一種從水酶法水相中同步提取大豆多肽和大豆低聚糖的方法
【專利摘要】一種從水酶法水相中同步提取大豆多肽和大豆低聚糖的方法屬于糧油生物加工技術(shù)，該方法包括以下步驟：（1）將大豆擠壓膨化后與水混合進行酶解，酶解后離心分離得游離油、乳狀液、水解液和殘渣；（2）將乳狀液、水解液和殘渣進行超聲處理得到混合液，向混合液中加入兩種堿性蛋白酶進行分步酶解，酶解后離心分離得游離油、水相廢液以及殘渣；（3）將水相廢液酸沉后離心分離得沉淀和水相混合物，沉淀經(jīng)真空濃縮、噴霧干燥得大豆肽，水相混合物經(jīng)納濾、醇沉后得沉淀，將沉淀進行脫色脫鹽處理后經(jīng)真空濃縮、噴霧干燥得大豆低聚糖；本方法充分利用水酶法制油所形成的水相混合體系，減少浪費，可同時得到大豆多肽和大豆低聚糖，具有很好的應用前景。
【專利說明】一種從水酶法水相中同步提取大豆多肽和大豆低聚糖的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于糧油生物加工技術(shù)，主要涉及一種從水酶法水相中同步提取大豆多肽和大豆低聚糖的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水酶法提油技術(shù)是在機械破碎的基礎上，采用酶作用于油料，使油脂易于從油料中釋放出來，利用非油成分(蛋白質(zhì)和碳水化合物)對油和水的親和力差異，同時利用油水比重不同而將油和非油成分分離。它作為一種新興的“安全、綠色、環(huán)?！碧嵊图夹g(shù)，越來越受到國內(nèi)外很多學者的重視。在提取油脂的同時能高效的回收油料中其他價值組分(蛋白質(zhì)和碳水化合物等)，被油脂科學界稱為“一種油料資源的全利用技術(shù)”。水酶法提取的油脂具有較好的品質(zhì)，而且由于酶解在水相中進行，大豆中的功能性物質(zhì)，例如大豆異黃酮、大豆皂苷、大豆肽、大豆低聚糖、大豆膳食纖維等活性物質(zhì)均保留在水相中，由于水酶法提油技術(shù)操作條件溫和，能夠最大程度的保留原料中的微量營養(yǎng)物質(zhì)，若將其功能性成分分離開，則可提高其產(chǎn)品附加值。
[0003]大豆肽是平均肽鏈長度為2-10的短肽(以2-3的低分子肽為主)，還含有少量的游離氨基酸、無機鹽和糖類等成分，相對分子質(zhì)量以低于1000Da的為主體，主要相對分子質(zhì)量分布在300Da-700Da范圍內(nèi)。大豆肽氨基酸組成幾乎完全與大豆蛋白質(zhì)相同，必需氨基酸的平衡良好且含量豐富。研究發(fā)現(xiàn)許多小分子量肽在經(jīng)人體消化道時，不被水解可直接被人體吸收利用，并且具有多種的生理活性，如降血壓、抗氧化性、降低膽固醇含量等；大豆低聚糖是大豆中可溶性糖的總稱。主要包括蔗糖、棉子糖和水蘇糖，其中單糖和蔗糖占65%，棉子糖占5%-7%，水蘇糖占30%-32%。棉子糖和水蘇糖為功能性低聚糖，具有增殖雙歧桿菌的作用。
`[0004]擠壓膨化技術(shù)是一種現(xiàn)代的高溫短時加工方法。大豆在擠壓膨化機內(nèi)受到混合、壓縮、捏合和剪切，經(jīng)過水分、溫度、壓力和機械剪切等綜合作用而被塑化和蒸煮，從而對物料組分及微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用，這直接影響到后續(xù)加工效果。另外，當大豆通過擠壓?？椎囊凰查g，高壓力急劇釋放，大豆水分迅速蒸發(fā)，使大豆被膨化成內(nèi)部產(chǎn)生許多細小孔隙的組織疏松體，使組織細胞受到破壞，從而有利于細胞內(nèi)有效成分(如油脂、蛋白質(zhì)、異黃酮、皂苷等)的釋放。此外，高溫短時的擠壓過程使大豆中有效成分受熱破壞的程度降低到最低點。因此，擠壓膨化過的大豆中，其有效成分不僅含量損失少，而且易被提取。
[0005]超聲波具有強烈振動和空化效應，空化效應對細胞膜起到破壞作用，可以加速有效成分的釋放和溶出，超聲波使提取液不斷振蕩，有助于溶質(zhì)擴散，從而縮短提取時間，提高產(chǎn)物得率。因此，超聲輔助手段在天然產(chǎn)物提取研究中得到了廣泛的應用。
[0006]目前為止，沒有一種工藝從水酶法水相中同步提取大豆油、大豆肽以及大豆低聚糖的工藝方法，而且首次將擠壓膨化-超聲波處理-分步酶解-膜技術(shù)-樹脂吸附技術(shù)相結(jié)合，同步提取大豆中的有效成分。擠壓膨化、超聲波處理相結(jié)合，有效的破壞了細胞的結(jié)構(gòu)，從而有利于細胞內(nèi)有效成分的釋放，提高產(chǎn)物得率；利用堿性蛋白酶分步酶解，達到同時破乳和制取大豆肽的目的；利用膜技術(shù)和吸附樹脂技術(shù)相結(jié)合，對大豆低聚糖進行精制，得到純度高的大豆低聚糖產(chǎn)品。本工藝使水酶法制油所形成的水相混合體系得到充分利用，減少浪費，降低成本，可以連續(xù)得到3種產(chǎn)品，可作為保健食品和醫(yī)藥品的原料，并可以進行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，具有顯著的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種從水酶法水相中同步提取大豆多肽和大豆低聚糖的方法，達到提高產(chǎn)品得率、增加附加值的目的。
[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
一種從水酶法水相中同步提取大豆多肽和大豆低聚糖的方法，該方法包括以下步驟:(I)將大豆清理粉碎后進行擠壓膨化預處理，得到大豆擠壓膨化物，將擠壓膨化物與水混合后進行酶解得到酶解液，酶解液離心分離得到游離油、乳狀液、水解液和殘渣；(2)將乳狀液、水解液和殘渣進行超聲處理得到混合液，所述的超聲功率為250-450W，超聲時間為10-30s,超聲溫度為60-80°C，先向混合液中加入2709堿性蛋白酶進行酶解，所述的加酶量為2%，酶解溫度為55 °C，酶解時間為1.5h，酶解pH為8.5，再向混合液中加入堿性蛋白酶(丹麥novo公司)進行酶解，所述的加酶量為3%，酶解溫度為55°C，酶解時間為1.5h，酶解pH為9.0，酶解后進行離心分離得到游離油、水相廢液以及殘渣；(3)向水相廢液中加酸調(diào)節(jié)PH至4.5，進行酸沉處理，然后離心分離得到沉淀和水相混合物，沉淀經(jīng)真空濃縮、噴霧干燥得大豆肽，水相混合物在35°C，0.85MPa下進行納濾得透過液，其截留分子量為200-1000Da，透過液進行醇沉處理得沉淀，所述的乙醇濃度為80_100%，乙醇浸提時間為70-110min,乙醇浸提溫度為40_60°C，將沉淀通過兩種串聯(lián)吸附樹脂進行脫色脫鹽，所述的兩種串聯(lián)樹脂為DM130樹脂和D290樹脂，吸附溫度為55°C，吸附流速為35m3/ (m3 -h)，脫色脫鹽后經(jīng)真空濃縮、噴霧干燥 得到大豆低聚糖。
[0009]所述的超聲處理優(yōu)選參數(shù)為:超聲功率297.19W，超聲時間21.56s，超聲溫度74.42。。。
[0010]所述的醇沉處理優(yōu)選參數(shù)為:乙醇濃度93.15%，乙醇浸提時間89.66min,乙醇浸提溫度49.11°C。
[0011]本發(fā)明屬于植物油脂的提取加工技術(shù)，利用物理和化學及生物技術(shù)相結(jié)合，從水酶法水相中同步提取大豆油、大豆肽以及大豆低聚糖有效成分，采用擠壓膨化技術(shù)-超聲波技術(shù)相結(jié)合，有效的破壞了細胞的結(jié)構(gòu)，從而有利于細胞內(nèi)有效成分的釋放，提高產(chǎn)物得率；利用兩種堿性蛋白酶分步酶解，不僅能水解水相中的蛋白質(zhì)，還能破壞油料在磨衆(zhòng)等過程中形成的包裹在油滴表面的脂蛋白膜，降低乳狀液的穩(wěn)定性，從而提高游離油得率，達到破乳的同時得到大豆肽；利用膜技術(shù)和吸附樹脂技術(shù)相結(jié)合，對大豆低聚糖進行精制，得到純度高的大豆低聚糖產(chǎn)品。本工藝所需要的設備簡單、操作安全、可同步得到3種產(chǎn)品，可進行連續(xù)化生產(chǎn)多種產(chǎn)品，具有顯著的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。
[0012]本發(fā)明首次將擠壓膨化-超聲波處理-分步酶解-膜技術(shù)-樹脂吸附技術(shù)相結(jié)合，同步提取大豆中的有效成分，大豆多肽得率可達94.46%，大豆低聚糖得率可達67.87%?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0013]圖1本發(fā)明的工藝路線圖；
圖2超聲功率對大豆多肽得率以及大豆低聚糖得率的影響；
圖3超聲時間對大豆多肽得率以及大豆低聚糖得率的影響；
圖4超聲溫度對大豆多肽得率以及大豆低聚糖得率的影響；
圖57 =f(xlr X2)的響應面；
圖6Y =f(xlr X3)的響應面；
圖7Y=MX2jX3)的響應面；
圖8乙醇濃度對大豆低聚糖得率的影響；
圖9乙醇浸提時間對大豆低聚糖得率的影響；
圖10乙醇浸提溫度對大豆低聚糖提取率的影響；
圖11Y=f(xp X2)的響應面；
圖12Y=f(xp X3)的響應面；
圖13Y=f(x2, X；的響應面。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施例進行詳細描述:
一種從水酶法水相中同步提取大豆多肽和大豆低聚糖的方法，該方法包括以下步驟:(I)將大豆清理粉碎后進行擠壓膨化預處理，得到大豆擠壓膨化物，將擠壓膨化物與水混合后進行酶解得到酶解液，酶解液離心分離得到游離油、乳狀液、水解液和殘渣；(2)將乳狀液、水解液和殘渣進行超聲處理得到混合液，所述的超聲功率為250-450W，超聲時間為10-30s,超聲溫度為60-80°C，先向混合液中加入2709堿性蛋白酶進行酶解，所述的加酶量為2%，酶解溫度為55°C，酶解時間為1.5h，酶解pH為8.5，再向混合液中加入堿性蛋白酶(丹麥novo公司)進行酶解，所述的加酶量為3%，酶解溫度為55°C，酶解時間為1.5h，酶解pH為9.0，酶解后進行離心分離得到游離油、水相廢液以及殘渣；(3)向水相廢液中加酸調(diào)節(jié)PH至4.5，進行酸沉處理，然后離心分離得到沉淀和水相混合物，沉淀經(jīng)真空濃縮、噴霧干燥得大豆肽，水相混合物在35°C，0.85MPa下進行納濾得透過液，其截留分子量為200-1000Da，透過液進行醇沉處理得沉淀，所述的乙醇濃度為80_100%，乙醇浸提時間為70-110min,乙醇浸提溫度為40_60°C，將沉淀通過兩種串聯(lián)吸附樹脂進行脫色脫鹽，所述的兩種串聯(lián)樹脂為DM130樹脂和D290樹脂，吸附溫度為55°C，吸附流速為35m3/ (m3 -h)，脫色脫鹽后經(jīng)真空濃縮、噴霧干燥得到大豆低聚糖。
[0015]所述的超聲處理優(yōu)選參數(shù)為:超聲功率297.19W，超聲時間21.56s，超聲溫度74.42℃。
[0016]所述的醇沉處理優(yōu)選參數(shù)為:乙醇濃度93.15%，乙醇浸提時間89.66min,乙醇浸提溫度49.11°C。
[0017]實施例1超聲波處理工藝條件參數(shù)的篩選實驗 I材料與方法
1.1材料、試劑
【權(quán)利要求】
1.一種從水酶法水相中同步提取大豆多肽和大豆低聚糖的方法，其特征在于該方法包括以下步驟:(I)將大豆清理粉碎后進行擠壓膨化預處理，得到大豆擠壓膨化物，將擠壓膨化物與水混合后進行酶解得到酶解液，酶解液離心分離得到游離油、乳狀液、水解液和殘渣；(2)將乳狀液、水解液和殘渣進行超聲處理得到混合液，所述的超聲功率為250-450W，超聲時間為10-30s，超聲溫度為60-80°C，先向混合液中加入2709堿性蛋白酶進行酶解，所述的加酶量為2%，酶解溫度為55°C，酶解時間為1.5h，酶解pH為8.5，再向混合液中加入堿性蛋白酶(丹麥novo公司)進行酶解，所述的加酶量為3%，酶解溫度為55°C，酶解時間為1.5h，酶解pH為9.0，酶解后進行離心分離得到游離油、水相廢液以及殘渣；(3)向水相廢液中加酸調(diào)節(jié)PH至4.5，進行酸沉處理，然后離心分離得到沉淀和水相混合物，沉淀經(jīng)真空濃縮、噴霧干燥得大豆肽，水相混合物在35°C，0.85MPa下進行納濾得透過液，其截留分子量為200-1000Da，透過液進行醇沉處理得沉淀，所述的乙醇濃度為80_100%，乙醇浸提時間為70-110min,乙醇浸提溫度為40_60°C，將沉淀通過兩種串聯(lián)吸附樹脂進行脫色脫鹽，所述的兩種串聯(lián)樹脂為DM130樹脂和D290樹脂，吸附溫度為55°C，吸附流速為35m3/ (m3 -h)，脫色脫鹽后經(jīng)真空濃縮、噴霧干燥得到大豆低聚糖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從水酶法水相中同步提取大豆多肽和大豆低聚糖的方法，其特征在于所述的超聲處理優(yōu)選參數(shù)為:超聲功率297.19W，超聲時間21.56s，超聲溫度 74.42。。。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從水酶法水相中同步提取大豆多肽和大豆低聚糖的方法，其特征在于所述的 醇沉處理優(yōu)選參數(shù)為:乙醇濃度93.15%，乙醇浸提時間89.66min,乙醇浸提溫度49.11°C。
【文檔編號】C08B37/00GK103589766SQ201310592639
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】江連洲, 李楊, 馮紅霞, 隋曉楠, 王中江, 齊寶坤, 曹亮, 趙城彬 申請人:東北農(nóng)業(yè)大學