專利名稱：大豆分離蛋白的清潔生產方法
技術領域：
本發明涉及大豆蛋白清潔生產技術領域，具體說屬于將大豆的綜合利用生產出大豆異黃酮、皂甙、膳食纖維、低聚糖等高副價值的功能性物質尤其是不污染環境、節約水資源的大豆蛋白的生產方法。
背景技術：
關于大豆蛋白生產技術行業，屬于高新技術行業，在我國發展很快，目前已有30多家，但每生產1噸分離蛋白會產生20多噸COD超過20000mg/l，BOD超過10000mg/1的高濃有機廢水，和5-6噸廢渣。目前的分離蛋白生產工藝的一般處理方法是都將廢水直接排放或交進廢水處理站處理，廢渣(豆渣、豆皮、豆胚和油渣等)賣給飼料廠家。造成了嚴重的環境污染、資源浪費。導致生產成本的增加，在激烈的市場競爭中出于劣勢，據我們調查，我國分離蛋白廠中，正常生產的還不到一半，若采取清潔生產工藝，不僅能控制污染、節約水資源，而且大豆的有價值成分一點沒有損失，產品增值十倍以上。
發明內容
本發明的目的是綜合利用大豆中的各種營養成分，整個生產過程中實現廢水、廢渣的零排放，對環境無污染的大豆分離蛋白的清潔生產方法。
為了完成上述發明的目的而采取的技術方案如下第一步首先將大豆精選后去皮、去胚后低溫浸出，得到大豆毛油和低溫豆粕，低溫豆粕經堿溶和酸沉，離心分離得到豆渣、蛋白泥和廢水；第二步將第一步中蛋白泥調pH后直接噴霧干燥或經生物酶主要是蛋白酶處理得到水溶性分離蛋白、大豆多肽或植物水解蛋白；第三步將第一步中的廢水進行處理后直接多效真空濃縮，得到濃縮液和冷凝水，再將濃縮液進行分離包括用大分子絮凝劑絮凝分離乳清蛋白或用分子量載留范圍在1500-3000的膜分離乳清蛋白，真空濃縮液結晶分離大豆低聚糖，用乙醇等有機溶劑提取異黃酮，得到大豆低聚糖、乳清蛋白和大豆異黃酮，或將濃縮液直接噴霧干燥生產含有大豆低聚糖、乳清蛋白和異黃酮混合功能性原料；第四步將第三步中濃縮的冷凝水回到豆粕堿溶用水，達到水循環利用；
第五步將第一步中的豆皮和豆渣進行深加工生產膳食纖維，將豆皮、豆渣脫色，生物工程處理主要是纖維酶處理，然后經螺桿擠壓機高溫高壓處理或高壓均質、高溫閃蒸處理，脫腥、改進口感、吸水性等性能；第六步將第一步中的豆胚提取大豆皂甙、胚芽油和大豆蛋白；第七步將第一步中的豆油進行精練得到大豆油和大豆磷脂。
本發明的大豆分離蛋白的清潔生產方法，徹底解決了分離蛋白生產工程中的廢水、廢渣的污染問題。除主產品大豆油、分離蛋白系列、大豆多肽外，還得到大豆低聚糖、大豆皂甙、大豆異黃酮、大豆乳清蛋白、大豆磷脂、大豆膳食纖維等功能性食品原料。大大降低了生產成本，獲得了巨大的經濟效益和社會效益。實現了環境效益、經濟效益和社會效益的三統一。
圖1為本發明工藝流程圖。
具體實施例方式根據附圖1所示首先將大豆精選后去皮、去胚、低溫浸出，得到混合油和低溫豆粕，低溫豆粕經“堿溶和酸沉”工序后，得到豆渣、蛋白泥和大豆廢水，再將大豆蛋白泥經過調pH值后噴霧干燥分離蛋白，或加入蛋白酶等生物制劑處理生產大豆多肽、水溶性蛋白產品；其次將大豆廢水進行處理后直接多效真空濃縮，得到濃縮液和冷凝水，將冷凝水回到豆粕堿溶用水，達到水循環利用，再將濃縮液用大分子量絮凝劑絮凝分離乳清蛋白或用分子量載留范圍在1500-3000的膜分離乳清蛋白，然后真空濃縮液結晶分離大豆低聚糖，用乙醇等有機溶劑提取異黃酮，得到高副價值的大豆低聚糖、乳清蛋白和大豆異黃酮等產品，或將濃縮液直接噴霧干燥得到含有大豆低聚糖、乳清蛋白和異黃酮的混合功能性原料，再將豆皮和豆渣進行深加工生產膳食纖維，將豆胚提取胚芽油、大豆皂甙和大豆蛋白；最后大豆混合油分離出溶劑和毛油，再將毛油水化、精煉得到大豆油和磷脂。
實施例一低溫浸出在市場上購東北大豆1公斤，精選、烘干、破碎脫皮、脫胚，得豆皮90克，豆胚23克，豆瓣粉碎至60目以上，加入6號溶劑回流浸出，得到濕粕和混合油，混合油真空脫除溶劑，得到毛油162克和溶劑(回收)，濕粕經真空脫溶，得低溫豆粕712克，蛋白含量53.8％，氮溶性指數(NSI)87.5％；堿溶酸沉工藝提取蛋白將上述低溫豆粕加入10倍50-55℃的熱水，調pH7.0-7.5，攪拌萃取15分鐘，5000轉以上離心分離，洗滌豆渣2-3次。得到含水份81.4％豆渣1200克和豆乳液，用鹽酸調豆乳液pH4.4-4.5，離心分離，得到含固形物1.25％的乳清廢水8.5升和大豆凝乳蛋白泥；生產蛋白產品將堿溶酸沉工藝提取的蛋白泥加水成10-15％大豆蛋白懸浮液，調節溫度于40℃，加入10％的木瓜蛋白酶液，調節pH至8.0，不斷地用0.05N的NaOH維持pH值8.0，根據NaOH體積控制水解度，當達到一定的水解度后，加0.05N的鹽酸液調pH值7.0左右，同時升溫至85-90℃，反應時間15-20分鐘，使酶鈍化，噴霧干燥，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優良的大豆注射分離蛋白，若控制水解度在25左右，可生產大豆多肽，若控制水解度在90％左右，可生產植物水解蛋白，若不水解，調pH7.0后，升溫85-90℃殺菌、脫腥，直接噴霧干燥，得普通的分離蛋白；廢水利用將堿溶酸沉的乳清廢水在真空度0.8Mpa濃縮10-15倍，得到7.8升冷凝水(溫度50-60℃，COD＜150mg/l，可用于下一批堿溶用水)和濃縮液，固形物濃度15-20％，在濃縮液中加入食品級聚丙烯酸鈉10-20ppm，氣浮分離出乳清蛋白，真空烘干得蛋白含量91.5％的乳清蛋白50克；濃縮液繼續真空濃縮結晶，離心分離，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％大豆異黃酮產品，其中大豆異黃酮含10.2％，乳清蛋白31.7％，大豆低聚糖含量43.5％，若要得到濃度更高的大豆異黃酮，將10％大豆異黃酮產品加入75％乙醇萃取，可得到30％以上異黃酮含量的產品；
生產膳食纖維將低溫浸出的豆皮和堿溶酸沉工藝提取的豆渣加入堿性纖維素酶水解30分鐘，升溫75℃，加入0.5％雙氧水脫色30分鐘，過濾，烘干至水份20％左右，用法國進口的小型鏍桿擠壓機在175-180℃擠壓膨化處理，得蛋白含量20.3％，膳食纖維含量71.7％的膳食纖維403克。
胚芽的利用將低溫浸出的大豆胚芽粉碎，加入6號溶劑回流萃取，浸出后真空回收溶劑得到胚芽油和胚芽粕，胚芽粕加入75％的乙醇水溶液，在溫度為75℃下進行連續3次浸提3小時，分離，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，分離，真空回收溶劑、干燥得到大豆皂甙1.5克其中大豆皂甙含量53.1％，大豆異黃酮11.2％和大豆低聚糖2.8克；油渣生產磷脂將低溫浸出的毛油水化脫膠，分離得到油腳和油，油腳真空濃縮脫水、脫色得到大豆濃縮磷脂，其中丙酮不溶物63.2％；油脫水、精煉得到大豆二級油，再精煉可得到大豆色拉油。
實施例二同實施例一，只是廢水利用工藝中的乳清蛋白的分離采用用分子量載留范圍在1500-3000的聚砜膜分離乳清蛋白。
實施例三根據附圖1所示，在日處理10噸的大豆蛋白生產線上處理大豆1噸低溫浸出大豆精選、烘干、破碎脫皮、脫胚，得豆皮102公斤，豆胚26公斤，豆瓣經軟化、軋胚后加入6號溶劑浸出，得到濕粕和混合油，混合油真空脫除溶劑，得到毛油154公斤和溶劑(回收循環用于浸出)，濕粕經140℃高溫閃蒸脫溶和70℃真空二次脫溶，得低溫豆粕715公斤，蛋白含量52.5％，氮溶性指數(NSI)86.5％；堿溶酸沉工藝提取蛋白將低溫浸出的低溫豆粕加入10倍50-55℃的熱水，調pH7.0-7.5，攪拌萃取15分鐘，4000轉以上離心分離，豆渣重萃一次，得到含水份80.2％豆渣1200公斤和豆乳液，豆乳液用鹽酸調pH4.4-4.5，攪拌均勻，離心分離，得到含固形物1.2％的乳清廢水8噸和大豆凝乳蛋白泥；
生產蛋白產品將低溫浸出的蛋白泥調pH8.0，加入木瓜蛋白酶水解，用NaOH調pH，維持pH在8.0，控制水解度在5％左右生產注射蛋白(若控制水解度在25左右，可生產大豆多肽，水解度在90％左右，可生產植物水解蛋白)，調pH7.0，升溫滅140±5℃，閃蒸滅酶殺菌，最后噴霧干燥，得水溶性和分散性優良的大豆注射蛋白312公斤；廢水利用將堿溶酸沉的乳清廢水五效降膜濃縮，第一效溫度115-120℃，每效溫差12-15℃，濃縮到固形物15-20％，噴霧干燥，得到含乳清蛋白40％，大豆低聚糖52％，大豆異黃酮0.8％功能性混合物，同時得到冷凝水7.2噸(溫度50-60℃，COD＜150mg/l，可用于下一批堿溶用水或它用)；生產膳食纖維將低溫浸出的豆皮和堿溶酸沉的豆渣加入堿性纖維素酶水解30分鐘，升溫75℃，加入0.5％雙氧水脫色30分鐘，再升溫140±5℃，閃蒸滅酶殺菌脫腥，最后噴霧干燥，得蛋白含量18.5％，膳食纖維含量70.6％的膳食纖維398公斤；胚芽的利用將低溫浸出的大豆胚芽加入6號溶劑31公斤，溶劑比1∶1.2，浸出溫度在53℃左右，浸出后真空回首溶劑得到胚芽油和胚芽粕， 胚芽粕加入75％的乙醇水溶液，在溫度為75℃下進行連續3次浸提3小時，分離，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％，大豆異黃酮1.3％；油渣的利用將低溫浸出的毛油水化脫膠，分離得到油腳和油，油腳真空濃縮脫水、脫色得到大豆濃縮磷脂，其中丙酮不溶物63.2％；將油脫水、精煉得到大豆二級油，再精煉可得到大豆色拉油。
權利要求
1.一種大豆脫皮、脫胚、低溫浸出、堿溶酸沉提取蛋白以及副產物深加工、無“三廢”排放的大豆分離蛋白的清潔生產的方法，其特征在于第一步首先將大豆精選后去皮、去胚、低溫浸出，得到大豆毛油和低溫豆粕，低溫豆粕經堿溶和酸沉，離心分離得到豆渣、蛋白泥和廢水；第二步將第一步中蛋白泥調pH值后直接噴霧干燥或經生物酶主要是蛋白酶處理得到水溶性分離蛋白、大豆多肽或植物水解蛋白；第三步將第一步中的廢水進行處理后直接多效真空濃縮，得到濃縮液和冷凝水，再將濃縮液進行分離得到大豆低聚糖、乳清蛋白和大豆異黃酮，或將濃縮液直接噴霧干燥生產含有大豆低聚糖、乳清蛋白和異黃酮混合功能性原料；第四步將第三步中濃縮的冷凝水回到豆粕堿溶用水，達到水循環利用；第五步將第一步中的豆皮和豆渣進行深加工生產膳食纖維；第六步將第一步中的豆胚提取大豆皂甙、胚芽油和大豆蛋白；第七步將第一步中的豆油進行精練得到大豆油和大豆磷脂。
2.根據權利要求1所述的大豆分離蛋白清潔生產方法，其特征在于第三步濃縮液的分離包括用大分子絮凝劑絮凝分離乳清蛋白或用分子量載留范圍在1500-3000的膜分離乳清蛋白，真空濃縮液結晶分離大豆低聚糖，用乙醇等有機溶劑提取異黃酮。
3.根據權利要求1所述的大豆分離蛋白清潔生產方法，其特征在于第五步深加工生產膳食纖維的步驟，將豆皮、豆渣脫色，生物工程處理主要是纖維酶處理，然后經螺桿擠壓機高溫高壓處理或高壓均質、高溫閃蒸處理，脫腥、改進口感、吸水性等性能。
全文摘要
一種大豆分離蛋白生的清潔生產方法，其特征在于將分離蛋白整個生產過程中的廢物資源化。大豆廢水綜合處理后循環利用并獲得大豆低聚糖、乳清蛋白、異黃酮。豆皮和豆渣用于生產膳食纖維。豆胚用于生產大豆皂甙、胚芽油、胚芽蛋白。油渣用于生產磷脂。徹底解決了分離蛋白的廢水、廢渣污染問題，除主產品分離蛋白系列外，還生產出大豆、膳食纖維、大豆乳清蛋白等高副價值的功能性食品原料。
文檔編號C07K1/00GK1463981SQ0211201
公開日2003年12月31日 申請日期2002年6月10日 優先權日2002年6月10日
發明者王遠義, 任國譜 申請人:上海生遠食品科技有限公司