一种大豆深加工过程中低聚糖的提取方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及农产品加工领域。更具体地说，本发明涉及一种大豆深加工过程中低 聚糖的提取方法。
【背景技术】
[0002] 随着人们膳食结构的改善，世界各国对大豆蛋白产品的需求量也在不断增长。大 豆中的蛋白质含量约为38%，是植物性的完全蛋白，内含人体所必须的各种氨基酸。但在大 豆蛋白生产过程中产生的大豆乳清，目前多不经任何处理即被排放，造成了极大的资源浪 费和环境污染。大豆乳清中含有少量未沉淀的大豆球蛋白、低聚糖、色素、无机盐等物质，其 中大豆低聚糖是一种功能性低聚糖，其中的棉子糖和水苏糖被人体摄入后，在小肠内不被 消化、吸收，当它到达回肠、大肠时，就成为双歧杆菌的食饵，可促进双歧杆菌的增殖，从而 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、延缓衰老等作用。
[0003] 在传统大豆加工的工艺中，副产物大豆乳清水一般是直接进行排放或经简单处理 后采用真空蒸发浓缩的方式回收低聚糖，能耗高且由于得到的低聚糖杂质太多导致生理功 能明显下降。
【发明内容】
[0004]作为各种广泛且细致的研究和实验的结果，本发明的发明人已经发现，对大豆深 加工过程中的大豆乳清液进行除杂预处理后，再依次经超滤进一步纯化、纳滤浓缩除盐、喷 雾干燥步骤得到的低聚糖纯度高，具有优良的生理活性，显著提高了大豆加工的附加值。基 于这种发现，完成了本发明。
[0005]本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优 点。
[0006]本发明还有一个目的是提供一种大豆深加工过程中低聚糖的提取方法，其能够高 效去除副产物大豆乳清液中的蛋白质、色素、无机盐等杂质，且分离纯化过程温和，有效保 证了最终得到的低聚糖的收率、纯度和生物活性。
[0007]为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种大豆深加工过程中低聚 糖的提取方法，其包括如下步骤：
[0008] 1)预处理:取大豆分离蛋白后的乳清液调pH为5.5后，加入0.5~0.7g/L的絮凝剂 和0.3~0.8g/L的活性炭，35~40°C下持续揽摔30~60min，然后5000~8000rpm下离心 lOmin，得上清液，其中，絮凝剂和活性炭配合使用可显著提高所得上清液的澄清度，此外， 由于活性炭比重较轻，粒径小，不易离心，抽滤时易堵塞抽滤布，因此凝剂和活性炭配合使 用，活性炭被包裹在絮凝剂中，利于后续的离心或抽滤分离工作；
[0009] 2)超滤除杂：将所述上清液使用截留分子量为3500~5000的超滤膜，在0.12~ 0.16MPa压力下，35~40°C下进行超滤，得超滤透过液，其中，在一定范围内提高超滤的工作 温度可降低料液粘度，提高透过速率，但温度也不能过高，否则会导致蛋白质变性而增加对 超滤膜的污染；
[0010] 3)纳滤浓缩：将所述超滤透过液经截留分子量为400~800的纳滤膜，于0.6~ 0.8MPa，40°C下纳滤至原体积的1/10~1/8，得纳滤浓缩液；
[0011] 4)成品制备：将所述纳滤浓缩液在62°C和0.08~0.12Mpa的真空度下浓缩至固形 物的含量为25~35%后进行喷雾干燥，得到低聚糖成品，其中蒸发浓缩的温度不能太高，否 则随着蒸发浓缩的进行，低聚糖可能会发生降解，得到的成品低聚糖色泽较深。
[0012] 优选的是，其中，所述絮凝剂选自氯化铝、壳聚糖、聚丙烯酰胺中的一种或几种。
[0013] 优选的是，其中，所述絮凝剂为壳聚糖，选用壳聚糖作为絮凝剂，得到的预处理液 分层快速，上清液澄清度高，并且显著减小了对超滤膜的污染。
[0014] 优选的是，其中，所述壳聚糖先配制成1%的水溶液，然后使用冰醋酸调pH至4.7， 搅拌至溶解均匀后再使用。
[0015]优选的是，其中，所述超滤膜为聚砜膜，可能由于不同膜材质中所含的亲水基团和 疏水基团的比例不同，同一截留分子量的不同材质的超滤膜的超滤情况不同，综合考虑超 滤渗透通量、膜衰减系数、蛋白截留率和总糖透过率，使用聚砜膜超滤大豆乳清液的综合效 果最好。
[0016] 优选的是，其中，所述纳滤膜选自芳香聚酰胺膜、三醋酸纤维素膜、磺化聚醚砜膜、 聚哌嗪酰胺膜中的一种或几种。
[0017] 优选的是，其中，所述纳滤膜为芳香聚酰胺膜，综合盐和单糖的脱除率和膜的渗透 通量，使用芳香聚酰胺膜的综合效果最好。
[0018] 本发明至少包括以下有益效果：
[0019] (1)本发明采用合适比例的絮凝剂和活性炭对大豆乳清液进行预处理，有效将乳 清液中的微小胶体、悬浮颗粒等沉淀析出，显著提高了所得上清液的澄清度，减轻了对后续 超滤膜的污染，此外絮凝剂和活性炭的配合使用，使活性炭被包裹在絮凝剂中，利于后续的 离心或抽滤分离工作；
[0020] (2)本发明分别选择合适的超滤膜和纳滤膜去除大豆乳清液中的蛋白质、无机盐、 单糖，并对其中的低聚糖进行初步浓缩，以降低后续真空蒸发浓缩的能耗，同时避免对低聚 糖生理活性的破坏。
[0021] 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本 发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说 明书文字能够据以实施。
[0023]应当理解，本文所使用的诸如"具有"、"包含"以及"包括"术语并不配出一个或多 个其它元件或其组合的存在或添加。
[0024] 〈实例 1>
[0025] -种大豆深加工过程中低聚糖的提取方法，其包括如下步骤：
[0026] 1)预处理：取大豆分离蛋白后的乳清液调pH为5.5后，加入0.5g/L的氯化铝和 〇. 3g/L的活性炭，35°C下持续搅拌30min，然后5000rpm下离心lOmin，得上清液；
[0027] 2)超滤除杂：将所述上清液使用截留分子量为3500的超滤膜，在0.12MPa压力下， 35°C下进行超滤，得超滤透过液，其中，所述超滤膜为聚砜膜；
[0028]3)纳滤浓缩：将得到的所述超滤透过液使用截留分子量为400的纳滤膜，在 0.6MPa，40°C下纳滤至原体积的1/10,得纳滤浓缩液，其中，所述纳滤膜为芳香聚酰胺膜； [0029] 4)成品制备:将所述纳滤浓缩液在62°C和O.OSMpa的真空度下浓缩至固形物的含 量为25 %后进行喷雾干燥，得到低聚糖成品。
[0030]采用本实施例从大豆分离蛋白后的乳清液中提取得到的低聚糖的提取率和制备 得到的低聚糖成品的品质参数见表1。
[0031] 〈实例 2>
[0032]-种大豆深加工过程中低聚糖的提取方法，其包括如下步骤：
[0033] 1)预处理：取大豆分离蛋白后的乳清液调pH为5.5后，加入0.7g/L的壳聚糖和 〇. 8g/L的活性炭，40°C下持续搅拌30min，然后8000rpm下离心lOmin，得上清液，其中所述壳 聚糖先配制成1 %的水溶液，然后使用冰醋酸调pH至4.7，搅拌至溶解均匀后再使用；
[0034] 2)超滤除杂：将所述上清液使用截留分子量为5000的超滤膜，在0.16MPa压力下， 40°C下进行超滤，得超滤透过液，其中，所述超滤膜为聚砜膜；
[0035]3)纳滤浓缩：将得到的所述超滤透过液使用截留分子量为800的纳滤膜，在 0.8MPa，40°C下纳滤至原体积的1/8，得纳滤浓缩液，其中，所述纳滤膜为三醋酸纤维素膜； [0036] 4)成品制备:将所述纳滤浓缩液在62°C和0.12Mpa的真空度下浓缩至固形物的含 量为35 %后进行喷雾干燥，得到低聚糖成品。
[0037]采用本实施例从大豆分离蛋白后的乳清液中提取得到的低聚糖的提取率和制备 得到的低聚糖成品的品质参数见表1。
[0038]〈实例 3>
[0039]-种大豆深加工过程中低聚糖的提取方法，其包括如下步骤：
[0040] 1)预处理：取大豆分离蛋白后的乳清液调pH为5.5后，加入0.6g/L的壳聚糖和 〇. 5g/L的活性炭，37°C下持续搅拌40min，然后6000rpm下离心lOmin，得上清液，其中所述壳 聚糖先配制成1 %的水溶液，然后使用冰醋酸调pH至4.7，搅拌至溶解均匀后再使用；
[0041] 2)超滤除杂：将所述上清液使用截留分子量为4000的超滤膜，在0.14MPa压