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黄浆水中大豆异黄酮的回收——黄浆水的预处理.doc

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黄浆水中大豆异黄酮的回收——黄浆水的预处理2oO7.Vo1.28.No.o1食品研究与jif发科学研究黄浆水中大豆异黄酮的回收黄浆水的预处理顾建明.潘春云(上海大学生命科学学院,上海200444)摘要:为了提高混合活性炭吸附法回收豆制品加工黄浆水中大豆异黄酮的效率,对黄浆水进行预处理.最佳工艺条件为调节废水pH=7.5,按废水固形物含量的10%加入CaCI2,加热至100℃,处理15min,滤其沉淀后,再进行超滤.最佳操作条件为压力03MPa~0.4MPa,温度40℃一50℃,滤膜PS一10,截留分子量10000.经预处理后.黄浆水中蛋白质去除率为95.

3%,大豆异黄酮损失率12.9%.关键词:大豆;大豆异黄酮;超滤;废水处理;沉淀THERECOVERYOFSOYBEANISOFLAVONEFROMSOYBEANPROCESSINGrASTEWATER——THEPRETREATMENTOFSOYBEANPROCESSINGWASIEWAIERGUJianming.PANChunyun(SchoolofLifeSciences,ShanghaiUniversity,Shanghai200444,China)Abstract:Soybeanprocessingwastewaterispretreatedtoimprovetherecoveryefficiencyofsoybeanisoflavonefromthewastewater。

eoptimumpretreatingprocessincludesadjustedtopH7.5.CaChaddedby10%ofthesolidcontentinthewastewater,andheatedto1ooc【=for15rains,furtherultrafihratedwithauhrafihratiOilmem—brane(PS一10,cutoffM.W.10ooo)afterfiltratedunderoperatingpressure0.3MPa一0.4MPaandthewastewatertemperature40~C50cI=.95.3%oftheproteinisremovedand12。

9%ofsoybeanisoflavoneislostfromthewastewaterafterpretreated.Keywords:soybean;soybeanisoflavone;ultrafihration;wastewatertreatment;precipitate在我国豆制品加工具有悠久的历史,大小加工厂遍及城乡各地,每年用于加工的大豆数量十分巨大,在加工老豆腐,豆腐干,豆腐皮,素鸡等传统豆制品时,有大量废水,俗称黄浆水,排入下水道,对环境造成了严重的污染,据测定,黄浆水的化学需氧量作者简介:顾建明(1961一),男(汉),副教授,博士,从事食品资源开发与利用研究。

(COD)高达20000m#L一30000mg/Lt",黄浆水除含蛋白质和油脂外,还含有对人体具有保健功能的成分,如大豆异黄酮(soybeanisoflavone),大豆皂甙,大豆低聚糖等31,大豆中大豆异黄酮的含量为0.05%~0.4%t41,约有44%的大豆异黄酮流失于豆浆凝固后经压滤流出的黄浆水中IS61.异黄酮在自然界中资源十分有限,仅分布于豆科的蝶形花亚科的极少数植物中,如大豆,墨西哥小白andFishWaste.FoodScienceandTechnologyre8earch,2003.9(1):9193.【4】王南平,郭鹏达.

鱼鳞胶原蛋白的研制【j】.水产科技情报,2004.31(6):263264,【5】陈胜军,曾名勇,董士远.水产胶原蛋白及其活性肽的研究进展L玎.水产科学,2004(6):4546.[6]张俊杰,段蕊,杜修桥.鱼鳞胶原蛋白的提取及其性质研究[JJ冲国水产.2005.10:68~69.f71ZHANGMingfang,CHEN1.,iPing,IRATAYutakaetalRapiddetectionofspecificproteinsexpressedincytoplasmicmalesterilelineoftubermustardusingSDSPAGE.JournalofZhejiangUniversity。

2001,27(6):646~648,[8】8傅燕凤,沈月新.浅谈鱼皮胶原蛋白的利用[JJ,食品研究与开发,2004(2):1618.收稿日期:2006—08—28科学研究茕器麓弹麓豆,苜蓿和绿豆,大豆是唯一含有异黄酮且其含量具有人体保健功能意义的食物资源m.大豆异黄酮是大豆生长过程中形成的次级代谢产物,属黄酮类中的异黄酮多酚化合物,以糖甙的形式存在.易溶于水,生理活性最高的是其配基,现已发现3种配基,染料木素(Genis—tein),大豆甙元(Daidzein),黄豆黄素(Glycitein)~9种配糖物P.31.糖甙型大豆异黄酮的化学结构为H0H【R1=H。

OH;R2=H.OCH3;RH.OCHa.COCH~,COOH)大豆异黄酮与大豆制品的苦涩味有关,因而长期以来被视为不良成分而被试图除去,近几年来国内外的研究已证实大豆异黄酮对人体的保健功能,包括:(1)类雌性激素活性,由于其结构与雌激素相似,能结合到细胞表面激素受体上,可起到类雌激素的效果,能缓解妇女更年期综合症1891;(2)抗氧化活性【;(3)预防骨质疏松"1,其功能与补充类雌激素有关;(4)抗癌活性【;(5)缓解糖尿病症状【ll;(6)预防心血管疾病的发生[B41.国内外市场对大豆异黄酮的需求量正不断增长,年需求量1500t,而目前年产量仅为500。

目前市场销售的大豆异黄酮是从脱脂豆粕中提取的,未见有化学合成法和微生物发酵法生产的产品[1213.1q,脱脂豆粕中提取生产成本高.纯度低,尤其是配基含量低,其产品十分昂贵.至今,从豆制品生产排放的废水中回收大豆异黄酮的方法还未见有工业化生产报道.因此,研究从黄浆水中回收大豆异黄酮的方法,这对充分利用有限的食品资源,变废为宝,满足市场对大豆异黄酮的需求,减少环境污染,降低生产成本都具有十分重要的意义.1材料和方法1.1实验材料和仪器1.1.1实验材料黄浆水取自上海市大场豆制品加工厂.乙醇(95%),盐酸.硫酸,氯化钙,葡萄糖,氢氧化钠等均为分析纯。

染料木素(Genistein,purity>99%.Sigma).1.1.2实验仪器1767微量凯氏定氮器(改良式),uv一754紫外可见分光光度计,PHS一3C精密酸度计,AB104电子分析天6平(METⅡER—TOLEDOGroup,Maxl01g,d=0.1mg),低速离心机(YXJ一1型),恒温干燥箱,超滤膜(ps一10),杯式超滤器.1.2实验方法1.2.1最优化沉淀处理工艺参数的确定1.2.1.1采用正交试验(3),因素水平设计见表1.衰1黄浆水沉淀处理正交试验因素水平裹Table1Thefactorsandlevelsofpretreatingthewastewater1。

2.1.2沉淀处理的目的是尽量除去蛋白质(Y.最大)和减少大豆异黄酮损失(Y:最小),因此,必须对该体系参数优化以获得适宜的Y.和Y:值.Yl=(NNI)/Noxl00%Y2=(sos1)/soxl00%Y.——黄浆水蛋白质沉淀率(%)Y:——黄浆水大豆异黄酮损失率(%)N.——处理前黄浆水中蛋白质浓度S.——处理前黄浆水中大豆异黄酮浓度N.——处理后黄浆水中蛋白质浓度S——处理后黄浆水中大豆异黄酮浓度1.2+2沉淀处理黄浆水的超滤1.2.2.1超滤膜的选择在超滤压力P=0.2MPa,超滤温度T=25℃条件下,采用超滤膜PS一1O,截留分子量3000。

5000和10000,测定膜通量速度和超滤前后黄浆水中蛋白质和大豆异黄酮的浓度,综合评价膜性能.1.2.2.2超滤压力的确定采用1.2.2.1试验中确定的最佳超滤膜,超滤温度T=25,在0.1,0.2,0.3,0.4,0.5MPa的超滤压力下,测定膜通量速度与超滤时间的关系.1.2.2.3超滤温度的确定采用1.2.2.1和1.2.2.2试验中确定的超滤膜和超滤压力,在20.30;40,50,60℃下,1h内测定膜通量速度与温度的关系.1.2.3超滤前后黄浆水中蛋白质的测定采用凯氏定氮法.1.2.4超滤前后黄浆水中大豆异黄酮的测定采用三波长法[181。

622oo7.Vo1.28.NO.01磷究糍拜科学研究1.2.4.1标准曲线的绘制准确称取大豆异黄酮标准样品染料木素20.o0mg,定容于100mL容量瓶中,然后分别精确吸取0.1,0.2,0.3,0.4,0.5mL标准溶液于10mL容量瓶中,定容后其相应的大豆异黄酮含量分别为2,4,6,8,10mg/L,分别在紫外区(199nm一400nm)扫描,在240nm,260nm,280nm处读取吸光度值A240,A瑚,A28D,按A=A26.一(A瑚+A卸)/2计算,并对A与浓度的关系进行回归分析,绘制标准曲线.1.2.4.2样品的测定准确吸取一定量被测溶液于刻度试管中。

将其稀释至被测波长下吸光度值在0.5—2.0之间,样品吸光度的读取和计算方法同1.2.4.1,将相应的A代入标准曲线回归方程得样品大豆异黄酮的浓度(mg/L).2结果与讨论2.1黄浆水沉淀处理最优化工艺参数经正交试验得出沉淀处理最优化工艺条件为pH7.5,按废水固形物含量的10%加入CaC12,温度100oC,处理15min,在此操作条件下蛋白质去除率87.21%,大豆异黄酮损失率仅为10.76%.褒2黄浆水沉淀处理正交试验方案和结果L.(3)Table2TheschemeandresultofpretreatingthewastewaterI~I3)试验号蛋白质去除率异黄酮损失率㈣No。

ABCDProteinmoral(%)Iofl删0nehgg(%111111212223133342123522316231273132832139332lKl0.9430.9120.9010.906K20.9200.9250.9140.920K0.8740.9000.9220.911R0.0690.o250.0210.014据对豆制品加工黄浆水的成分分析,大豆异黄酮67mg/L,其它固形物含量16500m#L,粗蛋白3900mg/L,粗脂肪630mg/L,总糖10800mg/L,大豆皂甙132mg/L,植酸17mg/L.经试验发现粗蛋白含量是影响后续超滤处理和混合活性炭吸附回收大豆异黄酮的主要因素。

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