CN110551209A - 一种基于大豆深加工废液以豆清水为原料粗提sbti蛋白工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于大豆深加工废液以豆清水为原料粗提SBTI蛋白工艺，本发明具体包括以下步骤：S1、豆清水预处理，S2、膜浓缩，S3、盐析沉淀蛋白，S4、分离盐析沉淀，S5、盐析沉淀溶解，S6、膜浓缩与喷雾干燥，S7、粗提物ASP储存运输，本发明涉及生物工程技术领域。该基于大豆深加工废液以豆清水为原料粗提SBTI蛋白工艺，可实现通过开发一种蛋白提取方法，来对豆清废水中的大豆胰蛋白酶抑制剂进行很好的提取利用，很好的达到了废水的回收利用，来节省大豆胰蛋白酶抑制剂的生产成本的目的，实现了避免豆清水直接排放到外界环境中，对环境造成污染和资源浪费的情况发生，不会造成资源的浪费，从而达到了资源重复利用及环保的目的。
Description
技术领域
本发明涉及生物工程技术领域，具体为一种基于大豆深加工废液以豆清水为原料粗提SBTI蛋白工艺。
背景技术
大豆胰蛋白酶抑制剂(英文Soy Bean Trypsin Inhibitors,简称“SBTI”)是通过从大豆天然提取精制得来的蛋白类药用辅料，该SBTI主要包括两种蛋白，分别是BBI(Bowman-Birk抑制剂，分子量约为8kDa)和KTI(Kunitz胰蛋白酶抑制剂，分子量约为21kDa)，前者可抑制胰蛋白酶活性，后者可抑制胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶活性，在SBTI产品中，BBI蛋白和KTI蛋白按一定的比例构成。
豆清水废液在非转基因大豆深加工食品企业，普遍采用“碱溶酸沉”工艺，以去除油脂后的豆粕为原料生产大豆分离蛋白、食用大豆纤维，在酸沉步骤(pH约4.5)，沉淀出大豆分离蛋白后，用卧螺离心机分离，得到大豆分离蛋白和“豆清水”，豆清水一般都作为废液直接去污水处理系统治理，豆清水不仅体量庞大，而且具有很高的BOD、COD，废水处理成本较高。
目前的豆清废水在进行废水处理后再排放到外界环境中，然而，这样会造成资源的浪费，不能实现通过开发一种蛋白提取方法，来对豆清废水中的大豆胰蛋白酶抑制剂进行很好的提取利用，无法达到废水的回收利用，来节省大豆胰蛋白酶抑制剂的生产成本的目的，不能实现避免豆清水直接排放到外界环境中，对环境造成污染和资源浪费的情况发生，从而无法达到资源重复利用及环保的目的。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于大豆深加工废液以豆清水为原料粗提SBTI蛋白工艺，解决了现有豆清废水排放会造成资源的浪费，不能实现通过开发一种蛋白提取方法，来对豆清废水中的大豆胰蛋白酶抑制剂进行很好的提取利用，无法达到废水的回收利用，来节省大豆胰蛋白酶抑制剂的生产成本的目的，不能实现避免豆清水直接排放到外界环境中，对环境造成污染和资源浪费的情况发生，从而无法达到资源重复利用及环保目的的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于大豆深加工废液以豆清水为原料粗提SBTI蛋白工艺，具体包括以下步骤：
S1、新鲜豆清水来源丰富，pH约4.5，温度40℃左右，由于含有大量微生物，和含有糖类、蛋白类、无机盐类组分，如不及时处理，很快会酸败。所以豆清水接收后，必须立即进行预处理，首先通过物理手段去除豆清水中残余的不溶物，得到清澈的预处理豆清水，经过预处理后的豆清水，不仅没有可见不容物，而且还大幅度降低了微生物负荷；对于后续工艺平稳运行，保障粗提物质量都十分必要；
S2、膜浓缩：采用超滤膜浓缩，适度提高蛋白浓度，降低低聚糖相对比例；
S3、盐析沉淀蛋白：经过步骤S2膜浓缩后的豆清水，加入硫酸铵固体试剂，通过搅拌棒搅拌5-14h，使溶液达到相应的饱和度，然后使豆清蛋白在低温下析出；
S4、分离盐析沉淀：采用连续式沉降离心机将步骤S3得到的盐析后的混合溶液进行分离处理，分离过程中收获盐析沉淀物，即为粗提SBTI蛋白，命名为“ASP”蛋白；
S5、盐析沉淀溶解：离心分离出的湿沉淀ASP蛋白，按一定的固液比加水进行溶解，将不溶物离心分离后，得到溶解液；
S6、膜浓缩与喷雾干燥：溶解液调pH为6-7后，进行超滤膜浓缩，达到干燥所需的干物浓度后，进行干燥得到ASP蛋白干粉；
S7、粗提物ASP储存运输：步骤S6得到的粗提物为性质稳定的干粉，能够进行室温储存和运输。
优选的，所述步骤S1中去除豆清水中不溶物的物理手段为碟片离心机澄清、1微米滤袋过滤澄清、陶瓷膜澄清或250kDa中空纤维膜膜法过滤澄清中的一种或多种的组合。
优选的，所述步骤S2和步骤S6中超滤膜过滤的分子量均为3kDa。
优选的，所述步骤S3中加入硫酸铵的浓度为3.5-5.7mol/L，且加入硫酸铵的量为2.6-3.3L。
优选的，所述步骤S5中按1比6的固液比加水。
优选的，所述步骤S6中干燥方式为冷冻干燥或低温喷雾干燥中的一种。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于大豆深加工废液以豆清水为原料粗提SBTI蛋白工艺。与现有技术相比具备以下有益效果：该基于大豆深加工废液以豆清水为原料粗提SBTI蛋白工艺，具体包括以下步骤：S1、豆清水预处理：首先通过物理手段去除豆清水中残余的不溶物，得到清澈的预处理豆清水，经过预处理后的豆清水，不仅没有可见不容物，而且还大幅度降低了微生物负荷，S2、膜浓缩：采用超滤膜浓缩，适度提高蛋白浓度，降低低聚糖相对比例，S3、盐析沉淀蛋白：经过步骤S2膜浓缩后的豆清水，加入硫酸铵固体试剂，通过搅拌棒搅拌5-14h，使溶液达到相应的饱和度，然后使豆清蛋白在低温下析出，S4、分离盐析沉淀：采用连续式沉降离心机将步骤S3得到的盐析后的混合溶液进行分离处理，分离过程中收获盐析沉淀物，即为粗提SBTI蛋白，命名为“ASP”蛋白，S5、盐析沉淀溶解：离心分离出的湿沉淀ASP蛋白，按一定的固液比加水进行溶解，将不溶物离心分离后，得到溶解液，S6、膜浓缩与喷雾干燥：溶解液调pH为6-7后，进行超滤膜浓缩，达到干燥所需的干物浓度后，进行干燥得到ASP蛋白干粉，S7、粗提物ASP储存运输：步骤S6得到的粗提物为性质稳定的干粉，能够进行室温储存和运输，可实现通过开发一种蛋白提取方法，来对豆清废水中的大豆胰蛋白酶抑制剂进行很好的提取利用，很好的达到了废水的回收利用，来节省大豆胰蛋白酶抑制剂的生产成本的目的，实现了避免豆清水直接排放到外界环境中，对环境造成污染和资源浪费的情况发生，不会造成资源的浪费，从而很好的达到了资源重复利用及环保的目的。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例提供四种技术方案：一种基于大豆深加工废液以豆清水为原料粗提SBTI蛋白工艺，具体包括以下实施例：
实施例1
S1、豆清水预处理：新鲜豆清水来源丰富，pH约4.5，温度40℃左右，由于含有大量微生物，和含有糖类、蛋白类、无机盐类组分，如不及时处理，很快会酸败。所以豆清水接收后，必须立即进行预处理，首先通过物理手段去除豆清水中残余的不溶物，得到清澈的预处理豆清水，经过预处理后的豆清水，不仅没有可见不容物，而且还大幅度降低了微生物负荷；对于后续工艺平稳运行，保障粗提物质量都十分必要，去除豆清水中不溶物的物理手段为碟片离心机澄清、1微米滤袋过滤澄清和250kDa中空纤维膜膜法过滤澄清的组合工艺方法；
S2、膜浓缩：采用超滤膜浓缩，适度提高蛋白浓度，降低低聚糖相对比例，超滤膜过滤的分子量为3kDa；
S3、盐析沉淀蛋白：经过步骤S2膜浓缩后的豆清水，加入硫酸铵固体试剂，通过搅拌棒搅拌9h，使溶液达到相应的饱和度，然后使豆清蛋白在低温下析出，加入硫酸铵的浓度为4.5mol/L，且加入硫酸铵的量为3L；
S4、分离盐析沉淀：采用连续式沉降离心机将步骤S3得到的盐析后的混合溶液进行分离处理，分离过程中收获盐析沉淀物，即为粗提SBTI蛋白，命名为“ASP”蛋白；
S5、盐析沉淀溶解：离心分离出的湿沉淀ASP蛋白，按一定的固液比加水进行溶解，将不溶物离心分离后，得到溶解液，按1比6的固液比加水；
S6、膜浓缩与喷雾干燥：溶解液调pH为6.5后，进行超滤膜浓缩，达到干燥所需的干物浓度后，进行干燥得到ASP蛋白干粉，超滤膜过滤的分子量为3kDa，干燥方式为冷冻干燥；
S7、粗提物ASP储存运输：步骤S6得到的粗提物为性质稳定的干粉，能够进行室温储存和运输。
实施例2
S1、豆清水预处理：新鲜豆清水来源丰富，pH约4.5，温度40℃左右，由于含有大量微生物，和含有糖类、蛋白类、无机盐类组分，如不及时处理，很快会酸败。所以豆清水接收后，必须立即进行预处理，首先通过物理手段去除豆清水中残余的不溶物，得到清澈的预处理豆清水，经过预处理后的豆清水，不仅没有可见不容物，而且还大幅度降低了微生物负荷；对于后续工艺平稳运行，保障粗提物质量都十分必要，去除豆清水中不溶物的物理手段为碟片离心机澄清工艺；
S2、膜浓缩：采用超滤膜浓缩，适度提高蛋白浓度，降低低聚糖相对比例，超滤膜过滤的分子量为3kDa；
S3、盐析沉淀蛋白：经过步骤S2膜浓缩后的豆清水，加入硫酸铵固体试剂，通过搅拌棒搅拌7h，使溶液达到相应的饱和度，然后使豆清蛋白在低温下析出，加入硫酸铵的浓度为4mol/L，且加入硫酸铵的量为2.8L；
S4、分离盐析沉淀：采用连续式沉降离心机将步骤S3得到的盐析后的混合溶液进行分离处理，分离过程中收获盐析沉淀物，即为粗提SBTI蛋白，命名为“ASP”蛋白；
S5、盐析沉淀溶解：离心分离出的湿沉淀ASP蛋白，按一定的固液比加水进行溶解，将不溶物离心分离后，得到溶解液，按1比6的固液比加水；
S6、膜浓缩与喷雾干燥：溶解液调pH为6后，进行超滤膜浓缩，达到干燥所需的干物浓度后，进行干燥得到ASP蛋白干粉，超滤膜过滤的分子量为3kDa，干燥方式为低温喷雾干燥；
S7、粗提物ASP储存运输：步骤S6得到的粗提物为性质稳定的干粉，能够进行室温储存和运输。
实施例3
S1、豆清水预处理：新鲜豆清水来源丰富，pH约4.5，温度40℃左右，由于含有大量微生物，和含有糖类、蛋白类、无机盐类组分，如不及时处理，很快会酸败。所以豆清水接收后，必须立即进行预处理，首先通过物理手段去除豆清水中残余的不溶物，得到清澈的预处理豆清水，经过预处理后的豆清水，不仅没有可见不容物，而且还大幅度降低了微生物负荷；对于后续工艺平稳运行，保障粗提物质量都十分必要，去除豆清水中不溶物的物理手段为1微米滤袋过滤澄清工艺；
S2、膜浓缩：采用超滤膜浓缩，适度提高蛋白浓度，降低低聚糖相对比例，超滤膜过滤的分子量为3kDa；
S3、盐析沉淀蛋白：经过步骤S2膜浓缩后的豆清水，加入硫酸铵固体试剂，通过搅拌棒搅拌5h，使溶液达到相应的饱和度，然后使豆清蛋白在低温下析出，加入硫酸铵的浓度为3.5mol/L，且加入硫酸铵的量为2.6L；
S4、分离盐析沉淀：采用连续式沉降离心机将步骤S3得到的盐析后的混合溶液进行分离处理，分离过程中收获盐析沉淀物，即为粗提SBTI蛋白，命名为“ASP”蛋白；
S5、盐析沉淀溶解：离心分离出的湿沉淀ASP蛋白，按一定的固液比加水进行溶解，将不溶物离心分离后，得到溶解液，按1比6的固液比加水；
S6、膜浓缩与喷雾干燥：溶解液调pH为7后，进行超滤膜浓缩，达到干燥所需的干物浓度后，进行干燥得到ASP蛋白干粉，超滤膜过滤的分子量为3kDa，干燥方式为冷冻干燥；
S7、粗提物ASP储存运输：步骤S6得到的粗提物为性质稳定的干粉，能够进行室温储存和运输。
实施例4
S1、豆清水预处理：新鲜豆清水来源丰富，pH约4.5，温度40℃左右，由于含有大量微生物，和含有糖类、蛋白类、无机盐类组分，如不及时处理，很快会酸败。所以豆清水接收后，必须立即进行预处理，首先通过物理手段去除豆清水中残余的不溶物，得到清澈的预处理豆清水，经过预处理后的豆清水，不仅没有可见不容物，而且还大幅度降低了微生物负荷；对于后续工艺平稳运行，保障粗提物质量都十分必要，去除豆清水中不溶物的物理手段为陶瓷膜澄清处理工艺；
S2、膜浓缩：采用超滤膜浓缩，适度提高蛋白浓度，降低低聚糖相对比例，超滤膜过滤的分子量为3kDa；
S3、盐析沉淀蛋白：经过步骤S2膜浓缩后的豆清水，加入硫酸铵固体试剂，通过搅拌棒搅拌14h，使溶液达到相应的饱和度，然后使豆清蛋白在低温下析出，加入硫酸铵的浓度为5.7mol/L，且加入硫酸铵的量为3.3L；
S4、分离盐析沉淀：采用连续式沉降离心机将步骤S3得到的盐析后的混合溶液进行分离处理，分离过程中收获盐析沉淀物，即为粗提SBTI蛋白，命名为“ASP”蛋白；
S5、盐析沉淀溶解：离心分离出的湿沉淀ASP蛋白，按一定的固液比加水进行溶解，将不溶物离心分离后，得到溶解液，按1比6的固液比加水；
S6、膜浓缩与喷雾干燥：溶解液调pH为6后，进行超滤膜浓缩，达到干燥所需的干物浓度后，进行干燥得到ASP蛋白干粉，超滤膜过滤的分子量为3kDa，干燥方式为冷冻干燥；
S7、粗提物ASP储存运输：步骤S6得到的粗提物为性质稳定的干粉，能够进行室温储存和运输。
综上所述
本发明可实现通过开发一种蛋白提取方法，来对豆清废水中的大豆胰蛋白酶抑制剂进行很好的提取利用，很好的达到了废水的回收利用，来节省大豆胰蛋白酶抑制剂的生产成本的目的，实现了避免豆清水直接排放到外界环境中，对环境造成污染和资源浪费的情况发生，不会造成资源的浪费，从而很好的达到了资源重复利用及环保的目的。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种基于大豆深加工废液以豆清水为原料粗提SBTI蛋白工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、豆清水预处理：首先通过物理手段去除豆清水中残余的不溶物，得到清澈的预处理豆清水，经过预处理后的豆清水，不仅没有可见不容物，而且还大幅度降低了微生物负荷；
S2、膜浓缩：采用超滤膜浓缩，适度提高蛋白浓度，降低低聚糖相对比例；
S3、盐析沉淀蛋白：经过步骤S2膜浓缩后的豆清水，加入硫酸铵固体试剂，通过搅拌棒搅拌5-14h，使溶液达到相应的饱和度，然后使豆清蛋白在低温下析出；
S4、分离盐析沉淀：采用连续式沉降离心机将步骤S3得到的盐析后的混合溶液进行分离处理，分离过程中收获盐析沉淀物，即为粗提SBTI蛋白，命名为“ASP”蛋白；
S5、盐析沉淀溶解：离心分离出的湿沉淀ASP蛋白，按一定的固液比加水进行溶解，将不溶物离心分离后，得到溶解液；
S6、膜浓缩与喷雾干燥：溶解液调pH为6-7后，进行超滤膜浓缩，达到干燥所需的干物浓度后，进行干燥得到ASP蛋白干粉；
S7、粗提物ASP储存运输：步骤S6得到的粗提物为性质稳定的干粉，能够进行室温储存和运输。
2.根据权利要求1所述的一种基于大豆深加工废液以豆清水为原料粗提SBTI蛋白工艺，其特征在于：所述步骤S1中去除豆清水中不溶物的物理手段为碟片离心机澄清、1微米滤袋过滤澄清、陶瓷膜澄清或250kDa中空纤维膜膜法过滤澄清中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的一种基于大豆深加工废液以豆清水为原料粗提SBTI蛋白工艺，其特征在于：所述步骤S2和步骤S6中超滤膜过滤的分子量均为3kDa。
4.根据权利要求1所述的一种基于大豆深加工废液以豆清水为原料粗提SBTI蛋白工艺，其特征在于：所述步骤S3中加入硫酸铵的浓度为3.5-5.7mol/L，且加入硫酸铵的量为2.6-3.3L。
5.根据权利要求1所述的一种基于大豆深加工废液以豆清水为原料粗提SBTI蛋白工艺，其特征在于：所述步骤S5中按1比6的固液比加水。
6.根据权利要求1所述的一种基于大豆深加工废液以豆清水为原料粗提SBTI蛋白工艺，其特征在于：所述步骤S6中干燥方式为冷冻干燥或低温喷雾干燥中的一种。
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