一種大豆深加工過程中低聚糖的提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及農(nóng)產(chǎn)品加工領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及一種大豆深加工過程中低 聚糖的提取方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人們膳食結(jié)構(gòu)的改善，世界各國對大豆蛋白產(chǎn)品的需求量也在不斷增長。大 豆中的蛋白質(zhì)含量約為38%，是植物性的完全蛋白，內(nèi)含人體所必須的各種氨基酸。但在大 豆蛋白生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大豆乳清，目前多不經(jīng)任何處理即被排放，造成了極大的資源浪 費和環(huán)境污染。大豆乳清中含有少量未沉淀的大豆球蛋白、低聚糖、色素、無機鹽等物質(zhì)，其 中大豆低聚糖是一種功能性低聚糖，其中的棉子糖和水蘇糖被人體攝入后，在小腸內(nèi)不被 消化、吸收，當(dāng)它到達(dá)回腸、大腸時，就成為雙歧桿菌的食餌，可促進(jìn)雙歧桿菌的增殖，從而 起到抑制有害菌的繁殖、防癌抗癌、防止便秘、防治老年性疾病、延緩衰老等作用。
[0003] 在傳統(tǒng)大豆加工的工藝中，副產(chǎn)物大豆乳清水一般是直接進(jìn)行排放或經(jīng)簡單處理 后采用真空蒸發(fā)濃縮的方式回收低聚糖，能耗高且由于得到的低聚糖雜質(zhì)太多導(dǎo)致生理功 能明顯下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]作為各種廣泛且細(xì)致的研究和實驗的結(jié)果，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對大豆深 加工過程中的大豆乳清液進(jìn)行除雜預(yù)處理后，再依次經(jīng)超濾進(jìn)一步純化、納濾濃縮除鹽、噴 霧干燥步驟得到的低聚糖純度高，具有優(yōu)良的生理活性，顯著提高了大豆加工的附加值。基 于這種發(fā)現(xiàn)，完成了本發(fā)明。
[0005]本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu) 點。
[0006]本發(fā)明還有一個目的是提供一種大豆深加工過程中低聚糖的提取方法，其能夠高 效去除副產(chǎn)物大豆乳清液中的蛋白質(zhì)、色素、無機鹽等雜質(zhì)，且分離純化過程溫和，有效保 證了最終得到的低聚糖的收率、純度和生物活性。
[0007]為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種大豆深加工過程中低聚 糖的提取方法，其包括如下步驟：
[0008] 1)預(yù)處理:取大豆分離蛋白后的乳清液調(diào)pH為5.5后，加入0.5~0.7g/L的絮凝劑 和0.3~0.8g/L的活性炭，35~40°C下持續(xù)攬摔30~60min，然后5000~8000rpm下離心 lOmin，得上清液，其中，絮凝劑和活性炭配合使用可顯著提高所得上清液的澄清度，此外， 由于活性炭比重較輕，粒徑小，不易離心，抽濾時易堵塞抽濾布，因此凝劑和活性炭配合使 用，活性炭被包裹在絮凝劑中，利于后續(xù)的離心或抽濾分離工作；
[0009] 2)超濾除雜：將所述上清液使用截留分子量為3500~5000的超濾膜，在0.12~ 0.16MPa壓力下，35~40°C下進(jìn)行超濾，得超濾透過液，其中，在一定范圍內(nèi)提高超濾的工作 溫度可降低料液粘度，提高透過速率，但溫度也不能過高，否則會導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性而增加對 超濾膜的污染；
[0010] 3)納濾濃縮：將所述超濾透過液經(jīng)截留分子量為400~800的納濾膜，于0.6~ 0.8MPa，40°C下納濾至原體積的1/10~1/8，得納濾濃縮液；
[0011] 4)成品制備：將所述納濾濃縮液在62°C和0.08~0.12Mpa的真空度下濃縮至固形 物的含量為25~35%后進(jìn)行噴霧干燥，得到低聚糖成品，其中蒸發(fā)濃縮的溫度不能太高，否 則隨著蒸發(fā)濃縮的進(jìn)行，低聚糖可能會發(fā)生降解，得到的成品低聚糖色澤較深。
[0012] 優(yōu)選的是，其中，所述絮凝劑選自氯化鋁、殼聚糖、聚丙烯酰胺中的一種或幾種。
[0013] 優(yōu)選的是，其中，所述絮凝劑為殼聚糖，選用殼聚糖作為絮凝劑，得到的預(yù)處理液 分層快速，上清液澄清度高，并且顯著減小了對超濾膜的污染。
[0014] 優(yōu)選的是，其中，所述殼聚糖先配制成1%的水溶液，然后使用冰醋酸調(diào)pH至4.7， 攪拌至溶解均勻后再使用。
[0015]優(yōu)選的是，其中，所述超濾膜為聚砜膜，可能由于不同膜材質(zhì)中所含的親水基團和 疏水基團的比例不同，同一截留分子量的不同材質(zhì)的超濾膜的超濾情況不同，綜合考慮超 濾滲透通量、膜衰減系數(shù)、蛋白截留率和總糖透過率，使用聚砜膜超濾大豆乳清液的綜合效 果最好。
[0016] 優(yōu)選的是，其中，所述納濾膜選自芳香聚酰胺膜、三醋酸纖維素膜、磺化聚醚砜膜、 聚哌嗪酰胺膜中的一種或幾種。
[0017] 優(yōu)選的是，其中，所述納濾膜為芳香聚酰胺膜，綜合鹽和單糖的脫除率和膜的滲透 通量，使用芳香聚酰胺膜的綜合效果最好。
[0018] 本發(fā)明至少包括以下有益效果：
[0019] (1)本發(fā)明采用合適比例的絮凝劑和活性炭對大豆乳清液進(jìn)行預(yù)處理，有效將乳 清液中的微小膠體、懸浮顆粒等沉淀析出，顯著提高了所得上清液的澄清度，減輕了對后續(xù) 超濾膜的污染，此外絮凝劑和活性炭的配合使用，使活性炭被包裹在絮凝劑中，利于后續(xù)的 離心或抽濾分離工作；
[0020] (2)本發(fā)明分別選擇合適的超濾膜和納濾膜去除大豆乳清液中的蛋白質(zhì)、無機鹽、 單糖，并對其中的低聚糖進(jìn)行初步濃縮，以降低后續(xù)真空蒸發(fā)濃縮的能耗，同時避免對低聚 糖生理活性的破壞。
[0021] 本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本 發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【具體實施方式】
[0022] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說 明書文字能夠據(jù)以實施。
[0023]應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如"具有"、"包含"以及"包括"術(shù)語并不配出一個或多 個其它元件或其組合的存在或添加。
[0024] 〈實例 1>
[0025] -種大豆深加工過程中低聚糖的提取方法，其包括如下步驟：
[0026] 1)預(yù)處理：取大豆分離蛋白后的乳清液調(diào)pH為5.5后，加入0.5g/L的氯化鋁和 〇. 3g/L的活性炭，35°C下持續(xù)攪拌30min，然后5000rpm下離心lOmin，得上清液；
[0027] 2)超濾除雜：將所述上清液使用截留分子量為3500的超濾膜，在0.12MPa壓力下， 35°C下進(jìn)行超濾，得超濾透過液，其中，所述超濾膜為聚砜膜；
[0028]3)納濾濃縮：將得到的所述超濾透過液使用截留分子量為400的納濾膜，在 0.6MPa，40°C下納濾至原體積的1/10,得納濾濃縮液，其中，所述納濾膜為芳香聚酰胺膜； [0029] 4)成品制備:將所述納濾濃縮液在62°C和O.OSMpa的真空度下濃縮至固形物的含 量為25 %后進(jìn)行噴霧干燥，得到低聚糖成品。
[0030]采用本實施例從大豆分離蛋白后的乳清液中提取得到的低聚糖的提取率和制備 得到的低聚糖成品的品質(zhì)參數(shù)見表1。
[0031] 〈實例 2>
[0032]-種大豆深加工過程中低聚糖的提取方法，其包括如下步驟：
[0033] 1)預(yù)處理：取大豆分離蛋白后的乳清液調(diào)pH為5.5后，加入0.7g/L的殼聚糖和 〇. 8g/L的活性炭，40°C下持續(xù)攪拌30min，然后8000rpm下離心lOmin，得上清液，其中所述殼 聚糖先配制成1 %的水溶液，然后使用冰醋酸調(diào)pH至4.7，攪拌至溶解均勻后再使用；
[0034] 2)超濾除雜：將所述上清液使用截留分子量為5000的超濾膜，在0.16MPa壓力下， 40°C下進(jìn)行超濾，得超濾透過液，其中，所述超濾膜為聚砜膜；
[0035]3)納濾濃縮：將得到的所述超濾透過液使用截留分子量為800的納濾膜，在 0.8MPa，40°C下納濾至原體積的1/8，得納濾濃縮液，其中，所述納濾膜為三醋酸纖維素膜； [0036] 4)成品制備:將所述納濾濃縮液在62°C和0.12Mpa的真空度下濃縮至固形物的含 量為35 %后進(jìn)行噴霧干燥，得到低聚糖成品。
[0037]采用本實施例從大豆分離蛋白后的乳清液中提取得到的低聚糖的提取率和制備 得到的低聚糖成品的品質(zhì)參數(shù)見表1。
[0038]〈實例 3>
[0039]-種大豆深加工過程中低聚糖的提取方法，其包括如下步驟：
[0040] 1)預(yù)處理：取大豆分離蛋白后的乳清液調(diào)pH為5.5后，加入0.6g/L的殼聚糖和 〇. 5g/L的活性炭，37°C下持續(xù)攪拌40min，然后6000rpm下離心lOmin，得上清液，其中所述殼 聚糖先配制成1 %的水溶液，然后使用冰醋酸調(diào)pH至4.7，攪拌至溶解均勻后再使用；
[0041] 2)超濾除雜：將所述上清液使用截留分子量為4000的超濾膜，在0.14MPa壓