利用膜技術(shù)分離純化大豆低聚糖工藝的研究.pdf

1、大豆低聚糖是由功能性因子(棉子糖、水蘇糖)與非功能性因子(蔗糖)構(gòu)成。目前大豆低聚糖主要存在于生產(chǎn)大豆分離蛋白產(chǎn)生的大量乳清廢水中，據(jù)統(tǒng)計(jì)每加工一噸大豆將排放2-5噸乳清廢水。一般傳統(tǒng)的分離方法如真空蒸發(fā)濃縮，由于能耗大、效益差而無(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。近年來(lái)，隨著膜分離技術(shù)研究和膜組件開(kāi)發(fā)的日益發(fā)展，為低濃度溶液的分離濃縮提供了有效的手段，使大豆低聚糖的分離回收成為可能。本研究的目的正是探索一條利用膜集成技術(shù)分離純化大豆低聚糖的工藝，并盡可

2、能提高功能性低聚糖的純度。 本研究是以豆粕為原料，從生產(chǎn)大豆分離蛋白的工藝出發(fā)提取大豆低聚糖，對(duì)大豆乳清進(jìn)行預(yù)處理、樹(shù)脂脫色、超濾純化和納濾分離濃縮等精制大豆低聚糖的過(guò)程進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究，確定了各個(gè)操作單元的最佳工藝參數(shù)。 堿溶酸沉法提取大豆低聚糖通過(guò)單因素和正交實(shí)驗(yàn)分析，最終確定最佳工藝參數(shù)為粉碎粒度70目、pH9、時(shí)間1h、溫度50℃、料液比1：14。此工藝參數(shù)與工業(yè)上生產(chǎn)大豆分離蛋白的工藝參數(shù)基本一致。

3、 大豆乳清預(yù)處理采用熱處理技術(shù)，即70℃水浴保持10～15min，這樣可以除去80％左右的蛋白質(zhì)。然后調(diào)節(jié)pH值到7.5左右，進(jìn)行絮凝沉淀，除去磷酸、植酸以及無(wú)機(jī)陽(yáng)離子等雜質(zhì)。此預(yù)處理工藝不需要加入CaCl<,2>，因?yàn)槠洳坏荒芴岣叩鞍踪|(zhì)去除率而且還會(huì)加重后續(xù)超濾過(guò)程的濃差極化現(xiàn)象。 活性炭脫色的最佳條件為溫度50℃、反應(yīng)時(shí)間20min、pH4.5，活性炭用量為固形物的1％。MN-202樹(shù)脂脫色效果比活性炭好，且對(duì)低聚糖沒(méi)有吸

4、收，其脫色能力為3×10<'4>L/m<'3>。 在超濾試驗(yàn)中，根據(jù)滲透通量、蛋白質(zhì)截留率和總糖透過(guò)率三方面因素考慮，我們選擇截留分子量為10000的PE(聚砜膜)為試驗(yàn)用膜。確定此中空纖維膜組件最佳操作條件為：大豆乳清pH值為7左右；壓力為0.06MPa～0.07MPa，；溫度控制在40～45℃范圍內(nèi)；流速在超濾設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，越快越好，既達(dá)到湍流狀態(tài)，本儀器采用速度檔7(3mL/min)。其蛋白質(zhì)截流率為85.36％，

5、總糖透過(guò)率為88.5％。 對(duì)大豆乳清超濾透過(guò)液進(jìn)行納濾試驗(yàn)表明，隨著操作壓強(qiáng)的增大，三種無(wú)機(jī)鹽的截留率都有所升高；隨著操作溫度的升高，NaCl、CaCl<,2>的截流率都有所下降，而對(duì)Na<,2>SO<,4>的截流率影響不大；隨著料液濃度增大，NaCl、CaCl<,2>的截留率都有所下降，而Na<,2>SO<,4>的截留率基本不變。此納濾膜組件(大連屹東膜工程設(shè)備有限公司)最佳操作條件為壓強(qiáng)0.6MPa，、溫度45℃，濃縮倍數(shù)可