高染料木苷含量大豆异黄酮的生产方法.pdf

高染料木苷含量大豆异黄酮的生产方法，包括：原料豆粕粉碎、乙醇浸出、筛分机过滤筛分、乙醇蒸馏回收、正丁醇沉析异黄酮、过滤分离出异黄酮在正丁醇溶液中产生的沉析固相物、第一次水洗分离提纯、第二次水洗分离提纯。本发明的积极效果是：所得的大豆异黄酮纯度≥90%，染料木苷含量≥80%。提高了染料木苷含量，高染料木苷含量的大豆异黄酮，在改善女性副性征发育、防治更年期综合症、预防女性老年痴呆与身高萎缩、防治与雌激素分泌有关的癌症等具有确切的疗效。使消费人群对大豆异黄酮医疗保健作用的疑虑将消失，本发明对大豆异黄酮产业的进一步发展将起到积极地推动作用。

权利要求书
1.  高染料木苷含量大豆异黄酮的生产方法，其特征是包括以下步骤：
（1）原料豆粕粉碎
以蛋白含量≥50%、脂肪残留≤2.5%、NSI值≥80%的豆粕为原料，将豆粕粉碎成20～50目粉末；
（2）乙醇浸出
将步骤（1）得到的粉末送入带搅拌器的浸提罐中，向浸提罐中加入浓度为55%～65%的乙醇，加入溶剂量为豆粕粉重量的5～10倍，充分搅拌，搅拌速度为30～60r/min，搅拌时间4～6h；
（3）筛分
将经过步骤（2）得到的混合料液通过60目筛分机过滤，输送料泵功率为10KW，工作压强为0.2～0.4Mpa，筛分得液相物和固相物；液相物为溶有异黄酮的乙醇溶液；固相物含大豆蛋白的本专利的第1种副产物；
（4）乙醇蒸馏回收
将步骤（3）得到的清液泵入蒸馏塔，蒸馏温度为70～100℃，压强为0.1～0.4Mpa，将乙醇蒸馏回收，循环用于生产；
（5）正丁醇沉析异黄酮
将步骤（4）所得的蒸馏后的浓度为30%～35%的浓缩料液，加入正丁醇，正丁醇加入量为浓缩料液的8～15%，搅拌0.5-1.5小时；
（6）过滤分离
将经步骤（5）所得料液通过压强为0.2～0.3Mpa的板框压滤机，流出的溶液为大豆低聚糖与大豆皂苷液，大豆低聚糖与大豆皂苷为本发明的第2种副产物，被板框压滤机截留的成份为异黄酮在正丁醇溶液中产生沉析的固相物； 
（7）水洗分离
将步骤（6）经板框压滤机截留的固相滤饼加80℃以上热水，进行第1次水洗，搅拌2h，使固相物全部溶开，再将水温降至15-25℃，异黄酮从降温的水中析出，然后进行第1次过滤，通过的液相物可作为液体排放物排放，或混入（6）步骤的大豆皂苷与低聚糖的混合液中，进一步提取；过滤机压强为0.1～0.3Mpa，滤布φ180-220目，第一次过滤截留所得固相物为异黄酮粗品，包括有异黄酮及其它非水溶性固形物；此时如加热水稀释截留物成浓度为20%～35%的溶液，再进行喷雾干燥，所得异黄酮产成品，则为染料木苷含量较低的异黄酮粗制品；
（8）第2次水洗分离、提纯、干燥
将步骤（7）从热水降温析出的异黄酮与其它非水溶性固形物、经过滤机呈固相状态获得后，不进行喷雾干燥，而是再加水45-55倍，然后加热至80℃以上，进行第二次水洗，异黄酮全部溶解，再将溶解的液相物投入压强为0.2～0.3Mpa，滤布φ180-220目的压滤机中，进行第二次过滤，压滤机截留的固相物为非水溶性、非异黄酮的杂质，作为固体排放物，透过液冷却至15-25℃，析出物为异黄酮；将压滤机滤过物冷却至15-25℃的透过液送入压力式喷雾干燥塔，塔的进口温度为170℃～180℃，出口温度为70℃～80℃，喷雾干燥所得粉状物为异黄酮纯度≥90%、染料木苷含量≥80%的“高染料木苷大豆异黄酮”。

说明书高染料木苷含量大豆异黄酮的生产方法
技术领域
本发明属于食品领域，具体涉及高染料木苷含量大豆异黄酮的生产方法。
背景技术
近年来，大豆异黄酮已被国内外作为天然植物性雌激素广泛应用于改善女性副性征发育、防治更年期综合症、预防女性老年痴呆与身高萎缩、防治与雌激素分泌有关的癌症等。但市售商品大豆异黄酮口服人群摄入后，经常发现药效并不明显，甚至无效的现象。
目前，在大豆子叶中已被发现的大豆异黄酮中，并被该领域认可的异构体至少有12种。图1为本申请发明人测试的吉林地产大豆子叶中各种大豆异黄酮异构体含量高效液相色谱图，其中大豆苷（Daidzin）的含量为0.0071%，染料木苷（Genistin）的含量为0.0098%。
经研究发现，大豆异黄酮中的各种异构体中，多数对上述疾病无类雌激素功效，如现有工业生产的大豆异黄酮异构体中的主要成分之一——大豆苷（Daidzin）基本上不具有类雌激素的作用。工业生产的大豆异黄酮异构体中，主要具有类雌激素的功效成分为染料木苷（Genistin）与染料木素（Genistein）。
但天然大豆子叶中染料木苷与染料木素含量极低，以染料木苷为例在天然大豆子叶中含量仅为0.0098%（相当0.098mg/g）（见图1），所以采取人工措施提取“高染料木苷含量大豆异黄酮”已成为大豆功能因子加工领域急待解决的重要内容。
以往，大豆异黄酮的制备方法主要有溶液提取法、水解一步法、吸附法。其中的溶液提取法主要工艺过程包括大豆胚芽干法粉碎、乙醇浸提、过滤机分离、树脂吸附、高速离心机分离、喷雾干燥。其中的水解一步法包括脱脂大豆粉加β-葡萄糖苷酶进行酶解、加溶剂溶解酶解出的大豆异黄酮苷元、减压蒸馏、烘干。吸附法包括乙醇水溶液浸提大豆胚芽粉、分离除去溶剂不溶物、吸附醇化、浓缩干燥。
上述方法生产的大豆异黄酮纯度不超过80%，染料木苷”（G）含量低，类雌激素作用不明显因而导致大豆异黄酮医疗保健信誉下降，使大豆异黄酮行业面临衰退的威胁。
发明内容
本发明的目的是提供一种高染料木苷含量大豆异黄酮的生产方法，克服现有的生产方法染料木苷含量低的不足。
本发明的生产方法包括：
1、原料豆粕粉碎
以蛋白含量≥50%、脂肪残留≤2.5%、NSI值≥80%的豆粕为原料，将豆粕粉碎成20～50目粉末；
 2、乙醇浸出
将步骤1得到的粉末送入带搅拌器的浸提罐中，向浸提罐中加入浓度为55%～65%的乙醇，加入溶剂量为豆粕粉重量的5～10倍，充分搅拌，搅拌速度为30～60r/min，搅拌时间4～6h；
3、筛分
将经过步骤2得到的混合料液通过60目筛分机过滤，输送料泵功率为10KW，工作压强为0.2～0.4Mpa，筛分得液相物和固相物，液相物为溶有异黄酮的醇溶液；固相物为含大豆蛋白的本发明的第1种副产物；
4、乙醇蒸馏回收
将步骤3得到的清液泵入蒸馏塔，蒸馏温度为70～100℃，压强为0.1～0.4Mpa，将乙醇蒸馏回收，循环用于生产；
5、正丁醇沉析异黄酮
将步骤4所得的蒸馏后的浓度为30%～35%的浓缩料液，加入正丁醇（C4H9OH），正丁醇加入量为浓缩料液的8～15%，搅拌0.5-1.5小时；
6、过滤分离
将经步骤5所得料液通过压强为0.2～0.3Mpa的板框压滤机，流出的溶液为大豆低聚糖与大豆皂苷液，大豆低聚糖与大豆皂苷为本发明的第2种副产物，被板框压滤机截留的为异黄酮在正丁醇溶液中产生的沉析固相物；
7、水洗分离
将步骤6经板框压滤机截留的固相滤饼加80℃以上热水，进行第1次水洗，搅拌2h，利用异黄酮可溶于80℃以上热水的原理，使固相物全部溶开，再将水温降至15-25℃，异黄酮从水中析出，然后进行第1次过滤，通过的液相物可作为液体排放物排放，或混入6步骤的大豆皂苷与低聚糖的混合液中，进一步提取；过滤机压强为0.1～0.3Mpa，滤布φ180-220目，第一次过滤截留所得固相物为异黄酮粗品，包括有异黄酮及其它非水溶性固形物；此时如加热水稀释截留物成浓度为20%～35%的溶液，进行喷雾干燥，所得异黄酮产成品，则为染料木苷含量较低的异黄酮粗制品；
8、第2次水洗分离、提纯、干燥
将7步骤从热水降温析出的异黄酮与其它非水溶性固形物、经过滤机呈固相状态获得后，不进行喷雾干燥，而是再加水50倍，然后加热至80℃以上，进行第二次水洗，异黄酮全部溶解，再将溶解的液相物投入压强为0.2～0.3Mpa，滤布φ180-220目的压滤机中，进行第二次过滤，压滤机截留的固相物为非水溶性、非异黄酮的杂质，作为固体排放物；透过液冷却至15-25℃，在常温（≈20℃）的水中析出物为异黄酮；将压滤机滤过的、降温至15-25℃液相物送入压力式喷雾干燥塔，塔的进口温度为170℃～180℃，出口温度为70℃～80℃，喷雾干燥所得粉状物为异黄酮纯度≥90%、染料木苷含量≥80%的“高染料木苷大豆异黄酮”。
其中，经步骤3所得固相的截留物经功率为100KW、转速为1450r/min的自动摩擦脱溶机脱溶烘干，回收乙醇，循环用于生产。所得干物质水分在10%以下，可作为“高变性浓缩蛋白”利用。
本发明的积极效果是：所得的大豆异黄酮纯度≥90%，异黄酮中具有雌性激素作用的异构体染料木苷含量≥80%。提高了染料木苷含量，高染料木苷含量的大豆异黄酮，在改善女性副性征发育、防治更年期综合症、预防女性老年痴呆与身高萎缩、防治与雌激素分泌有关的癌症等具有确切的疗效。使消费人群对大豆异黄酮医疗保健作用的疑虑将消失，本发明对大豆异黄酮产业的进一步发展将起到积极地推动作用。
附图说明
图1为本申请发明人测试的吉林地产大豆子叶中大豆异黄酮的各种异构体含量高效液相色谱图。
图2为本发明第1次水洗过滤截留的大豆异黄酮粗品异构体含量高效液相色谱图，其中染料木苷与染料木素含量之和为20.84％。
图3  经本发明的方法所得高染料木苷含量大豆异黄酮高效液相色谱图。
具体实施方式
实施例1
1、原料豆粕粉碎
以蛋白含量≥50%、脂肪残留≤2.5%、NSI值≥80%的豆粕为原料，将豆粕粉碎成20目粉末；
 2、乙醇浸出
将步骤1得到的粉末送入带搅拌器的浸提罐中，向浸提罐中加入浓度为55%的乙醇，加入溶剂量为豆粕粉重量的10倍，充分搅拌，搅拌速度为30r/min，搅拌时间4h；
3、筛分
将经过步骤2得到的混合料液通过60目筛分机过滤，输送料泵功率为10KW，工作压强为0.2Mpa，筛分得液相物和固相物；固相物送入自动摩擦脱溶机烘干，回收乙醇，循环用于生产；所得含水率≤10%的干物质作为第1种副产物“高变性浓缩蛋白”利用。
4、乙醇蒸馏回收
将步骤3得到的清液泵入蒸馏塔，蒸馏温度为70℃，压强为0.1Mpa，将乙醇蒸馏回收，循环用于生产；
5、正丁醇沉析异黄酮
将步骤4所得的蒸馏后的浓度为30%的浓缩料液，加入正丁醇（C4H9OH），正丁醇加入量为浓缩料液的12%，搅拌1小时；
6、过滤分离
将经步骤5所得料液通过压强为0.2Mpa的板框压滤机，流出的溶液为大豆低聚糖与大豆皂苷液，大豆低聚糖与大豆皂苷为本发明的第2种副产物，被板框压滤机截留的为异黄酮在正丁醇溶液中产生的沉析固相物；
7、水洗分离
将步骤6经板框压滤机截留的固相滤饼加80℃热水，进行第1次水洗，搅拌2h，利用异黄酮可溶于80℃以上热水的原理，使固相物全部溶开，再将水温降至15℃，异黄酮从热水中析出，然后进行第1次过滤，通过的液相物可作为液体排放物排放，或混入6步骤的大豆皂苷与低聚糖的混合液中，进一步提取；过滤机压强为0.1Mpa，滤布φ为180目，第一次过滤截留所得固相物为异黄酮粗品，包括有异黄酮及其它非水溶性固形物；此时如加热水稀释截留物成浓度为20%的溶液，再进行喷雾干燥，所得异黄酮产成品，则为染料木苷含量较低的异黄酮粗制品（见图2）。
8、第2次水洗分离、提纯、干燥
将7步骤从热水降温析出的异黄酮与其它非水溶性固形物、经过滤机呈固相状态获得后，不进行喷雾干燥，而是再加45倍，然后加热至80℃，异黄酮全部溶解于热水中，再将溶解的液相物投入压强为0.2Mpa，滤布φ为180目的压滤机中，进行第二次过滤，压滤机截留的固相物为非水溶性、非异黄酮的杂质，作为固体排放物，透过液冷却至15℃，析出物为异黄酮；将压滤机滤过物冷却至15℃的透过液送入压力式喷雾干燥塔，塔的进口温度为170℃，出口温度为70℃，喷雾干燥所得粉状物为异黄酮纯度≥90%、染料木苷含量≥80%的“高染料木苷大豆异黄酮”（见图3）。
    实施例2
1、原料豆粕粉碎
以蛋白含量≥50%、脂肪残留≤2.5%、NSI值≥80%的豆粕为原料，将豆粕粉碎成50目粉末；
 2、乙醇浸出
将步骤1得到的粉末送入带搅拌器的浸提罐中，向浸提罐中加入浓度为65%的乙醇，加入溶剂量为豆粕粉重量的5倍，充分搅拌，搅拌速度为60r/min，搅拌时间6h；
3、筛分
将经过步骤2得到的混合料液通过60目筛分机过滤，输送料泵功率为10KW，工作压强为0.4Mpa，筛分得液相物和固相物；固相物送入自动摩擦脱溶机烘干，回收乙醇，循环用于生产；所得含水率≤10%的干物质，作为本专利第1种副产物“高变性浓缩蛋白”利用。
4、乙醇蒸馏回收
将步骤3得到的清液泵入蒸馏塔，蒸馏温度为100℃，压强为0.4Mpa，将乙醇蒸馏回收，循环用于生产；
5、正丁醇沉析异黄酮
将步骤4所得的蒸馏后的浓度为35%的浓缩料液，加入正丁醇（C4H9OH），正丁醇加入量为浓缩料液的15%，搅拌0.5小时；
6、过滤分离
将经步骤5所得料液通过压强为0.3Mpa的板框压滤机，流出的溶液为大豆低聚糖与大豆皂苷液，大豆低聚糖与大豆皂苷为本发明的第2种副产物；被板框压滤机截留的为异黄酮在正丁醇溶液中产生的沉析固相物；
7、水洗分离
将步骤6经板框压滤机截留的固相滤饼加95℃热水，进行第1次水洗，搅拌2h，利用异黄酮可溶于80℃以上热水的原理，使固相物全部溶开，再将水温降至25℃，异黄酮从热水中析出，然后进行第1次过滤，通过的液相物可作为液体排放物排放，或混入6步骤的大豆皂苷与低聚糖的混合液中，进一步提取；过滤机压强为0.3Mpa，滤布φ为220目，第一次过滤截留所得固相物为异黄酮粗品，包括有异黄酮及其它非水溶性固形物；此时如加热水稀释截留物成浓度为35%的溶液，再进行喷雾干燥，所得异黄酮产成品，则为染料木苷含量较低的异黄酮粗制品（见图2）。
8、第2次水洗分离、提纯、干燥
将7步骤从热水降温析出的异黄酮与其它非水溶性固形物、经过滤机呈固相状态获得后，不进行喷雾干燥，而是再加水55倍，然后加热至95℃，进行第二次水洗，异黄酮全部溶解，再将溶解的液相物投入压强为0.3Mpa，滤布φ为220目的压滤机中，进行第二次过滤，压滤机截留的固相物为非水溶性、非异黄酮的杂质，作为固体排放物，透过液冷却至25℃，析出物为异黄酮；将压滤机滤过物冷却至25℃的透过液送入压力式喷雾干燥塔，塔的进口温度为180℃，出口温度为80℃，喷雾干燥所得粉状物为异黄酮纯度≥90%、染料木苷含量≥80%的“高染料木苷大豆异黄酮”（见图3）。
实施例3
1、原料豆粕粉碎
以蛋白含量≥50%、脂肪残留≤2.5%、NSI值≥80%的豆粕为原料，将豆粕粉碎成40目粉末；
 2、乙醇浸出
将步骤1得到的粉末送入带搅拌器的浸提罐中，向浸提罐中加入浓度为60%的乙醇，加入溶剂量为豆粕粉重量的8倍，充分搅拌，搅拌速度为50r/min，搅拌时间5h；
3、筛分
将经过步骤2得到的混合料液通过60目筛分机过滤，输送料泵功率为10KW，工作压强为0.3Mpa，筛分得液相物和固相物；固相物送入自动摩擦脱溶机烘干，回收乙醇，循环用于生产；所得含水率≤10%的干物质，作为本专利第1种副产物“高变性浓缩蛋白”利用。
4、乙醇蒸馏回收
将步骤3得到的清液泵入蒸馏塔，蒸馏温度为80℃，压强为0.3Mpa，将乙醇蒸馏回收，循环用于生产；
5、正丁醇沉析异黄酮
将步骤4所得的蒸馏后的浓度为35%的浓缩料液，加入正丁醇（C4H9OH），正丁醇加入量为浓缩料液的8%，搅拌1.5小时；
6、过滤分离
将经步骤5所得料液通过压强为0.3Mpa的板框压滤机，流出的溶液为大豆低聚糖与大豆皂苷液，大豆低聚糖与大豆皂苷为本发明的第2种副产物；被板框压滤机截留的为异黄酮在正丁醇溶液中产生的沉析固相物；
7、水洗分离
将步骤6经板框压滤机截留的固相滤饼加90℃热水，进行第1次水洗，搅拌2h，利用异黄酮可溶于80℃以上热水的原理，使固相物全部溶开，再将水温降至20℃，异黄酮从热水中析出，然后进行第1次过滤，通过的液相物可作为液体排放物排放，或混入6步骤的大豆皂苷与低聚糖的混合液中，进一步提取；过滤机压强为0.2Mpa，滤布φ为200目，第一次过滤截留所得固相物为异黄酮粗品，包括有异黄酮及其它非水溶性固形物；此时如加热水稀释截留物成浓度为30%的溶液，再进行喷雾干燥，所得异黄酮产成品，则为染料木苷含量较低的异黄酮粗制品（见图2）。
8、第2次水洗分离、提纯、干燥
将7步骤从热水降温析出的异黄酮与其它非水溶性固形物、经过滤机呈固相状态获得后，不进行喷雾干燥，而是再加水50倍，然后加热至85℃，进行第二次水洗，异黄酮全部溶解，再将溶解的液相物投入压强为0.3Mpa，滤布φ为200目的压滤机中，进行第二次过滤，压滤机截留的固相物为非水溶性、非异黄酮的杂质，作为固体排放物，透过液冷却至20℃，析出物为异黄酮；将压滤机滤过物冷却至20℃的透过液送入压力式喷雾干燥塔，塔的进口温度为175℃，出口温度为75℃，喷雾干燥所得粉状物为异黄酮纯度≥90%、染料木苷含量≥80%的“高染料木苷大豆异黄酮”（见图3）。