一种以黄浆水制备异黄酮苷元的方法技术

本发明专利技术公开了一种以黄浆水制备异黄酮苷元的方法，采用有机溶剂逐步将黄浆水中异黄酮分离并加以回收利用。本发明专利技术包括以下步骤：S1将大豆黄浆水经萃取、离心得到异黄酮浸提液；S2在步骤S1得到的异黄酮浸提液经酶解、浓缩、萃取得到大豆异黄酮苷元溶液。本发明专利技术工艺流程简单，操作简便，成本低，易于实现工业化。易于实现工业化。易于实现工业化。

【技术实现步骤摘要】
一种以黄浆水制备异黄酮苷元的方法


[0001]本专利技术涉及一种以黄浆水制备异黄酮苷元的方法，利用有机溶剂从黄浆水中提取大豆异黄酮以及将提取的异黄酮转化为生理活性更高的异黄酮苷元，属于大豆产品生产领域和废水资源化利用领域。

技术介绍

[0002]大豆是中国重要粮食作物之一，已有五千年栽培历史，中国东北为主产区，是一种其种子含有丰富植物蛋白质的作物。大豆种子可加工成豆腐，豆腐丝，腐乳，豆浆，豆豉，酱油等豆制品，豆制品因其独特的口感和丰富的营养，深受广大消费者喜爱，是我国人民主要的植物蛋白质和脂肪来源。
[0003]在生产豆制品的过程中，浸泡豆粒、豆浆热凝固、压滤成型时会排放出废水，由于废水富含大豆异黄酮和类胡萝卜素色素，且呈黄色，因此被称为“黄浆水”。黄浆水中固形物含量约在2.1％左右，其主要成分包括蛋白质、糖类、脂肪、无机盐及矿物质，此外还含有大豆中的多种功能性成分，如大豆异黄酮、大豆皂苷、功能性低聚糖等。我国豆制品行业发展迅速，在传统大豆制品制作过程中有大量废水产生，据统计每加工1t大豆将排放2～5t大豆黄浆水。国内豆制品生产企业排放黄浆水达到3.75
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106t/年，化学需氧量(chemical oxygen demand，COD)为24000
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30000mg/L，生物需氧量(biological oxygen demand，BOD)为40000～60000mg/L，远远高于国家规定的排放标准。长期以来，由于缺乏对黄浆水科学有效的利用技术，我国大多数豆制品企业将黄浆水直接排放到环境中，不仅没有充分开发利用其营养价值，还导致污染环境。由于豆腐黄浆水中含有大量的营养物质，来自自然环境中的微生物尤其是乳酸菌会在其中大量生长，导致黄浆水逐渐酸化成为酸浆水。
[0004]对黄浆水的开发利用已有多篇报道，处理方法有厌氧
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好氧生物处理法、膜分离法、蒸发浓缩法、超滤
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反渗透
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电渗析法等，其中厌氧
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好氧生物处理法处理的结果不太稳定；膜分离法易发生浓差极化和膜污染，导致膜通量下降；超滤
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反渗透
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电渗析法存在设备成本较高。近年来，黄浆水的回收利用研究受到关注，但仍存在一些问题：(1)虽然已经开发了很多方法回收生物活性成分，但可能会产生新的废液或废渣，导致新的环境污染或资源浪费；(2)对黄浆水中的功能性成分(尤其是低聚糖和异黄酮的回收)能较高效率的提取至关重要；(3)已有黄浆水开发利用技术难以适用于工业化生产，如何降低成本是需要考虑的问题；(4)水解异黄酮糖苷的β
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葡萄糖苷酶对于有机溶剂的耐受性不高。为了解决上述的问题，有待开发一种对黄浆水中功能性成分有较高提取率且成本低适用于从工业化的方法，从而解决直接排放黄浆水给环境带来污染的问题。
[0005]为了尽可能避免以上存在的问题，本专利技术将物理、化学、生物等多种方法结合起来，解决黄浆水的污染问题，并利用有机溶剂将其中的异黄酮提取出来。然而在提取出的异黄酮中，异黄酮糖苷占了绝大多数，且不易被人体吸收，需要利用β
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葡萄糖苷酶将其转化为易被吸收的异黄酮苷元。因此，β
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葡萄糖苷酶对引入到反应介质中的有机溶剂具有耐受性是很重要的。
[0006]已经筛选出几种天然有机耐溶剂β
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葡萄糖苷酶，但它们的可用性仍然有限，如这些天然β
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葡萄糖苷酶在有机溶剂中表现出低活性和稳定性，从而导致这些酶的应用并不太理想。前期，实验室通过酶分子工程，获得了一有机溶剂耐受性提高的β
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葡萄糖苷酶Bgl1A变种(Bgl2A：A24S/F297Y)。在此基础上，再次对其突变改造，获得了更耐有机溶剂的突变体(Bgl2A：V224D)。与其前体相比，该突变体具有更高的有机溶剂耐受性、热稳定性和比酶活，是一个更具应用潜力的异黄酮糖苷水解候选酶。

技术实现思路

[0007]为了解决大豆黄浆水的绿色排放，同时能够回收利用功能性成分的问题，本专利技术提供了一种以黄浆水制备异黄酮苷元的方法，主要涉及有机溶剂预处理黄浆水以萃取异黄酮、生物酶解糖苷异黄酮为生物活性更高的苷元异黄酮、有机溶剂萃取分离大豆异黄酮苷元。本专利技术工艺流程简单，操作简便，成本较低，可实现产业化。
[0008]本专利技术以黄浆水制备异黄酮苷元的方法，包括如下步骤：
[0009]步骤1：将有机溶剂加入到黄浆水溶液中，使得大豆异黄酮溶解在有机溶液中；
[0010]步骤2：将步骤1获得的混合液依次经离心、酶解、浓缩、萃取得到大豆异黄酮苷元。
[0011]步骤1中，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、正丁醇、乙腈、丙酮、甲苯中的一种或者几种组合。
[0012]步骤1中，所述黄浆水为千张、豆腐、豆干等豆制品成型后经过物理挤压收集到的液体。有机溶液添加量为黄浆水原体积的5％
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45％。
[0013]步骤2中，酶解时使用的酶为β
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葡萄糖苷酶，分类命名为：Escherichia coli BL21(DE3)/pET22b(+)
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bg12A(V224D)，已送至中国典型培养物保藏中心(CCTCC)保藏，地址：中国
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武汉
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武汉大学，保藏编号：CCTCC NO：M 20221220，保藏日期2022年08月03日。
[0014]步骤2中，酶解时酶的添加量为1
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10U/mL；有机溶液的添加量为原体积的5％
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45％。此处的有机溶液是指萃取时添加的溶剂；原体积是指处理的黄浆水的体积。
[0015]步骤2中，酶解反应温度为15
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50℃，反应时间为2
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40min，反应pH为4.5
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8.5。
[0016]进一步优选：酶解反应温度为25
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40℃，反应时间为12
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20min，反应pH为5.5
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7.0。
[0017]离心机为管式离心机。
[0018]本专利技术的机理在于：
[0019]在豆制品厂生产过程中产生大量的黄浆水，传统的生化处理方式花费的时间长，费用高，给企业的生产带来了很大的压力。本方法利用异黄酮易溶于有机物、且加热不易变性的特性，而豆渣不溶于有机物、加热易变性的特性，加入有机溶剂使豆渣等充分沉淀，再离心除去豆渣并回收利用；最后加入β
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葡萄糖苷酶使糖苷型异黄酮转化成易溶于有机溶剂的苷元型异黄酮，再次通过蒸发浓缩，并通过萃取的方法将苷元异黄酮溶解分离。
[0020]本专利技术的有益效果体现在以下几个方面：
[0021]1、不需要二次处理，没有产生新的废液，或废渣导致新的环境污染。
[0022]2、本工艺克服了已有技术中存在问题和不足，具有工艺流程简单，操作简便，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以黄浆水制备异黄酮苷元的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：将有机溶剂加入到黄浆水溶液中，使得大豆异黄酮溶解在有机溶液中；步骤2：将步骤1获得的混合液依次经离心、酶解、浓缩、萃取得到大豆异黄酮苷元；步骤2中，酶解时使用的酶为β
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葡萄糖苷酶，分类命名为：Escherichia coli BL21(DE3)/pET22b(+)
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bg12A(V224D)，已送至中国典型培养物保藏中心(CCTCC)保藏，地址：中国
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武汉
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武汉大学，保藏编号：CCTCC NO：M 20221220，保藏日期2022年08月03日。2.根据权利要求1所述的提取分离方法，其特征在于：步骤1中，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、正丁醇、乙腈、丙酮、甲苯中的一种或者几种的组合。3.根据权利要求1所述的提取分离方法，其特征在于：步骤1中，所述黄浆水为千张、豆腐、豆干等豆制品成型后经...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖亚中，郑朦胧，张学成，房伟，方泽民，许可，
申请(专利权)人：安徽省人人福食品有限公司，
类型：发明
国别省市：