1、豆制品廢水成分及其特性

在食品廢水處理當(dāng)中豆制品生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水中,泡豆水中的雜質(zhì)比較多,而清洗設(shè)備所用的水可以進(jìn)行循環(huán)利用,大豆黃漿水中的可回收成分含量較高,所以對廢水的綜合利用對象主要是黃漿水。大豆黃漿水中含有大豆乳清蛋白、多肽、低聚糖以及異黃酮等有機(jī)成分,一般常用的廢水處理方法是利用好氧或者厭氧對廢水進(jìn)行消化后達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)后排放,這種處理方法雖然非常有效,但處理工序比較復(fù)雜,且需要一定的設(shè)備以及運(yùn)行成本,十分不經(jīng)濟(jì)。綜合處理豆制品廢水可以回收利用其中的有效成分,并且在回收以后能明顯降低廢水的COD、可溶性固形物含量以及其他指標(biāo),這樣做既有效的處理了廢水,又使得對豆制品廢水處理的投入有了回報,一舉兩得。

豆制品廢水中的成分和堿溶酸沉法生產(chǎn)大豆蛋白時所產(chǎn)生的大豆乳清廢水的成分極為相似,其主要成分都是水溶性好的糖和未沉淀的蛋白,豆制品廢水處理的方法也可以參考處理大豆乳清廢水的方法來進(jìn)行。

2、從豆制品廢水中提取功能性成分

2.1從豆制品廢水中提取蛋白質(zhì)

豆制品廢水中含有的蛋白質(zhì)多數(shù)為大豆乳清蛋白,豆制品廢水中乳清蛋白主要成分為2S成分和β-55淀粉酶,相對分子質(zhì)量主要分布在10000~30000,并且在pH2~10都有良好的溶解性和起泡性。其中2S成分中的胰蛋白酶抑制劑對人體有著特殊的功效,胰蛋白酶抑制劑在傳統(tǒng)上被認(rèn)為是抗?fàn)I養(yǎng)因子,是在進(jìn)行豆制品加工中要除掉的成分,但是低濃度的胰蛋白酶抑制劑有一定抑制癌癥發(fā)生的效果,還有降低血膽固醇的功效。

2.1.1超濾法分離蛋白質(zhì)

在豆制品廢水的成分中,蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量明顯要高于低聚糖、異黃酮和皂苷等小分子物質(zhì),而超濾可以截留一定相對分子質(zhì)量的物質(zhì),使小于此相對分子質(zhì)量的物質(zhì)大多數(shù)可以通過超濾膜,所以可以使用超濾的方法來截留蛋白質(zhì),使其他小分子物質(zhì)透過,達(dá)到分離廢水中蛋白質(zhì)的作用。

2.1.2絮凝法分離蛋白質(zhì)

分離豆制品中蛋白質(zhì)時使用絮凝法也可以達(dá)到效果,絮凝劑與蛋白質(zhì)交聯(lián)形成大分子的結(jié)合物,使得膠體溶液不再穩(wěn)定,蛋白質(zhì)同絮體一起沉淀,達(dá)到分離蛋白質(zhì)的目的。傳統(tǒng)處理廢水投放的絮凝劑多為聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺,這些物質(zhì)對人體都有著不良的影響。殼聚糖是近年被發(fā)現(xiàn)的天然環(huán)保絮凝劑,是新型的生物絮凝劑,在稀溶液中,殼聚糖分子中的游離氨基質(zhì)子化,使其表面帶正電,與水中帶負(fù)電的膠體微?；ハ辔?使膠體脫穩(wěn)從而產(chǎn)生絮凝沉淀。殼聚糖對有機(jī)和無機(jī)懸浮液都有良好的絮凝作用,對有機(jī)含蛋白質(zhì)廢水絮凝效果良好。

采用絮凝法需要選好絮凝劑和控制好絮凝劑的添加量,在絮凝劑不合適的情況下很難達(dá)到理想的絮凝度。如過多加入絮凝劑,蛋白質(zhì)脫除率可能會高,但是絮凝劑在廢水中也將成為難以去除的成分。

2.1.3泡沫法分離蛋白質(zhì)

泡沫法分離蛋白質(zhì)是利用蛋白質(zhì)的表面性質(zhì),從液體中吸附分離蛋白質(zhì)的方法,具體方式為向液相中鼓入空氣,在液相中形成氣泡,蛋白質(zhì)這種具有表面活性的物質(zhì)就會聚集在氣泡表面,氣泡上浮以后收集泡沫,蛋白質(zhì)在泡沫中與液相分離而被濃縮,從而達(dá)到分離蛋白質(zhì)的目的。

2.2從豆制品廢水中提取大豆異黃酮

大豆異黃酮是存在于大豆中的一種生物活性成分,有著預(yù)防癌癥、調(diào)節(jié)雌性激素、抗氧化、預(yù)防骨質(zhì)疏松等多種生理功能,其物理性質(zhì)并不易溶于水,但是在熱水中具有一定的溶解性,所以在豆制品成型步驟隨著廢水流出一部分,約占大豆總異黃酮含量的50%左右,在廢水中濃度為0.1~0.2mg/mL。從豆制品廢水中回收異黃酮的方法主要有大孔樹脂吸附法和有機(jī)溶劑萃取法。

2.3從豆制品廢水中提取大豆低聚糖

大豆低聚糖是大豆中可溶性寡糖的總成,其主要成分為棉籽糖、水蘇糖和蔗糖。其中棉籽糖和水蘇糖并不能在人體內(nèi)被消化酶分解吸收,所以人體不能直接利用大豆低聚糖,但是大豆低聚糖可以被人體腸道內(nèi)的雙歧桿菌利用,引起雙歧桿菌的增殖,而大豆低聚糖對于有害細(xì)菌的增殖作用非常小。雙歧桿菌在腸道內(nèi)將大豆低聚糖分解成乳酸和醋酸,降低腸道pH,抑制有害細(xì)菌生長,從而達(dá)到改善腸道環(huán)境的目的。

在制作豆制品的過程中,豆子磨成漿煮沸再經(jīng)過凝固的過程時絕大部分蛋白質(zhì)都形成固體,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隨之存在于廢水之中。豆制品廢水經(jīng)過超濾之后由于低聚糖分子量較小,所以大部分都進(jìn)入了超濾的透過液,超濾透過液經(jīng)活性炭脫色和離子交換脫鹽之后可以得到較為純凈的糖液,再經(jīng)真空濃縮和噴霧干燥得到低聚糖成品。

3、利用豆制品廢水進(jìn)行微生物培養(yǎng)

豆制品廢水中營養(yǎng)物質(zhì)含量均勻,且有毒害物質(zhì)含量少,可以通過一定手段的預(yù)處理之后作為培養(yǎng)液來培養(yǎng)微生物。

4、利用豆制品廢水作為食品加工原料

在豆制品綜合利用的方法中,無論是使用分離技術(shù)分別從廢水中提取蛋白質(zhì)和大豆低聚糖等物質(zhì),還是利用豆制品廢水進(jìn)行微生物培養(yǎng),在利用完廢水以后都會產(chǎn)生新的廢物。豆制品廢水經(jīng)過過濾、調(diào)配以后可以制作成為飲料。

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