng hoà tan của protein trong dung dịch, dẫn đến sự tập hợp các phân tử protein tạo thành khối kết tủa và tách ra khỏi dung.

Chính vì thế mà khi tác nhân gây biến tính được loại ra khỏi môi trường thì các cấu trúc ban đầu của phân tử protein có thể được phục hồi trở lại, dẫn đến các tính chất ban đầu cũng được phục hồi.  Biến tính không thuận nghịch: là dạng biến tính gây ra những biến đổi sâu sắc, dẫn đến mất khả năng phục hồi trở lại cấu trúc ban đầu của phân tử protein. Và trong trường hợp này do mất đi các liên kết bền ban đầu mà phân tử protein không còn khả năng phục hồi lại cấu trúc tự nhiên khi tác nhân gây biến tính được loại bỏ, điều này cũng đồng nghĩa với việc các phân tử protein mất đi các tính chất ban đầu.

Trên cơ sở đó, phương pháp kết tủa gây biến tính không thuận nghịch được ứng dụng rất nhiều để thu nhận protein với mục đích giữ lại các giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.  Kết tủa bằng pH: bằng các tác nhân acid, base, dung dịch đệm… có thể đưa pH của dung dịch về giá trị mà tại đó điện tích của các phân tử protein bị trung hoà, khiến cho lực đẩy tĩnh điện giữa các phân tử mất đi, đồng thời tương tác giữa phân tử protein với các phân tử nước cũng giảm đi, dẫn đến lớp vỏ hydrat bao quanh bề mặt bị phá vỡ, tạo điều kiện cho các phân tử tập hợp lại với nhau hình thành kết tủa. Ở đây do không có sự thay đổi cấu trúc phân tử nên sau khi loại tác nhân ra khỏi dung dịch, protein có thể hoà tan trở lại trong môi trường có pH thích hợp.

Các cấu trúc bậc 2, 3, 4 bị duỗi mạch, xuất hiện các nhóm kỵ nước trên bề mặt phân tử protein, làm giảm tương tác giữa protein với nước nên gây kết tủa protein.  Kết tủa bằng dung môi hữu cơ: các dung môi hữu cơ tan trong nước như ethanol, acetone, methanol, isopropanol… khi được bổ sung vào dung dịch protein sẽ làm cho tương tác giữa các phân tử protein tăng. Mặt khác, do tính háo nước nên khi cho vào dung dịch protein, các phân tử dung môi hữu cơ sẽ hút nước, làm giảm tương tác giữa protein và nước, làm phá vỡ lớp vỏ hydrat gây kết tủa protein.

Ở đây ta sử dụng phương pháp kết tủa protein bằng pH, do phương pháp này có ưu điểm là protein vẫn giữ được các tính chất của mình, và trong quá trình sản xuất thì không sử dụng các dung môi dễ cháy như acetone, ethanol….  Chuẩn bị: quá trình ly tâm nhằm mục đích loại phần dịch có chứa các hợp chất hoà tan như polysaccharide… để thu được phần protein kết tủa, chuẩn bị cho quá trình rửa tủa.  Bảo quản: sau sấy sản phẩm có hàm ẩm thấp (<5%), tác nhân sấy ở nhiệt độ cao, trong thời gian ngắn nên vi sinh vật khó phát triển, do đó bảo quản sản phẩm được lâu.

Soy protein isolate

 Đối tượng của nguyên liệu và sản phẩm: nguyên liệu không được có độ nhớt quá cao vì sẽ khó phun sương.  Hóa học : phần lớn protein trong khô đậu nành sẽ hoà tan vào dung dòch NaOH.  Sinh học : một số vi sinh vật có thể bị ức chế trong môi trường kieàm.

Chọn thành phần của nguyên liệu – sản phẩm

Tính cân bằng vật chất

Soy protein isolate

- Do lượng dung dịch NaOH sử dụng không nhiều nên có thể xem khối lượng dung dịch sau khi hoà tan vẫn là 500kg. Do trong quy trình công nghệ có sử dụng thiết bị sấy nên ở phần này ta sẽ tính cân bằng năng lượng trong quá trình sấy. Trong đó: Io, I1 : nhiệt lượng riêng của không khí trước và sau calorifere, J/kg khoâng khí khoâ.

Thieát bò chính

Thieỏt bũ phuù

Tính nước và chọn hệ thống cung cấp nước