آلة ترشيح وغسيل وتجفيف ثلاثية الوظائف لاستخلاص وفصل وتنقية بروتين الأرز عالي النقاء

من بين بروتينات الحبوب، يتميز بروتين الأرز بقيمة بيولوجية وقيمة بروتينية أعلى من غيره من البروتينات. كما يتميز بتركيب متوازن ومناسب من الأحماض الأمينية، ومحتوى عالٍ من الأحماض الأمينية، وهو ما لا يضاهيه أي بروتين نباتي آخر. يُصنف بروتين الأرز كبروتين غذائي عالي الجودة، ويتوافق مع النموذج المثالي الذي أوصت به منظمة الصحة العالمية ومنظمة الأغذية والزراعة.

تتميز القيمة البيولوجية لبروتين الأرز بارتفاعها، وقيمته الغذائية العالية تضاهي قيمة البيض والحليب ولحم البقر. إضافةً إلى ذلك، يُعدّ بروتين الأرز منخفض المستضدات، فلا يُسبب ردود فعل تحسسية، مما يجعله مفيدًا جدًا في إنتاج أغذية الأطفال. ولا تقتصر فوائد بروتين الأرز على وظائفه الغذائية الفريدة فحسب، بل تتعداها لتشمل فوائد صحية أخرى.

أظهرت دراسات حديثة أن بروتين الأرز يُمكن أن يُخفض مستويات الكوليسترول في الدم. الوقاية من الأمراض المزمنة: يُمكن لنظام غذائي متوازن أن يقي من بعض الأمراض، مثل أمراض القلب والسرطان.

تحليل عملية إنتاج فصل وتنقية بروتين الأرز

نظراً للمزايا العديدة التي يتمتع بها نشا الأرز وبروتين الأرز في التطبيقات الصناعية، يشهد السوق الدولي طلباً متزايداً على نشا الأرز عالي النقاء (بنسبة بروتين أقل من 0.5% على أساس الوزن الجاف) وبروتين الأرز عالي النقاء (بنسبة بروتين أعلى من 90% على أساس الوزن الجاف). ومع ذلك، سواءً كان نشا الأرز أو بروتين الأرز، فإن الخصائص الوظيفية، مثل قدرة الاحتفاظ بالماء وامتصاص الزيت وخصائص الرغوة، غالباً ما تكون أكثر أهمية من القيمة الغذائية، مثل تركيب الأحماض الأمينية، في المنتجات التي تستخدمهما كمكونات. كما أن أداء هذه الخصائص الوظيفية يتأثر غالباً بدرجة نقائه.

بما أن النشا والبروتين في الأرز مرتبطان ارتباطًا وثيقًا ويصعب فصلهما، فإن اختيار طرق الفصل والاستخلاص لنشا الأرز وبروتين الأرز يؤثر بشكل مباشر على الخصائص الوظيفية للمنتج.

تتضمن عملية فصل بروتين الأرز عن الأرز غسل الأرز ونقعه، وإزالة الرمل، وتكريره، وتركيزه، وتجفيفه. كما تتضمن معالجة معلق البروتين بالإنزيمات (بما في ذلك الأميليز والسليولاز والليباز). أما عملية تنقية بروتين الأرز القلوية فتتضمن النقع في محلول قلوي، والطحن، والاستخلاص بالتحريك، والفصل، والترسيب الحمضي، والفصل، والتجفيف، وهي مناسبة للإنتاج الصناعي. ولكن نظرًا لعدم مراعاة استخدام معلق النشا المفصول لاستخلاص النشا وفصله، فإن هذه العملية غير مثالية لتطوير المواد الخام واستخدامها، ولا تستغلها استغلالًا كاملًا.

عملية إنتاج آلة غسل وتجفيف المرشحات لفصل واستخلاص بروتين الأرز عالي النقاء

نظراً للعيوب التي تعاني منها عملية إنتاج فصل وتنقية بروتين الأرز الحالية، كطول دورة الإنتاج وارتفاع التكلفة وانخفاض نقاء المنتج، فإنه من الصعب للغاية الحصول على بروتين أرز ونشا أرز عاليي النقاء والإنتاجية في آن واحد. لذا، تم اعتماد عملية إنتاج باستخدام آلة غسل وتجفيف بالترشيح لفصل واستخلاص بروتين الأرز عالي النقاء، حيث يتم إنتاج نشا الأرز وبروتين الأرز عاليي النقاء في عملية معالجة واحدة، ثم يتم تنقيتهما بعد الفصل، مما ينتج عنه منتج ذو نقاء أعلى.

تعتمد عملية إنتاج آلة غسل وتجفيف مرشح فصل واستخلاص بروتين الأرز عالي النقاء على نقع حبوب الأرز في محلول قلوي، مما يحقق معدل استخلاص عالٍ ويقلل من استهلاك الطاقة المرتفع الناتج عن طحن الأرز الخام أولاً ثم نقعه. في الوقت نفسه، وبفضل طرق التجفيف المختلفة، تُسهم هذه العملية في ضمان ذوبان المنتج بشكل أفضل، بالإضافة إلى خصائص وظيفية مثل الرغوة والاستحلاب.

طريقة لإنتاج نشا الأرز عالي النقاء وبروتين الأرز معًا، وتتضمن الخطوات التالية:

(1) اغسل الأرز بماء الصنبور، ونسبة وزن الأرز إلى الماء هي من 1:2 إلى 1:6، واغسله بالماء من 1 إلى 3 مرات؛

(2) امزج الأرز المغسول مع محلول هيدروكسيد الصوديوم بتركيز من 0.1٪ إلى 0.5٪ بنسبة صلبة إلى سائلة من 1:1.5 إلى 1:2.5، وانقعه وحركه في درجة حرارة الغرفة لمدة ساعة إلى 4 ساعات؛

(3) التكرير بالغروي، بحيث تكون نعومة لب الأرز من 60 مش إلى 150 مش، والترسيب والفصل للحصول على السائل الطافي والراسب 1؛

(4) استخدم مرشحًا وغسالة وآلة تجفيف، واضبط درجة حموضة المادة الطافية التي تم الحصول عليها من مطحنة الغرويات إلى 4.5-5.5 باستخدام حمض الهيدروكلوريك، وقم بالترسيب والفصل للحصول على راسب 2، وأضف الأميليز أو جلوكو أميليز إلى الراسب 2 الذي تم الحصول عليه، وقم بتسخينه عند 40 درجة مئوية - 55 درجة مئوية، وبعد التحلل المائي لمدة 10 دقائق إلى 30 دقيقة، قم بالترسيب والفصل للحصول على راسب 3؛

(5) في آلة غسل وتجفيف المرشح، أضف الماء إلى الراسب 3 وفقًا لنسبة وزن ماء التغذية من 1:2 إلى 1:8 وحرك باستمرار، واتركه يترسب ويفصل للحصول على الراسب 4، وكرر هذه الخطوة من 3 إلى 5 مرات حتى يصبح الراسب 4 متعادلًا في درجة الحموضة، وتجفيف الراسب 4 هو مسحوق بروتين الأرز عالي النقاء؛

(6) قم بتنقية الراسب 1 الذي تم الحصول عليه عن طريق الطحن الغرواني مع البروتياز القلوي، وافصله للحصول على الراسب 5، واضبط درجة حموضة الراسب 5 إلى متعادل باستخدام حمض الهيدروكلوريك، ثم قم بتنقيته باستخدام الإيثانول، واتركه يترسب وافصله للحصول على الراسب 6؛

(7) أضف الراسب 6 إلى ماء الصنبور بنسبة 1:2 إلى 1:6 من حيث نسبة وزن العلف إلى الماء، واغسل بشكل متكرر من 2 إلى 5 مرات، واتركه يترسب ويفصل للحصول على الراسب 7، وجفف الراسب 7 للحصول على نشا أرز عالي النقاء.

تُعدّ عملية إنتاج آلات الترشيح والغسل والتجفيف لفصل واستخلاص بروتين الأرز عالي النقاء طريقةً منخفضة التكلفة وعالية الجودة لإنتاج نشا الأرز وبروتين الأرز معًا. وتعتمد هذه العملية أساسًا على استخدام الأرز كمادة خام. وبناءً على ذلك، طُوّرت تقنية جديدة للإنتاج المشترك لنشا الأرز وبروتين الأرز عالي النقاء، بهدف حلّ المشكلات التقنية القائمة إلى أقصى حد. وباستخدام هذه الطريقة، يُمكن ضمان نقاء المنتج العالي، وإنتاج بروتين الأرز (نقاء البروتين ≥ 85%، وعائد ≥ 70%) ونشا الأرز (نقاء النشا ≥ 95%) بخصائص وظيفية جيدة ووزن جزيئي كبير في آنٍ واحد، وبمعدل إنتاج ≥ 70%.