大豆压榨饼醇法提取油脂和低聚糖制备浓缩蛋白的方法与流程

本发明涉及浓缩蛋白制备，尤其涉及大豆压榨饼醇法提取油脂和低聚糖制备浓缩蛋白的方法。

背景技术：

1、大豆压榨饼为大豆籽粒经机械压榨取油后的副产物，区别于溶剂浸出工艺产出的大豆粕；压榨工艺分为老式水压压榨和现代螺旋压榨，其中水压压榨产出圆饼状豆饼，在螺旋压榨产出薄片状豆饼，可进一步粉碎为粉状物料。

2、全球大豆压榨产业规模庞大，依据联合国粮农组织fao 2024年公开统计数据，2024/2025年度全球大豆总产量4.271亿吨，全球大豆压榨总量上调至3.493亿吨，大豆压榨加工量占全球主要油料压榨总量62%，年度压榨量同比增加1656万吨，产业持续扩张。全球油料加工形成浸出为主、压榨为辅的格局：溶剂浸出工艺全球应用占比80%～85%，欧美发达国家浸出工艺占比超90%；机械压榨工艺占比仅15%～20%，多用于高端特种食用油、小规模加工场景，副产物大豆压榨饼粗蛋白含量40%～47%，残油含量约4～8%，产量随压榨规模同步增长。

3、现有大豆压榨饼传统利用模式存在三大核心短板：

4、（1）储存稳定性差：豆饼残脂5%～7%，油脂易氧化酸败，同时极易滋生霉菌、虫害，仓储损耗大，货架周期短；

5、（2）抗营养因子限制应用场景：压榨工序无法完全破坏抗胰蛋白酶、致甲状腺肿物质、皂素、血球凝集素等有害物质，直接饲喂会大幅降低蛋白消化吸收率，且无法直接用于食品加工；传统需100～110℃长时间加热处理，过度高温会破坏赖氨酸、精氨酸、胱氨酸等必需氨基酸；

6、（3）产品经济价值极低：传统豆饼仅用于低端饲料原料，市场批发价较低，无高附加值组分提取，资源利用率低。

7、在现有大豆组分提取技术中，主流油脂提取分为机械压榨、正己烷溶剂浸出、超临界co2萃取、超声辅助提取、生物酶辅助提取。机械冷榨出油率仅12%～15%，木榨工艺出油率8%～10%；正己烷浸出出油率99%以上，但存在有机溶剂残留、废气处理成本高、环境污染风险；超临界co2萃取无残留，但设备投资巨大、产能受限；超声、酶辅助提取条件温和，但工业化适配性差。乙醇水提法属于绿色新型工艺，但尚未在高残油大豆压榨饼中实现一体化联产应用。大豆低聚糖（sbos）主要成分为蔗糖、棉子糖、水苏糖，现有工业化提取以酶解法为主，依托α/β半乳糖苷酶水解乳清废液，糖转化率65%～75%；超声辅助、微生物发酵法仅实验室小试阶段，现有工艺普遍存在提取率低（70%～75%）、高温易发生美拉德褐变降解、无法与油脂、蛋白同步联产的问题，目前暂无大豆压榨饼工业化同步提糖工艺报道。

8、关于抗营养因子脱除技术，大豆核心抗营养因子为胰蛋白酶抑制剂（kti、bbi）、血球凝集素、皂苷、植酸、脲酶等。传统热处理易破坏氨基酸；发酵法仅能降低59.1%胰蛋白酶抑制剂；酸碱化学处理存在试剂残留；单一溶剂仅能脱除单一类别抗营养物质，无法一次性全部去除。

9、目前，全球主流浓缩蛋白工艺分为醇洗法、酸洗法、湿热处理法。传统醇洗法仅针对脱脂豆粕单独提纯蛋白，无法同步回收油脂、低聚糖；酸洗法产生大量酸性废水；湿热处理蛋白变性严重；膜分离、酶膜耦合新技术成本偏高，且均为单一组分提纯工艺，无一体化联产方案。

10、因此，现有大豆加工技术整体存在以下共性问题：

11、（1）工艺集成度极低：现有技术均为单一功能，单独提油、单独提糖、单独制备浓缩蛋白，无一套连续工艺同步分离油脂、低聚糖、脱除抗营养因子、提纯蛋白；

12、（2）原料利用与提取效率不足：大豆压榨饼残油仅4～8%，传统正己烷浸出实际提油效率偏低；低聚糖无成熟工业化联产路线；

13、（3）能耗成本居高不下：传统分步工艺需要两次烘干工序，每吨原料蒸汽消耗1000～1200kg，电耗150～160度/吨，能源成本占生产成本比重高；

14、（4）环保压力大：正己烷溶剂回收成本高、存在安全与排放风险；蛋白加工产生大量废水，富含蛋白、多糖，极易腐败，污水处理成本高。

15、（5）蛋白得率低，水溶性蛋白质非常容易溶于水，导致蛋白得率普遍不足65%。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种大豆压榨饼醇法提取油脂和低聚糖制备浓缩蛋白的方法，其能够通过一体化连续工艺同步完成油脂回收、低聚糖富集、抗营养因子脱除、蛋白提纯，解决现有工艺能耗高、集成度差、产品单一、污染严重等行业痛点，推动大豆压榨饼资源全组分高值化绿色利用。

2、本技术实施例提供一种大豆压榨饼醇法提取油脂和低聚糖制备浓缩蛋白的方法，包括以下步骤：

3、s10，破碎大豆压榨饼，得到破碎豆饼；

4、s20，将破碎豆饼送入第一浸出器，采用90～95%食品级乙醇水溶液进行逆流喷淋浸提，料溶比为1:2～4，浸提温度65～70℃，内部负压-200～0pa，物料总停留时间120～300min，高浓度乙醇溶解豆饼残留油脂，同时钝化胰蛋白酶抑制剂、球蛋白类不溶性抗营养因子，浸出完成后得到湿豆粕；

5、s30，将湿豆粕送入第二浸出器，采用55～75%乙醇水溶液进行逆流喷淋浸提，料溶比为1:2～4，浸提温度65～70℃，内部负压-200～0pa，物料总停留时间150～240min，乙醇选择性溶解大豆低聚糖、皂甙、寡糖类可溶性抗营养因子，浸出后得到湿蛋白；

6、s40，将湿蛋白进行机械脱水，使其含湿量≤55%，随后进行烘干处理，得到蛋白颗粒；

7、s50，将蛋白颗粒降温后送入超微粉碎机粉碎，控制100目筛通过率≥90%，得到浓缩蛋白成品。

8、在一种可能的实现方式中，在步骤s10中，将大豆压榨饼破碎为对角线尺寸为0.1～1cm的固体颗粒。

9、在一种可能的实现方式中，所述第一浸出器和所述第二浸出器均为链条式浸出器，所述链条式浸出器具有连续逆流喷淋结构，且所述链条式浸出器的进料端设有密闭存料锁气仓，以能够依靠物料料层阻隔乙醇气体向外扩散泄漏。

10、在一种可能的实现方式中，在步骤s20中，90～95%食品级乙醇水溶液由所述第一浸出器的出料端喷淋进料，同时所述第一浸出器的进料端汇集导出溶油混合油，导出的溶油混合油依次经离心分离、刮膜过滤器进行两级除杂，其中的固体滤渣回流至所述第一浸出器，其中净化后的混合油进入第一串联式负压蒸发器组进行汽提，低温脱除乙醇，气相产物为乙醇+水蒸气混合气，经冷凝器冷凝为乙醇水溶液，送入精馏塔提纯调配至90%～95%浓度，循环供给所述第一浸出器。

11、在一种可能的实现方式中，所述第一串联式负压蒸发器组的系统负压为-60～-95kpa；脱除乙醇后，液相产物为毛豆油，送入毛油储罐储存，成品毛豆油酸价≤3mgkoh/g，溶剂残留≤100mg/kg。

12、在一种可能的实现方式中，在步骤s30中，55～75%乙醇水溶液由所述第二浸出器的出料端喷淋进料，同时所述第二浸出器的进料端导出富集低聚糖的稀糖蜜，稀糖蜜依次经离心分离、刮膜过滤器进行两级除杂，其中的固体残渣回流至所述第二浸出器，其中的净化稀糖蜜进入第二串联式负压蒸发器组汽提，低温脱除乙醇，蒸发产生的气相乙醇蒸汽冷凝后送入配比罐，加水调配至55～75%浓度，循环供给所述第二浸出器。

13、在一种可能的实现方式中，所述第二串联式负压蒸发器组由第一蒸发器、第二蒸发器、第三蒸发器串联汽提塔组成，所述第二串联式负压蒸发器组的系统负压为-50～-95kpa；脱除乙醇后，液相产物为浓缩低聚糖溶液，干基固形物≥55%。

14、在一种可能的实现方式中，在步骤s40中，所述烘干处理具体为：脱水后湿蛋白依次进入卧式一级负压烘干机和立式二级负压烘干机进行烘干，其中卧式一级负压烘干机的系统负压为-5～-0.5kpa，加热蒸汽压力≤0.75mpa；其中立式二级负压烘干机的系统负压为-5～-0.5kpa，加热蒸汽压力≤0.55mpa。

15、在一种可能的实现方式中，在步骤s40中，烘干产生的二次气、二次蒸汽经湿式捕集回收蛋白粉尘后，作为所述第二串联式负压蒸发器组的加热热源，回收废热，烘干后物料为干燥蛋白颗粒。

16、在一种可能的实现方式中，在步骤s50中，制备得到的浓缩蛋白分为一级、二级两个品级，其中一级品干基粗蛋白≥68%，100目筛通过率≥95%，一级品水分≤9%；其中二级品干基粗蛋白≥65%，100目筛通过率≥90%，二级品水分≤10%；两级产品干基粗脂肪均≤1.0%，胰蛋白酶抑制剂含量≤2mg/g，脲酶活性检测结果为阴性。

17、有益效果：与现有技术相比，本技术提供的大豆压榨饼醇法提取油脂和低聚糖制备浓缩蛋白的方法提供了一种梯度浓度乙醇两段逆流选择性浸提、取消中间烘干、乙醇全流程闭路循环、多产物同步联产的一体化加工方法，能够配套适配年产15万吨豆饼生产线，其采用高浓度乙醇先溶出豆饼残留油脂、钝化水溶性蛋白质、钝化不溶性抗营养多肽；浸出后湿物料不烘干，直接送入低浓度乙醇浸提单元溶出低聚糖与可溶性抗营养物质，能够一次性同步产出毛豆油、大豆低聚糖、高纯度食品级浓缩蛋白，产品一致性好，尤其适配大型规模化连续生产，可以有效减少人工操作成本；

18、油脂提取率≥90%，低聚糖提取率≥85%，较传统分步工艺提升提取率30%；成品浓缩蛋白干基蛋白≥65%，残油≤1.0%，成品胰蛋白酶抑制剂≤2mg/g，脲酶阴性，无需额外高温灭酶，完整保留蛋白必需氨基酸结构与功能特性；

19、取消两段浸提中间烘干，每吨原料节约蒸汽 135kg；挤压预脱水降低烘干负荷节约蒸汽320kg/t豆饼；烘干尾气、蒸发二次蒸汽梯级余热回用节约蒸汽620kg/t豆饼；负压多效低温蒸发节约蒸汽145kg/t豆饼；多重节能叠加，每吨豆饼较传统工艺节约蒸汽1220kg，综合蒸汽消耗≤900kg/t，电耗≤150kwh/t；

20、打破豆饼仅作饲料的低端利用模式，同步产出食用毛豆油、功能性大豆低聚糖、食品添加剂级浓缩蛋白三类高附加值产品，能够大幅提升大豆压榨饼副产物的综合产值；

21、取消多条独立产线、多次烘干、单独灭酶、单独提糖工序，缩短生产工艺流程，减少配套设备数量，降低设备一次性投资与场地占用，可稳定落地年处理15万吨大豆压榨饼大型连续生产线，产能规模大，适合油料深加工企业规模化推广应用。

22、本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，得以充分体现。