[发明专利]一种豆制品废水回收利用的方法

说明书

本发明公开了一种豆制品废水回收利用的方法，该方法的步骤如下：1)预处理；2)乳化；3)气浮；4)膜过滤。本发明通过气浮的方式一步实现了大豆蛋白和异黄酮从废水中的分离提取，相较于现有技术采用超滤技术回收大豆蛋白，用树脂吸附或者溶剂法回收异黄酮的方法设备成本低，运行成本低、操作周期短、效率高；本发明使用β‑环糊精包埋异黄酮，最终得到的产品可以克服异黄酮带有苦味的缺点，而且与大豆蛋白、壳聚糖等混合干燥，克服异黄酮干燥不易成形的缺点。

技术领域

本发明涉及废水回收技术领域，特别是涉及一种豆制品废水回收利用的方法。

背景技术

豆制品是深受我国人民喜爱的一种植物蛋白食品，其蛋白质含量高、氨基酸组成合理且营养价值高、口感和风味良好。以豆腐为基础，在此之上衍生出豆干、豆腐乳、豆皮等多种豆制品，丰富了人们的饮食。然而，在豆制品生产过程中会产生大量废水，其中主要是泡豆所用的泡豆废水、清洗设备所产生的废水和压榨过程中产生的黄浆水。生产豆制品每使用1t大豆大约就能产生1t左右的泡豆废水、4～5t的大豆黄浆水和10t左右的清洁废水。这些废水生物耗氧量(BOD)、化学耗氧量(COD)值较高，总氮和氨氮也较高，属于高浓度可生化性程度高的废水，特别是黄浆水，其COD高达10000～20000mg/L。随着豆制品加工量的增大，废水处理的问题也迫切地需要解决。豆制品废水中含有蛋白质、寡聚糖、异黄酮等生物活性物质。

表1豆制品废水中可溶性固形物含量(mg/g)

豆制品废水中含有的蛋白质多数为大豆乳清蛋白，主要成分为2S成分和β–淀粉酶，相对分子质量主要分布在10000～30000之间，具有良好的溶解性和起泡性。其中2S成分中的胰蛋白酶抑制剂在传统上被认为是抗营养因子，但是低浓度的胰蛋白酶抑制剂有一定抑制癌症发生、降低血胆固醇的功效。

大豆异黄酮是存在于大豆中的一种生物活性成分，有着预防癌症、调节雌性激素、抗氧化、预防骨质疏松等多种生理功能，其物理性质并不易溶于水，但是在热水中具有一定的溶解性，所以在豆制品的成型步骤中随着废水流出一部分，约占大豆总异黄酮含量的50％左右。

大豆低聚糖是大豆中可溶性寡糖的总称，其主要成分为棉籽糖、水苏糖和蔗糖。其中棉籽糖和水苏糖并不能在人体内被消化酶分解吸收，但是可以被人体肠道内的双歧杆菌利用，引起双歧杆菌的增殖，而大豆低聚糖对于有害细菌的增殖作用非常小。双歧杆菌在肠道内将大豆低聚糖分解成乳酸和醋酸，降低肠道pH，抑制有害细菌生长，从而达到改善肠道环境的目的。在制作豆制品的过程中，豆子磨成浆煮沸再经过凝固的过程使绝大部分蛋白质都形成固体，而大豆低聚糖的水溶性非常好，所以大部分的大豆低聚糖都随之存在于废水之中。

因为有以上功能性物质的存在，如果仅仅将豆制品加工废水进入污水处理系统处理后排放，不仅大大浪费了优质的资源，而且将大大增加污水处理的难度及成本。综合处理豆制品废水是回收利用其中的有效成分，并且在回收以后能明显的降低废水的COD、可溶性固形物含量以及其他指标，这样做既有效地处理了废水，又使得对豆制品废水处理的投入有了回报，是一举两得的事情。

目前对于豆制品废水综合利用的主要方法如专利CN 103265614 A所公开的：将废水预处理后，经超滤膜得蛋白浓缩液和超滤膜透过液；浓缩蛋白液制成大豆蛋白粉，超滤膜透过液经树脂吸附后，用乙醇洗脱树脂，洗液用于制大豆异黄酮；树脂流出液经过纳滤膜得到低聚糖浓缩液和纳滤膜透过液，低聚糖浓缩液用于制低聚糖粉，纳滤膜透过液再经过反渗透膜，可得纯水。

目前的技术主要是通过膜分离的方法回收蛋白，用树脂吸附或溶剂法回收大豆异黄酮。但是由于豆制品废水的固形物含量很低，仅为1％左右，采用上述方法处理的设备成本非常大，而且油脂等其他有机质对膜及树脂的干扰作用很大，设备清洗、再生或更换的周期短，操作的效率非常低。针对以上缺点，本发明提出一种豆制品加工废水高效回收利用的方法。

发明内容