CN101385532A

CN101385532A - 提取酱油渣中营养物质的方法

Info

Publication number: CN101385532A
Application number: CNA2007101218155A
Authority: CN
Inventors: 万印华; 陈向荣; 周浩力; 苏仪; 马光辉; 苏志国; 崔占峰
Original assignee: Institute of Process Engineering of CAS
Current assignee: Institute of Process Engineering of CAS
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2027-09-14
Also published as: CN101385532B

Abstract

本发明属于酱油残渣资源化利用领域，特别涉及利用酱油渣提取酱油渣中的油脂、蛋白、膳食纤维以及具有极高营养价值的大豆异黄酮等营养物质的方法。本发明提出利用先进的双相溶剂浸出技术和酶解技术，提取酱油渣中的油脂、蛋白、膳食纤维以及具有极高营养价值的大豆异黄酮等组分；在生产饲料工业十分需要的饲料蛋白的同时，得到具有高营养价值的添加剂——膳食纤维和大豆异黄酮产品以及能源工业所需的油脂，实现酱油渣的高值资源化转化。本发明不仅节约了资源，同时也起到了环境保护。

Description

提取酱油渣中营养物质的方法

发明领域

本发明属于酱油残渣资源化利用领域，特别涉及利用酱油渣提取酱油渣中的油脂、蛋白、膳食纤维以及具有极高营养价值的大豆异黄酮等营养物质的方法。

背景技术

酱油始创于我国，是有着几千年悠久历史的传统调味品，它主要是通过黄豆、面粉等原料发酵而成。我国是酱油生产大国，目前年产量已达500万吨，占世界年总产量的60％以上。随着酱油工业的迅速发展，对酱油废渣的处理已日益成为酱油生产企业迫切需要解决的难题。据报道，一个年产5000吨的酱油厂可产湿酱油渣1500吨。如此巨大的富含粗蛋白、粗纤维、粗脂肪和其它营养物质的酱油渣如果处理不当，极易在微生物作用下迅速腐败，造成严重的环境污染和资源浪费。目前，国内对酱油渣的处理大多停留在干燥后直接用做辅助饲料，其过程能耗大，经济价值甚低，大部分的酱油生产厂家选择直接将其丢弃。因此，如何充分利用酱油渣中的有效物质，开发出具有高附加值、高营养价值的新产品，提高企业的积极性，是酱油渣处理技术发展的一个新方向。这对于实现酱油工业，乃至整个酿造行业的清洁生产，提高企业的经济效益和社会效益具有重大意义。

目前，我国对酱油渣的开发利用研究甚少，且多集中在利用酱油渣生产饲料蛋白方面。该工作主要是让酱油渣在微生物的作用下进一步发酵，以提高其蛋白质含量，降低水分、盐分和粗纤维，改善其保存性、适口性和营养价值。较早进行这方面研究的是南京酿造厂，随后四川轻化工学院、福州大学、洛阳农业高等专科学校、华南理工大学、浙江工业大学、山东农业大学等单位也相继开展了相关研究。山西大学、淮阴工程学院和石家庄珍极酿造厂在利用酱油渣开发饲料蛋白的过程中发现，发酵产物有着较高的酶活性，这些酶有助于动物的消化吸收，可提高饲料的利用率。这一发现能提高酱油渣的利用价值，于是他们进行了以酱油渣为原料开发饲用酶制剂的工作，取得了良好的结果。山东省食品发酵工业研究设计院就玉米酒精糟液生产酱油，酱油渣生产多酶蛋白饲料的方法申请了专利。另外，国内还有少量利用酱油渣作为肥料、提取油脂以及生产酱油的研究报道。而作为国际高档酱油市场领头羊的日本，在酱油渣的综合利用方面，除了除臭脱盐处理作为饲料(参见JP2003325141、JP2003230370、JP2003009808、JP6153856)和肥料(参见JP56073686)外，还开发了大量向高附加值产品转化的工艺，如：生产抗氧化剂(参见JP2005290053)、甲烷(参见JP2005007390)、提取食物纤维等，特别是提取大豆异黄酮的研究开发异常活跃(参见JP2003235498、JP2002308868、JP2002003487、JP10218874、JP9187244、JP5170756)。目前，国内外还没有利用酱油渣同时生产油脂、大豆异黄酮、蛋白和膳食纤维的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用现代先进的生物技术和分离技术，同时提取酱油渣中的油脂、蛋白、膳食纤维以及具有极高营养价值的大豆异黄酮等营养物质的方法。该方法不仅能实现酱油渣中有效成分的高效分离，使所得的产品广泛应用于饲料、食品、保健品和能源工业，而且能大大降低酱油生产企业有机废渣废水的排放，为酿造行业的清洁生产方法。

本发明的提取酱油渣中营养物质的方法包括以下步骤：

(1)采用先进的双相溶剂浸出技术从酱油渣中分离得到油脂和大豆异黄酮粗品。将经过脱盐、干燥、粉碎后的酱油渣加入到双相溶剂提取器中，然后将互不相溶的醇类溶剂和烷烃类溶剂加入到提取器中，其中酱油渣与醇类溶剂的重量比为1：3～1：12，酱油渣与烷烃类溶剂的重量比为1：3～1：12；在温度为30～70℃下对酱油渣进行提取，提取完毕后，得到提取混合液；将提取混合液过滤，滤渣为脱脂酱油渣粉末，滤液分上下两相，分别对分液后的两相滤液进行减压蒸馏回收溶剂，分别得到油脂和大豆异黄酮粗品；

(2)采用现代酶解技术处理上述脱脂后的酱油渣得到蛋白和膳食纤维。将步骤(1)提取油脂和大豆异黄酮粗品后的酱油渣烘干脱出溶剂，然后加入是酱油渣体积的6～20倍的水，分别添加糖酶和蛋白酶形成混合液，其中糖酶的添加量是酱油渣重量的0.01～2％，蛋白酶的添加量是酱油渣重量的0.01～2％，采用一步酶解或分步酶解的方式进行酶解，酶解温度为40～95℃，酶解pH值为3～9；酶解完毕后，将料液加热灭酶，离心分离得到上清液和沉淀物，沉淀物干燥后得膳食纤维；

(3)将步骤(2)离心分离得到的上清液采用膜技术浓缩后，干燥得蛋白。

步骤(1)所述的在温度为30～70℃下进行提取的时间为2～6小时。

步骤(2)所述的酶解总时间为2～8小时。

步骤(2)所述的料液加热灭酶，是将料液加热到80～100℃；所述的灭酶时间是15～30分钟；所述的离心分离得到的沉淀物用2～4倍沉淀物重量的70～80℃的热水洗涤离心，然后将沉淀物干燥后得膳食纤维。

用无机酸或无机碱调整酶解的pH值。

所述的醇类溶剂为甲醇或乙醇水溶液，其体积百分比浓度为50～100％。

所述的烷烃类溶剂为正己烷。

所述的糖酶为α-淀粉酶、戊聚糖复合酶、纤维素酶、木聚糖酶或果胶酶等。

所述的蛋白酶为中性蛋白酶、碱性蛋白酶或复合蛋白酶。

所述的一步酶解方式为酶解过程中糖酶和蛋白酶同时加入，所述分步酶解方式为先加入糖酶进行酶解后再加入蛋白酶进行酶解。

本发明是利用现代先进的生物技术和分离技术，提取酱油渣中的油脂、蛋白、膳食纤维以及具有极高营养价值的大豆异黄酮等组分，在生产饲料工业十分需要的饲料蛋白的同时，得到具有高营养价值的添加剂——膳食纤维和大豆异黄酮产品以及能源工业所需的油脂，实现酱油渣的高值资源化转化。本发明不仅节约了资源，同时也起到了环境保护。

本发明提供的同时提取酱油渣中的油脂、蛋白、纤维以及具有极高营养价值的大豆异黄酮的方法具有如下突出特点和优势：

1.采用双相溶剂浸出技术，在提取油脂的同时得到高附加值的大豆异黄酮粗品，一方面简化了操作过程，节约了生产成本，另一方面极性溶剂的引入可以溶解油料中的极性物质，钝化酶类，破坏油料细胞壁，提高取油效率，因此采用该技术可以得到低酸、低胶的高品质毛油。

2.采用生物酶解技术提取蛋白质和膳食纤维，不仅能提高和改善蛋白质的溶解性、乳化性、起泡性和粘度，避免传统的化学水解对氨基酸的破坏作用和变旋作用，同时也能避免纤维中主要生理活性物质的大量损失。

3.本发明从酱油渣中同时提取四种有效营养物质的集成技术，不仅能变废为宝，创造更高的经济效益，而且提高了酱油渣的资源化利用度，为一些需求缺口较大的行业提供原料。

附图说明

图1.本发明实施例的酱油渣生产油脂、大豆异黄酮、蛋白质、膳食纤维的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。本发明所涉及的主题保护范围并非仅限于这些实施例。

实施例1

请参见图1。

将经过脱盐、干燥、粉碎后的酱油渣加入到双液相提取器中，然后同时加入正己烷和体积百分比浓度为75％的乙醇溶液，其中酱油渣与正己烷的重量比为1：8，酱油渣与乙醇溶液的重量比为1：8；在温度为60℃下对酱油渣进行提取，回流搅拌2小时，提取完毕后，得到提取混合液；将提取混合液加入到过滤分离装置中，滤渣为脱脂酱油渣粉末，滤液分上下两相，分别对分液后的两相滤液进行减压蒸馏回收溶剂，所得毛油的提取率为97.9％，大豆异黄酮的提取量为0.520mg/lg干酱油渣(以大豆黄素和染料木黄酮计)，纯度为1.9％。

然后将上述脱脂后的酱油渣粉末烘干脱出溶剂，加入是酱油渣重量的12倍的水，用HCl调整溶液的pH为6.5，添加酱油渣重量的0.06％的耐高温α-淀粉酶，在90℃下酶解1小时；用NaOH调整溶液的pH为8.0，添加酱油渣重量的2％的胰蛋白酶，在50℃下酶解4小时。酶解完毕后，将料液加热到100℃，灭酶15分钟，离心分离得到上清液和沉淀物，沉淀物用2倍沉淀物重量的70～80℃的热水洗涤离心，沉淀物干燥后得膳食纤维，膳食纤维的提取率为95.6％，纯度为80.2％。离心分离的上清液采用膜技术浓缩后，干燥得蛋白，蛋白的提取率为69.3％。

实施例2

请参见图1。

将经过脱盐、干燥、粉碎后的酱油渣加入到双液相提取器中，然后同时加入正己烷和重量百分比浓度为80％的乙醇溶液，其中酱油渣与正己烷的重量比为1：6，酱油渣与乙醇溶液的重量比为1：4，在温度为60℃下对酱油渣进行提取，回流搅拌4小时，提取完毕后，得到提取混合液；将提取混合液加入到过滤分离装置中，滤渣为脱脂酱油渣粉末，滤液分上下两相，分别对分液后的两相滤液进行减压蒸馏回收溶剂，所得毛油的提取率为92.9％，大豆异黄酮的提取量为0.508mg/lg干酱油渣(以大豆黄素和染料木黄酮计)，纯度为2.1％。

然后将上述脱脂后的酱油渣粉末烘干脱出溶剂，加入是酱油渣重量的12倍的水，用HCl调整溶液的pH为3.5，添加酱油渣重量的0.9％的戊聚糖复合酶，在50℃下酶解3.5小时，用NaOH调整溶液的pH为8.0，添加酱油渣重量的0.6％的胰蛋白酶，在45℃下酶解3小时。酶解完毕后，将料液加热到80℃，灭酶30分钟，离心分离得到上清液和沉淀物，沉淀物用2倍沉淀物重量的70～80℃的热水洗涤离心，沉淀物干燥后得膳食纤维，膳食纤维的提取率为93.2％，纯度为88.4％。离心分离的上清液采用膜技术浓缩后，干燥得蛋白，蛋白的提取率为74.5％。

实施例3

请参见图1。

将经过脱盐、干燥、粉碎后的酱油渣加入到双液相提取器中，然后同时加入正己烷和重量百分比浓度为75％的乙醇溶液，其中酱油渣与正己烷的重量比为1：8，酱油渣与乙醇溶液的重量比为1：8，在温度为50℃下对酱油渣进行提取，回流搅拌2小时，提取完毕后，得到提取混合液；将提取混合液加入到过滤分离装置中，滤渣为脱脂酱油渣粉末，滤液分上下两相，分别对分液后的两相滤液进行减压蒸馏回收溶剂，所得毛油的提取率为95.4％，大豆异黄酮的提取量为0.529mg/lg干酱油渣(以大豆黄素和染料木黄酮计)，纯度为2.1％。

然后将上述脱脂后的酱油渣粉末烘干脱出溶剂，加入是酱油渣重量的16倍的水，用HCl调整溶液的pH为6.5，分别添加酱油渣重量的1％的α-淀粉酶和酱油渣重量的1％的1398中性蛋白酶，在50℃下酶解3小时。酶解完毕后，将料液加热到80℃，灭酶30分钟，离心分离得到上清液和沉淀物，沉淀物用2倍沉淀物重量70～80℃的热水洗涤离心，沉淀物干燥后得膳食纤维，膳食纤维的提取率为94.7％，纯度为85.1％。离心分离的上清液采用膜技术浓缩后，干燥得蛋白，蛋白的提取率为80.9％。

Claims

1.一种提取酱油渣中营养物质的方法，采用双相溶剂浸出技术从酱油渣中分离得到油脂和大豆异黄酮粗品，及采用酶解技术处理上述脱脂后的酱油渣得到蛋白和膳食纤维，其特征是，该方法包括以下步骤：

(1)将经过脱盐、干燥、粉碎后的酱油渣加入到双相溶剂提取器中，然后将互不相溶的醇类溶剂和烷烃类溶剂加入到提取器中，其中酱油渣与醇类溶剂的重量比为1：3～1：12，酱油渣与烷烃类溶剂的重量比为1：3～1：12；在温度为30～70℃下对酱油渣进行提取，提取完毕后，得到提取混合液；将提取混合液过滤，滤渣为脱脂酱油渣粉末，滤液分上下两相，分别对分液后的两相滤液进行减压蒸馏回收溶剂，分别得到油脂和大豆异黄酮粗品；

(2)将步骤(1)提取油脂和大豆异黄酮粗品后的酱油渣烘干脱出溶剂，然后加入是酱油渣重量的6～20倍的水，分别添加糖酶和蛋白酶形成混合液，其中糖酶的添加量是酱油渣重量的0.01～2％，蛋白酶的添加量是酱油渣重量的0.01～2％，采用一步酶解或分步酶解的方式进行酶解，酶解温度为40～95℃，酶解pH值为3～9；酶解完毕后，将料液加热灭酶，离心分离得到上清液和沉淀物，沉淀物干燥后得膳食纤维；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：步骤(1)所述的在温度为30～70℃下进行提取的时间为2～6小时。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是：步骤(2)所述的酶解总时间为2～8小时。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是：步骤(2)所述的料液加热灭酶，是将料液加热到80～100℃，灭酶时间为15～30分钟。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是：步骤(2)所述的离心分离得到的沉淀物用2～4倍沉淀物重量的70～80℃的热水洗涤离心，然后将沉淀物干燥后得膳食纤维。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的醇类溶剂为甲醇或乙醇水溶液，其体积百分比浓度为50～100％。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的烷烃类溶剂为正己烷。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的一步酶解方式为酶解过程中糖酶和蛋白酶同时加入，所述分步酶解方式为先加入糖酶进行酶解后再加入蛋白酶进行酶解。

9.根据权利要求1或8所述的方法，其特征是：所述的糖酶为α-淀粉酶、戊聚糖复合酶、纤维素酶、木聚糖酶或果胶酶。

10.根据权利要求1或8所述的方法，其特征是：所述的蛋白酶为中性蛋白酶、碱性蛋白酶或复合蛋白酶。