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食品工业泡沫分离技术的应用(共 5879 字) 泡沫分离又称泡沫吸附分离技术,是以气泡为介质, 以各组分之间的表面活性差为依据, 从而达到分离或浓缩目的的一种分离方法[1].20 世纪初, 泡沫分离技术最早应用于矿物浮选, 后来应用于回收工业废水中的表面活性剂. 直到 20 世纪 70 年代,人们开始将泡沫分离技术应用于蛋白质与酶的分离提取[2-3]. 目前, 在食品工业中, 泡沫分离技术已经应用于蛋白质与酶、糖及皂苷类有效成分的分离提取. 由于大部分食品料液都有起泡性,泡沫分离技术在食品工业中的应用将越来越广泛. 1 泡沫分离技术的原理及特点 泡沫分离技术的原理泡沫分离技术是依据表面吸附原理,基于液相中溶质或颗粒之间的表面活性差异性. 表面活性强的物质先吸附于分散相与连续相的界面处, 通过鼓泡形成泡沫层, 使泡沫层与液相主体分离, 表面活性物质集中在泡沫层内, 从而达到浓缩溶质或净化液相主体的目的. 泡沫分离技术的特点 优点(1) 与传统分离稀浓度产品的方法相比, 泡沫分离技术设备简单、易于操作,更加适合于稀浓度产品的分离.(2)泡沫分离技术分辨率高,对于组分之间表面活性差异大的物质,采用泡沫分离技术分离可以得到较高的富集比.(3)泡沫分离技术无需大量有机溶剂洗脱液和提取液,成本低、环境污染小,利于工业化生产. 缺点表面活性物质大多数是高分子化合物,消化量比较大,同时比较难回收. 此外, 溶液中的表面活性物质浓度不易控制, 泡沫塔内的返混现象会影响到分离效果[4]. 2 泡沫分离技术在食品工业中的应用 蛋白质的分离在分离蛋白质的过程中,表面活性差异小的蛋白质,吸附效果受到气- 液界面吸附结构的影响,因此蛋白质表面活性的强度是考察泡沫分离效果的主要指标. 谭相伟等[5] 研究了牛血清蛋白与酪蛋白在气- 液界面的吸附,并发现酪蛋白对牛血清蛋白在气- 液界面处的吸附有显著影响. 此后, Hossain 等[6] 利用泡沫分离技术对β- 乳球蛋白和牛血清蛋白进行分离富集, 结果得到 96% β- 乳球蛋白和 83% 等[7] 采用连续式泡沫分离技术从混合液中分离牛血清蛋白与酪蛋白, 结果表明酪蛋白的回收率很高, 等[8] 研究了利用泡沫分离法从乳铁传递蛋白、牛血清蛋白和α- 乳白蛋白 3 种蛋白混合液中分离出乳铁传递蛋白,在牛血清蛋白和α- 乳白蛋白的混合液中加入不同浓度的乳铁传递蛋白, 并不断改变气速, 优化了最佳工艺条件. 结果得出: 在最佳工艺条件下, 87% 的乳铁传递蛋白留在溶液中, 98% 牛血清蛋白和 91% α- 乳白蛋白存在于泡沫夹带液中. 由此可见,利用泡沫分离法可以有效地从 3 等[9] 利用泡沫分离技术从牛奶中提取免疫球蛋白. 考察了初始 pH 值、初始免疫球蛋白浓度、氮流量、柱的高度及发泡时间等因素对反应的影响, 结果表明: 等[10] 从工业大豆废水浓缩富集大豆蛋白,最佳工艺条件: 温度为 50℃, pH 值为 ,空气流量为 100mL ? min-1 ,装载液体高度为 400mm ,得到大豆蛋白富集比为 等[11] 为了提高泡沫析水性, 研发了一种新型的利用铁丝网进行整装填料的泡沫分离塔, 利用铁丝网整体填料塔泡沫分离法对牛血清蛋白进行分离. 通过研究填料对气泡大小、持液量、富集比和在不同条件下以牛血清蛋白水溶液作为一个参考物的有效收集率的影响,评价填料的作用. 结果表明,填料可以加速气泡破裂、减少持液量、提高泡沫析水性和牛血清蛋白的富集比. 研究表明,在积液量为 490mL ,空气流速为 300mL ? min-1 , 牛血清蛋白初始浓度为 ? L-1 , 填料床高度为 300mm 和初始 pH 值为 的条件下,最佳的牛血清蛋白富集比为 ,是控制塔条件下富集比的 倍. 刘海彬等[12] 以桑叶为原料, 采用泡沫分离法对桑叶蛋白进行分离, 并分析了影响分离效果的主要因素, 结果测得桑叶蛋白回收率为 % 、富集比为 . 由此可见, 利用泡沫分离法对桑叶进行分离可得到含量较高的桑叶蛋白. 与传统的叶蛋白分离方法如酸(碱) 热法、有机溶剂法相比较[13-14] , 泡沫分离法分离效果好, 避免了加热导致蛋白质变性以及减少有机溶剂带来的环境污染等问题. 李轩领等[15] 以亚麻蛋白浓度、 NaCl 浓度、原料液 pH 值以及装液量为主要考察因素, 用响应面法优化了从未脱胶亚麻籽饼粕中泡沫分离亚麻蛋白的工艺条件