專利名稱：提取醬油渣中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醬油殘?jiān)Y源化利用領(lǐng)域，特別涉及利用醬油渣提取醬油渣 中的油脂、蛋白、膳食纖維以及具有極高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的大豆異黃酮等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 的方法。
背景技術(shù)：
醬油始創(chuàng)于我國(guó)，是有著幾千年悠久歷史的傳統(tǒng)調(diào)味品，它主要是通過(guò)
黃豆、面粉等原料發(fā)酵而成。我國(guó)是醬油生產(chǎn)大國(guó)，目前年產(chǎn)量己達(dá)500萬(wàn) 噸，占世界年總產(chǎn)量的60%以上。隨著醬油工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)醬油廢渣的 處理已日益成為醬油生產(chǎn)企業(yè)迫切需要解決的難題。據(jù)報(bào)道， 一個(gè)年產(chǎn)5000 噸的醬油廠可產(chǎn)濕醬油渣1500噸。如此巨大的富含粗蛋白、粗纖維、粗脂肪 和其它營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的醬油渣如果處理不當(dāng)，極易在微生物作用下迅速腐敗，造 成嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)醬油渣的處理大多停留在干燥 后直接用做輔助飼料，其過(guò)程能耗大，經(jīng)濟(jì)價(jià)值甚低，大部分的醬油生產(chǎn)廠 家選擇直接將其丟棄。因此，如何充分利用醬油渣中的有效物質(zhì)，開發(fā)出具 有高附加值、高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的新產(chǎn)品，提高企業(yè)的積極性，是醬油渣處理技術(shù) 發(fā)展的一個(gè)新方向。這對(duì)于實(shí)現(xiàn)醬油工業(yè)，乃至整個(gè)釀造行業(yè)的清潔生產(chǎn)， 提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益具有重大意義。
目前，我國(guó)對(duì)醬油渣的開發(fā)利用研究甚少，且多集中在利用醬油渣生產(chǎn) 飼料蛋白方面。該工作主要是讓醬油渣在微生物的作用下進(jìn)一步發(fā)酵，以提 高其蛋白質(zhì)含量，降低水分、鹽分和粗纖維，改善其保存性、適口性和營(yíng)養(yǎng) 價(jià)值。較早進(jìn)行這方面研究的是南京釀造廠，隨后四川輕化工學(xué)院、福州大 學(xué)、洛陽(yáng)農(nóng)業(yè)高等?？茖W(xué)校、華南理工大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 等單位也相繼開展了相關(guān)研究。山西大學(xué)、淮陰工程學(xué)院和石家莊珍極釀造 廠在利用醬油渣開發(fā)飼料蛋白的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵產(chǎn)物有著較高的酶活性， 這些酶有助于動(dòng)物的消化吸收，可提高飼料的利用率。這一發(fā)現(xiàn)能提高醬油 渣的利用價(jià)值，于是他們進(jìn)行了以醬油渣為原料開發(fā)飼用酶制劑的工作，取
得了良好的結(jié)果。山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院就玉米酒精糟液生產(chǎn)醬油， 醬油渣生產(chǎn)多酶蛋白詞料的方法申請(qǐng)了專利。另外，國(guó)內(nèi)還有少量利用醬油 渣作為肥料、提取油脂以及生產(chǎn)醬油的研究報(bào)道。而作為國(guó)際高檔醬油市場(chǎng) 領(lǐng)頭羊的日本，在醬油渣的綜合利用方面，除了除臭脫鹽處理作為詞料(參
見JP2003325141、 JP2003230370、 JP2003009808、 JP6153856)和肥料(參 見JP56073686)外，還開發(fā)了大量向高附加值產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的工藝，如生產(chǎn)抗 氧化劑(參見JP2005290053)、甲垸(參見JP2005007390)、提取食物纖維 等，特別是提取大豆異黃酮的研究開發(fā)異?；钴S(參見JP2003235498、 JP2002308868、 JP2002003487、 JP10218874、 JP9187244、 JP5170756)。目 前，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有利用醬油渣同時(shí)生產(chǎn)油脂、大豆異黃酮、蛋白和膳食纖維 的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用現(xiàn)代先進(jìn)的生物技術(shù)和分離技術(shù)，同時(shí) 提取醬油渣中的油脂、蛋白、膳食纖維以及具有極高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的大豆異黃酮 等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的方法。該方法不僅能實(shí)現(xiàn)醬油渣中有效成分的高效分離，使所 得的產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于詞料、食品、保健品和能源工業(yè)，而且能大大降低醬油 生產(chǎn)企業(yè)有機(jī)廢渣廢水的排放，為釀造行業(yè)的清潔生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的提取醬油渣中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的方法包括以下步驟-(1 )采用先進(jìn)的雙相溶劑浸出技術(shù)從醬油渣中分離得到油脂和大豆異黃 酮粗品。將經(jīng)過(guò)脫鹽、干燥、粉碎后的醬油渣加入到雙相溶劑提取器中，然 后將互不相溶的醇類溶劑和烷烴類溶劑加入到提取器中，其中醬油渣與醇類 溶劑的重量比為1: 3 1: 12，醬油渣與垸烴類溶劑的重量比為1: 3 1: 12; 在溫度為30 7(TC下對(duì)醬油渣進(jìn)行提取，提取完畢后，得到提取混合液；將 提取混合液過(guò)濾，濾渣為脫脂醬油渣粉末，濾液分上下兩相，分別對(duì)分液后 的兩相濾液進(jìn)行減壓蒸餾回收溶劑，分別得到油脂和大豆異黃酮粗品；
(2)采用現(xiàn)代酶解技術(shù)處理上述脫脂后的醬油渣得到蛋白和膳食纖維。 將步驟(1)提取油脂和大豆異黃酮粗品后的醬油渣烘干脫出溶劑，然后加入 是醬油渣體積的6 20倍的水，分別添加糖酶和蛋白酶形成混合液，其中糖 酶的添加量是醬油渣重量的0.01 2%，蛋白酶的添加量是醬油渣重量的 0.01 2%，采用一步酶解或分步酶解的方式進(jìn)行酶解，酶解溫度為40 95 。C，酶解pH值為3 9;酶解完畢后，將料液加熱滅酶，離心分離得到上清液和沉淀物，沉淀物千燥后得膳食纖維；
(3)將步驟(2)離心分離得到的上清液采用膜技術(shù)濃縮后，干燥得蛋白。
步驟(1)所述的在溫度為30 70'C下進(jìn)行提取的時(shí)間為2 6小時(shí)。 步驟(2)所述的酶解總時(shí)間為2 8小時(shí)。
步驟(2)所述的料液加熱滅酶，是將料液加熱到80 10(TC;所述的滅 酶時(shí)間是15 30分鐘；所述的離心分離得到的沉淀物用2 4倍沉淀物重量 的70 8(TC的熱水洗滌離心，然后將沉淀物干燥后得膳食纖維。
用無(wú)機(jī)酸或無(wú)機(jī)堿調(diào)整酶解的pH值。
所述的醇類溶劑為甲醇或乙醇水溶液，其體積百分比濃度為50 100%。 所述的烷烴類溶劑為正己烷。
所述的糖酶為a -淀粉酶、戊聚糖復(fù)合酶、纖維素酶、木聚糖酶或果膠酶等。
所述的蛋白酶為中性蛋白酶、堿性蛋白酶或復(fù)合蛋白酶。 所述的一步酶解方式為酶解過(guò)程中糖酶和蛋白酶同時(shí)加入，所述分步酶 解方式為先加入糖酶進(jìn)行酶解后再加入蛋白酶進(jìn)行酶解。
本發(fā)明是利用現(xiàn)代先進(jìn)的生物技術(shù)和分離技術(shù)，提取醬油渣中的油脂、 蛋白、膳食纖維以及具有極高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的大豆異黃酮等組分，在生產(chǎn)飼料工 業(yè)十分需要的飼料蛋白的同時(shí)，得到具有高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的添加劑——膳食纖維 和大豆異黃酮產(chǎn)品以及能源工業(yè)所需的油脂，實(shí)現(xiàn)醬油渣的高值資源化轉(zhuǎn)化。 本發(fā)明不僅節(jié)約了資源，同時(shí)也起到了環(huán)境保護(hù)。
本發(fā)明提供的同時(shí)提取醬油渣中的油脂、蛋白、纖維以及具有極高營(yíng)養(yǎng) 價(jià)值的大豆異黃酮的方法具有如下突出特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)-
1. 采用雙相溶劑浸出技術(shù)，在提取油脂的同時(shí)得到高附加值的大豆異黃 酮粗品， 一方面簡(jiǎn)化了操作過(guò)程，節(jié)約了生產(chǎn)成本，另一方面極性溶劑的引 入可以溶解油料中的極性物質(zhì)，鈍化酶類，破壞油料細(xì)胞壁，提高取油效率， 因此采用該技術(shù)可以得到低酸、低膠的高品質(zhì)毛油。
2. 采用生物酶解技術(shù)提取蛋白質(zhì)和膳食纖維，不僅能提高和改善蛋白質(zhì) 的溶解性、乳化性、起泡性和粘度，避免傳統(tǒng)的化學(xué)水解對(duì)氨基酸的破壞作 用和變旋作用，同時(shí)也能避免纖維中主要生理活性物質(zhì)的大量損失。
3.本發(fā)明從醬油渣中同時(shí)提取四種有效營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的集成技術(shù)，不僅能變 廢為寶，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益，而且提高了醬油渣的資源化利用度，為一些 需求缺口較大的行業(yè)提供原料。


圖l.本發(fā)明實(shí)施例的醬油渣生產(chǎn)油脂、大豆異黃酮、蛋白質(zhì)、膳食纖維 的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明所涉及的主題保護(hù)范圍 并非僅限于這些實(shí)施例。 實(shí)施例1
請(qǐng)參見圖l。
將經(jīng)過(guò)脫鹽、干燥、粉碎后的醬油渣加入到雙液相提取器中，然后同時(shí) 加入正己烷和體積百分比濃度為75%的乙醇溶液，其中醬油渣與正己烷的重
量比為1: 8，醬油渣與乙醇溶液的重量比為1: 8;在溫度為60。C下對(duì)醬油 渣進(jìn)行提取，回流攪拌2小時(shí)，提取完畢后，得到提取混合液；將提取混合 液加入到過(guò)濾分離裝置中，濾渣為脫脂醬油渣粉末，濾液分上下兩相，分別
對(duì)分液后的兩相濾液進(jìn)行減壓蒸餾回收溶劑，所得毛油的提取率為97.9%， 大豆異黃酮的提取量為0.520mg/lg干醬油渣(以大豆黃素和染料木黃酮計(jì))， 純度為1.9%。
然后將上述脫脂后的醬油渣粉末烘干脫出溶劑，加入是醬油渣重量的12 倍的水，用HCl調(diào)整溶液的pH為6.5，添加醬油渣重量的0.06%的耐高溫0 -淀粉酶，在90'C下酶解1小時(shí)；用NaOH調(diào)整溶液的pH為8.0，添加醬油 渣重量的2%的胰蛋白酶，在5(TC下酶解4小時(shí)。酶解完畢后，將料液加熱 到10(TC，滅酶15分鐘，離心分離得到上清液和沉淀物，沉淀物用2倍沉淀 物重量的70 8(TC的熱水洗滌離心，沉淀物干燥后得膳食纖維，膳食纖維的 提取率為95.6%，純度為80.2%。離心分離的上清液采用膜技術(shù)濃縮后，干 燥得蛋白，蛋白的提取率為69.3%。
實(shí)施例2
請(qǐng)參見圖1。
將經(jīng)過(guò)脫鹽、干燥、粉碎后的醬油渣加入到雙液相提取器中，然后同時(shí)
加入正己烷和重量百分比濃度為80%的乙醇溶液，其中醬油渣與正己烷的重
量比為1: 6，醬油渣與乙醇溶液的重量比為1: 4，在溫度為60。C下對(duì)醬油 渣進(jìn)行提取，回流攪拌4小時(shí)，提取完畢后，得到提取混合液；將提取混合
液加入到過(guò)濾分離裝置中，濾渣為脫脂醬油渣粉末，濾液分上下兩相，分別
對(duì)分液后的兩相濾液進(jìn)行減壓蒸餾回收溶劑，所得毛油的提取率為92.9%， 大豆異黃酮的提取量為0.508mg/lg干醬油渣(以大豆黃素和染料木黃酮計(jì))， 純度為2.1%。
然后將上述脫脂后的醬油渣粉末烘干脫出溶劑，加入是醬油渣重量的12 倍的水，用HCl調(diào)整溶液的pH為3.5，添加醬油渣重量的0.9%的戊聚糖復(fù) 合酶，在5(TC下酶解3.5小時(shí)，用NaOH調(diào)整溶液的pH為8.0，添加醬油渣 重量的0.6%的胰蛋白酶，在45t:下酶解3小時(shí)。酶解完畢后，將料液加熱 到8(TC，滅酶30分鐘，離心分離得到上清液和沉淀物，沉淀物用2倍沉淀 物重量的70 80。C的熱水洗滌離心，沉淀物干燥后得膳食纖維，膳食纖維的 提取率為93.2%，純度為88.4%。離心分離的上清液采用膜技術(shù)濃縮后，干 燥得蛋白，蛋白的提取率為74.5%。
實(shí)施例3
請(qǐng)參見圖1。
將經(jīng)過(guò)脫鹽、干燥、粉碎后的醬油渣加入到雙液相提取器中，然后同時(shí) 加入正己垸和重量百分比濃度為75%的乙醇溶液，其中醬油渣與正己垸的重 量比為h 8，醬油渣與乙醇溶液的重量比為1: 8，在溫度為50。C下對(duì)醬油 渣進(jìn)行提取，回流攪拌2小時(shí)，提取完畢后，得到提取混合液；將提取混合 液加入到過(guò)濾分離裝置中，濾渣為脫脂醬油渣粉末，濾液分上下兩相，分別 對(duì)分液后的兩相濾液進(jìn)行減壓蒸餾回收溶劑，所得毛油的提取率為95.4%, 大豆異黃酮的提取量為0.529mg/lg干醬油渣(以大豆黃素和染料木黃酮計(jì))， 純度為2.1%。
然后將上述脫脂后的醬油渣粉末烘干脫出溶劑，加入是醬油渣重量的16 倍的水，用HC1調(diào)整溶液的pH為6.5，分別添加醬油渣重量的1%的a -淀粉 酶和醬油渣重量的1%的1398中性蛋白酶，在50'C下酶解3小時(shí)。酶解完畢 后，將料液加熱到8(TC，滅酶30分鐘，離心分離得到上清液和沉淀物，沉 淀物用2倍沉淀物重量70 80°C的熱水洗滌離心，沉淀物干燥后得膳食纖維， 膳食纖維的提取率為94.7%,純度為85.1%。離心分離的上清液采用膜技術(shù) 濃縮后，干燥得蛋白，蛋白的提取率為80.9%。
權(quán)利要求
1. 一種提取醬油渣中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的方法，采用雙相溶劑浸出技術(shù)從醬油渣中分離得到油脂和大豆異黃酮粗品，及采用酶解技術(shù)處理上述脫脂后的醬油渣得到蛋白和膳食纖維，其特征是，該方法包括以下步驟(1)將經(jīng)過(guò)脫鹽、干燥、粉碎后的醬油渣加入到雙相溶劑提取器中，然后將互不相溶的醇類溶劑和烷烴類溶劑加入到提取器中，其中醬油渣與醇類溶劑的重量比為13～112，醬油渣與烷烴類溶劑的重量比為13～112；在溫度為30～70℃下對(duì)醬油渣進(jìn)行提取，提取完畢后，得到提取混合液；將提取混合液過(guò)濾，濾渣為脫脂醬油渣粉末，濾液分上下兩相，分別對(duì)分液后的兩相濾液進(jìn)行減壓蒸餾回收溶劑，分別得到油脂和大豆異黃酮粗品；(2)將步驟(1)提取油脂和大豆異黃酮粗品后的醬油渣烘干脫出溶劑，然后加入是醬油渣重量的6～20倍的水，分別添加糖酶和蛋白酶形成混合液，其中糖酶的添加量是醬油渣重量的0.01～2％，蛋白酶的添加量是醬油渣重量的0.01～2％，采用一步酶解或分步酶解的方式進(jìn)行酶解，酶解溫度為40～95℃，酶解pH值為3～9；酶解完畢后，將料液加熱滅酶，離心分離得到上清液和沉淀物，沉淀物干燥后得膳食纖維；(3)將步驟(2)離心分離得到的上清液采用膜技術(shù)濃縮后，干燥得蛋白。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是步驟(l)所述的在溫度為30 7(TC下進(jìn)行提取的時(shí)間為2 6小時(shí)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是步驟(2)所述的酶解總時(shí)間 為2 8小時(shí)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是步驟(2)所述的料液加熱滅 酶，是將料液加熱到80 10(TC，滅酶時(shí)間為15 30分鐘。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是步驟(2)所述的離心分離得 到的沉淀物用2 4倍沉淀物重量的70 8(TC的熱水洗滌離心，然后將沉淀 物干燥后得膳食纖維。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的醇類溶劑為甲醇或乙 醇水溶液，其體積百分比濃度為50 100%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的烷烴類溶劑為正己垸。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的一步酶解方式為酶解 過(guò)程中糖酶和蛋白酶同時(shí)加入，所述分步酶解方式為先加入糖酶進(jìn)行酶解后 再加入蛋白酶進(jìn)行酶解。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的方法，其特征是所述的糖酶為a -淀粉酶、戊聚糖復(fù)合酶、纖維素酶、木聚糖酶或果膠酶。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的方法，其特征是所述的蛋白酶為中性蛋白酶、堿性蛋白酶或復(fù)合蛋白酶。
全文摘要
本發(fā)明屬于醬油殘?jiān)Y源化利用領(lǐng)域，特別涉及利用醬油渣提取醬油渣中的油脂、蛋白、膳食纖維以及具有極高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的大豆異黃酮等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的方法。本發(fā)明提出利用先進(jìn)的雙相溶劑浸出技術(shù)和酶解技術(shù)，提取醬油渣中的油脂、蛋白、膳食纖維以及具有極高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的大豆異黃酮等組分；在生產(chǎn)飼料工業(yè)十分需要的飼料蛋白的同時(shí)，得到具有高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的添加劑——膳食纖維和大豆異黃酮產(chǎn)品以及能源工業(yè)所需的油脂，實(shí)現(xiàn)醬油渣的高值資源化轉(zhuǎn)化。本發(fā)明不僅節(jié)約了資源，同時(shí)也起到了環(huán)境保護(hù)。
文檔編號(hào)A23L1/28GK101385532SQ20071012181
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2007年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月14日
發(fā)明者萬(wàn)印華, 周浩力, 崔占峰, 儀 蘇, 蘇志國(guó), 陳向榮, 馬光輝 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所