CN104530143A - 一种加热、絮凝、气浮与超滤耦合制备大豆乳清低聚糖的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种从大豆乳清液中提取大豆低聚糖的方法，具体将加热、絮凝、气浮与间歇式错流超滤进行耦合；开拓性地在预处理阶段采用分段式处理方式，又将该预处理方式与气浮分离巧妙结合；选用特定组分及配比的复合絮凝剂；还提供一种美拉德褐变反应发生率低的高品质大豆低聚糖产品，乳清大豆低聚糖的提取率能达到85%，远高于本领域的普通水平，该效果是各工序及参数相辅相成、协同作用的结果，降低成本，该方法可操作性强。

Description

一种加热、絮凝、气浮与超滤耦合制备大豆乳清低聚糖的方法

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，本发明涉及一种从大豆乳清液中提取大豆低聚糖的方法，具体为一种加热、絮凝、气浮与超滤耦合制备大豆乳清低聚糖的方法。

背景技术

我国是大豆的故乡，大豆制品的发展历史悠久。近年来，我国投入大量的人力物力建成了数百家大豆蛋白生产企业，其中较大规模的厂家有数十家。但以我国目前的技术水平，每生产1t大豆分离蛋白大约需要排放10t大豆乳清废水。大豆乳清水是生产大豆分离蛋白、浓缩蛋白(酸法)以及豆腐等食品过程中产生的高浓度有机废水，其主要成份为：蛋白质、糖类、盐类。传统的做法将其当做毫无利用价值的废物直接排放，或经过生化简单处理排放，不仅污染了环境，而且浪费了对人体生理十分有用的物质，即大豆低聚糖和乳清蛋白等。因此，在大豆蛋白生产迅速发展的同时，对废水中的高附加值资源的回收利用，不但是对大豆生产的产品的延伸，同时也降低了大豆乳清废水所带来的环境污染。因此对乳清废水中的大豆低聚糖的开发研究具有很高的市场价值和社会价值。国际上大豆低聚糖年需求量达1.93万t。其中我国共约6亿左右的老年人、儿童、孕妇的肠胃不良及糖尿病等人群，依据这个目标市场，国内大豆低聚糖市场年需求量就有上万吨。此外，因大豆低聚糖独有的纯天然特性，食品、医药及饲料添加剂等方面具有极大的应用潜力，并可替代其他低聚糖或蔗糖，应用于其他食品中，同样具有不可估量的需求量。

目前，从大豆乳清液中提取纯化大豆低聚糖的技术手段很多，例如，膜分离、加热、絮凝剂、超滤、离心、离子交换树脂等等，也有各手段之间的配合使用的情况，但由于乳清液中含有热稳定性较好的小分子蛋白，即使在上述加热或加絮凝剂等等或相互配合的处理后，仍有一大部分小分子蛋白难以凝聚沉淀，也很难将大豆乳清液中所含的蛋白质彻底分离出去，导致在生产中还存在提取率低、纯化度低、膜污染严重、膜清洗等诸多实际问题。问题具体表现在：虽然大豆乳清液经过前期加热或絮凝剂等处理，但效果不佳，超滤前的溶液中仍然含有过量的乳清蛋白，由于乳清蛋白具有一定的粘性，易附着于膜上，形成凝胶，造成膜孔堵塞，从而导致膜通量迅速衰减，使超滤不能正常进行。因此，虽然去除乳清蛋白的手段很多，但各手段之间相互协同配合的效果不好，没有更好的优化组合，也没有对具体技术手段进行开拓性改进，仍未有效解决乳清蛋白带来的膜污染问题。另外，由于通常用板框过滤机分离大豆乳清液中的蛋白质，就必须加入大量的硅藻土作为助滤剂，因此在运行过程中就会产生大量的硅藻土和蛋白的混合废弃物，而造成环境的污染。因此，如何获得工艺简单、易于操作、不产生污染物、膜抗污染能力强、产品得率高、品质高的大豆低聚糖制备方法是本领域急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的：一种从大豆乳清液中提取大豆低聚糖的方法，具体为一种加热、絮凝、气浮与超滤耦合制备乳清大豆低聚糖的方法。同时提供一种高品质大豆低聚糖，增加产品科技含量，增加了企业的经济效益。

本发明解决的技术问题：本发明解决了现有技术中存在的，虽然去除乳清蛋白的手段很多，但各手段之间相互协同配合的效果不佳、也没有对具体技术手段进行开拓性改进的问题；大大提高了产品的品质与得率；有效解决乳清蛋白带来的膜污染问题；不产生环境的污染。提供了一种工艺简单、易于操作、不产生污染物、膜抗污染能力强、产品得率高、品质高的大豆低聚糖制备方法。

本发明的技术方案：一种大豆低聚糖的提取纯化制备方法，其特征在于按照以下步骤制备：

（1）阶段式预处理：第一阶段：先将大豆乳清液在pH值＝4.5-5.5条件下，加热到50℃-55℃，保持1-2h；第二阶段：然后在pH值＝6.0-8.5条件下，加热到90℃-92℃，保持10-15分钟，完成预处理；第三阶段：自然冷却，同时静置至大豆乳清液温度为50-60℃；之后离心得离心液A备用；

（2）絮凝剂絮凝：用絮凝剂溶液与离心液A混合，使离心液A发生絮凝，得到粗提取液，絮凝剂与离心液按质量体积比计：絮凝剂总用量为0.7-0.9g/L离心液A，絮凝条件是pH4.5-6.0，温度50-60℃，静沉时间40-90min；离心后得离心液B备用；其中，絮凝剂为壳聚糖，或壳聚糖、三氯化铝与海藻酸钠三者混合物，且壳聚糖、三氯化铝与海藻酸钠用量比例以质量比计为4：3：2；进一步优选絮凝剂为壳聚糖与羟丙基淀粉的混合物，且特定用量比例以质量比计为4：1，但将该絮凝剂使用量替换为0.07-0.09g/L离心液A；

（3）气浮分离：将步骤（2）获得的离心液B输入到气浮装置中，气浮分离后得气浮分离乳清液；

（4）超滤提纯：将步骤（3）中得到的气浮净化后的气浮分离乳清液倒入超滤装置中，采用间歇式错流超滤进行超滤提纯，收集到的液体为粗糖液；其中，间歇式错流超滤工艺参数：跨膜压力60-65 KPa或65-70KPa、pH值7.0-7.5、稀释倍数1倍；

（5）脱盐脱色：将步骤（4）中得到的粗糖液通过离子交换树脂洗脱，采用001×7强酸性阳离子交换树脂柱与 D301-T大孔弱碱性阴离子交换树脂以先阳后阴顺续串联，其中，脱盐脱色条件为: 001×7强酸性阳离子交换树脂柱与 D301-T 大孔弱碱性阴离子交换树脂柱体积比1∶1，流速2.0-2.5 BV/h；

（6）冻干：将步骤（5）中得到的脱盐脱色后的大豆低聚糖溶液置于冷冻干燥机中冷冻干燥，得到白色粉末为大豆低聚糖；其中，优选冷冻干燥机参数：抽真空度1Pa，冷井温度-50℃， 低聚糖液置于冷冻干燥机中持续16-24h冷冻干燥。

优选的阶段式预处理：第一阶段：先将大豆乳清液在pH值＝5-5.2条件下，加热到52℃-53℃时，保持1.5h；第二阶段：然后在pH值＝7条件下，加热到90℃，保持15分钟；第三阶段：自然冷却，同时静置至大豆乳清液温度为55℃。

优选步骤（4）超滤提纯采用MWCO3000的超滤膜或截留量为5000kDa的再生纤维素超滤膜或MWCO 8000 的超滤膜。

优选步骤（4）步骤（3）的气浮分离，气浮装置中的空气压力为0.7Mpa-0.9Mpa，进料液温度50℃-55℃。

该发明制备的大豆低聚糖在酸性饮料制备中具有很好的应用效果，该大豆低聚糖能够明显减少美拉德反应的发生；酸性饮料的pH值为4～7或更低。

本发明的有益效果：

（1）本发明开拓性地在大豆乳清液预处理阶段采用分段式的处理方式，克服了单一条件加热处理的偏见，发明人在前期工作的基础上，研究中意外的发现，采用下述的预处理，即，先将大豆乳清液在pH值＝4.5-5.5条件下，加热到50℃-55℃，保持1-2h；然后在pH值＝6.0-7.5条件下，加热到90℃-92℃，保持10-15分钟，最后自然冷却，同时静置至温度为50-60℃；取得了难以想象的技术效果，大豆低聚糖成品的含量、纯度及品质大大提高，膜污染问题也得到有效解决。先将大豆乳清液在pH值＝4.5-5.5条件下，加热到50℃-55℃时，保持1-2h，在此过程中，创造性地将灭菌、乳清蛋白变性沉淀或蛋白分子充分伸展、促进乳清蛋白包埋在分子内部的大量疏水基逐渐暴露、减少大豆低聚糖的美拉德反应等等有益效果有效结合在一起。在此过程中，创造性地以温和条件先进行处理，乳清蛋白在弱酸环境中不断形成不透明的弱凝胶，而相比于弹性透明凝胶，该弱凝胶具有一定粘性、较大的表面积，弱凝胶能够再次充当吸附剂，吸附体系中一定量的蛋白，这有效地利用了形成弱凝胶阶段；之后采用高温短时的方式使乳清蛋白快速凝结沉淀，减少了高温对大豆低聚糖品质的影响，杀死了可能在后续加工中大量繁殖的、能分解大豆低聚糖的微生物，同时又大大提高了沉淀速度和沉淀量，使大量乳清蛋白形成透明有弹性的凝胶易于分离；最后的自然冷却、静置至温度为50-60℃的过程实际也是复杂的沉淀及充分相互作用的过程。上述分阶段的处理，极其有效的提高了大豆低聚糖的提取量和纯度；发明人还意外的发现，该预助理大大减少了絮凝剂的使用量，絮凝前也不必进行利于絮凝的低温冷冻处理等常规必要步骤，也更加利于后续的气浮处理效果，长期困扰本领域的膜污染问题也得到有效解决。另外，第二阶段的pH值与絮凝剂絮凝阶段的pH值接近，减少了工序，节约了时间和成本，避免体系pH值的反复变化和不必要的pH值震动。

（2）本发明创新地将大豆乳清液独特的预处理方式与气浮分离巧妙结合。虽然使用絮凝剂后，乳清溶液中仍然含有未变性沉淀的蛋白、肽等，超滤前需要进一步进行有效处理；由于在大豆乳清液预处理阶段采用了分段式的处理方式，部分未变性的乳清蛋白分子结构上也获得充分伸展、乳清蛋白包埋在分子内部的大量疏水基也逐渐暴露出来，多肽也变得活跃起来，疏水基团相互作用，增加了聚集能力，絮凝未除去的蛋白、肽等更容易上浮，并在气浮液面呈现出一定起泡性能并相互粘合，从而提高了蛋白质定向在油水界面的能力，更加有利于蛋白等的去除，也能够省略气浮分离前通常的高速离心分离步骤。

（3）本发明选用的絮凝剂是独特的，开发了两种适合于大豆乳清的复配絮凝剂。发明人在寻求最佳絮凝剂的过程中，意外的发现，当絮凝剂为壳聚糖与羟丙基淀粉的混合物，且特定用量比例以质量比计为4：1，絮凝作用进一步发生了质的变化，更多的蛋白质被絮凝下来，该絮凝剂使用量也以数量级的倍数递减，絮凝剂的添加量由原来的0.7-0.9g/L离心液A，降低为0.07-0.09g/L离心液A，两种组分产生有效协同作用，而使用其它变性淀粉以及其他离子与壳聚糖协同，效果都不如与羟丙基淀粉协同效果好。而且羟丙基淀粉价格低廉，能够降低成产成本，并有较宽的温度及pH值使用范围，使用灵活，不受高低温及酸碱度的限制，优选高取代度羟丙基淀粉。这可能是由于，羟丙基淀粉中葡萄糖单元上羟丙氧基侧链数目增加，长度增大，分子自由端数增多, 分子由螺旋线型分子过渡到支化分子，分子自由端数越多，亲和、吸附越增强，越容易扩散到其它分子中去，当温度升高时, 羟丙基淀粉分子的热运动加快，碰撞频率增多，分子间吸附缠绕形成网状结构，与带正电荷的壳聚糖形成更强大的网络体，在壳聚糖与蛋白凝聚过程中起到独特的搭桥和捕集清扫作用，因其本身属于非离子型淀粉衍生物，其又不会对体系的电荷数量产生影响。壳聚糖，不溶于水，能溶于稀酸，经脱乙酰反应后的产品，能被人体吸收，在酸性溶液中壳聚糖逐渐降解，当溶液的pH小于壳聚糖的解离常数(PKa)时, 氨基将全部或部分被质子化，此时壳聚糖带正电荷。若此时溶液的pH大于蛋白质的平均等电点，则蛋白质分子将由于-COO-基团而带净负电荷，带正电荷的壳聚糖即与带负电荷的蛋白质胶体通过静电吸引相结合，蛋白质胶体表面的电荷降低，使胶体颗粒脱稳而产生絮凝沉降，形成线性高聚物；然而单独使用壳聚糖絮凝具有成本高，絮凝依赖于酸性环境和正负电荷的数量，壳聚糖用量过高也容易对蛋白产生包埋作用，不利于电荷中和。羟丙基淀粉的使用能够避免壳聚糖对蛋白产生包埋作用。该絮凝剂是成本较低的“绿色”絮凝剂。有效解决膜污染的问题。本申请的壳聚糖脱乙酰度优选大于90%。

本发明絮凝剂还能够为壳聚糖、聚合三氯化铝与海藻酸钠三者的混合物，且特定用量比例以质量比计为4：3：2，取得了预想不到的絮凝效果。这种复合絮凝剂能够被专用于大豆乳清蛋白的絮凝。现有技术中并没有该种复合絮凝剂的特定组合，工作人员也不容易将三者组配并产生优异的效果。该絮凝剂有效解决膜污染的问题。

（4）本发明还提供一种美拉德褐变反应发生率低的大豆低聚糖产品。发明人意外的发现，按照本发明方法获得的大豆低聚糖与常规方法制备的大豆低聚糖或市购产品比较，美拉德褐变反应发生率有明显的降低，尤其在酸性或趋于中性的饮料中，这非常有利于大豆低聚糖在酸性饮料加工中的应用，因为，饮料加工通常会尽量避免美拉德褐变反应的发生。

（5）本发明所获得的目标产品是各工序及参数相辅相成、共同协同作用的结果，减少工序，降低了成本，产生了预料不到的技术效果。本发明产品的提取率比常规方法提高了15-20%，使乳清大豆低聚糖的提取率达到79-85%。

经试验得出，错流间歇超滤方式适于分离大豆乳清低聚糖，响应面分析法(RSM)优化得到最佳反应条件为压力60KPa、pH值7.3、稀释倍数1倍，此条件下蛋白截留率、总糖透过率分别为99.10%和86.16%，并经HPLC分析，超滤所得棉籽糖、水苏糖含量分别为0.90-1.20 mg/ml、4.89-5.83mg/ml。所得粗糖液透光率由68.1% 提高到93.6%，澄清透明，呈淡黄色。

本发明制备的大豆低聚糖呈白色粉末，有少许晶状体存在，各项指标指标均符合GB/T 22491-2008中理化标准。

絮凝剂对比试验：对所得处理液分析蛋白含量，蛋白截留率，总糖透过率，膜污染度等指标；其它工艺条件均采用本发明的且相同；壳聚糖、三氯化铝与海藻酸钠三者混合物配比以质量比计为4：3：2，添加量为0.7-0.9g/L离心液A；壳聚糖与羟丙基淀粉的混合物，且特定用量比例以质量比计为4：1，添加量为0.07-0.09g/L离心液A；壳聚糖用量为0.7-0.9g/L离心液A；蛋白脱除率、蛋白截留率、总糖透过滤、膜污染等各指标均按常规方法计算；结果见表1。

表1

注：a，b，c表示处理前后变化差异性显著（P<0.05），平行次数n≥3。

对大豆乳清废水进行预处理的目的是为了去除大豆乳清废水中大分子质量蛋白质，澄清废水，并使该处理后的废水进行超滤制备低聚糖时效果更好，同时减小对超滤膜的污染。结果显示：三种方法的蛋白截留率差异性不显著，总糖透过率及膜污染度均差异显著（P＜0.05）。壳聚糖、三氯化铝与海藻酸钠与单独的壳聚糖絮凝法相比较，蛋白质去除率明显增高，处理液经超滤后膜污染很小。壳聚糖与羟丙基淀粉絮凝法蛋白脱除率较高，达50%以上，且总糖透过率也最高，膜污染度最小，较原液减小40%多。重要的是，壳聚糖与羟丙基淀粉用量很少，能够大大降低成本。

大豆低聚糖的美拉德褐变试验

准确称取大豆低聚糖样品，配置成10%的溶液，取2mL并加入0.5%的甘氨酸2mL，然后加入用HCI或NaOH调节配置pH值4-10的水溶液4mL，并于沸水浴中加热90min，冷却至室温后，420nm下比色测定，去离子水作参比，对照组为市购大豆低聚糖或常规方法获得的市购大豆低聚糖。结果如下表2：

表2

样品	pH4	pH5	pH6	pH7	pH8	pH9	pH10
								本发明大豆低聚糖	0.03	0.05	0.11	0.12	0.32	0.56	0.67
市售大豆低聚糖1	0.09	0.22	0.30	0.46	0.62	0.68	0.8
								市售大豆低聚糖2	0.1	0.20	0.29	0.39	0.58	0.75	0.8

表2显示的是不同来源的大豆低聚糖在pH值4～10的褐变程度变化。可以看出，本发明的大豆低聚糖在pH值4～7时，大豆低聚糖褐变度较低，变化不大，本发明的大豆低聚糖褐变度在酸性及中性条件下变化不显著，碱性条件下褐变度较高；而市售的两个大豆低聚糖样品在酸性及中性条件下变化显著，碱性条件下褐变度也较高。市售大豆低聚糖1和2在酸性环境下更容易发生褐变反应。这可能本发明的大豆低聚糖羰胺缩合产物很容易水解导致，不利于美拉德反应的进行。

实施例1

一种大豆低聚糖的提取纯化制备方法，其特征在于按照以下步骤制备：

（1）阶段式预处理：第一阶段：先将大豆乳清液在pH值＝4.5条件下，加热到50℃℃，保持1小时；第二阶段：然后在pH值＝6.0条件下，加热到90℃℃，保持10分钟；第三阶段：自然冷却，同时静置至大豆乳清液温度为50℃；之后离心得离心液A备用；

（2）絮凝剂絮凝：用絮凝剂与离心液A混合，使离心液A发生絮凝，得到粗提取液，絮凝剂与离心液按质量体积比计：絮凝剂总用量为0.7g/L离心液A，絮凝条件是pH4.5，温度50℃，静沉时间40min；离心后得离心液B备用；其中，絮凝剂为壳聚糖、三氯化铝与海藻酸钠三者混合物，且壳聚糖、三氯化铝与海藻酸钠用量比例以质量比计为4：3：2；

（3）气浮分离：将步骤（2）获得的离心液B输入到气浮装置中，气浮分离后得气浮分离乳清液；气浮装置中的空气压力为0.7Mpa，进料液温度50℃；

（4）超滤提纯：将步骤（3）中得到的气浮净化后的气浮分离乳清液倒入超滤装置中，采用间歇式错流超滤进行超滤提纯，收集到的液体为粗糖液；其中，间歇式错流超滤工艺参数：跨膜压力60-65 KPa或65-70KPa、pH值7.0-7.5、稀释倍数1倍；优选采用MWCO3000的超滤膜；

（5）脱盐脱色：将步骤（4）中得到的粗糖液通过离子交换树脂洗脱，采用001×7强酸性阳离子交换树脂柱与 D301-T大孔弱碱性阴离子交换树脂以先阳后阴顺续串联，其中，脱盐脱色条件为: 001×7强酸性阳离子交换树脂柱与 D301-T 大孔弱碱性阴离子交换树脂柱体积比1∶1，流速2.0-2.5 BV/h；

（6）冻干：将步骤（5）中得到的脱盐脱色后的大豆低聚糖溶液置于冷冻干燥机中冷冻干燥，得到白色粉末为大豆低聚糖；其中，优选冷冻干燥机参数：抽真空度1Pa，冷井温度-50℃， 低聚糖液置于冷冻干燥机中持续16-24h冷冻干燥。

乳清大豆低聚糖提取率约为81%

实施例2

一种大豆低聚糖的提取纯化制备方法，其特征在于按照以下步骤制备：

（1）阶段式预处理：第一阶段：先将大豆乳清液在pH值＝5.0条件下，加热到55℃，保持2h；第二阶段：然后在pH值＝8.5条件下，加热到92℃，保持15分钟；第三阶段：自然冷却，同时静置至大豆乳清液温度为60℃；之后离心得离心液A备用；

（2）絮凝剂絮凝：用絮凝剂与离心液A混合，使离心液A发生絮凝，得到粗提取液，絮凝剂与离心液按质量体积比计：絮凝剂总用量为0.7-0.9g/L离心液A，絮凝条件是pH4.5-6.0，温度50-60℃，静沉时间40-90min；离心后得离心液B备用；其中，絮凝剂为壳聚糖；

（3）气浮分离：将步骤（2）获得的离心液B输入到气浮装置中，气浮分离后得气浮分离乳清液；气浮装置中的空气压力为0.9Mpa，进料液温度55℃；

（4）超滤提纯：将步骤（3）中得到的气浮净化后的气浮分离乳清液倒入超滤装置中，采用间歇式错流超滤进行超滤提纯，收集到的液体为粗糖液；其中，间歇式错流超滤工艺参数：跨膜压力60-65 KPa或65-70KPa、pH值7.0-7.5、稀释倍数1倍；采用截留量为5000kDa的再生纤维素超滤膜；

（5）脱盐脱色：将步骤（4）中得到的粗糖液通过离子交换树脂洗脱，采用001×7强酸性阳离子交换树脂柱与 D301-T大孔弱碱性阴离子交换树脂以先阳后阴顺续串联，其中，脱盐脱色条件为: 001×7强酸性阳离子交换树脂柱与 D301-T 大孔弱碱性阴离子交换树脂柱体积比1∶1，流速2.0-2.5 BV/h；

（6）冻干：将步骤（5）中得到的脱盐脱色后的大豆低聚糖溶液置于冷冻干燥机中冷冻干燥，得到白色粉末为大豆低聚糖；其中，优选冷冻干燥机参数：抽真空度1Pa，冷井温度-50℃， 低聚糖液置于冷冻干燥机中持续16-24h冷冻干燥。乳清大豆低聚糖提取率约为79%。

实施例3

一种大豆低聚糖的提取纯化制备方法，其特征在于按照以下步骤制备：

（1）阶段式预处理：第一阶段：先将大豆乳清液在pH值＝5.0条件下，加热到55℃，保持2h；第二阶段：然后在pH值＝8.5条件下，加热到92℃，保持15分钟；第三阶段：自然冷却，同时静置至大豆乳清液温度为60℃；之后离心得离心液A备用；

（2）絮凝剂絮凝：用絮凝剂与离心液A混合，使离心液A发生絮凝，得到粗提取液，絮凝剂与离心液按质量体积比计：絮凝剂总用量为0.07-0.09g/L离心液A，絮凝条件是pH4.5-6.0，温度50-60℃，静沉时间40-90min；离心后得离心液B备用；其中，絮凝剂为壳聚糖与羟丙基淀粉的混合物，且特定用量比例以质量比计为4：1；

（3）气浮分离：将步骤（2）获得的离心液B输入到气浮装置中，气浮分离后得气浮分离乳清液；气浮装置中的空气压力为0.9Mpa，进料液温度55℃；

（4）超滤提纯：将步骤（3）中得到的气浮净化后的气浮分离乳清液倒入超滤装置中，采用间歇式错流超滤进行超滤提纯，收集到的液体为粗糖液；其中，间歇式错流超滤工艺参数：跨膜压力60-65 KPa或65-70KPa、pH值7.0-7.5、稀释倍数1倍；采用截留量为5000kDa的再生纤维素超滤膜；

（5）脱盐脱色：将步骤（4）中得到的粗糖液通过离子交换树脂洗脱，采用001×7强酸性阳离子交换树脂柱与 D301-T大孔弱碱性阴离子交换树脂以先阳后阴顺续串联，其中，脱盐脱色条件为: 001×7强酸性阳离子交换树脂柱与 D301-T 大孔弱碱性阴离子交换树脂柱体积比1∶1，流速2.0-2.5 BV/h；

（6）冻干：将步骤（5）中得到的脱盐脱色后的大豆低聚糖溶液置于冷冻干燥机中冷冻干燥，得到白色粉末为大豆低聚糖；其中，优选冷冻干燥机参数：抽真空度1Pa，冷井温度-50℃， 低聚糖液置于冷冻干燥机中持续16-24h冷冻干燥。乳清大豆低聚糖提取率约为85%

Claims (6)

1.一种大豆低聚糖的提取纯化制备方法，其特征在于按照以下步骤制备：

（1）阶段式预处理：第一阶段：先将大豆乳清液在pH值＝4.5-5.5条件下，加热到50℃-55℃，保持1-2h；第二阶段：然后在pH值＝6.0-8.5条件下，加热到90℃-92℃，保持10-15分钟；第三阶段：自然冷却，同时静置至大豆乳清液温度为50-60℃；之后离心得离心液A备用；

（2）絮凝剂絮凝：用絮凝剂与离心液A混合，使离心液A发生絮凝，得到粗提取液，絮凝剂与离心液A按质量体积比计：絮凝剂总用量为0.7-0.9g/L离心液A，絮凝条件是pH4.5-6.0，温度50-60℃，静沉时间40-90min；离心后得离心液B备用；其中，絮凝剂为壳聚糖，或壳聚糖、三氯化铝与海藻酸钠三者混合物，且壳聚糖、三氯化铝与海藻酸钠用量比例以质量比计为4：3：2；进一步优选絮凝剂为壳聚糖与羟丙基淀粉的混合物，且特定用量比例以质量比计为4：1，但将该絮凝剂使用量替换为0.07-0.09g/L离心液A；

（3）气浮分离：将步骤（2）获得的离心液B输入到气浮装置中，气浮分离后得气浮分离后乳清液；

（4）超滤提纯：将步骤（3）中得到的气浮净化后的气浮分离乳清液倒入超滤装置中，采用间歇式错流超滤进行超滤提纯，收集到的液体为粗糖液；其中，间歇式错流超滤工艺参数：跨膜压力60-65 KPa或65-70KPa、pH值7.0-7.5、稀释倍数1倍； 

（5）脱盐脱色：将步骤（4）中得到的粗糖液通过离子交换树脂洗脱，采用001×7强酸性阳离子交换树脂柱与 D301-T大孔弱碱性阴离子交换树脂以先阳后阴顺续串联，得到大豆低聚糖溶液；其中，优选的脱盐脱色条件为: 001×7强酸性阳离子交换树脂柱与 D301-T 大孔弱碱性阴离子交换树脂柱体积比1∶1，流速2.0-3.0 BV/h；

（6）冻干：将步骤（5）中得到的脱盐脱色后的大豆低聚糖溶液置于冷冻干燥机中冷冻干燥，得到白色粉末为大豆低聚糖；其中，可优选的冷冻干燥机参数：抽真空度10Pa，冷井温度-50℃，低聚糖液置于冷冻干燥机中持续16-24h冷冻干燥。

2.根据权利要求1所述的一种大豆低聚糖的提取纯化制备方法，其特征在于，阶段式预处理：第一阶段：先将大豆乳清液在pH值＝5-5.2条件下，加热到52℃-53℃，保持1.5h；第二阶段：然后在pH值＝7条件下，加热到90℃，保持15分钟；第三阶段：自然冷却，同时静置至大豆乳清液温度为55℃。

3.根据权利要求1所述的一种大豆低聚糖的提取纯化制备方法，其特征在于，步骤（4）超滤提纯采用MWCO3000的超滤膜或截留量为5000kDa的再生纤维素超滤膜或MWCO 8000 的超滤膜。

4.根据权利要求2所述的一种大豆低聚糖的提取纯化制备方法，其特征在于，步骤（3）的气浮分离，气浮装置中的空气压力为0.7Mpa-0.9Mpa，进料液温度50℃-55℃。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法制备的大豆低聚糖。

6.根据权利要求5所述的大豆低聚糖在酸性饮料制备中的应用，其特征在于，该大豆低聚糖能够明显减少美拉德反应的发生；酸性饮料的pH值为4～6。