专利名称：从大豆乳清液中提取大豆异黄酮的方法
技术领域：
本发明涉及大豆深加工和废水资源化技术领域，特别是从大豆乳清液中提取大豆异黄酮的方法。
背景技术：
大豆异黄酮是大豆生长过程中形成的次级代谢产物，是大豆中主要的生理活性物质，具有微弱的雌性激素性质和抗氧化活性，且是一种天然的抗癌化合物，对于妇女乳腺癌、更年期综合症、中老年妇女骨质疏松等症具有显著的疗效，并且在防治癌症、骨质疏松症、心血管疾病等方面具有很好保健功效。目前，其在保健食品和药物生产方面都有着非常广泛的用途，需求量极大。
自然界中异黄酮资源十分有限，大豆是唯一含有异黄酮且含量在营养学上有意义的食物资源。大豆中大豆异黄酮的含量范围约为0.5～7.0mg/g干大豆，主要分布于大豆种子的子叶和胚轴中，子叶中约为0.1～0.3％，胚轴中所含异黄酮种类较多且浓度较高，约为1％～2％，是目前生产大豆异黄酮的主要原料。已公开的从大豆胚轴中提取大豆异黄酮的方法有CN1375492A(专利公开号，下同)、CN1422856A、CN1327983A、CN1372836A等。但由于胚只占种子总质量的2％，因此尽管浓度很高，所占比例却很少(10％～20％)，绝大部分的大豆异黄酮存在于大豆子叶中。大豆子叶经脱脂后加工成大豆豆粕，所以从大豆豆粕能提取到更多的大豆异黄酮，如专利CN1284503A(专利公开号，下同)、CN 1448394A、CN1349987、CN1422855、CN1422856A、CN1456557A等所公开的都是从脱脂大豆豆粕中提取大豆异黄酮的方法。
脱脂豆粕是生产大豆分离蛋白的原料，在大豆分离蛋白的生产过程中，会产生大量的大豆乳清液，大豆子叶中的大豆异黄酮主要就存在于大豆乳清液中。我国目前通常是将大豆乳清液以废水的形式进行处理，不仅处理难度大，而且也浪费了废水中所含有的多种有用资源。所以，对大豆乳清液中的大豆异黄酮进行提取是一个环境与经济效益双赢的课题。专利CN1590385A和CN1552703A提供了采用大孔树脂吸附大豆乳清液中大豆异黄酮的方法，对经过微滤等措施预处理后的大豆乳清液直接进行吸附，提取其中的大豆异黄酮。该方法中采用切向流超滤分离其中的乳清蛋白，易于造成膜堵塞；所处理的大豆乳清液未经有效的浓缩处理，水量较大，乳清液中异黄酮浓度较低；并且采用大孔树脂吸附异黄酮时，存在操作间歇性、溶剂用量较多、可能有残留等方面的问题，工业实施较复杂。CN1315322A公开了一种从大豆乳清中提取大豆异黄酮的方法，其中采用高温闪蒸对乳清液进行浓缩，采用电渗析和阳离子交换树脂脱盐、采用大孔吸附树脂对异黄酮和大豆皂甙进行吸附。但由于乳清液盐度一般低于10％；所以采用电渗析脱盐费用较高；而采用大孔树脂吸附必然也存在着操作间歇性、溶剂用量较多、可能有残留以及工业实施较复杂等方面的问题。
发明内容本发明的目的就是提供一种从大豆乳清液中提取大豆异黄酮的新方法，方法中采用膜分离和有机溶剂萃取等技术，操作简便，易于实现工业化。
该方法采用气冲强化动态超滤分离大豆乳清液中的乳清蛋白，极大地提高了超滤膜的抗污染能力；对超滤处理后的乳清液采用纳滤浓缩后，进一步采用有机溶剂萃取大豆异黄酮，工艺简单，具有良好的可操作性。所提取的大豆异黄酮纯度在40％以上。
本发明方法的具体实施步骤描述如下(1)前处理a)调节大豆乳清液的pH值为4.5～7.0，并进行高温灭菌(85℃～115℃)处理；进行微滤器过滤，得到微滤透过液A2；b)采用气冲强化动态超滤技术对微滤透过液A1进行过滤处理，浓缩倍数7以上，得超滤浓缩液B1和超滤透过液B2。
(2)纳滤和脱盐在操作压力为0.35～2.0MPa的条件下，对超滤透过液B2进行纳滤处理，浓缩倍数为5～20，并添加纯水进行脱盐，重复过滤1～5次，得纳滤浓缩液C1和纳滤透过液C2；所用纳滤膜的材质可以是聚砜、聚醚砜或聚酰胺类，组件形式可以为板式、卷式、管式或中空纤维形式，截留分子量为200～1000道尔顿。
(3)萃取将纳滤浓缩液C1与乙酸乙酯混合进行萃取操作，纳滤浓缩液与乙酸乙酯的体积比为0.3～10，接触5min～500min后分出上层乙酸乙酯相D1和下层水溶液相D2；(4)后处理a)在加热温度为50℃～70℃、操作负压为0.08MPa～0.095MPa下对乙酸乙酯相D1进行减压蒸馏，回收乙酸乙酯，得到大豆异黄酮浓缩液E1；b)对大豆异黄酮浓缩液E1进行喷雾干燥，得到大豆异黄酮产品P1；c)对萃取的下层水溶液相D2进行减压蒸馏处理，回收其中的乙酸乙酯。
图1是本发明方法的工艺流程图具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一步骤1)大豆乳清液的前处理a)大豆乳清液直接来自于大豆分离蛋白生产线，其中大豆异黄酮含量为0.11mg/mL，对其加热105℃灭菌，保持乳清液4.5的pH值，然后进入贮液罐，静置沉淀60min以上；b)对上述乳清液采用微滤器过滤，浓缩液A1回流至贮液罐，透过液A2进入超滤器c)采用气冲强化动态超滤器对微滤透过液A2进行过滤处理，浓缩液B1回流至贮液罐，透过液B2进入纳滤装置；步骤2)大豆乳清液纳滤浓缩和脱盐调整超滤透过液B2的pH值到7.0，取其中20L超滤透过液，注入纳滤器进行纳滤处理，在0.8MPa的压力下浓缩到2L；添加纯水至20L后重复过滤，如此循环操作2次，所得透过液C2可以排放或者用反渗透处理制取纯水以用于工艺回用，所得2L浓缩液C1则用于继续提取大豆异黄酮；步骤3)萃取将2L纳滤浓缩液C1与等体积的乙酸乙酯混合，接触120min后分出上层乙酸乙酯相D1和下层水溶液相D2；
步骤4)后处理a)在加热温度为50℃、操作负压为0.08MPa下对萃取的上相D1进行减压浓缩，回收乙酸乙酯，得到浓缩液E1；b)对浓缩液E1进行喷雾干燥，得到大豆异黄酮产品3.51g，对该产品采用紫外分光光度法分析，纯度为45.6％，大豆异黄酮的得率为72.7％；c)对萃取的下层溶液相D2在50℃、操作负压为0.075MPa下进行减压浓缩处理，回收其中的乙酸乙酯，余下的溶液相可以用于生产大豆低聚糖。
实施例二步骤1)前处理①大豆乳清液直接来自于大豆分离蛋白生产线，其中大豆异黄酮含量为0.126mg/mL，对其加热115℃灭菌，调整乳清液的pH值到7.0，然后进入贮液罐，静置沉淀60min以上；②对上述乳清液采用微滤器过滤，浓缩液A1回流至贮液罐，透过液A2进入超滤器；③采用气冲强化动态超滤器对微滤透过液A2进行过滤处理，浓缩液B1回流至贮液罐，透过液B2进入纳滤装置；步骤2)纳滤浓缩和脱盐取其中30L超滤透过液B2，在1.2MPa的压力下，通过纳滤浓缩到2L，再添加纯水至20L后重复过滤，如此循环操作3次，得透过液C2可以排放或者用反渗透处理制取纯水以用于工艺回用，所得2L浓缩液C1则用于继续提取大豆异黄酮；步骤3)萃取将纳滤浓缩液组份C1与1.2倍体积的乙酸乙酯混合，接触300min后分出上层乙酸乙酯相D1和下层水溶液相D2；步骤4)后处理a)在加热温度为70℃、操作负压为0.095MPa下对萃取的上相D1进行减压浓缩，回收乙酸乙酯，得到浓缩液E1；b)对浓缩液E1进行喷雾干燥，得到大豆异黄酮产品6.51g，采用紫外分光光度法分析，纯度为43.3％，大豆异黄酮的得率为74.6％；c)对萃取的下层水溶液相D2在50℃、操作负压为0.075MPa下进行减压蒸馏处理，回收其中的乙酸乙酯，余下的溶液可用于生产大豆低聚糖。
以上为本发明的最佳实施方式，依据本发明公开的内容，本领域的普通技术人员能够显而易见地想到的一些雷同、替代方案，均应落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种从大豆分离蛋白碱溶酸沉生产过程中的副产品——大豆乳清液中提取大豆异黄酮的方法，采用膜分离和有机溶剂萃取等技术，其特征在于，包括以下步骤(1)前处理a)调节大豆乳清液的pH值为4.5～7.0，并进行高温灭菌处理，然后进行微滤，得到微滤透过液A2b)采用气冲强化动态超滤技术对微滤透过液A2进行超滤处理，得超滤浓缩液B1和超滤透过液B2；(2)纳滤浓缩和脱盐在操作压力0.35～2.0MPa的条件下，对超滤透过液B2进行纳滤浓缩处理，并脱盐，得纳滤浓缩液C1和纳滤透过液C2；(3)萃取将纳滤浓缩液C1与乙酸乙酯以体积比为0.3～10的比例混合，经过5min～500min的充分接触，分出上层乙酸乙酯相D1和下层溶液相D2；(4)后处理a)在加热温度为50～70℃、操作负压为0.08～0.095MPa的条件下对乙酸乙酯相D1进行减压蒸馏，回收乙酸乙酯，同时得到浓缩液E1；b)对浓缩液E1进行喷雾干燥，得到大豆异黄酮产品P1；c)对萃取的下层溶液相D2进行减压蒸馏处理，回收乙酸乙酯。
2.根据权利要求1所述的从大豆乳清液中提取大豆异黄酮的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，纳滤膜的材质为聚砜或聚醚砜或聚酰胺类，组件形式为板式或卷式或管式或中空纤维形式，截留分子量为200～1000道尔顿。
全文摘要
本发明涉及一种从大豆乳清液中提取大豆异黄酮的方法。针对大豆分离蛋白生产过程中的副产品——大豆乳清液，首先采用气冲强化动态超滤分离其中的蛋白质，然后采用纳滤将乳清液浓缩，并脱除其中的盐份，接着对纳滤浓缩液进行萃取，对萃取液用减压蒸馏法进行浓缩，可得纯度40％以上的大豆异黄酮产品。本发明方法采用了膜技术和萃取技术，操作简便，经济效益高，适合工业化生产。
文档编号C07D311/36GK1763031SQ20051010112
公开日2006年4月26日 申请日期2005年11月3日 优先权日2005年11月3日
发明者吕斯濠, 武嘉, 李旭宁, 孙海峰, 陈福明 申请人:深圳清华大学研究院