CN1463981A - 大豆分离蛋白的清洁生产方法 - Google Patents

Abstract

一种大豆分离蛋白生的清洁生产方法，其特征在于将分离蛋白整个生产过程中的废物资源化。大豆废水综合处理后循环利用并获得大豆低聚糖、乳清蛋白、异黄酮。豆皮和豆渣用于生产膳食纤维。豆胚用于生产大豆皂甙、胚芽油、胚芽蛋白。油渣用于生产磷脂。彻底解决了分离蛋白的废水、废渣污染问题，除主产品分离蛋白系列外，还生产出大豆、膳食纤维、大豆乳清蛋白等高副价值的功能性食品原料。

Description

大豆分离蛋白的清洁生产方法

技术领域：本发明涉及大豆蛋白清洁生产技术领域，具体说属于将大豆的综合利用生产出大豆异黄酮、皂甙、膳食纤维、低聚糖等高副价值的功能性物质尤其是不污染环境、节约水资源的大豆蛋白的生产方法。

背景技术：关于大豆蛋白生产技术行业，属于高新技术行业，在我国发展很快，目前已有30多家，但每生产1吨分离蛋白会产生20多吨COD超过20000mg/l，BOD超过10000mg/1的高浓有机废水，和5-6吨废渣。目前的分离蛋白生产工艺的一般处理方法是都将废水直接排放或交进废水处理站处理，废渣(豆渣、豆皮、豆胚和油渣等)卖给饲料厂家。造成了严重的环境污染、资源浪费。导致生产成本的增加，在激烈的市场竞争中出于劣势，据我们调查，我国分离蛋白厂中，正常生产的还不到一半，若采取清洁生产工艺，不仅能控制污染、节约水资源，而且大豆的有价值成分一点没有损失，产品增值十倍以上。

发明内容：本发明的目的是综合利用大豆中的各种营养成分，整个生产过程中实现废水、废渣的零排放，对环境无污染的大豆分离蛋白的清洁生产方法。

为了完成上述发明的目的而采取的技术方案如下：

第一步首先将大豆精选后去皮、去胚后低温浸出，得到大豆毛油和低温豆粕，低温豆粕经碱溶和酸沉，离心分离得到豆渣、蛋白泥和废水；

第二步将第一步中蛋白泥调pH后直接喷雾干燥或经生物酶主要是蛋白酶处理得到水溶性分离蛋白、大豆多肽或植物水解蛋白；

第三步将第一步中的废水进行处理后直接多效真空浓缩，得到浓缩液和冷凝水，再将浓缩液进行分离包括用大分子絮凝剂絮凝分离乳清蛋白或用分子量载留范围在1500-3000的膜分离乳清蛋白，真空浓缩液结晶分离大豆低聚糖，用乙醇等有机溶剂提取异黄酮，得到大豆低聚糖、乳清蛋白和大豆异黄酮，或将浓缩液直接喷雾干燥生产含有大豆低聚糖、乳清蛋白和异黄酮混合功能性原料；

第四步将第三步中浓缩的冷凝水回到豆粕碱溶用水，达到水循环利用；

第五步将第一步中的豆皮和豆渣进行深加工生产膳食纤维，将豆皮、豆渣脱色，生物工程处理主要是纤维酶处理，然后经螺杆挤压机高温高压处理或高压均质、高温闪蒸处理，脱腥、改进口感、吸水性等性能；

第六步将第一步中的豆胚提取大豆皂甙、胚芽油和大豆蛋白；

第七步将第一步中的豆油进行精练得到大豆油和大豆磷脂。

本发明的大豆分离蛋白的清洁生产方法，彻底解决了分离蛋白生产工程中的废水、废渣的污染问题。除主产品大豆油、分离蛋白系列、大豆多肽外，还得到大豆低聚糖、大豆皂甙、大豆异黄酮、大豆乳清蛋白、大豆磷脂、大豆膳食纤维等功能性食品原料。大大降低了生产成本，获得了巨大的经济效益和社会效益。实现了环境效益、经济效益和社会效益的三统一。

附图说明：

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式：根据附图1所示：首先将大豆精选后去皮、去胚、低温浸出，得到混合油和低温豆粕，低温豆粕经“碱溶和酸沉”工序后，得到豆渣、蛋白泥和大豆废水，再将大豆蛋白泥经过调pH值后喷雾干燥分离蛋白，或加入蛋白酶等生物制剂处理生产大豆多肽、水溶性蛋白产品；其次将大豆废水进行处理后直接多效真空浓缩，得到浓缩液和冷凝水，将冷凝水回到豆粕碱溶用水，达到水循环利用，再将浓缩液用大分子量絮凝剂絮凝分离乳清蛋白或用分子量载留范围在1500-3000的膜分离乳清蛋白，然后真空浓缩液结晶分离大豆低聚糖，用乙醇等有机溶剂提取异黄酮，得到高副价值的大豆低聚糖、乳清蛋白和大豆异黄酮等产品，或将浓缩液直接喷雾干燥得到含有大豆低聚糖、乳清蛋白和异黄酮的混合功能性原料，再将豆皮和豆渣进行深加工生产膳食纤维，将豆胚提取胚芽油、大豆皂甙和大豆蛋白；最后大豆混合油分离出溶剂和毛油，再将毛油水化、精炼得到大豆油和磷脂。

实施例一：

低温浸出：在市场上购东北大豆1公斤，精选、烘干、破碎脱皮、脱胚，得豆皮90克，豆胚23克，豆瓣粉碎至60目以上，加入6号溶剂回流浸出，得到湿粕和混合油，混合油真空脱除溶剂，得到毛油162克和溶剂(回收)，湿粕经真空脱溶，得低温豆粕712克，蛋白含量53.8％，氮溶性指数(NSI)87.5％；

碱溶酸沉工艺提取蛋白：将上述低温豆粕加入10倍50-55℃的热水，调pH7.0-7.5，搅拌萃取15分钟，5000转以上离心分离，洗涤豆渣2-3次。得到含水份81.4％豆渣1200克和豆乳液，用盐酸调豆乳液pH4.4-4.5，离心分离，得到含固形物1.25％的乳清废水8.5升和大豆凝乳蛋白泥；

生产蛋白产品：将碱溶酸沉工艺提取的蛋白泥加水成10-15％大豆蛋白悬浮液，调节温度于40℃，加入10％的木瓜蛋白酶液，调节pH至8.0，不断地用0.05N的NaOH维持pH值8.0，根据NaOH体积控制水解度，当达到一定的水解度后，加0.05N的盐酸液调pH值7.0左右，同时升温至85-90℃，反应时间15-20分钟，使酶钝化，喷雾干燥，得345克蛋白含量89.3％蛋白。若控制水解度在5％左右可得水溶性和分散性优良的大豆注射分离蛋白，若控制水解度在25左右，可生产大豆多肽，若控制水解度在90％左右，可生产植物水解蛋白，若不水解，调pH7.0后，升温85-90℃杀菌、脱腥，直接喷雾干燥，得普通的分离蛋白；

废水利用：将碱溶酸沉的乳清废水在真空度0.8Mpa浓缩10-15倍，得到7.8升冷凝水(温度50-60℃，COD＜150mg/l，可用于下一批碱溶用水)和浓缩液，固形物浓度15-20％，在浓缩液中加入食品级聚丙烯酸钠10-20ppm，气浮分离出乳清蛋白，真空烘干得蛋白含量91.5％的乳清蛋白50克；浓缩液继续真空浓缩结晶，离心分离，烘干，得大豆低聚糖66克，低聚糖含量85.8％；清液真空干燥，得到10％大豆异黄酮产品，其中大豆异黄酮含10.2％，乳清蛋白31.7％，大豆低聚糖含量43.5％，若要得到浓度更高的大豆异黄酮，将10％大豆异黄酮产品加入75％乙醇萃取，可得到30％以上异黄酮含量的产品；

生产膳食纤维：将低温浸出的豆皮和碱溶酸沉工艺提取的豆渣加入碱性纤维素酶水解30分钟，升温75℃，加入0.5％双氧水脱色30分钟，过滤，烘干至水份20％左右，用法国进口的小型镙杆挤压机在175-180℃挤压膨化处理，得蛋白含量20.3％，膳食纤维含量71.7％的膳食纤维403克。

胚芽的利用：将低温浸出的大豆胚芽粉碎，加入6号溶剂回流萃取，浸出后真空回收溶剂得到胚芽油和胚芽粕，胚芽粕加入75％的乙醇水溶液，在温度为75℃下进行连续3次浸提3小时，分离，真空回收乙醇，得到蛋白含量71.5％胚芽蛋白和大豆皂甙混合物，在大豆皂甙混合物中加入10ml1∶1正丁醇水溶液，分离，真空回收溶剂、干燥得到大豆皂甙1.5克其中大豆皂甙含量53.1％，大豆异黄酮11.2％和大豆低聚糖2.8克；

油渣生产磷脂：将低温浸出的毛油水化脱胶，分离得到油脚和油，油脚真空浓缩脱水、脱色得到大豆浓缩磷脂，其中丙酮不溶物63.2％；油脱水、精炼得到大豆二级油，再精炼可得到大豆色拉油。

实施例二：同实施例一，只是废水利用工艺中的乳清蛋白的分离采用用分子量载留范围在1500-3000的聚砜膜分离乳清蛋白。

实施例三：

根据附图1所示，在日处理10吨的大豆蛋白生产线上处理大豆1吨：

低温浸出：大豆精选、烘干、破碎脱皮、脱胚，得豆皮102公斤，豆胚26公斤，豆瓣经软化、轧胚后加入6号溶剂浸出，得到湿粕和混合油，混合油真空脱除溶剂，得到毛油154公斤和溶剂(回收循环用于浸出)，湿粕经140℃高温闪蒸脱溶和70℃真空二次脱溶，得低温豆粕715公斤，蛋白含量52.5％，氮溶性指数(NSI)86.5％；

碱溶酸沉工艺提取蛋白：将低温浸出的低温豆粕加入10倍50-55℃的热水，调pH7.0-7.5，搅拌萃取15分钟，4000转以上离心分离，豆渣重萃一次，得到含水份80.2％豆渣1200公斤和豆乳液，豆乳液用盐酸调pH4.4-4.5，搅拌均匀，离心分离，得到含固形物1.2％的乳清废水8吨和大豆凝乳蛋白泥；

生产蛋白产品：将低温浸出的蛋白泥调pH8.0，加入木瓜蛋白酶水解，用NaOH调pH，维持pH在8.0，控制水解度在5％左右生产注射蛋白(若控制水解度在25左右，可生产大豆多肽，水解度在90％左右，可生产植物水解蛋白)，调pH7.0，升温灭140±5℃，闪蒸灭酶杀菌，最后喷雾干燥，得水溶性和分散性优良的大豆注射蛋白312公斤；

废水利用：将碱溶酸沉的乳清废水五效降膜浓缩，第一效温度115-120℃，每效温差12-15℃，浓缩到固形物15-20％，喷雾干燥，得到含乳清蛋白40％，大豆低聚糖52％，大豆异黄酮0.8％功能性混合物，同时得到冷凝水7.2吨(温度50-60℃，COD＜150mg/l，可用于下一批碱溶用水或它用)；

生产膳食纤维：将低温浸出的豆皮和碱溶酸沉的豆渣加入碱性纤维素酶水解30分钟，升温75℃，加入0.5％双氧水脱色30分钟，再升温140±5℃，闪蒸灭酶杀菌脱腥，最后喷雾干燥，得蛋白含量18.5％，膳食纤维含量70.6％的膳食纤维398公斤；

胚芽的利用：将低温浸出的大豆胚芽加入6号溶剂31公斤，溶剂比1∶1.2，浸出温度在53℃左右，浸出后真空回首溶剂得到胚芽油和胚芽粕，  胚芽粕加入75％的乙醇水溶液，在温度为75℃下进行连续3次浸提3小时，分离，真空回收乙醇，得到蛋白含量72.3％胚芽蛋白和大豆皂甙混合物4.5公斤，其中大豆皂甙2.9％，大豆异黄酮1.3％；

油渣的利用：将低温浸出的毛油水化脱胶，分离得到油脚和油，油脚真空浓缩脱水、脱色得到大豆浓缩磷脂，其中丙酮不溶物63.2％；将油脱水、精炼得到大豆二级油，再精炼可得到大豆色拉油。

Claims (3)

1、一种大豆脱皮、脱胚、低温浸出、碱溶酸沉提取蛋白以及副产物深加工、无“三废”排放的大豆分离蛋白的清洁生产的方法，其特征在于：

第一步首先将大豆精选后去皮、去胚、低温浸出，得到大豆毛油和低温豆粕，低温豆粕经碱溶和酸沉，离心分离得到豆渣、蛋白泥和废水；

第二步将第一步中蛋白泥调pH值后直接喷雾干燥或经生物酶主要是蛋白酶处理得到水溶性分离蛋白、大豆多肽或植物水解蛋白；

第三步将第一步中的废水进行处理后直接多效真空浓缩，得到浓缩液和冷凝水，再将浓缩液进行分离得到大豆低聚糖、乳清蛋白和大豆异黄酮，或将浓缩液直接喷雾干燥生产含有大豆低聚糖、乳清蛋白和异黄酮混合功能性原料；

第四步将第三步中浓缩的冷凝水回到豆粕碱溶用水，达到水循环利用；

第五步将第一步中的豆皮和豆渣进行深加工生产膳食纤维；

第六步将第一步中的豆胚提取大豆皂甙、胚芽油和大豆蛋白；

第七步将第一步中的豆油进行精练得到大豆油和大豆磷脂。

2.根据权利要求1所述的大豆分离蛋白清洁生产方法，其特征在于第三步浓缩液的分离包括用大分子絮凝剂絮凝分离乳清蛋白或用分子量载留范围在1500-3000的膜分离乳清蛋白，真空浓缩液结晶分离大豆低聚糖，用乙醇等有机溶剂提取异黄酮。

3.根据权利要求1所述的大豆分离蛋白清洁生产方法，其特征在于第五步深加工生产膳食纤维的步骤，将豆皮、豆渣脱色，生物工程处理主要是纤维酶处理，然后经螺杆挤压机高温高压处理或高压均质、高温闪蒸处理，脱腥、改进口感、吸水性等性能。

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