一种大豆多糖的脱色方法.pdf

本发明公开一种大豆多糖的脱色方法，该方法是采用离子交换树脂对大豆多糖提取液进行脱色处理，其具体步骤为：(1)制备大豆提取液；(2)将大豆提取液通过硅藻土层后，再采用离子交换柱进行离子交换层析，干燥后得到所需大豆多糖。本发明采用离子交换树脂对大豆多糖提取液进行脱色处理，可将大豆多糖液中色素和有机杂质去除，所得大豆多糖颜色洁白、细腻、蛋白质含量低且纯度高，此外离子交换树脂对大豆多糖提取液进行脱色处理，还简化了处理流程，只需要过柱就可以实现很好的脱色效果，采用喷雾干燥，使得产品中杂质含量低。

1、  一种大豆多糖的脱色方法，其特征在于该方法是采用离子交换树脂对大豆多糖提取液进行脱色处理。

2、  根据权利要求1所述脱色方法，其特征在于所述离子交换树脂为A850阴离子交换树脂、A860阴离子交换树脂或MN200超大网孔阴离子交换树脂。

3、  根据权利要求2所述脱色方法，其特征在于所述离子交换树脂为MN200超大网孔阴离子交换树脂。

4、  根据权利要求1所述脱色方法，其特征在于所述离子交换树脂对大豆多糖提取液进行脱色处理前，先将大豆提取液通过硅藻土处理。

5、  根据权利要求1所述脱色方法，其特征在于该方法具体包括如下步骤：
(1)制备大豆提取液；
(2)将大豆提取液通过硅藻土层后，再采用离子交换柱进行离子交换层析，干燥后得到所需大豆多糖。

6、  根据权利要求5所述脱色方法，其特征在于所述步骤(1)中，大豆提取液的制备过程为：将大豆豆渣在碱性条件下浸泡后，采用酶处理得到大豆多糖提取液。

7、  根据权利要求5所述脱色方法，其特征在于所述步骤(2)中，硅藻土的用量为大豆多糖提取液体积的0.3％~1％。

8、  根据权利要求5所述脱色方法，其特征在于所述步骤(2)中，离子交换层析的温度为25~60℃，pH为7~8，大豆多糖提取液的浓度为4~6％，大豆多糖提取液过柱的速度为0.5~20SV。

9、  根据权利要求5所述脱色方法，其特征在于所述步骤(2)中，干燥为喷雾干燥、热风干燥或真空冷冻干燥。

10、  根据权利要求9所述脱色方法，其特征在于所述干燥为喷雾干燥。

一种大豆多糖的脱色方法
技术领域
本发明涉及食品添加剂技术领域，具体涉及大豆多糖，尤其涉及一种大豆多糖的脱色方法。
背景技术
大豆的营养成分丰富，自古以来，我国就开始食用大豆或大豆生产的产品。大豆多糖(Soybean Polysaccharide)是从大豆中提取并精制的水溶性多糖，具有能够在酸性环境(PH≤4.0)下阻止蛋白质的凝聚和沉淀，在保护蛋白质的同时不增加体系粘度的功能，使产品拥有清爽的口感，大豆多糖不仅可作为一种很优质的稳定剂应用于酸性饮料、乳清饮料等产品中，同时也可以作为补充膳食纤维的功能原料使用。
目前大豆多糖的生产还不具规模，主要体现在产品的脱色和纯化工艺还较落后。工业生产大豆多糖主要使用酸碱沉降法和活性碳吸附法来对大豆多糖糖液进行脱色。酸碱沉降法是根据色素在不同pH溶剂中的溶解度的不同来去除，虽然工艺比较简单，成本较低，但效果不明显。活性碳脱色是利用其物理吸附能力，色素具有共轭双键结构，能被活性碳吸附，但大豆多糖的分子和溶液的粘度都比较大，在使用活性碳进行脱色的时候，对活性碳目数的要求高，使用颗粒活性碳进行脱色时，脱色效果不明显，大豆多糖液还是带有明显的黄褐色；如改用粉末活性碳进行脱色，则因大豆多糖液粘度过高，脱色效率低下，且脱色后的多糖液还带有一定量的色素而呈微黄色。
以上两种工艺都不能充分去除大豆多糖液中游离蛋白和色素等有机杂质，因此得到的终产品中含有的蛋白杂质多，导致收率降低、制品质量下降，从而不可避免的导致了经济上的浪费。
离子交换树脂是一种多孔性交联聚合物，具有较高的比表面积，因而具有优良的吸附能力。离子吸附树脂属于两相结构：聚合物相和孔。聚合物相是由众多的纳米级聚合物微粒堆积而成的，微粒之间是孔。通过调整合成的方法可以调节微粒大小，以及孔径和比表面积等，从而使树脂具有不同的吸附性能。此外，吸附树脂按表面性质又可分为非极性、中极性、极性和强极性四种。不同的表面性质使吸附树脂具备不同的吸附机理和吸附性能，因此使树脂获得多方面的用途。有研究表明，用交换树脂代替常用的活性炭进行脱色，不但可加快过滤速度，而且脱色效果也好，同时还达到去杂的目的，从而提高产品的质量。树脂除脱色外，同时具有离子作用，能与溶液中的离子起离子交换反应，加上通用树脂还有较强的配位体基团(-OH，-NH3)，能对金属离子起络合作用，从而除去溶液中的金属离子，起着去杂的作用。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可将大豆多糖液中色素和有机杂质去除，所得大豆多糖颜色洁白、细腻且纯度高的大豆多糖的脱色方法。
本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的：
一种大豆多糖的脱色方法，该方法是采用离子交换树脂对大豆多糖液中的色素和有机杂质进行吸附去除，因为色素具有共轭双键结构，因此离子交换树脂能通过吸附作用来对带电色素分子进行交换，达到脱色目的。
交联度高的树脂对离子的选择性较强，大孔结构树脂的选择性小于凝胶型树脂，因为大豆多糖粗提取液的粘度大，多糖的分子也大，所以本发明的离子交换树脂选择阴离子交换树脂，可选择任意一种本领域技术人员常用的阴离子交换树脂，都能实现本发明方法中对大豆多糖提取液的色素吸附性和蛋白质等杂质的去除，如英国技术生产的A850和A860等丙烯酸系强碱性阴离子交换树脂、PCK系列树脂、MN200超大网孔阴离子交换树脂、以及A100和A105等弱碱性阴离子交换树脂等等；强碱性阴离子树脂对糖液中的色素分子的吸附作用较明显，因此优选强碱性阴离子交换树脂；从色素的吸附性和选择性等方面考虑，本发明的离子交换树脂更加优选A850阴离子交换树脂、A860阴离子交换树脂和MN200超大网孔阴离子交换树脂，最佳的优选方案为MN200超大网孔阴离子交换树脂。
上述A860、A850、A100、A105和MN200等离子交换树脂，为离子交换树脂的型号，在市场上均有销售。
上述大豆多糖的脱色方法中，为了使得杂质去除效果更好，还可以在离子交换树脂前，先将大豆多糖提取液通过硅藻土层，硅藻土具有孔隙度大、吸附性较强等特点，因此可用作过滤剂，将大豆多糖提取液中的部分杂质先去除掉。
上述大豆多糖的脱色方法，其具体包括如下步骤：
(1)制备大豆提取液；
(2)将大豆提取液通过硅藻土层后，再采用离子交换柱进行离子交换层析，干燥后得到所需大豆多糖。
上述步骤(1)中，大豆提取液的制备是现有技术中已经成熟的操作，可采用本领域技术人员进行大豆提取的常规做法获得大豆提取液，也可以采用本发明提供的优选方案：以大豆豆渣为原材料，将大豆豆渣在碱性条件下浸泡后，采用酶处理得到大豆多糖提取液；所述大豆豆渣可以采用本领域技术人员进行大豆提取液制备时常用的大豆豆渣，也可以采用脱蛋白和脱脂处理后的大豆豆渣，其蛋白含量为16％~22％(蛋白质的质量占整个大豆豆渣总质量的百分比)。
上述将大豆豆渣在碱性条件下浸泡，碱性条件是指pH范围为8~11。
上述将碱性条件下浸泡后的大豆豆渣采用酶处理得到大豆多糖提取液，所述的酶处理是指采用纤维素酶进行常规的酶处理，如可采用纤维素酶XM66D或者XM90。
上述步骤(2)中，硅藻土的用量为大豆多糖提取液体积的0.3％~1％，即每100ml的大豆多糖液采用0.3~1g的硅藻土。
上述步骤(2)中，离子交换树脂可采用任何一种阴离子交换树脂，如A850和A860等丙烯酸系强碱性阴离子交换树脂、PCK系列树脂、MN200超大网孔阴离子交换树脂、以及A100和A105等弱碱性阴离子交换树脂，优选A850阴离子交换树脂、A860阴离子交换树脂和MN200超大网孔阴离子交换树脂，更加优选MN200超大网孔阴离子交换树脂。
上述步骤(2)中，离子交换树脂的填料量为400~700g，处理3L的大豆多糖液，离子交换柱的高径比为3∶1~10∶1，离子交换树脂与大豆多糖提取液的比例约为1∶4。
上述步骤(2)中，离子交换层析的条件可根据大豆多糖提取液以及所用离子交换树脂的种类、性质进行适当的选择，具体操作时可参考如下参数：离子交换层析的温度选择在25~60℃之间，pH在7~8之间，大豆多糖提取液的浓度为4~6％，大豆多糖提取液过柱的速度为0.5~20SV(SV是指每小时通过的液体量/离子交换树脂容量)。
上述步骤(2)中，在进行离子交换树脂前，可先对离子交换剂进行预处理，选择碱性预处理，预处理试剂可以为氢氧化钠；所述预处理采用本领域的常规操作。
上述步骤(2)中，干燥可采用本领域技术人员的常规操作，如喷雾干燥、热风干燥或真空冷冻干燥等，优选喷雾干燥。
采用本发明的脱色方法可制备得到颜色洁白，杂蛋白含量少，且纯度可达80％以上的大豆多糖。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明采用离子交换树脂对大豆多糖提取液进行脱色处理，不但色素去除效果好，而且对蛋白质等杂质也具有去除作用；
2.本发明先将大豆多糖提取液通过硅藻土，利用硅藻土的强吸附作用将提取液中的杂质去除掉一部分，然后再进行离子交换树脂吸附，对色素和蛋白质等杂质进行去除，两步去除作用使得终产品中的杂质含量很低，纯度高；
3.本发明采用离子交换树脂对大豆多糖提取液进行脱色处理，也简化了处理流程，只需要过柱就可以实现很好的脱色效果，同时本发明还采用喷雾干燥，使得产品中杂质含量低；
4.本发明使用先纤维素酶对豆渣进行处理，之后在碱性环境下进行热提这两个步骤对大豆豆渣进行提取，提高了多糖的提取率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步地描述，但具体实施例并不对本发明做任何限定。
实施例1离子交换树脂的脱色处理
本实施例的大豆豆渣为市售。
取MN200超大网孔阴离子交换树脂(市售)600g，先采用氢氧化钠进行预处理后，装柱，离子柱的高径比为5∶1。
本实施例采用离子交换树脂对大豆多糖提取液进行脱色处理，其具体步骤如下：
(1)向大豆豆渣中加入水充分搅拌半小时后，离心去除上清液，向离心沉淀物中加水调节整个体系pH值为5.0(将体系pH调节到5.0时，有助于纤维素酶的反应)，加入纤维素酶进行酶处理，时间为1h。酶处理步骤结束后将整个体系pH值调至为8.0，温度调节至100~100℃，保持1.5h进行热提取(这一步骤是进行热提取，并且可以使纤维素酶灭活)，则得到大豆多糖提取液(这两种方法相结合可以加提高大豆多糖的提取率)；
(2)取上述大豆多糖提取液500ml通过硅藻土层，硅藻土的用量为3g，然后用制备好的MN200超大网孔阴离子交换树脂柱进行离子层析处理，大豆多糖提取液的过柱流速为2SV，收集过柱后的液体，喷雾干燥后获得本实施例所需大豆多糖。
本实施例制备所得大豆多糖，其颜色、蛋白质含量以及纯度如表1所示。
实施例2离子交换树脂的脱色处理
本实施例的大豆豆渣为市售。
取漂莱特(中国)有限公司生产的A850离子交换树脂600g，先采用氢氧化钠进行预处理后，装柱，离子柱的高径比为7∶1。
本实施例采用离子交换树脂对大豆多糖提取液进行脱色处理，其具体步骤如下：
(1)向大豆豆渣中加入水充分搅拌半小时后，离心去除上清液，向离心沉淀物中，加水调节整个体系pH值为5.0，加入纤维素酶进行酶处理，时间为1h。酶处理步骤结束后将整个体系pH值调至为8.0，温度调节至100~100℃，保持1.5h进行热提取，则得到大豆多糖提取液；
(2)取上述大豆多糖提取液500ml通过硅藻土层，硅藻土的用量为5g，然后用制备好的MN200超大网孔阴离子交换树脂柱进行离子层析处理，大豆多糖提取液的过柱流速为3SV，收集过柱后的液体，热风干燥后获得本实施例所需大豆多糖。
本实施例制备所得大豆多糖，其颜色、蛋白质含量以及纯度如表1所示。
实施例3活性炭的脱色处理
本实施例的大豆豆渣为市售。
本实施例采用活性炭对大豆多糖提取液进行脱色处理，其具体步骤如下：
(1)向大豆豆渣中加入水充分搅拌半小时后，离心去除上清液，向离心沉淀物中，加水调节整个体系pH值为5.0，加入纤维素酶进行酶处理，时间为1h。酶处理步骤结束后将整个体系pH值调至为8.0，温度调节至100~100℃，保持1.5h进行热提取，则得到大豆多糖提取液；
(2)取上述大豆多糖提取液500ml通过硅藻土层，硅藻土的用量为5g，然后用活化后的颗粒活性炭对其进行脱色，颗粒活性碳的用量为10g，装柱后碳柱的高径比为6∶1，大豆多糖提取液的流速为2SV，喷雾干燥后获得本实施例所需大豆多糖。
本实施例制备所得大豆多糖，其颜色、蛋白质含量以及纯度如表1所示。
实施例4活性炭的脱色处理
本实施例的大豆豆渣为市售。
本实施例采用活性炭对大豆多糖提取液进行脱色处理，其具体步骤如下：
(1)向大豆豆渣中加入水充分搅拌半小时后，离心去除上清液，向离心沉淀物中，加水调节整个体系pH值为5.0，加入纤维素酶进行酶处理，时间为1h。酶处理步骤结束后将整个体系pH值调至为8.0，温度调节至100~100℃，保持1.5h进行热提取，则得到大豆多糖提取液；
(2)取上述大豆多糖提取液500ml通过硅藻土层，硅藻土的用量为2.5g，然后用活化后的颗粒活性炭对其进行脱色，颗粒活性碳的重量为10g，碳柱的高径比为4∶1，大豆多糖提取液的流速为2SV/小时，喷雾干燥后获得本实施例所需大豆多糖。
本实施例制备所得大豆多糖，其颜色、蛋白质含量以及纯度如表1所示。
表1不同实施例制备所得大豆多糖的结果对比

从表1可以看出，与实施例3和实施例4相比，实施例1和实施例2制备所得大豆多糖的脱色效果更好，且蛋白质含量低、纯度高，由此说明本发明的离子交换树脂脱色处理效果明显优于现有技术中常用的活性炭等方法。此外实施例1制备所得大豆多糖的蛋白质含量比实施例2制备所得大豆多糖的蛋白质含量低，且纯度比实施例2的高，因此本发明的脱色处理中，离子交换树脂后优选喷雾干燥法对过柱液体进行处理。