專利名稱：從大豆乳清液中提取大豆異黃酮的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大豆深加工和廢水資源化技術(shù)領(lǐng)域，特別是從大豆乳清液中提取大豆異黃酮的方法。
背景技術(shù)：
大豆異黃酮是大豆生長過程中形成的次級代謝產(chǎn)物，是大豆中主要的生理活性物質(zhì)，具有微弱的雌性激素性質(zhì)和抗氧化活性，且是一種天然的抗癌化合物，對于婦女乳腺癌、更年期綜合癥、中老年婦女骨質(zhì)疏松等癥具有顯著的療效，并且在防治癌癥、骨質(zhì)疏松癥、心血管疾病等方面具有很好保健功效。目前，其在保健食品和藥物生產(chǎn)方面都有著非常廣泛的用途，需求量極大。
自然界中異黃酮資源十分有限，大豆是唯一含有異黃酮且含量在營養(yǎng)學上有意義的食物資源。大豆中大豆異黃酮的含量范圍約為0.5～7.0mg/g干大豆，主要分布于大豆種子的子葉和胚軸中，子葉中約為0.1～0.3％，胚軸中所含異黃酮種類較多且濃度較高，約為1％～2％，是目前生產(chǎn)大豆異黃酮的主要原料。已公開的從大豆胚軸中提取大豆異黃酮的方法有CN1375492A(專利公開號，下同)、CN1422856A、CN1327983A、CN1372836A等。但由于胚只占種子總質(zhì)量的2％，因此盡管濃度很高，所占比例卻很少(10％～20％)，絕大部分的大豆異黃酮存在于大豆子葉中。大豆子葉經(jīng)脫脂后加工成大豆豆粕，所以從大豆豆粕能提取到更多的大豆異黃酮，如專利CN1284503A(專利公開號，下同)、CN 1448394A、CN1349987、CN1422855、CN1422856A、CN1456557A等所公開的都是從脫脂大豆豆粕中提取大豆異黃酮的方法。
脫脂豆粕是生產(chǎn)大豆分離蛋白的原料，在大豆分離蛋白的生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的大豆乳清液，大豆子葉中的大豆異黃酮主要就存在于大豆乳清液中。我國目前通常是將大豆乳清液以廢水的形式進行處理，不僅處理難度大，而且也浪費了廢水中所含有的多種有用資源。所以，對大豆乳清液中的大豆異黃酮進行提取是一個環(huán)境與經(jīng)濟效益雙贏的課題。專利CN1590385A和CN1552703A提供了采用大孔樹脂吸附大豆乳清液中大豆異黃酮的方法，對經(jīng)過微濾等措施預處理后的大豆乳清液直接進行吸附，提取其中的大豆異黃酮。該方法中采用切向流超濾分離其中的乳清蛋白，易于造成膜堵塞；所處理的大豆乳清液未經(jīng)有效的濃縮處理，水量較大，乳清液中異黃酮濃度較低；并且采用大孔樹脂吸附異黃酮時，存在操作間歇性、溶劑用量較多、可能有殘留等方面的問題，工業(yè)實施較復雜。CN1315322A公開了一種從大豆乳清中提取大豆異黃酮的方法，其中采用高溫閃蒸對乳清液進行濃縮，采用電滲析和陽離子交換樹脂脫鹽、采用大孔吸附樹脂對異黃酮和大豆皂甙進行吸附。但由于乳清液鹽度一般低于10％；所以采用電滲析脫鹽費用較高；而采用大孔樹脂吸附必然也存在著操作間歇性、溶劑用量較多、可能有殘留以及工業(yè)實施較復雜等方面的問題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是提供一種從大豆乳清液中提取大豆異黃酮的新方法，方法中采用膜分離和有機溶劑萃取等技術(shù)，操作簡便，易于實現(xiàn)工業(yè)化。
該方法采用氣沖強化動態(tài)超濾分離大豆乳清液中的乳清蛋白，極大地提高了超濾膜的抗污染能力；對超濾處理后的乳清液采用納濾濃縮后，進一步采用有機溶劑萃取大豆異黃酮，工藝簡單，具有良好的可操作性。所提取的大豆異黃酮純度在40％以上。
本發(fā)明方法的具體實施步驟描述如下(1)前處理a)調(diào)節(jié)大豆乳清液的pH值為4.5～7.0，并進行高溫滅菌(85℃～115℃)處理；進行微濾器過濾，得到微濾透過液A2；b)采用氣沖強化動態(tài)超濾技術(shù)對微濾透過液A1進行過濾處理，濃縮倍數(shù)7以上，得超濾濃縮液B1和超濾透過液B2。
(2)納濾和脫鹽在操作壓力為0.35～2.0MPa的條件下，對超濾透過液B2進行納濾處理，濃縮倍數(shù)為5～20，并添加純水進行脫鹽，重復過濾1～5次，得納濾濃縮液C1和納濾透過液C2；所用納濾膜的材質(zhì)可以是聚砜、聚醚砜或聚酰胺類，組件形式可以為板式、卷式、管式或中空纖維形式，截留分子量為200～1000道爾頓。
(3)萃取將納濾濃縮液C1與乙酸乙酯混合進行萃取操作，納濾濃縮液與乙酸乙酯的體積比為0.3～10，接觸5min～500min后分出上層乙酸乙酯相D1和下層水溶液相D2；(4)后處理a)在加熱溫度為50℃～70℃、操作負壓為0.08MPa～0.095MPa下對乙酸乙酯相D1進行減壓蒸餾，回收乙酸乙酯，得到大豆異黃酮濃縮液E1；b)對大豆異黃酮濃縮液E1進行噴霧干燥，得到大豆異黃酮產(chǎn)品P1；c)對萃取的下層水溶液相D2進行減壓蒸餾處理，回收其中的乙酸乙酯。

圖1是本發(fā)明方法的工藝流程圖具體實施方式
下面結(jié)合附圖及具體的實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
實施例一步驟1)大豆乳清液的前處理a)大豆乳清液直接來自于大豆分離蛋白生產(chǎn)線，其中大豆異黃酮含量為0.11mg/mL，對其加熱105℃滅菌，保持乳清液4.5的pH值，然后進入貯液罐，靜置沉淀60min以上；b)對上述乳清液采用微濾器過濾，濃縮液A1回流至貯液罐，透過液A2進入超濾器c)采用氣沖強化動態(tài)超濾器對微濾透過液A2進行過濾處理，濃縮液B1回流至貯液罐，透過液B2進入納濾裝置；步驟2)大豆乳清液納濾濃縮和脫鹽調(diào)整超濾透過液B2的pH值到7.0，取其中20L超濾透過液，注入納濾器進行納濾處理，在0.8MPa的壓力下濃縮到2L；添加純水至20L后重復過濾，如此循環(huán)操作2次，所得透過液C2可以排放或者用反滲透處理制取純水以用于工藝回用，所得2L濃縮液C1則用于繼續(xù)提取大豆異黃酮；步驟3)萃取將2L納濾濃縮液C1與等體積的乙酸乙酯混合，接觸120min后分出上層乙酸乙酯相D1和下層水溶液相D2；
步驟4)后處理a)在加熱溫度為50℃、操作負壓為0.08MPa下對萃取的上相D1進行減壓濃縮，回收乙酸乙酯，得到濃縮液E1；b)對濃縮液E1進行噴霧干燥，得到大豆異黃酮產(chǎn)品3.51g，對該產(chǎn)品采用紫外分光光度法分析，純度為45.6％，大豆異黃酮的得率為72.7％；c)對萃取的下層溶液相D2在50℃、操作負壓為0.075MPa下進行減壓濃縮處理，回收其中的乙酸乙酯，余下的溶液相可以用于生產(chǎn)大豆低聚糖。
實施例二步驟1)前處理①大豆乳清液直接來自于大豆分離蛋白生產(chǎn)線，其中大豆異黃酮含量為0.126mg/mL，對其加熱115℃滅菌，調(diào)整乳清液的pH值到7.0，然后進入貯液罐，靜置沉淀60min以上；②對上述乳清液采用微濾器過濾，濃縮液A1回流至貯液罐，透過液A2進入超濾器；③采用氣沖強化動態(tài)超濾器對微濾透過液A2進行過濾處理，濃縮液B1回流至貯液罐，透過液B2進入納濾裝置；步驟2)納濾濃縮和脫鹽取其中30L超濾透過液B2，在1.2MPa的壓力下，通過納濾濃縮到2L，再添加純水至20L后重復過濾，如此循環(huán)操作3次，得透過液C2可以排放或者用反滲透處理制取純水以用于工藝回用，所得2L濃縮液C1則用于繼續(xù)提取大豆異黃酮；步驟3)萃取將納濾濃縮液組份C1與1.2倍體積的乙酸乙酯混合，接觸300min后分出上層乙酸乙酯相D1和下層水溶液相D2；步驟4)后處理a)在加熱溫度為70℃、操作負壓為0.095MPa下對萃取的上相D1進行減壓濃縮，回收乙酸乙酯，得到濃縮液E1；b)對濃縮液E1進行噴霧干燥，得到大豆異黃酮產(chǎn)品6.51g，采用紫外分光光度法分析，純度為43.3％，大豆異黃酮的得率為74.6％；c)對萃取的下層水溶液相D2在50℃、操作負壓為0.075MPa下進行減壓蒸餾處理，回收其中的乙酸乙酯，余下的溶液可用于生產(chǎn)大豆低聚糖。
以上為本發(fā)明的最佳實施方式，依據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠顯而易見地想到的一些雷同、替代方案，均應落入本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種從大豆分離蛋白堿溶酸沉生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品——大豆乳清液中提取大豆異黃酮的方法，采用膜分離和有機溶劑萃取等技術(shù)，其特征在于，包括以下步驟(1)前處理a)調(diào)節(jié)大豆乳清液的pH值為4.5～7.0，并進行高溫滅菌處理，然后進行微濾，得到微濾透過液A2b)采用氣沖強化動態(tài)超濾技術(shù)對微濾透過液A2進行超濾處理，得超濾濃縮液B1和超濾透過液B2；(2)納濾濃縮和脫鹽在操作壓力0.35～2.0MPa的條件下，對超濾透過液B2進行納濾濃縮處理，并脫鹽，得納濾濃縮液C1和納濾透過液C2；(3)萃取將納濾濃縮液C1與乙酸乙酯以體積比為0.3～10的比例混合，經(jīng)過5min～500min的充分接觸，分出上層乙酸乙酯相D1和下層溶液相D2；(4)后處理a)在加熱溫度為50～70℃、操作負壓為0.08～0.095MPa的條件下對乙酸乙酯相D1進行減壓蒸餾，回收乙酸乙酯，同時得到濃縮液E1；b)對濃縮液E1進行噴霧干燥，得到大豆異黃酮產(chǎn)品P1；c)對萃取的下層溶液相D2進行減壓蒸餾處理，回收乙酸乙酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從大豆乳清液中提取大豆異黃酮的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，納濾膜的材質(zhì)為聚砜或聚醚砜或聚酰胺類，組件形式為板式或卷式或管式或中空纖維形式，截留分子量為200～1000道爾頓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從大豆乳清液中提取大豆異黃酮的方法。針對大豆分離蛋白生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品——大豆乳清液，首先采用氣沖強化動態(tài)超濾分離其中的蛋白質(zhì)，然后采用納濾將乳清液濃縮，并脫除其中的鹽份，接著對納濾濃縮液進行萃取，對萃取液用減壓蒸餾法進行濃縮，可得純度40％以上的大豆異黃酮產(chǎn)品。本發(fā)明方法采用了膜技術(shù)和萃取技術(shù)，操作簡便，經(jīng)濟效益高，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C07D311/36GK1763031SQ20051010112
公開日2006年4月26日 申請日期2005年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月3日
發(fā)明者呂斯濠, 武嘉, 李旭寧, 孫海峰, 陳福明 申請人:深圳清華大學研究院