一种从水酶法水相中同步提取大豆多肽和大豆低聚糖的方法
【专利摘要】一种从水酶法水相中同步提取大豆多肽和大豆低聚糖的方法属于粮油生物加工技术，该方法包括以下步骤：（1）将大豆挤压膨化后与水混合进行酶解，酶解后离心分离得游离油、乳状液、水解液和残渣；（2）将乳状液、水解液和残渣进行超声处理得到混合液，向混合液中加入两种碱性蛋白酶进行分步酶解，酶解后离心分离得游离油、水相废液以及残渣；（3）将水相废液酸沉后离心分离得沉淀和水相混合物，沉淀经真空浓缩、喷雾干燥得大豆肽，水相混合物经纳滤、醇沉后得沉淀，将沉淀进行脱色脱盐处理后经真空浓缩、喷雾干燥得大豆低聚糖；本方法充分利用水酶法制油所形成的水相混合体系，减少浪费，可同时得到大豆多肽和大豆低聚糖，具有很好的应用前景。
【专利说明】一种从水酶法水相中同步提取大豆多肽和大豆低聚糖的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于粮油生物加工技术，主要涉及一种从水酶法水相中同步提取大豆多肽和大豆低聚糖的方法。
【背景技术】
[0002]水酶法提油技术是在机械破碎的基础上，采用酶作用于油料，使油脂易于从油料中释放出来，利用非油成分(蛋白质和碳水化合物)对油和水的亲和力差异，同时利用油水比重不同而将油和非油成分分离。它作为一种新兴的“安全、绿色、环保”提油技术，越来越受到国内外很多学者的重视。在提取油脂的同时能高效的回收油料中其他价值组分(蛋白质和碳水化合物等)，被油脂科学界称为“一种油料资源的全利用技术”。水酶法提取的油脂具有较好的品质，而且由于酶解在水相中进行，大豆中的功能性物质，例如大豆异黄酮、大豆皂苷、大豆肽、大豆低聚糖、大豆膳食纤维等活性物质均保留在水相中，由于水酶法提油技术操作条件温和，能够最大程度的保留原料中的微量营养物质，若将其功能性成分分离开，则可提高其产品附加值。
[0003]大豆肽是平均肽链长度为2-10的短肽(以2-3的低分子肽为主)，还含有少量的游离氨基酸、无机盐和糖类等成分，相对分子质量以低于1000Da的为主体，主要相对分子质量分布在300Da-700Da范围内。大豆肽氨基酸组成几乎完全与大豆蛋白质相同，必需氨基酸的平衡良好且含量丰富。研究发现许多小分子量肽在经人体消化道时，不被水解可直接被人体吸收利用，并且具有多种的生理活性，如降血压、抗氧化性、降低胆固醇含量等；大豆低聚糖是大豆中可溶性糖的总称。主要包括蔗糖、棉子糖和水苏糖，其中单糖和蔗糖占65%，棉子糖占5%-7%，水苏糖占30%-32%。棉子糖和水苏糖为功能性低聚糖，具有增殖双歧杆菌的作用。
`[0004]挤压膨化技术是一种现代的高温短时加工方法。大豆在挤压膨化机内受到混合、压缩、捏合和剪切，经过水分、温度、压力和机械剪切等综合作用而被塑化和蒸煮，从而对物料组分及微观结构产生作用，这直接影响到后续加工效果。另外，当大豆通过挤压模孔的一瞬间，高压力急剧释放，大豆水分迅速蒸发，使大豆被膨化成内部产生许多细小孔隙的组织疏松体，使组织细胞受到破坏，从而有利于细胞内有效成分(如油脂、蛋白质、异黄酮、皂苷等)的释放。此外，高温短时的挤压过程使大豆中有效成分受热破坏的程度降低到最低点。因此，挤压膨化过的大豆中，其有效成分不仅含量损失少，而且易被提取。
[0005]超声波具有强烈振动和空化效应，空化效应对细胞膜起到破坏作用，可以加速有效成分的释放和溶出，超声波使提取液不断振荡，有助于溶质扩散，从而缩短提取时间，提高产物得率。因此，超声辅助手段在天然产物提取研究中得到了广泛的应用。
[0006]目前为止，没有一种工艺从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艺方法，而且首次将挤压膨化-超声波处理-分步酶解-膜技术-树脂吸附技术相结合，同步提取大豆中的有效成分。挤压膨化、超声波处理相结合，有效的破坏了细胞的结构，从而有利于细胞内有效成分的释放，提高产物得率；利用碱性蛋白酶分步酶解，达到同时破乳和制取大豆肽的目的；利用膜技术和吸附树脂技术相结合，对大豆低聚糖进行精制，得到纯度高的大豆低聚糖产品。本工艺使水酶法制油所形成的水相混合体系得到充分利用，减少浪费，降低成本，可以连续得到3种产品，可作为保健食品和医药品的原料，并可以进行大规模工业化生产，具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种从水酶法水相中同步提取大豆多肽和大豆低聚糖的方法，达到提高产品得率、增加附加值的目的。
[0008]本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的:
一种从水酶法水相中同步提取大豆多肽和大豆低聚糖的方法，该方法包括以下步骤:(I)将大豆清理粉碎后进行挤压膨化预处理，得到大豆挤压膨化物，将挤压膨化物与水混合后进行酶解得到酶解液，酶解液离心分离得到游离油、乳状液、水解液和残渣；(2)将乳状液、水解液和残渣进行超声处理得到混合液，所述的超声功率为250-450W，超声时间为10-30s,超声温度为60-80°C，先向混合液中加入2709碱性蛋白酶进行酶解，所述的加酶量为2%，酶解温度为55 °C，酶解时间为1.5h，酶解pH为8.5，再向混合液中加入碱性蛋白酶(丹麦novo公司)进行酶解，所述的加酶量为3%，酶解温度为55°C，酶解时间为1.5h，酶解pH为9.0，酶解后进行离心分离得到游离油、水相废液以及残渣；(3)向水相废液中加酸调节PH至4.5，进行酸沉处理，然后离心分离得到沉淀和水相混合物，沉淀经真空浓缩、喷雾干燥得大豆肽，水相混合物在35°C，0.85MPa下进行纳滤得透过液，其截留分子量为200-1000Da，透过液进行醇沉处理得沉淀，所述的乙醇浓度为80_100%，乙醇浸提时间为70-110min,乙醇浸提温度为40_60°C，将沉淀通过两种串联吸附树脂进行脱色脱盐，所述的两种串联树脂为DM130树脂和D290树脂，吸附温度为55°C，吸附流速为35m3/ (m3 -h)，脱色脱盐后经真空浓缩、喷雾干燥 得到大豆低聚糖。
[0009]所述的超声处理优选参数为:超声功率297.19W，超声时间21.56s，超声温度74.42。。。
[0010]所述的醇沉处理优选参数为:乙醇浓度93.15%，乙醇浸提时间89.66min,乙醇浸提温度49.11°C。
[0011]本发明属于植物油脂的提取加工技术，利用物理和化学及生物技术相结合，从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，采用挤压膨化技术-超声波技术相结合，有效的破坏了细胞的结构，从而有利于细胞内有效成分的释放，提高产物得率；利用两种碱性蛋白酶分步酶解，不仅能水解水相中的蛋白质，还能破坏油料在磨衆等过程中形成的包裹在油滴表面的脂蛋白膜，降低乳状液的稳定性，从而提高游离油得率，达到破乳的同时得到大豆肽；利用膜技术和吸附树脂技术相结合，对大豆低聚糖进行精制，得到纯度高的大豆低聚糖产品。本工艺所需要的设备简单、操作安全、可同步得到3种产品，可进行连续化生产多种产品，具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。
[0012]本发明首次将挤压膨化-超声波处理-分步酶解-膜技术-树脂吸附技术相结合，同步提取大豆中的有效成分，大豆多肽得率可达94.46%，大豆低聚糖得率可达67.87%。【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1本发明的工艺路线图；
图2超声功率对大豆多肽得率以及大豆低聚糖得率的影响；
图3超声时间对大豆多肽得率以及大豆低聚糖得率的影响；
图4超声温度对大豆多肽得率以及大豆低聚糖得率的影响；
图57 =f(xlr X2)的响应面；
图6Y =f(xlr X3)的响应面；
图7Y=MX2jX3)的响应面；
图8乙醇浓度对大豆低聚糖得率的影响；
图9乙醇浸提时间对大豆低聚糖得率的影响；
图10乙醇浸提温度对大豆低聚糖提取率的影响；
图11Y=f(xp X2)的响应面；
图12Y=f(xp X3)的响应面；
图13Y=f(x2, X；的响应面。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明具体实施例进行详细描述:
一种从水酶法水相中同步提取大豆多肽和大豆低聚糖的方法，该方法包括以下步骤:(I)将大豆清理粉碎后进行挤压膨化预处理，得到大豆挤压膨化物，将挤压膨化物与水混合后进行酶解得到酶解液，酶解液离心分离得到游离油、乳状液、水解液和残渣；(2)将乳状液、水解液和残渣进行超声处理得到混合液，所述的超声功率为250-450W，超声时间为10-30s,超声温度为60-80°C，先向混合液中加入2709碱性蛋白酶进行酶解，所述的加酶量为2%，酶解温度为55°C，酶解时间为1.5h，酶解pH为8.5，再向混合液中加入碱性蛋白酶(丹麦novo公司)进行酶解，所述的加酶量为3%，酶解温度为55°C，酶解时间为1.5h，酶解pH为9.0，酶解后进行离心分离得到游离油、水相废液以及残渣；(3)向水相废液中加酸调节PH至4.5，进行酸沉处理，然后离心分离得到沉淀和水相混合物，沉淀经真空浓缩、喷雾干燥得大豆肽，水相混合物在35°C，0.85MPa下进行纳滤得透过液，其截留分子量为200-1000Da，透过液进行醇沉处理得沉淀，所述的乙醇浓度为80_100%，乙醇浸提时间为70-110min,乙醇浸提温度为40_60°C，将沉淀通过两种串联吸附树脂进行脱色脱盐，所述的两种串联树脂为DM130树脂和D290树脂，吸附温度为55°C，吸附流速为35m3/ (m3 -h)，脱色脱盐后经真空浓缩、喷雾干燥得到大豆低聚糖。
[0015]所述的超声处理优选参数为:超声功率297.19W，超声时间21.56s，超声温度74.42℃。
[0016]所述的醇沉处理优选参数为:乙醇浓度93.15%，乙醇浸提时间89.66min,乙醇浸提温度49.11°C。
[0017]实施例1超声波处理工艺条件参数的筛选实验 I材料与方法
1.1材料、试剂
【权利要求】
1.一种从水酶法水相中同步提取大豆多肽和大豆低聚糖的方法，其特征在于该方法包括以下步骤:(I)将大豆清理粉碎后进行挤压膨化预处理，得到大豆挤压膨化物，将挤压膨化物与水混合后进行酶解得到酶解液，酶解液离心分离得到游离油、乳状液、水解液和残渣；(2)将乳状液、水解液和残渣进行超声处理得到混合液，所述的超声功率为250-450W，超声时间为10-30s，超声温度为60-80°C，先向混合液中加入2709碱性蛋白酶进行酶解，所述的加酶量为2%，酶解温度为55°C，酶解时间为1.5h，酶解pH为8.5，再向混合液中加入碱性蛋白酶(丹麦novo公司)进行酶解，所述的加酶量为3%，酶解温度为55°C，酶解时间为1.5h，酶解pH为9.0，酶解后进行离心分离得到游离油、水相废液以及残渣；(3)向水相废液中加酸调节PH至4.5，进行酸沉处理，然后离心分离得到沉淀和水相混合物，沉淀经真空浓缩、喷雾干燥得大豆肽，水相混合物在35°C，0.85MPa下进行纳滤得透过液，其截留分子量为200-1000Da，透过液进行醇沉处理得沉淀，所述的乙醇浓度为80_100%，乙醇浸提时间为70-110min,乙醇浸提温度为40_60°C，将沉淀通过两种串联吸附树脂进行脱色脱盐，所述的两种串联树脂为DM130树脂和D290树脂，吸附温度为55°C，吸附流速为35m3/ (m3 -h)，脱色脱盐后经真空浓缩、喷雾干燥得到大豆低聚糖。
2.根据权利要求1所述的一种从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声处理优选参数为:超声功率297.19W，超声时间21.56s，超声温度 74.42。。。
3.根据权利要求1所述的一种从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 醇沉处理优选参数为:乙醇浓度93.15%，乙醇浸提时间89.66min,乙醇浸提温度49.11°C。
【文档编号】C08B37/00GK103589766SQ201310592639
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月22日 优先权日:2013年11月22日
【发明者】江连洲, 李杨, 冯红霞, 隋晓楠, 王中江, 齐宝坤, 曹亮, 赵城彬 申请人:东北农业大学