技术比较分析：大豆浓缩蛋白 VS 分离蛋白

（一）大豆浓缩蛋白

大豆浓缩蛋白是从脱脂豆粉中除去低相对分子质量可溶性非蛋白质成分（主要是可溶性糖、灰分和各种气味成分等），制得的蛋白质含量在70%（以干基计）以上的大豆浓缩蛋白制品，大豆浓缩蛋白的原料以低变性脱脂豆粕为佳。

生产大豆浓缩蛋白就是要除去脱脂大豆粉中的可溶性非蛋白质成分。除去这些成分最有效的方法是水溶法。但在低温脱脂豆粕中，大部分蛋白质是可溶性的，为使可溶性的蛋白质最大限度地保存下来，就必须在用水抽提水溶性非蛋白质成分时使其不溶解。可溶性蛋白质的不溶解方法大体可分为两类：一是使蛋白质变性，通常采用的方法有热变性和溶剂变性法；二是使蛋白质处于等电点状态，这样蛋白质的溶解度就会降低到最低点。在大豆蛋白质不溶解条件下，以水抽提除去大豆蛋白原料中的非蛋白质可溶性物质，再经分离、冲洗、干燥即可获得蛋白质含量在70%以上的制品。

目前，工业化生产大豆浓缩蛋白的工艺主要有三种：

1.稀酸浸提法

稀酸浸提法是根据大豆蛋白质溶解度曲线，利用蛋白质在pH=4.5等电点时其溶解度最低，用稀酸溶液调节pH，用水将脱脂豆粕中的低分子可溶性非蛋白质成分浸洗出来。

先将低温脱溶的豆粕进行粉碎（豆粕蛋白质含量在48%左右），用100目的筛过筛，加入10倍的水，于酸洗涤池内搅拌均匀，并连续加入浓度为37%的盐酸，调节溶液pH为4.5，搅拌1h。这时大部分蛋白质沉淀与粗纤维物形成固体浆状物，一部分可溶性糖及低分子可溶性蛋白质形成乳清液。将混合物搅拌后，由1^#泵输入碟式自清式离心机中进行分离，分离所得的固体浆状物流入一次水洗池内，在此池内连续加水洗涤搅拌。然后由2^#泵输入第二台碟式自清式离心机，分离出第一次水洗废液。浆状物流入二次水洗池内，在此池内进行二次水洗。再经3^#泵输入第三台碟式自清式离心机中分离，除去二次水洗废液。浆状物流入中和池内，在此池加碱进行中和处理，再由4^#泵送入干燥塔中脱水干燥，即得浓缩大豆蛋白产品，见图9-3。

图9-3 稀酸浸提浓缩蛋白工艺流程

这种方法生产的大豆浓缩蛋白，色泽浅，异味小，蛋白质的NSI值高，功能性好，但需大量酸和碱，并排出大量含糖等营养物质的废水，从而造成后处理困难，有一定的蛋白质损失。

2.乙醇浸提法

一定浓度的乙醇溶液可使大豆蛋白质变性，失去可溶性。根据这一特性，利用含水乙醇对豆粕中的非蛋白质可溶性物质进行浸出，剩下的不溶物经脱溶、干燥，即获得浓缩蛋白。

先将低温脱溶豆粕粉碎，用100目筛进行过筛，然后将豆粕粉由输送装置送入浸洗器中，该浸洗器是一个连续运行装置。从顶部连续喷入60%～65%的乙醇溶液，温度为50℃左右，流量按1∶7质量比进行洗涤，洗涤粕中可溶性糖分、灰分及部分醇溶性蛋白质，浸提约1h，经过浸洗的浆状物送入分离机进行分离，除去乙醇溶液后，由1^#泵输入真空干燥器中干燥，干燥后的浓缩蛋白即为成品。由浸洗器浸取出的醇溶性物质流入暂存池内，经2^#泵送入乙醇蒸发器中进行一效蒸发，蒸发出的乙醇经第一个冷凝器回收。经一效蒸发后的乙醇糖液，由3^#泵送入另一个蒸发器中进行二效蒸发，进一步除去乙醇，残液为可溶性糖分，可用作饲料。二效蒸发出的乙醇经第二个冷凝器回收。从两个冷凝器中回收的乙醇集中到暂存池中，出4^#泵输入精馏塔中进行乙醇提纯。精馏的乙醇流入贮存池中，再由5^#泵送入浸洗器中，如此构成乙醇循环使用系统，详见图9-4。

图9-4 乙醇浸提浓缩蛋白工艺流程

用这种方法生产的大豆浓缩蛋白，色泽浅，异味小，这主要是因为含水乙醇对豆粕中的呈色、呈味物质具有较好的浸出效果。但这种浓缩蛋白由于发生了变性，因此，功能性差，使用范围受到一定限制。此法生产中一个突出的问题是乙醇的回收，即浸提液一般要经过两次以上的蒸发精馏，乙醇的回收率对经济效益影响很大。

3.湿热浸提法

利用大豆蛋白质对热敏感的特性，将豆粕用蒸汽加热或与水一同加热，蛋白质因受热变性而成为不溶性物质，然后用水把低分子量物质浸洗出来．分离除去。

工艺流程为：

豆粕→粉碎→热处理→水洗→分离→干燥→浓缩蛋白

先将低温脱溶豆粕粉碎，用100目筛进行筛分。然后将粉碎后的豆粕粉用120℃左右的蒸汽处理15min；或将脱脂豆粉与2～3倍的水混合，边搅拌边加热，然后冻结，放在-2～-1℃温度下冷冻。这两种均可以使70%以上的蛋白质变性而失去可溶性。

将湿热处理后的豆粕粉加10倍的温水洗涤两次，每次搅洗10min，然后过滤或离心分离。干燥可以采用真空干燥，也可以来用喷雾干燥。采用真空干燥时，干燥温度最好控制在60～70℃。采用喷雾干燥时在两次洗涤后再加水调浆，使其浓度在18%～20%，然后用喷雾干燥塔即可生产出浓缩大豆蛋白。这种方法生产的浓缩大豆蛋白，由于加热处理过程中有少量糖与蛋白质反应，生成一些呈色、呈味物质，产品色泽深、异味大，且由于蛋白质发生了不可逆的热变性，部分功能特性丧失，使其用途受到一定限制。加热冷冻的方法虽然比蒸汽直接处理法能少生成一些呈色、呈味物质，但产品得率低，蛋白质损失大，而氮溶解度指数也低。这种方法较少用于生产中。

（二）大豆分离蛋白(www.xing528.com)

分离蛋白又名等电点蛋白，它是脱皮脱脂的大豆进一步去除所含非蛋白质成分后，所得到的一种精制大豆蛋白产品。与浓缩蛋白相比，分离蛋白中不仅去除了可溶性糖类，而且要求除去不溶性多糖，因而蛋白质含量高（不低于90%）。目前，国内外生产大豆分离蛋白仍以碱溶酸沉法为主，美国与日本等一些国家已开始试用超滤膜法和离子交换法，我国也已开始这方面的研究和应用工作。

1.碱溶酸沉法

低温脱脂豆粕中的蛋白质大部分能溶于稀碱溶液。将低温脱脂豆粕用稀碱液浸提后，用离心分离可以除去豆粕中的不溶性物质（主要是多糖和一些残留蛋白质），然后用酸把浸出液的pH调至4.5左右时，蛋白质由于处于等电点状态而凝集沉淀下来，经分离可得到蛋白沉淀物，再经洗涤、中和、干燥即得分离大豆蛋白。

工艺流程如图9-5所示。

图9-5 分离蛋白生产工艺流程

将低温脱脂的豆粕粉（要求豆粕无霉变、含皮量低、含杂少、蛋白质含量在45%以上、蛋白质分散指数高于80%）加入为其质量15倍的水，湿度一般控制在15～80℃，时间控制在120min以内。然后加NaOH溶液，将抽提液的pH调至7～11，抽提过程需不断搅拌，搅拌速度以30～35r/min为宜。将物料送入离心分离机中，分离除去不溶性残渣。为增强离心分离机分离残渣的效果，可先将溶解液通过振动筛除去粗液。将经分离后的蛋白质溶解液加入盐酸溶液，调节pH为4.5，大量蛋白质沉析出来。加酸时，需要不断搅拌，同时要不断测pH。当全部溶液都达到等电点时，停止搅拌，静置20～30min，使蛋白质能形成较大颗粒而沉淀下来，沉淀速度越快越好。一般搅拌速度为30～40r/min。用离心机将酸沉下来的沉淀物离心脱水，弃去清液，固体部分用水进行洗涤，水洗后的蛋白质溶液pH在6左右。经洗涤的蛋白质浆状物送入离心机中除去多余的废液．固体部分流入分散罐内，加碱进行溶解，控制pH在6.5～7.0，将分离大豆蛋白浆液在90℃下加热10min或80℃下加热15min，这样不仅可以起到杀菌作用，而且可明显提高产品的凝胶性。将蛋白液用高压泵打入喷雾干燥器中进行干燥，浓度一般控制在12%～20%之间，因浓度过高，黏度过大，易阻塞喷嘴，使喷雾塔工作不稳定，浓度过低，产品颗粒小，比体积过大。

上述碱溶酸沉工艺可以有效提纯蛋白质含量至90%以上，而且产品质量好、色泽也浅。该工艺简单易行，但酸碱消耗较多，成本也高。分离出的乳清液含低相对分子质量蛋白质，回收成本高。

2.超滤法

超滤技术是19世纪70年代发展起来的新技术，又称作超滤膜过滤技术，简称膜过滤技术，最初应用于水的分离方面，如海水脱盐淡化。用于植物蛋白的制取虽起步较晚，但也已进入中试规模的应用阶段。

应用膜过滤技术制取大豆蛋白，其原理是基于纤维质隔膜的大小不同的孔径，以压差为动力使被分离的物质小于孔径者通过，大于孔径者滞留。最小孔径可达1μm左右，因而有较好的分离效果。

分离大豆蛋白的超滤处理有两个作用，即浓缩与分离。由于超滤膜的截留作用，大分子蛋白质经过超滤可以得到浓缩，而低分子可溶性物质则可随超滤液进一步被滤出。

超滤反渗透膜技术制取大豆分离蛋白的典型流程包括两次微碱性溶液（pH9）浸泡浸出、离心分离、水稀释、超滤、反渗透以及干燥等，操作条件已在图9-6中列出。

图9-6 超滤反渗透膜技术制取分离蛋白典型流程

1—浸出器 2—离心机 3—暂存稀释罐 4—循环泵 5—超滤膜 6—流量计7—反渗膜 8—干燥器 9—高压泵 10—喷雾干燥器

这种工艺的特点是，它不需要经过酸沉和中和工序，利用此技术可以除去或降低脂肪氧化酶在蛋白中的含量，可以分离出植酸等微量成分，因而产品内含植酸量少、消化率高、色泽浅而无咸味，质量较高。同时，应用超滤和反渗透技术回收浸出液中的低分子产物，且废水能够得到循环使用，这样就不存在污染的问题。目前，膜过滤技术已进入应用阶段，有待进一步扩大到生产上应用。

3.离子交换法

离子交换法生产大豆分离蛋白的原理与碱溶酸沉法基本相同。其区别在于离子交换法不是用碱使蛋白溶解，而是通过离子交换法来调节pH，从而使蛋白质从饼粕中溶出及沉淀而得到分离蛋白。

离子交换法工艺流程如下：

原料豆粕→粉碎→加水调匀→阴离子交换树脂提取→固液分离→阳离子交换树脂处理→酸沉→分离→打浆→回调→喷雾干燥→大豆分离蛋白

将粉碎的脱脂豆粕放入水抽提罐中，以（1∶8）～（1∶10）比例加水调匀，送入阴离子交换树脂罐中，抽提罐与阴离子交换树脂罐之间，其提取被循环交换，直至pH达到9以上即停交换。提取一定时间后，要进行除渣。再将浸出液送入阳离子交换罐中进行交换处理，方法与阴离子交换浸提相似，待pH降至6.5～7.0时，停止交换处理。余下工序与碱溶酸沉法一样。这种工艺生产的大豆蛋白质纯度高、灰分少、色泽浅，但生产周期过长，目前尚处于实验阶段，有待于进一步开发和应用。