油脂开发粮油食品科技第18卷2010年第1期 大重糖客的信舍利用 (1.黑龙江省粮食科学研究所,黑龙江哈尔滨150008;2.黑龙江双河松嫩大豆生物工程有限责任公司,黑龙江哈尔滨 150008) 摘要:大豆糖蜜是醇法生产大豆浓缩蛋白的副产物,主要成分有糖类、蛋白质、异黄酮和皂苷等。 介绍了大豆糖蜜的综合利用:即从大豆糖蜜中提取异黄酮、皂苷和大豆低聚糖等的研究进展;利用 大豆糖蜜作发酵底物的应用和研究进展,以及大豆糖蜜的其他应用。 关键词:大豆糖蜜;综合利用;功能因子;发酵 中图分类号:TS 201.2文献标识码:A文章编号:1007—7561(2010)01—0022—03 Comprehensive utilization soymolasses WANG Xiao-hon91,TIAN Juan—juan2,WANG Dan2 (1.Heilongjang Grain Science Research Institute,Harbin Heilongjiang 150008; 2.Heilongjiang Shuanghe Songnen Soybean Bioengineering Co.Ltd,Harbin Heilongjiang 150008) Abstract:Soy molasses alcoholleaching soybean protein concentrate,which mainly contain carbonhydrate,protein,isoflavone 80Oil.The comprehensive utilization soymolasses researchprogress extractingisoflavone,saponin ohgosaccharidefrom soy molasses, application soymolasses 0.8 fermentation substrate others.Key words:soy molasses;comprehensive utilization;functional factor;fermentation 大豆糖蜜是醇法生产大豆浓缩蛋白(Alcohol leaching Soyb叫n Protein Concentrate简称AISPC)过程 中的副产物。
大豆糖蜜的浓度为65%~72%,含有 5%~8%蛋白质,30%~35%糖类,0.5%~2%大豆 异黄酮、3%~6%皂苷,4%~8%类脂和4%左右灰 分。外观为棕黄色的粘稠状液体,味甘苦。1963 年,Daniel Chajuss把乙醇提取大豆蛋白质过程中产 生的棕色粘稠的浆状物质命名为“大豆糖蜜”…1。大 豆糖蜜成分较为复杂,是多种植物性化合物的集合 体[2]2。据报道,每生产l tALSPC将得到大约0.34 t大豆糖蜜,是制约生产企业扩大生产规模的主要因 素之一,因此对大豆糖蜜的开发和利用显得尤为重 本文详尽叙述大豆糖蜜可应用的领域,为生产企业提供了开发大豆糖蜜的思路,如能充分地利用 这一宝贵资源,将为企业赢得更大的经济效益。 1大豆糖蜜提取活性功能因子 1.1大豆异黄酮 异黄酮在植物界中分布有限,多存在于豆科植 物中。大豆异黄酮具有类雌激素样作用,可与雌激 素受体结合,发挥弱雌激素效应,对女性体内雌激素 收稿日期:2009—10—09 作者简介:王校红(1968一),男,黑龙江宾县人,高级工程师. 水平具有双向调节的作用。大豆异黄酮结构中有多 个活性羟基,具有较强的还原性大豆糖蜜,可清除机体内多余 的自由基,发挥抗氧化作用。
目前发现大豆异黄酮 有12种,分为游离型苷元和结合性糖苷,共分为三 个系列:染料木素系列、大豆苷元系列和黄豆黄素系 列。近年来人们逐渐认识到植物原料中异黄酮的医 学价值,尤其是异黄酮苷元。其中染料木素和黄豆 黄素可有效降低心血管疾病的发生。在醇法大豆浓 缩蛋白的生产过程中,大部分异黄酮保留在萃取液 中,萃取液经浓缩后得大豆糖蜜,大豆异黄酮得到相 应的浓缩,因此大豆糖蜜是生产大豆异黄酮的最佳 原料。许浮萍等L3J3在其专利中采用醇沉法从大豆糖 蜜中去除大豆低聚糖,再用离心法精制大豆异黄酮, 产品纯度达到90%以上。 Gugger等HJ研究了利用异黄酮溶解度对温度差 异来提取异黄酮和分离纯化染料木素。在65。 95。C的条件下进行超滤,超滤液用树脂吸附处理,用 水洗脱可溶性糖类,用乙醇溶液解吸异黄酮。孟雷 等[5]报道了利用大孔树脂制备大豆异黄酮,以大豆 糖蜜为原料,经ca(OH)2絮凝去除大豆蛋白质后, 利用大孔树脂吸附分离大豆异黄酮。研究结果表 明,用浓度为70%的乙醇洗脱大豆异黄酮,得到产 品的纯度最高为63.5l%,收率为93.40%。 万方数据粮油食品科技第18卷2010年第1期 油脂开发 1.2大豆皂苷 大豆皂苷是一种齐墩果酸型五环三萜糖苷化合 物,由齐墩果酸三萜的羟基和低聚糖分子的环状半 缩醛上的羟基失水缩合而成。
大豆皂苷可分为A 族、B族、E族和DDMP族,达二十种之多,具有多种 生理活性作用:可清除人体内自由基,具有抗氧化和 降低过氧化脂质的作用;可防治动脉粥样硬化及心 血管疾病;皂苷有较强的起泡性,可以添加到软饮 料、啤酒和碳酸饮料中作为起泡剂;具有乳化功能, 可以做清洁剂应用于洗面奶等护理化妆品中;大豆 皂苷还具有抗诱变、抗肿瘤等功效,可制成药物中间 体和相关药物的开发川6。 徐龙权等一J研究了以脱脂豆粕为原料用乙醇浸 提、正丁醇萃取、丙酮沉淀法提取大豆皂苷。最佳条 件为温度80,乙醇浓度70%,浸泡时间7 h,大豆 皂苷的提取率达94%。 苏宝根等[8]8研究了利用大孔吸附树脂制备高含 量的大豆皂苷。用柱层析法对低含量的大豆皂苷提 取液进行分离,大豆皂苷的含量达到45%以上,收 率大于90%;再用结晶法精制大豆皂苷粗品,大豆 皂苷含量大于96%,收率大于50%。 大豆糖蜜中也富集了大豆皂苷,可在分离大豆 异黄酮的同时,将大豆皂苷分离出来。 1.3大豆低聚糖 大豆低聚糖是指大豆糖蜜中含有的对人体有益 的可溶性糖类,主要成分是蔗糖、棉籽糖和水苏糖。 棉籽糖是半乳糖a(1—6)糖苷键与蔗糖的葡萄糖基 连接;水苏糖是棉籽糖的半乳糖基以a(1—6)糖苷 键与半乳糖连接。
棉籽糖和水苏糖均属于a一半乳 糖苷类,能直接被人体肠道内的益生菌利用,促进双 歧杆菌等益生菌的增殖,实现人体肠道内的微生态 平衡;据资料表明大豆低聚糖还具有降低血液中胆 固醇和甘油三酯含量以及预防龋齿的功效;大豆低 聚糖的甜度和热鼍较低,是一种理想的低甜度、低热 量天然甜味剂,可作为功能性糖类应用于食品保健 领域。 方伟辉…1研究了利用微生物发酵的方法制备大 豆低聚糖。其分离纯化大豆低聚糖的方法是先采用 乙醇一正己烷混合溶剂除去大豆糖蜜中脂类物质, 然后用磷酸沉淀法去除部分杂质,粗糖浆经过脱色 后,选用酿酒酵母发酵得到了棉籽糖、水苏糖纯度较 高的大豆低聚糖产品。 蒋丽华等[9]研究了利用超滤法纯化大豆低聚 糖。选用截留分子量为10000 D的超滤膜,在 pH7.0,温度20。C的工艺条件下,得到了澄清透亮的 透过液,大豆低聚糖的透过率达70%再经浓缩得到 大豆低聚糖糖浆。 田娟娟等[10]开展了从大豆糖蜜中分离低聚糖 的研究,利用酸沉淀法去除大豆糖蜜中的蛋白质后, 经活性炭或树脂脱色,真空浓缩后得到无色大豆低 聚糖浆产品,其纯度可达70%。 有资料证实,大豆低聚糖的含量占大豆糖蜜固 形物的一半以上,从大豆糖蜜中提取大豆低聚糖是 对大豆糖蜜最有效的利用,但是大豆糖蜜色泽深必 须在去除胶体物质和蛋白质后进行脱色研究,制备 出高浓度的大豆低聚糖浆,它是生产ALSPC延伸的 工艺路线,能为企业创造更多的利润。
1.4大豆胰蛋白酶抑制素 大豆糖蜜中的蛋白属于清蛋白成份,主要是胰 蛋白酶抑制素,是抗营养因子,是一种具有生物活性 的蛋白质或多肽化合物。目前得到了详细研究的只 有两种胰蛋白酶抑制素:Kunltz胰蛋白酶抑制素 (KTI)和Bowman—Birk胰蛋白酶抑制素(BBI)。KTI 和BBI均属于丝氨酸蛋白酶抑制剂,KTI具有抑制 胰蛋白酶活性的能力,而BBI同时具有抑制胰蛋白 酶和胰凝乳蛋白酶活性的能力。近年来研究发现大 豆胰蛋白酶抑制素具有抗癌活性,能对痛细胞的活 动产生明显的抑制作用。研究表明KTI对卵巢癌细 胞的入侵力和转移表达具有明娃的抑制作用;低浓 度的BBI在动物体内对直肠癌、肝癌和肺癌等多种 癌症都有明显的抗癌活性且毒副作用小。目前对于 BBI的抗癌活性的研究已进入到临床试验的阶段, 已研制出多种有效结合剂型;此外,BBI还具有抗 辐射保护作用,减少辐射引起的蛋白质固化和辐射 诱导基因的过度表达。因此,开发利用具有抗癌和 抗辐射生物活性的大豆胰蛋白酶抑制素具有重要的 意义。 陈星等[11]利用固定化胰蛋白酶分离纯化大豆 胰蛋白酶抑制素可得到高纯度的大豆胰蛋白酶抑制 素。
研究结果表明:大豆胰蛋白酶抑制素通过各阶段 纯化后其活性从0.95 KIU/L增高至325.5 KIU/L,纯 化程度提高324.6倍,得率0.033%;电泳结果表明, 利用固定化胰蛋白酶分离纯化的大豆胰蛋白酶抑制 素有单谱带,纯化效果明显。 张宾等[12]研究用壳聚糖树脂固定胰蛋白酶法 制备大豆胰蛋白酶抑制素检验结果表明:胰蛋白酶 已成功地偶联到壳聚糖树脂上,对大豆胰蛋白酶抑 制素的吸附率约为33.3%。 2大豆糖蜜在发酵领域的应用 大豆糖蜜成分复杂多样,含有微生物生长所需 要的营养和水溶性矿质元素,是良好的天然微生物 发酵剂,作为发酵底物的应用前景广阔。因大豆糖 万方数据 油脂开发 粮油食品科技第18卷2010年第l期 蜜价格低廉,作为发酵底物可以明显降低生产成本。 目前有关将大豆糖蜜作为发酵底物的应用研究尚不 多见。 2.1发酵丁醇 Qureshi等13]报道了以大豆糖蜜为发酵底物,用 梭状芽孢杆菌属的beijerinckiiBAl01菌种发酵生产 丁醇,该菌种可利用大豆糖蜜中的蔗糖、果糖和半乳 糖,而无法利用棉籽糖和水苏糖这一特点,可以用来 分离纯化大豆低聚糖。 2.2发酵槐脂 Solaiman等L14 J利用念珠菌属bombco/a菌种,以 大豆糖蜜和油酸作为共同发酵原料生产槐脂。
目标 产物的产率为53L左右,槐脂纯度可达97%,是 获得高纯度内酯形式槐脂的一条重要途径,利用大 豆糖蜜作底物要比用葡萄糖作底物,具有产率高、成 本低的特点。 2.3发酵乳酸 Montelongo等15J以乳杆菌salivarius为菌种发酵 生产乳酸,研究在大豆糖蜜中添加0.5%酵母提取 物消除营养成分不足等问题及对菌种生长和乳酸产 量产生的影响。实验结果表明,该方法不但可缩短 发酵时间,同时,大豆糖蜜中葡萄糖、蔗糖、棉籽糖和 水苏糖均能利用。 3大豆糖蜜的其他应用 大豆糖蜜是多种植物性化学成分集合体,包括 异黄酮、胰蛋白酶抑制素、酚酸、皂苷、肌醇六磷酸、 磷脂和植物甾醇等。将大豆糖蜜制成口服制剂服 用,不但可补充人体对这些植物性物质的需求,还能 改善和预防皮肤性疾病。将大豆糖蜜制成药膏,可 治疗皮肤感染和轻微痤疮;制成洗发香波起到预防 脱发和减少皮屑的作用,安全有效。 大豆糖蜜是一种新兴的食品添加剂。大豆糖蜜 替代部分蔗糖添加于烘烤食品中,降低产品含糖量, 赋予产品诸多生理功能,改善产品风味,使更多的消 费者接受。大豆糖蜜含有利于益生菌增殖的低聚 糖,可以用来制作益生菌饮品,张敏等[16]报道利用 大豆糖蜜作为促进剂研制出益生大豆糖蜜双歧酸 奶,试验结果表明,在100 mL的纯鲜奶中选择发酵 剂添加量为7 mL,蔗糖添加量为5—7 g,大豆糖蜜添 g时,获得了感官品质较好的大豆糖蜜双歧酸奶产品。
此外,大豆糖蜜还能像其他植物糖蜜一样,可以 应用在建筑领域作为混凝土减水剂使用,可以延长 凝固时间,使混凝土缓凝。 4结语 大豆糖蜜作为醇法生产大豆浓缩蛋白过程中产 生的副产物,含有多种活性功能因子,可以用作提取 大豆异黄酮、皂苷、大豆低聚糖和胰蛋白酶抑制素的 原料。大豆糖蜜可以作为发酵底物生产多种类型发 酵产品。此外,由于其组成化学成分的多样性和特 殊性,大豆糖蜜还能应用于医药、食品、建筑等多个 领域。 随着国内的醇法大豆浓缩蛋白产业不断发展, 大豆糖蜜的综合利用是企业必须面对的难题。研究 开发利用大豆糖蜜,是企业盈利的必然途径,将为企 业创造更大经济效益。 参考文献: [1]方伟辉.大豆糖蜜分离及低聚糖生物纯化的研究[D].江苏无 锡:江南大学,2004. [2]Danind cjus.T叩ical application soymohsm[P].U.S.Patent: 5871743,1999. [3]许浮萍,白志明,王哲,等.制备大豆异黄酮、大豆皂苷、低聚糖和 大豆浓缩蛋白的方法[P].专利号21200510011328.4. [4]GIl路日.Productim of岫dl啪enriched fl-l枷onfl faxln soy p10t.抽% nact8[P].U.S.Patent:5792503,1998. [5]孟雷,袁其朋.利用大孔树脂从大豆糖蜜中回收大豆异黄酮[J]. 大豆科学,2007,26(3):435—438. [6]向辽源,齐晓丽,赵莉大豆糖蜜,等.大豆皂苷药理活性研究进展[J].中国 现代中药,2006,8(1):25—27. [7]徐龙权,韩颖,田晶.大豆皂苷的提取[J].大连轻工业学院学报, 2000,19(1):51—53. [8]苏宝根,马杰。
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