CN111394413A - 一种从豆奶加工副产物-豆渣中提取大豆肽的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从豆奶加工副产物‑豆渣中提取大豆肽的方法，首先，将豆奶加工生产线上产生的副产物‑豆渣直接泵入改进的大豆肽提取线中，实现了豆奶加工副产物‑豆渣的连续处理，避免了豆渣的积累堆积，避免其发酵对环境产生的影响；其次，将原直接用于动植物饲料肥料的富含大量粗蛋白的豆渣通过工艺的改进进行有效利用，避免了豆渣中大量粗蛋白的浪费，提取其中的大豆肽物质，再将提取后的水不溶性固体渣作为饲料或肥料，实现了豆渣的高效利用，有效提升其经济效益，并且该工艺反应条件温和可控，具有较高的应用价值。

Description

一种从豆奶加工副产物-豆渣中提取大豆肽的方法
技术领域
本发明涉及豆奶加工废弃物资源再利用技术领域，特别涉及一种从豆奶加工副产物-豆渣中提取大豆肽的方法。
背景技术
以大豆为主的植物蛋白饮料，由于含有丰富的蛋白质等多种具有保健功能的成分，近年来获得突飞猛进的发展，2011-2018年植物蛋白饮料市场增速高达35％左右。伴随改革开放的步伐，国民生活水平与健康保健意识日益提高，在众多的植物蛋白饮料中，全民已认识到以“药食同源”的大豆为原料加工的“豆奶”是当之无愧的国民饮料。
“豆奶”在产业化过程已形成多种品牌的产品，但是无论采取进口还是国产生产线，生产过程产生的固体排放副产物-豆渣，既影响生产效益，又污染环境，豆渣中含有丰富的有机成分，以干物质计，湿豆渣中含粗蛋白约为2.0％～3.2％左右，现有技术中多采用豆渣作为动物的蛋白饲料或植物肥料，但是豆渣中的含有的大量粗蛋白如只作为饲料或肥料会造成严重的资源浪费，影响企业收益；并且由于豆渣生成量大，日加工大豆5t的豆奶企业，日生成湿豆渣量在20t左右，若处理不及时造成豆渣发酵，其对环境的污染也是不可小觑。
因此，如何将豆奶加工副产物-豆渣中的的大豆蛋白进行有效利用，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种以豆奶加工副产物-豆渣为原料提取大豆肽的方法，充分对豆渣中的粗蛋白进行利用，提升经济效益。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种从豆奶加工副产物-豆渣中提取大豆肽的方法，包括以下步骤：
(1)将豆渣泵入50-60℃的保温酶解反应器中，加水25～30r/min搅拌破碎成团豆渣使其均匀分散，之后边搅拌边加入蛋白酶，持续酶解60min～240min，得酶解液；
(2)将所述步骤(1)的酶解液加热至80～90℃保温搅拌30～60min，之后降温至40℃以下，得得杀菌灭酶液；
(3)将所述步骤(2)得到的得杀菌灭酶液进行固液分离至液相透明，收集液相；
(4)将所述步骤(3)得到的液相泵入电渗析装置处理，得无盐液相；
(5)将所述步骤(4)制得的无盐液相泵入非极性树脂柱中处理，之后泵入φ≤10-10的反渗透装置，收集截留物；
(6)将所述步骤(5)得到的截留物泵入脱色罐中，加入活性炭搅拌20～30min后过滤得滤液；
(7)将所述步骤(6)得到的滤液经φ≤10-7微孔过滤后，泵入双效浓缩装置中浓缩，浓缩后送入压力式喷雾干燥塔，经喷雾干燥塔干燥所得的纯白色粉状物，即为大豆肽粉。
优选的，步骤(1)中加入水与豆渣的重量比为(1～2.5)：1，水温50～60℃；加入的蛋白酶的量为湿豆渣中干物质重的3％～5％。
优选的，步骤(1)中加入水与豆渣的重量比为2：1。
优选的，所述蛋白酶为碱性蛋白酶、风味蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝朊酶中的一种或多种组合。
优选的，步骤(3)中采用板框压滤机或离心机进行固液分离，固相用作饲料或肥料。
优选的，所述板框压滤机压强0.1～0.3MPa，流速为1000L/h，助滤剂为硅藻土。
优选的，所述步骤(4)中电渗析装置泵入压强为0.15～0.25MPa，装置电流为18～20A，处理得到的无盐液相电导率≤35μs/cm。
优选的，所述步骤(6)中加入的活性炭为截留液总重量的2％。
优选的，所述步骤(6)中过滤采用压强≤3.5kg/cm2的板框压滤机循环过滤至滤液无色。
优选的，步骤(7)中双效浓缩装置蒸汽压力180kPa，真空度90kPa，温度为55℃，浓缩后的滤液质量浓度为10～15％。
优选的，步骤(7)中压力式喷雾干燥塔进口温度为170～180℃，出口温度为70～80℃。
相较于现有技术，本发明具有如下技术效果：提供了一种采用豆奶生产的副产物-豆渣为原料提取大豆肽的方法，首先通过工艺的改进实现了豆奶加工副产物-豆渣的连续处理，避免了豆渣的积累堆积，避免其发酵对环境产生的影响；其次，避免了豆渣中大量粗蛋白的浪费，采用工艺的改进提取其中的大豆肽物质，再将提取后的水不溶性固体渣作为饲料或肥料，避免了粗蛋白的浪费，实现了豆渣的高效利用，有效提升其经济效益，并且该工艺反应条件温和可控，具有较高的应用价值。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，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。
以日加工原料大豆5t的豆奶生产线为例，其日产豆渣2.5t(约合含水率为89％的湿豆渣18t左右)；
实施例1
具体的处理工艺如下：
(1)将18t湿豆渣(约合2.5t干豆渣)泵入50～60℃的保温酶解反应器中，加入湿豆渣重2倍的、50～60℃的温水，并在30～60r/min搅拌，破碎豆渣使其均匀分散，之后边搅拌边加入碱性蛋白酶、(或风味蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝朊酶)，加酶量＝18t(湿豆渣重)×3％(粗蛋白含率)×3％(加酶量为粗蛋白的百分比)，持续酶解60min～240min，得酶解液；
(2)将步骤(1)的酶解液加热至80～90℃保温搅拌30～60min，之后降温至40℃以下，得灭活液；
(3)将步骤(2)得到的灭活液送入压强0.1～0.3MPa，流速为1000L/h，硅藻土为助滤剂的板框压滤机进行固液分离至液相透明，收集液相，固相作为饲料或肥料进行另一工序的利用；
(4)将步骤(3)得到的液相以0.15～0.25MPa的压强为泵入电流为18～20A的电渗析装置处理至液相电导率≤35μs/cm，得无盐液相；
(5)将步骤(4)制得的无盐液相泵入非极性树脂柱中处理，之后泵入φ≤10-10的反渗透装置，收集截留物；
(6)将步骤(5)得到的截留物泵入脱色罐中，加入截留物重量2％的活性炭搅拌20～30min后，送入压强≤3.5kg/cm2的板框压滤机循环过滤至滤液无色得滤液；
(7)将步骤(6)得到的滤液经φ≤10-7微孔过滤后，滤液泵入蒸汽压力180kPa，真空度90kPa，温度为55℃的双效浓缩装置浓缩，浓缩后的滤液质量浓度为10～15％，之后将浓缩后的滤液送入进口温度为170～180℃，出口温度为70～80℃的压力式喷雾干燥塔，经喷雾干燥塔干燥所得的纯白色粉状物，即为大豆肽粉。
对比例
将生产的豆渣直接作为动物饲料原料出售。
试验例
每日生成18t湿豆渣(每吨湿豆渣含粗蛋白约25％)，18t湿豆渣含粗蛋白＝18t×1000kg/t×2.5％＝450kg，酶解大豆蛋白得率为粗蛋白的15％，则大豆肽生成量＝450kg×15％＝67.5kg，即日产湿豆渣18t的豆奶生产线，如将湿豆渣提取大豆肽，可产产成品大豆肽67.5kg，每公斤大豆肽出厂价为450元(人民币)/kg，生产综合成本为220元/kg，则日加工原料大豆为5t的豆奶生产线，日产湿豆渣18t，湿豆渣加工成大豆肽的日产值＝450元/kg×67.5kg＝30375元/日，大豆肽生产成本为220元/kg，则豆渣的日利税＝450元/kg×67.5kg/日－220元/kg×67.5kg/日＝30375元/日－14850元/日＝15525元/日；其产生日利税＝15525元，生产过程中的豆渣作为动物饲料原料出售产生以年加工大豆原料1500t(日加工大豆原料5t)的豆奶生产线为例，副产物豆渣如进一步深加工提取大豆肽，则豆渣加工大豆肽产生的年利税＝15525元/日×300日/年＝465.75万元/年；
对比例中将18t湿豆渣直接作为动物饲料原料出售，每t湿豆渣作为饲料出售价为100元/t，将豆渣加工成大豆肽比直接出售湿豆渣每日多获利税＝15525元/日－18t/日×100元/t＝13725元/日；年新增利税＝13725元/日×300日/年＝411.75万元；
上述对比可以表明，采用本发明实施例的处理方式对豆渣进行处理，可显著提升经济效益，且处理后的豆渣可继续作为饲料或肥料。
上述对比可以表明，采用本发明实施例的处理方式对豆渣进行处理，可大大提升经济效益，且处理后的豆渣不会都环境造成影响。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种从豆奶加工副产物-豆渣中提取大豆肽的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将豆渣泵入50-60℃的保温酶解反应器中，加水25～30r/min搅拌破碎成团豆渣使其均匀分散，之后边搅拌边加入蛋白酶，持续酶解60min～240min，得酶解液；
(2)将所述步骤(1)的酶解液加热至80～90℃保温搅拌30～60min，之后降温至40℃以下，得杀菌灭酶液；
(3)将所述步骤(2)得到的杀菌灭酶液进行固液分离至液相透明，收集液相；
(4)将所述步骤(3)得到的液相泵入电渗析装置处理，得无盐液相；
(5)将所述步骤(4)制得的无盐液相泵入非极性树脂柱中处理，之后泵入φ≤10-10的反渗透装置，收集截留物；
(6)将所述步骤(5)得到的截留物泵入脱色罐中，加入活性炭搅拌20～30min后过滤得滤液；
(7)将所述步骤(6)得到的滤液经φ≤10-7微孔过滤后，泵入双效浓缩装置浓缩，浓缩后的滤液送入压力式喷雾干燥塔，经喷雾干燥塔干燥所得的纯白色粉状物，即为大豆肽粉。
2.根据权利要求1所述的一种从豆奶加工副产物-豆渣中提取大豆肽的方法，其特征在于，步骤(1)中加入水与豆渣的重量比为(1～2.5)：1，水温50～60℃；加入的蛋白酶的量为湿豆渣中干物质重的3％～5％。
3.根据权利要求2所述的一种从豆奶加工副产物-豆渣中提取大豆肽的方法，其特征在于，所述蛋白酶为碱性蛋白酶、风味蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝朊酶中的一种或多种组合。
4.根据权利要求1所述的一种从豆奶加工副产物-豆渣中提取大豆肽的方法，其特征在于，步骤(3)中采用板框压滤机或离心机进行固液分离，固相用作饲料或肥料。
5.根据权利要求4所述的一种从豆奶加工副产物-豆渣中提取大豆肽的方法，其特征在于，所述板框压滤机压强0.1～0.3MPa，流速为1000L/h，助滤剂为硅藻土。
6.根据权利要求1所述的一种从豆奶加工副产物-豆渣中提取大豆肽的方法，其特征在于，所述步骤(4)中电渗析装置泵入压强为0.15～0.25MPa，装置电流为18～20A，处理得到的无盐液相电导率≤35μs/cm。
7.根据权利要求1所述的一种从豆奶加工副产物-豆渣中提取大豆肽的方法，其特征在于，所述步骤(6)中加入的活性炭为截留液总重量的2％。
8.根据权利要求1所述的一种从豆奶加工副产物-豆渣中提取大豆肽的方法，其特征在于，所述步骤(6)中过滤采用压强≤3.5kg/cm2的板框压滤机循环过滤至滤液无色。
9.根据权利要求1所述的一种从豆奶加工副产物-豆渣中提取大豆肽的方法，其特征在于，步骤(7)中双效浓缩装置蒸汽压力180kPa，真空度90kPa，温度为55℃，浓缩后的滤液质量浓度为10～15％。
10.根据权利要求1所述的一种从豆奶加工副产物-豆渣中提取大豆肽的方法，其特征在于，步骤(7)中压力式喷雾干燥塔进口温度为170～180℃，出口温度为70～80℃。
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