摘要   本文指出了國內低聚糖提取工藝設計及設備配置中存在的問題，并提出了改進意見。

        關鍵詞  低聚糖   提取  改進

    蛋白質是生命的基礎，生命的本質就是以蛋白質為中心的不斷的新陳代謝。在我國，廣大群眾每天攝取的蛋白質數量和質量都未達到世界衛生組織推薦的標準（每公斤體重攝取1g蛋白質，其中50％為動物性蛋白質，50％為植物性蛋白質??虼耍?夜?？994年開始實施了＂大豆行動計劃＂，旨在充分開發和利用大豆中所含的豐富的蛋白質，以提高人們的膳食營養水平，增強體質，減少疾病。

    大豆蛋白質雖然屬于植物蛋白，營養價值不及動物蛋白，但因它資源豐富、價格低廉、營養價值僅次于動物蛋白而居植物蛋白之首，所以它被有關專家譽為＂植物肉＂或＂綠色奶牛＂。正因為大豆有諸多優點，所以近些年來國際上對它十分青睞，時至今日，美國、巴西、阿根廷等國家每年生產的大豆無論是數量和質量都已超過了中國（中國是大豆的故鄉，大豆是中國民眾傳統的美食原料之一）。

    作為食品原料，大豆可以做成上百種美味佳肴；作為油料，大豆油是全世界數量最多的油脂（每年產量接近2000萬噸）；大豆粕則是最重要的飼用蛋白來源。

    進入90年代以來，從大豆粕中提取蛋白質成為現實后，在大豆加工企業里大豆油成了副產品，而大豆蛋白粉成了主產品。這種轉變還在不斷深化，例如從提取大豆蛋白粉（濃縮蛋白粉或分離蛋白粉）時剩下的乳清（俗稱＂廢水＂）中獲得低聚糖、低分子蛋白質及無機鹽、有機鹽等正成為國內近20家企業生產技術創新的熱點和提高經濟效益、確保環境優良的得力舉措。

    筆者經過多次對生產企業的實地考察和技術研討，結合大豆濃縮或分離蛋白時產生的乳清特性和所含低聚糖的理化性質等，認為國內現有工藝及設備存在著一亟待解決的問題，因為這些問題直接影響著低聚糖產品的質量、得率和排入廢水.

1  乳清成分及環保數據
 
1.1    主要的有機物及無機物成分

        大豆低聚糖：含量為乳清總量的1％左右；低分子乳清球蛋白：含量為1.5％左右；有機鹽和無機鹽：含量為6000mg/l左右；固形物（SS）：含量為1200mg/l左右。

1.2     提取低聚糖時各工序的主要環保指標及提取物

        提取低聚糖時各工序的主要環保指標及提取物見表1所示。

表1  各工序環保指標及提取物                單位：mg/l

工序名稱 COD              BOD         鹽類               提取物
乳清絮凝       18000～22000        7000～9000    5000～7000 　
過濾分離        9000～11000        3500～4500                 -                固形物、蛋白質
離子交換吸附  8000～9900     -             -                      蛋白質
電滲析除鹽   -                 -    1000～1400        有機鹽、無機鹽
離子交換除鹽   -                 -      100～140          有機鹽、無機鹽
反滲透濃縮         60～70           30～40              -                             -

2  現行工藝及設備急需解決的問題
從生產大豆蛋白粉所剩乳清中提取低聚糖的研究和實踐，在我國起步較晚。可喜的是目前已有廠家邁出了第一步，但從考察結果看有如下幾方面要進行改善：①乳清絮凝時宜采用低變性方法，以獲得具有良好功能特性的食用級低分子蛋白質；②絮凝后乳清中的低分子蛋白質宜用高速離心機代替壓濾機進行分離；③應增加噴霧干燥系統；④滲透膜亟待國產化，并做到能與進口膜組有互換性，以免因進口膜殼報廢造成浪費；⑤急需采用活性炭脫色后的炭分離設備。

3  低聚糖提取工藝及設備改進的探討

3.1    低聚糖提取工藝流程

3.2    有關問題的改進探討

3.2.1    乳清的絮凝方法

        乳清絮凝的方法目前國內有關廠家全部采用加熱變性絮凝法，這對去除乳清中所含的蛋白質的確有效。但也有其缺點，一是能耗高，二是蛋白質會乇底變性，失去了寶貴的加工特性（保油性、持水性及乳化性等）。現在國外有人采用化學常溫絮凝法，能克服上述缺點，按年產1500噸分離蛋白粉計算，從其乳清中可回收低變性低分子蛋白質約400噸，其價值在500萬元以上，經濟效益十分可觀。

3.2.2    分離設備的選擇

        從絮凝后的乳清中分離出蛋白質及機械雜質，目前國內各廠大多采用板框式壓濾機來實現，因所得＂濾渣＂多（每天2～3噸），必須多次拆卸濾機和更換濾布，不僅勞動強度大而且濾布耗量多。如果改用自卸式離心機代替板框壓濾機，這個問題可迎刃而解。

3.2.3    離子交換吸附

        經過分離后的凝絮中還殘留有低分子蛋白質，采用離子交換吸附不僅能去除殘留蛋白質，還可淡化色澤和改善風味。實踐證明，在凝絮中適量加鹽交果更好，但所用樹脂的飽和周期短，再生頻繁（每隔13小時左右就要再生一次），因此最好配置兩組交換器以便交替使用。如果使用得當，所用樹脂的工作壽命可達到10年。
3.2.4    電滲析除鹽（一級除鹽）

        采用電滲析除鹽是可行的，其效率可達85％以上，使用國產膜組即可實現。配置時考慮的主要因素有：選擇適合凝絮滲析的膜；鹽的濃度；電流、早壓及通過量的優化組合等。在正常生產時應定期清洗膜組（10天左右進行一次）。

3.2.5    離子交換除鹽（二級除鹽）

        為了獲得優質大豆低聚糖，必須保證除鹽率達到95％左右，經過步隙蹋？5小時左右便需進行再生，故也要配置兩組裝置以便交替使用。

3.2.6    反滲透濃縮

        現在有的廠家采用二級反滲透濃縮，結果是提取低聚糖后的廢水達不到國家規定的排放標準，所以應該增加一級并進行連續生產，以免沖洗膜組時產生大量的再生廢水。如每天處理150噸乳清者可采用4組；每天處理300噸者采用7組（每組膜為12節）。

3.2.7    濃縮干燥

        采用真空（負壓）濃縮其效果優于常壓濃縮，干燥則以噴霧干燥法為優，進入噴霧干燥設備前的低聚糖溶液最佳濃度為13％左右，所得產品為白色粉末。如果勿需干粉，則濃縮低聚糖溶液（含量為10％～30％）也是一種成品，其含量視需要而定。