本發(fā)明屬于大豆副產(chǎn)物深加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超聲輔助熱堿法聯(lián)合提取大豆纖維和豆渣蛋白的方法。

背景技術(shù)：

豆渣是大豆在生產(chǎn)大豆油、大豆蛋白，或加工豆腐、腐竹等產(chǎn)品過程中產(chǎn)生的主要副產(chǎn)物；大豆生產(chǎn)加工過程約產(chǎn)生15～20％的豆渣。豆渣中含有70％以上的纖維素和15％左右的蛋白質(zhì)，是制備大豆纖維和豆渣蛋白的豐富原料。大豆纖維生理活性強，豆渣蛋白氨基酸組成合理，但我國豆渣資源的開發(fā)程度很低，多被用作動物飼料或廢棄處理，其主要原因是大豆纖維多為水不溶性纖維，豆渣蛋白與豆渣中其余組分結(jié)合緊密，提取難度大。因而，如何合理高效地提取和應(yīng)用大豆纖維和豆渣蛋白，對于提高豆渣副產(chǎn)物的精深加工起著關(guān)鍵性作用。

豆渣中纖維素和蛋白質(zhì)提取難度大，且豆渣含有少量脂質(zhì)，容易腐敗變質(zhì)，即使豆渣開發(fā)潛能巨大，仍然鮮有突破性進展。現(xiàn)有關(guān)于豆渣的開發(fā)研究主要集中于：(1)通過高靜壓、高壓均質(zhì)以及超聲等方式處理豆渣提取可溶性膳食纖維；或者采用化學(xué)溶劑、超聲波等方式優(yōu)化豆渣蛋白的提取工藝。這些研究側(cè)重于提取豆渣中的某種單一物質(zhì)，但只能部分提高這類單一物質(zhì)的提取率或純度，無法顯著改善這些提取物的功能特性；(2)結(jié)合酶解技術(shù)或發(fā)酵技術(shù)，以豆渣為原料制備大豆肽，或以豆渣為基料進行發(fā)酵生產(chǎn)，該類研究基于豆渣的豐富營養(yǎng)價值，著重于豆渣整體的開發(fā)應(yīng)用，但大豆肽得率或發(fā)酵效果有限，難以進行規(guī)模化生產(chǎn)。綜合來看，制約豆渣開發(fā)研究的主要原因是：(1)提取難度大，且提取物單一。受豆渣中纖維素可溶性差、豆渣蛋白結(jié)合度高的限制，大部分研究側(cè)重于改善大豆纖維或豆渣蛋白的提取工藝，且集中于提取豆渣中的某一種物質(zhì)，易丟棄其它物質(zhì)；(2)功能特性欠佳。提取工藝不僅會影響物質(zhì)的提取率和純度，同時也會影響物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能性質(zhì)。已有研究集中于優(yōu)化大豆纖維或豆渣蛋白的提取率或純度，鮮有關(guān)注大豆纖維或豆渣蛋白的功能特性在提取過程中的變化，更少有利用這些提取工藝來改善大豆纖維或豆渣蛋白的功能特性的研究。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種超聲輔助熱堿法聯(lián)合提取大豆纖維和豆渣蛋白的方法。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種通過上述方法得到的大豆纖維和豆渣蛋白。

本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種超聲輔助熱堿法聯(lián)合提取大豆纖維和豆渣蛋白的方法，包括如下步驟：

(1)將豆渣粉過篩后分散于去離子水中，調(diào)ph至9.0～13.0，25～60℃下200～600w超聲處理10～30min；超聲處理后70～130℃加熱處理10～30min；隨后25～60℃下300～900rpm攪拌60～120min；攪拌后超濾得到濾渣和濾液；

(2)將步驟(1)中所得濾渣復(fù)溶于去離子水中，調(diào)ph至中性，干燥得大豆纖維；

(3)將步驟(1)中所得濾液ph調(diào)至3.0～4.5，室溫靜置后離心，所得沉淀復(fù)溶于去離子水中，調(diào)ph至中性，干燥得豆渣蛋白。

優(yōu)選地，步驟(1)中所述過篩是指過60～120目篩，所述豆渣粉過篩后分散于去離子水中的料液比為1:(10～40)。

優(yōu)選地，步驟(1)中所述超濾是指在壓力為0.01～0.1mpa、過濾孔徑為200～400目的條件下過濾。

優(yōu)選地，步驟(2)中所述濾渣復(fù)溶于去離子水中的料液比為1:(4～10)。

優(yōu)選地，步驟(3)中所述室溫靜置的時間為30～60min；所述離心的轉(zhuǎn)速為4000～8000rpm，時間為10～30min。

優(yōu)選地，步驟(3)中所得沉淀復(fù)溶于去離子水中的料液比為1:(4～10)。

優(yōu)選地，步驟(2)和(3)中所述干燥的方式為冷凍干燥或熱風(fēng)干燥；所述冷凍干燥壓力為0.01～1mbar，冷凍干燥時間為12～24h；所述熱風(fēng)干燥溫度為40～60℃，熱風(fēng)干燥時間為4～8h。

一種大豆纖維和豆渣蛋白，通過上述方法制備得到。

本發(fā)明的原理為：首先采用超聲處理活化豆渣分散液，提高堿液進入豆渣的滲透量；隨后通過熱能進一步打斷纖維素之間的氫鍵，降低大豆纖維與豆渣蛋白之間的結(jié)合度，從而在增加堿性環(huán)境下豆渣蛋白溶出率的同時提高大豆纖維的純度。堿性環(huán)境下的超聲處理和高溫處理更利于活化大豆纖維，改善豆渣蛋白的功能特性，這也是本發(fā)明所解決的技術(shù)難題及申請專利保護關(guān)鍵技術(shù)。

本發(fā)明的制備方法及所得到的產(chǎn)物具有如下優(yōu)點及有益效果：

(1)本發(fā)明同時提取豆渣中兩種主要物質(zhì)(大豆纖維和豆渣蛋白)，突破了以往只能提取豆渣中某一種物質(zhì)的局限，大幅提升了豆渣副產(chǎn)物的附加值；

(2)本發(fā)明方法采用的超聲預(yù)處理技術(shù)綠色環(huán)保，熱能處理節(jié)能便捷，效果顯著；顯著改善了大豆纖維和豆渣蛋白的功能特性(尤其增強了大豆纖維的膨脹性)，解決了大豆纖維分散性差、利用率低等問題；

(3)本發(fā)明的方法具有工藝簡單易操作，提取效率高等特點，所提取的大豆纖維具有持水/持油能力強、膨脹性好，提取的豆渣蛋白具有持水/持油能力強等優(yōu)點。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

實施例1

將100g過120目篩的豆渣粉以1:20g/ml的料液比分散于去離子水中，調(diào)ph至9.0，30℃下600w超聲10min；超聲后置于滅菌鍋中110℃加熱20min；隨后采用磁力攪拌器在30℃下以500rpm攪拌120min(攪拌期間將豆渣分散液ph恒調(diào)為9.0)；攪拌后采用布氏漏斗和真空水循環(huán)泵進行超濾，超濾壓力為0.07mpa；以超濾得到的濾渣和濾液分別提取大豆纖維和豆渣蛋白：將濾渣以1:10g/ml的料液比復(fù)溶于去離子水中，調(diào)ph至7.0，-24℃凍藏過夜后0.1mbar下冷凍干燥12h，得大豆纖維64g；將濾液ph調(diào)至3.2，室溫靜置30min后8000rpm離心10min，將離心后的沉淀以1:10g/ml的料液比復(fù)溶于去離子水中，調(diào)ph至7.0，-24℃凍藏過夜后0.1mbar下冷凍干燥12h，得豆渣蛋白11.8g。

實施例2

將500g過100目篩的豆渣粉以1:30g/ml的料液比分散于去離子水中，調(diào)ph至11.0，40℃下450w超聲20min；超聲后置于滅菌鍋中130℃加熱10min；隨后采用攪拌槳在40℃下以700rpm攪拌90min(攪拌期間將豆渣分散液ph恒調(diào)為11.0)；攪拌后采用布氏漏斗和真空水循環(huán)泵進行超濾，超濾壓力為0.04mpa；以超濾得到的濾渣和濾液分別提取大豆纖維和豆渣蛋白：將濾渣以1:8g/ml的料液比復(fù)溶于去離子水中，調(diào)ph至7.0，-24℃凍藏過夜后0.5mbar下冷凍干燥18h，得大豆纖維306g；將濾液ph調(diào)至3.8，室溫靜置40min后6000rpm離心20min，將離心后的沉淀以1:8g/ml的料液比復(fù)溶于去離子水中，調(diào)ph至7.0，-24℃凍藏過夜后0.5mbar下冷凍干燥18h，得豆渣蛋白57g。

實施例3

將10kg過80目篩的豆渣粉以1:40g/ml的料液比分散于去離子水中，調(diào)ph至13.0，60℃下300w超聲30min；超聲后置于恒溫水浴鍋中80℃加熱30min；隨后采用攪拌槳在60℃下以900rpm攪拌60min(攪拌期間將豆渣分散液ph恒調(diào)為13.0)；攪拌后采用布氏漏斗和真空水循環(huán)泵進行超濾，超濾壓力為0.1mpa；以超濾得到的濾渣和濾液分別提取大豆纖維和豆渣蛋白：將濾渣以1:5g/ml的料液比復(fù)溶于去離子水中，調(diào)ph至7.0，50℃熱風(fēng)干燥6h，得大豆纖維5.8kg；將濾液ph調(diào)至4.2，室溫靜置60min后4000rpm離心30min，將離心后的沉淀以1:5g/ml的料液比復(fù)溶于去離子水中，調(diào)ph至7.0，50℃熱風(fēng)干燥6h，得豆渣蛋白1.11kg。

對比例1

與實施例1相比，未在110℃加熱處理20min，其余步驟及條件完全相同，得到大豆纖維。

對比例2

與實施例1相比，未在30℃下600w超聲處理10min，其余步驟及條件完全相同，得到大豆纖維。

對以上實施例1～3及對比例1～2所得產(chǎn)物的持水性、持油性和膨脹性進行測定：

持水(持油)性的測定方法：稱取0.2g左右樣品置于預(yù)先稱重過的離心管中，逐步向離心管中加入4～6g去離子水(大豆油)，用玻璃棒輕輕攪拌，分散至無明顯顆粒；室溫靜置半小時后3000rpm離心20min，倒去上清液(未吸附油)，以每克樣品吸收去離子水(大豆油)的質(zhì)量來表征持水(持油)性。

膨脹性的測定方法：稱取0.1g左右大豆纖維置于15ml具塞試管中，讀取此時大豆纖維的體積；緩慢加入10ml蒸餾水，室溫靜置24h后讀取大豆纖維的體積。以每g大豆纖維增加的體積來表征膨脹性。表1為所提取的大豆纖維的持水性、持油性和膨脹性測定結(jié)果。表2為所提取的豆渣蛋白及商業(yè)購買的的大豆分離蛋白的持水性、持油性測定結(jié)果。

表1大豆纖維的持水性、持油性和膨脹性測定結(jié)果

表2豆渣蛋白的持水性、持油性測定結(jié)果

由表1和表2結(jié)果可見，本發(fā)明所提取的大豆纖維具有良好的持水/持油性能力，尤其分散性能強。豆渣蛋白同樣具有良好的持水/持油能力。而未采用加熱處理或超聲處理所得大豆纖維持水/持油能力一般，分散性較差。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其它的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。