[发明专利]一种从大豆乳清废水中制备高纯度大豆低聚糖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从大豆乳清废水中制备高纯度大豆低聚糖的方法，特别是一种通过酶解反应耦合膜分离技术从大豆乳清废水中制备高纯度大豆低聚糖的方法，属于食品加工废弃物综合利用技术领域。

背景技术

大豆低聚糖是指在大豆中天然存在的，以棉子糖、水苏糖和毛蕊花糖为主要功能组分。大豆低聚糖能够促进人体肠道内双歧杆菌的繁殖，能够改善肠道菌群分布，增强人体抗疾病能力；同时不生成血糖，可以作为糖尿病人、肥胖病人的保健食品；以及减轻肝脏负担，降低血脂，增强免疫力，预防癌症等功效。由于大豆中还含有大量的蔗糖，因而传统的大豆来源制备的大豆低聚糖中，蔗糖在大豆低聚糖产品中的含量很高，一般在50％～79％。由于大量蔗糖的存在，大豆低聚糖本身所拥有的重要功能性质不能被发挥，必须将蔗糖等与棉子糖、水苏糖和毛蕊花糖等功能低聚糖分离，因此制备高纯度大豆低聚糖有巨大的市场价值。

近几年国内对大豆低聚糖的研究和生产也非常重视，很多研究机构和企业也展开了许多大豆低聚糖的生产和应用的研究工作，例如中国专利公开号CN101717730A披露了一种降低糖蜜中蔗糖含量的方法，将编号是2.1392的菌株置于糖蜜中发酵培养，发酵20h后使蔗糖以碳源的形式消耗掉，而较少利用其中棉子糖、水苏糖，从而得到蔗糖含量较低的大豆低聚糖。CN1840675A提供了一种通过乳酸菌发酵大豆低聚糖中的蔗糖，来提高低聚糖中功能性成分(棉子糖、水苏糖)相对含量的方法，使用乳酸菌将蔗糖以碳源的形式消耗掉，将大豆低聚糖浓度调整为10-50mg/mL，添加0.5～1.5％的生长因子，灭菌后接入5～10％的乳酸菌在25～40℃下恒温培养36～50h，得到纯度达45％以上的低聚糖产品。CN1858217A公开了一种生物法大豆低聚糖功能因子的纯化方法，通过发酵节杆菌、黑曲霉、米曲霉产生果糖转移酶，使蔗糖经过酶转化法将其转化蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖等。CN101538291A公开一种用模拟移动床提纯大豆低聚糖的方法，在45-80℃条件下对含量为40％的大豆低聚糖，以阳离子交换树脂作为吸附剂，以纯水为洗脱剂进行分离，得到含量高于85％的大豆低聚糖液的主产品，以及含二糖、单糖的果糖液副产品。CN1687123A公开了一种膜法提取大豆异黄酮、大豆皂苷、大豆低聚糖的生产工艺，经过聚砜膜超滤得到大豆蛋白肽，再利用大孔树脂吸附大豆异黄酮，最后将经过吸附柱的乳清经过离子交换树脂得到大豆低聚糖。CN101283746A提供一种气浮净化、膜集成提取大豆低聚糖的方法，利用气浮分离蛋白质、多肽等，再使用二级超滤除去蛋白蛋白和胶体，最后使用反渗透浓缩乳清液。

大豆蛋白生产过程中产生大量的乳清废水，生产75吨大豆蛋白所排出的大豆乳清废水，其BOD值相当于2.5-3万人口城市一天的生活废水，对环境污染较为严重。而乳清中含糖约2.5％，其中功能性成分(棉子糖、水苏糖、)含量占45％，另有50％蔗糖和少量单糖；大豆糖蜜中的固形物含量为50％，其中蔗糖、棉子糖、水苏糖总量为30％～35％。

工业生产中多运用膜分离法去除乳清废水中的蛋白质，分离蔗糖和功能性糖(棉子糖、水苏糖)。由于蔗糖聚合度与棉子糖相近，膜分离效果不能达到最佳水平，市面上出售的大豆低聚糖中功能性成分(棉子糖、水苏糖)含量为60％，有较多的蔗糖和部分单糖存在，降低保健效果，且不利于糖尿病人食用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适合工业化规模生产实施的、分离高效的方法，将低聚糖中的功能性低聚糖的纯度大幅提高，降低产品中蔗糖和单糖的含量的从大豆乳清废水中制备高纯度大豆低聚糖的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种从大豆乳清废水中制备高纯度大豆低聚糖的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)原料预处理过程：将工业生产得到的大豆乳清废水或大豆糖蜜稀释液水浴加热到10～80℃，调节pH值5.0～6.0，在0.5～8bar的压力下，通过微滤膜和/或超滤膜进行预澄清过滤；

(2)酶解过程：在步骤(1)得到的大豆乳清或大豆糖蜜稀释液滤液中加入酶，在50rpm的速度搅拌1～3分钟后停止搅拌，调节pH值为3～11，在0～60℃，反应10min～12h后，在沸水浴中灭活10～15分钟得到灭酶液；所述的酶的加入质量为大豆乳清或大豆糖蜜稀释液滤液中蔗糖或低聚糖质量(蔗糖或低聚糖质量通过HPLC法等方法准确测定)的0.01％～1％(w/w)；