本發(fā)明涉及食品加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種利用發(fā)酵法從豌豆淀粉廢水中精制豌豆蛋白結(jié)合三步脫除豌豆蛋白中的重金屬、得到重金屬達標的高蛋白含量的豌豆蛋白的方法。

背景技術(shù)：

豌豆蛋白質(zhì)是一種優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，氨基酸的比例較平衡，消化利用率98％以上，人體所需的八種必需氨基酸中，除了蛋氨酸的含量稍低外，其余均達到fao/who推薦模式值。豌豆蛋白是非過敏蛋白，不含抗營養(yǎng)因子，因此，我們可以看到豌豆蛋白本身存在著較高的附加值?？蓮V泛應(yīng)用于保健品、肉制品、飲料、烘烤食品、乳制品等。豆類植物不含膽固醇，這一點優(yōu)于動物蛋白。

豌豆淀粉生產(chǎn)需要消耗大量的水，廢水排放，既浪費蛋白資源，又造成環(huán)境的嚴重污染。從豌豆淀粉中回收豌豆蛋白很有必要，否則會造成很大的浪費。上世紀90年代初，人們發(fā)明了一種自然沉淀加大鍋煮沸的簡陋方法來回收豌豆蛋白。然而，這種方法存在這很大的弊端，自然沉淀耗時長，容易造成蛋白質(zhì)的腐敗，尤其是夏天更是如此，這不僅降低了蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值，而且污染了周圍的空氣；大鍋煮沸得到的豌豆蛋白經(jīng)過高溫發(fā)生變性，理化性質(zhì)不佳。

目前，有少數(shù)公司采用噴霧干燥方法，將廢水中的蛋白進行回收，減少蛋白的浪費。然而采用噴霧干燥法回收所得物料中，由于蛋白發(fā)生變性導(dǎo)致豌豆蛋白功能性差，且回收所得蛋白含量較低，只能作為豌豆豆粕添加于飼料中，附加值極低，造成蛋白資源的浪費。

由于工業(yè)、采礦業(yè)對農(nóng)業(yè)的污染，豌豆重金屬污染問題逐步暴露。鎘、鉛、汞等與豌豆蛋白以絡(luò)合物的形式結(jié)合，導(dǎo)致豌豆蛋白中重金屬富集，使其食用安全性受到影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本申請?zhí)峁┝艘环N從豌豆淀粉廢水中制備除重金屬的豌豆蛋白的方法。本發(fā)明將發(fā)酵過程結(jié)合豌豆蛋白的制備工藝，利用發(fā)酵過程和發(fā)酵產(chǎn)物，能夠得到除重金屬的精制豌豆蛋白，克服了目前豌豆蛋白除重金屬工藝復(fù)雜的缺陷。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種從豌豆淀粉廢水中制備除重金屬的豌豆蛋白的方法，具體步驟如下：

(1)將豌豆淀粉廢水溶液經(jīng)過高壓瞬時滅菌，送入機械攪拌通風發(fā)酵罐中，接入5％～20％木葡糖酸醋桿菌種子，溫度在25～37℃下發(fā)酵5h～96h，發(fā)酵結(jié)束，發(fā)酵液的ph在4.0～4.8，得到含有微團狀細菌纖維素和有機酸的豌豆淀粉廢水發(fā)酵液；

(2)將上述發(fā)酵液利用離心機進行分離，離心力為2500-3000×g，得到上清液和沉淀，上清液為螯合了重金屬的發(fā)酵有機酸酸液，沉淀為有機酸螯合脫除一次重金屬的豌豆蛋白、木葡糖酸醋桿菌菌體和細菌纖維素；

(3)將步驟(2)制備得到的沉淀送入調(diào)漿罐，加1～3倍水調(diào)漿，加堿液調(diào)節(jié)ph至8.0～13.0，在40～50℃，攪拌速度50-70r/min，反應(yīng)20～80min，在溶解豌豆蛋白的同時，利用木葡糖酸醋桿菌菌體和其產(chǎn)生的細菌纖維素吸附豌豆蛋白中的重金屬；

(4)將步驟(3)制備得到的反應(yīng)液利用離心機進行分離，離心力為2500-3000×g，得到上清液和沉淀，上清液為脫除兩次重金屬的豌豆蛋白溶液，沉淀為吸附了重金屬的木葡糖酸醋桿菌菌體和細菌纖維素；

(5)將步驟(4)制備得到的上清液送入調(diào)漿罐，加1～3倍水調(diào)漿，加酸液調(diào)節(jié)ph至4.0～4.8，在40～45℃，攪拌速度50-70r/min，反應(yīng)20～60min，在得到豌豆蛋白的同時，洗脫豌豆蛋白中的重金屬；

(6)將步驟(5)制備得到的反應(yīng)液利用離心機進行分離，離心力為2500-3000×g，得到脫除三次重金屬的豌豆蛋白；

(7)將步驟(6)制備得到的豌豆蛋白送入調(diào)漿罐，加1～3倍水調(diào)漿，在溫度30～35℃水洗10～30min，攪拌速度50-70r/min，利用離心機分離，離心力為2500-3000×g，得到豌豆蛋白；

(8)將步驟(7)制備得到的豌豆蛋白送入調(diào)漿罐，加1～3倍水調(diào)漿，加堿液調(diào)節(jié)ph至中性，在溫度30～35℃中和10～30min，利用離心機分離，離心力為(2500-3000)×g，得到豌豆蛋白。

所述重金屬為鉛、鎘、汞。豌豆淀粉廢水中重金屬的濃度不超過3.0mg/l，即鉛濃度不超過1.0mg/l，鎘濃度不超過1.0mg/l，汞濃度不超過1.0mg/l。

本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于：

木葡糖酸醋桿菌發(fā)酵產(chǎn)生細菌纖維素，一方面細菌纖維素可以很好的吸附重金屬，另一方面，木葡糖酸醋桿菌的菌體，不管是死菌還是活菌均可以吸附重金屬，再者，木葡糖酸醋桿菌發(fā)酵產(chǎn)生有機酸，可以螯合重金屬。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行具體描述。

實施例1：

(1)將豌豆淀粉廢水溶液經(jīng)過高壓瞬時滅菌，送入機械攪拌通風發(fā)酵罐中，接入5％木葡糖酸醋桿菌種子，溫度在25℃下發(fā)酵96h，發(fā)酵結(jié)束，發(fā)酵液的ph在4.8，得到含有微團狀細菌纖維素和有機酸的豌豆淀粉廢水發(fā)酵液；

(2)將上述發(fā)酵液利用離心機進行分離，離心力為3000×g，得到上清液和沉淀，上清液為螯合了重金屬的發(fā)酵有機酸酸液，沉淀為有機酸螯合脫除一次重金屬的豌豆蛋白、木葡糖酸醋桿菌菌體和細菌纖維素；

(3)將步驟(2)制備得到的沉淀送入調(diào)漿罐，加3倍水調(diào)漿，加堿液調(diào)節(jié)ph至13.0，在45～48℃，攪拌速度70r/min，反應(yīng)80min，在溶解豌豆蛋白的同時，利用木葡糖酸醋桿菌菌體和其產(chǎn)生的細菌纖維素吸附豌豆蛋白中的重金屬；

(4)將步驟(3)制備得到的反應(yīng)液利用離心機進行分離，離心力為3000×g，得到上清液和沉淀，上清液為脫除兩次重金屬的豌豆蛋白溶液，沉淀為吸附了重金屬的木葡糖酸醋桿菌菌體和細菌纖維素；

(5)將步驟(4)制備得到的上清液送入調(diào)漿罐，加3倍水調(diào)漿，加酸液調(diào)節(jié)ph至4.8，在43～45℃，攪拌速度70r/min，反應(yīng)60min，在得到豌豆蛋白的同時，洗脫豌豆蛋白中的重金屬；

(6)將步驟(5)制備得到的反應(yīng)液利用離心機進行分離，離心力為3000×g，得到脫除三次重金屬的豌豆蛋白；

(7)將步驟(6)制備得到的豌豆蛋白送入調(diào)漿罐，加3倍水調(diào)漿，在溫度35℃水洗30min，攪拌速度70r/min，利用離心機分離，離心力為3000×g，得到豌豆蛋白；

(8)將步驟(7)制備得到的豌豆蛋白送入調(diào)漿罐，加3倍水調(diào)漿，加堿液調(diào)節(jié)ph至中性，在溫度35℃中和30min，利用離心機分離，離心力為3000×g，得到豌豆蛋白。

實施例2：

(1)將豌豆淀粉廢水溶液經(jīng)過高壓瞬時滅菌，送入機械攪拌通風發(fā)酵罐中，接入20％木葡糖酸醋桿菌種子，溫度在37℃下發(fā)酵5h，發(fā)酵結(jié)束，發(fā)酵液的ph在4.0～4.8，得到含有微團狀細菌纖維素和有機酸的豌豆淀粉廢水發(fā)酵液；

(2)將上述發(fā)酵液利用離心機進行分離，離心力為2500×g，得到上清液和沉淀，上清液為螯合了重金屬的發(fā)酵有機酸酸液，沉淀為有機酸螯合脫除一次重金屬的豌豆蛋白、木葡糖酸醋桿菌菌體和細菌纖維素；

(3)將步驟(2)制備得到的沉淀送入調(diào)漿罐，加1倍水調(diào)漿，加堿液調(diào)節(jié)ph至8.5，在40℃，攪拌速度50r/min，反應(yīng)25min，在溶解豌豆蛋白的同時，利用木葡糖酸醋桿菌菌體和其產(chǎn)生的細菌纖維素吸附豌豆蛋白中的重金屬；

(4)將步驟(3)制備得到的反應(yīng)液利用離心機進行分離，離心力為2500g，得到上清液和沉淀，上清液為脫除兩次重金屬的豌豆蛋白溶液，沉淀為吸附了重金屬的木葡糖酸醋桿菌菌體和細菌纖維素；

(5)將步驟(4)制備得到的上清液送入調(diào)漿罐，加1倍水調(diào)漿，加酸液調(diào)節(jié)ph至4.2，在40℃，攪拌速度50r/min，反應(yīng)20min，在得到豌豆蛋白的同時，洗脫豌豆蛋白中的重金屬；

(6)將步驟(5)制備得到的反應(yīng)液利用離心機進行分離，離心力為2500×g，得到脫除三次重金屬的豌豆蛋白；

(7)將步驟(6)制備得到的豌豆蛋白送入調(diào)漿罐，加1倍水調(diào)漿，在溫度30℃水洗10min，攪拌速度50r/min，利用離心機分離，離心力為2500×g，得到豌豆蛋白；

(8)將步驟(7)制備得到的豌豆蛋白送入調(diào)漿罐，加1倍水調(diào)漿，加堿液調(diào)節(jié)ph至中性，在溫度30℃中和10min，利用離心機分離，離心力為2500×g，得到豌豆蛋白。

實施例3：

(1)將豌豆淀粉廢水溶液經(jīng)過高壓瞬時滅菌，送入機械攪拌通風發(fā)酵罐中，接入10％木葡糖酸醋桿菌種子，溫度在20℃下發(fā)酵48h，發(fā)酵結(jié)束，發(fā)酵液的ph在4.4，得到含有微團狀細菌纖維素和有機酸的豌豆淀粉廢水發(fā)酵液；

(2)將上述發(fā)酵液利用離心機進行分離，離心力為2800×g，得到上清液和沉淀，上清液為螯合了重金屬的發(fā)酵有機酸酸液，沉淀為有機酸螯合脫除一次重金屬的豌豆蛋白、木葡糖酸醋桿菌菌體和細菌纖維素；

(3)將步驟(2)制備得到的沉淀送入調(diào)漿罐，加2倍水調(diào)漿，加堿液調(diào)節(jié)ph至10.0，在45℃，攪拌速度60r/min，反應(yīng)60min，在溶解豌豆蛋白的同時，利用木葡糖酸醋桿菌菌體和其產(chǎn)生的細菌纖維素吸附豌豆蛋白中的重金屬；

(4)將步驟(3)制備得到的反應(yīng)液利用離心機進行分離，離心力為2800×g，得到上清液和沉淀，上清液為脫除兩次重金屬的豌豆蛋白溶液，沉淀為吸附了重金屬的木葡糖酸醋桿菌菌體和細菌纖維素；

(5)將步驟(4)制備得到的上清液送入調(diào)漿罐，加2倍水調(diào)漿，加酸液調(diào)節(jié)ph至4.5，在42℃，攪拌速度60r/min，反應(yīng)40min，在得到豌豆蛋白的同時，洗脫豌豆蛋白中的重金屬；

(6)將步驟(5)制備得到的反應(yīng)液利用離心機進行分離，離心力為2800×g，得到脫除三次重金屬的豌豆蛋白；

(7)將步驟(6)制備得到的豌豆蛋白送入調(diào)漿罐，加2倍水調(diào)漿，在溫度32℃水洗20min，攪拌速度60r/min，利用離心機分離，離心力為2800×g，得到豌豆蛋白；

(8)將步驟(7)制備得到的豌豆蛋白送入調(diào)漿罐，加2倍水調(diào)漿，加堿液調(diào)節(jié)ph至中性，在溫度32℃中和20min，利用離心機分離，離心力為2800×g，得到豌豆蛋白。

測試例：

實施例1～3和對比例的性能分析如表1所示。

表1

注：感官品質(zhì)的分數(shù)越高，代表味道越好。

與某品牌的豌豆蛋白粉相比，三個實施例制備的豌豆蛋白粉，品質(zhì)均比對照品高，且重金屬含量較低。尤其是實施例三制備得到的豌豆蛋白粉，鉛、鎘、汞的含量分別為0.078mg/kg、0.018mg/kg、0.056mg/kg，重金屬含量均符合國家標準，且低于該品牌豌豆蛋白粉，口感細膩，評價結(jié)果較好。

本文所描述的具體實施案例僅作為對本發(fā)明精神和部分實驗做舉例說明。本發(fā)明所述領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施案例做出各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。