1、豆乳蛋白的濃縮
超濾膜應(yīng)用于豆乳蛋白濃縮的工業(yè)裝置已經(jīng)建成,該裝置相對(duì)于傳統(tǒng)的蒸發(fā)工藝相比,超濾可以得到更高的固形物含量,同時(shí)可以節(jié)約能源,并可作到清潔生產(chǎn)。關(guān)于陶瓷膜超濾應(yīng)用于豆奶的濃縮也已有先例,該裝置固形物含量從4%提高到了23%,采用的陶瓷膜的切割分子量為20000,操作溫度在40~50度之間。工業(yè)現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的無(wú)機(jī)陶瓷膜,其切割分子量最小可達(dá)1000,目前已對(duì)濃縮豆奶蛋白作了較豐富的研究,并取得了較好的效果。
2、大豆分離蛋白
2.1 生產(chǎn)工藝
提取大豆分離蛋白一般采取"堿調(diào)酸沉"法,即將大豆中的蛋白質(zhì)用堿析出后,經(jīng)過(guò)超速分離機(jī)分離,再經(jīng)過(guò)酸沉分離、中和等步驟得到大豆分離蛋白。這種方法排出的乳清廢液中,含有大量的水溶性蛋白,白白浪費(fèi)。其次,提高蛋白質(zhì)純度難度太大。蛋白質(zhì)純度的提高,是通過(guò)降低分離纖維和蛋白液的分離機(jī)的物料流速來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果在該工藝中引進(jìn)先進(jìn)的膜分離技術(shù)可有效地分離能力,提高了蛋白的含量,降低了豆渣中的水分比例??疾炝弦褐泄绦挝飳?duì)膜的影響,該分離過(guò)程采用陶瓷微濾膜比較適合該種工藝。現(xiàn)廣泛應(yīng)用的0.8μm、0.2μm微濾陶瓷膜,可有效地滿足該微孔過(guò)濾,該種陶瓷膜對(duì)料液中的固形物含量不敏感,最高固形物含量可高達(dá)25%。
2.2 回收工藝
生產(chǎn)大豆分離蛋白產(chǎn)生乳清廢液中,含有大量的水溶性蛋白,如不加回收,則白白浪費(fèi)?;厥者@類大豆蛋白最好的方法是采用超濾濃縮,根據(jù)研究切割分子量為20000的陶瓷膜可以有效地截留住這類蛋白,同時(shí)用陶瓷膜處理后的濾出液中含有大量的大豆低聚糖,采用下文介紹的大豆低聚糖回收,可以達(dá)到一舉兩得,即提取了水溶性蛋白和大豆低聚糖,又治理了廢水的污染,解決了環(huán)保問題。
3、大豆低聚糖
低聚糖是指其分子結(jié)構(gòu)由2~10個(gè)單糖分子以糖苷鍵相連接而形成的糖類總稱。分子量300~2000,界于單糖和多糖之間。大豆低聚糖是大豆食品加工中的主要副產(chǎn)品,大量存在于生產(chǎn)大豆分離蛋白后的浮清中。要回收乳清中的這部分大豆低聚糖,通常先是去除乳清中的大豆蛋白,結(jié)合上面介紹的大豆蛋白回收工藝,可有限地分離這些可溶性大豆蛋白與大豆低聚糖,經(jīng)分離后得到的清液中含有純度較高的大豆低聚糖,在回收這部分大豆低聚糖時(shí)我們考慮到采用膜技術(shù)。根據(jù)低聚糖的性質(zhì),采用有機(jī)膜處理由于他的粘度較高而受到限制,此時(shí)陶瓷膜的優(yōu)點(diǎn)得到體現(xiàn),由于陶瓷膜的結(jié)構(gòu)特性,使他適合處理高粘度、高固形物含的場(chǎng)合。如采用切割分子量為1000的納濾膜進(jìn)行處理,可獲得較為滿意的結(jié)果。
乳清廢水綜合利用技術(shù)方案
乳清廢水是在大豆分離蛋白制備過(guò)程中產(chǎn)生的,來(lái)源于堿溶酸沉上清液、沉淀物水洗等工序。乳清廢水中含有豐富的乳清蛋白(分子量2000~20000)、大豆低聚糖(分子量300~700)、異黃酮等營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高的功能性物質(zhì),直接排放會(huì)造成大量的資源浪費(fèi)和嚴(yán)重的環(huán)境污染,且廢水中有較高的CODCr(高達(dá)15000~32000 mg/L)、BOD5(高達(dá)5000~8000 mg/L)、較低的pH(4.5)和一定濃度的胰蛋白酶抑制劑,因此采用常規(guī)的物理化學(xué)法、氧化塘法或微生物法等來(lái)治理乳清廢水,均不能達(dá)到理想效果。本公司采用膜分離技術(shù)處理乳清廢水,不僅設(shè)備簡(jiǎn)單,工藝流程短,能耗低,而且還能從乳清廢水中回收乳清蛋白和大豆低聚糖等活性物質(zhì),變廢為寶,與目前少數(shù)企業(yè)僅以乳清蛋白或低聚糖為目標(biāo)產(chǎn)物的工藝相比,本工藝實(shí)現(xiàn)資源綜合利用,工藝清潔生產(chǎn),有利于環(huán)境保護(hù),提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。其中回收蛋白可以作為食品工業(yè)的原料或添加劑,大豆低聚糖則由于它的特殊保健功能可廣泛地應(yīng)用于功能性營(yíng)養(yǎng)保健品或其他食品中。
工藝路線
工藝介紹:
大豆廢水由于富含蛋白有機(jī)物很短時(shí)間會(huì)產(chǎn)生大量細(xì)菌在夏天幾個(gè)小時(shí)就會(huì)酸敗,必須經(jīng)過(guò)高溫滅菌處理,高溫滅菌處理后通過(guò)沉淀分離去除雜質(zhì),再通過(guò)超濾膜設(shè)備過(guò)濾,超濾濃縮液為大豆分離蛋白,濃縮液在經(jīng)過(guò)薄膜蒸發(fā)器進(jìn)一步濃縮到固含量為30%左右,噴霧干燥就可以得到大豆乳清蛋白產(chǎn)品,透過(guò)液為低聚糖,經(jīng)過(guò)納濾膜設(shè)備濃縮,濃縮液為低聚糖濃縮液,濃縮液在經(jīng)過(guò)薄膜蒸發(fā)器進(jìn)一步濃縮到固含量為30%左右,噴霧干燥就可以得到大豆低聚糖產(chǎn)品。納濾膜設(shè)備透過(guò)液經(jīng)過(guò)反滲透膜設(shè)備處理后透過(guò)液可以直接回用到大豆浸泡用水,濃縮液排放到廠內(nèi)污水池做進(jìn)一步處理。
該工藝在處理廢水的同時(shí)還可以回收廢水中的乳清蛋白和低聚糖。社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益都十分明顯。
4、大豆活性肽
使用陶瓷膜分離工藝應(yīng)用于發(fā)酵法生產(chǎn)大豆活性肽的分離純化,滲透液澄清透明,呈橙紅色,發(fā)酵液中絕大多數(shù)的菌體以及不溶性大分子蛋白、膠體等被膜截留去除,滲透液久置無(wú)沉淀產(chǎn)生。同時(shí)采用持續(xù)添加透析水的方法可以盡可能的收集原料液中的有效溶解成分,使溶解性多肽的得率達(dá)95%以上。