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大豆新功效成分的开发与利用

中国大豆网 / 2017-06-23

中国是大豆的故乡,在漫长的历史发展长河中,“大豆养育了中华民族”。近代科学发现,养育中华民族的大豆功效成分主要存在于豆粕之中,高温豆粕是大豆油脂加工业产量最高的产品,能否将高温豆粕中的有效成分提取出来,是振兴中国大豆油脂加工业。

  由国家大豆深加工技术研究推广中心发明的以高温豆粕为原料,连续提取高纯度大豆低聚肽、大豆异黄酮、大豆复合功效因子、面制品专用大豆浓缩蛋白等成分,由于提取物的生产工艺、理化指标有别于国内外的同类产品,属于自主创新发明专利,所以暂称为“新功效成分”。

  1.大豆新功效成分与功效试验

  (1)高纯度大豆低聚肽 20世纪70年代以来,人类发现大豆蛋白经控制性水解、精制后,可生成一种小分子蛋白,有别于结构复杂的、分子量主要分布在105D以上的普通蛋白质。至21世纪初我国制订大豆肽粉行业标准,将分子量不高于104D的大豆蛋白质统称为大豆肽。

  本项目发明生产:的高纯度大豆低聚肽是以高温脱溶豆粕为原料,首次采取分离提取非蛋白成分,逆向留存、生物酶解非水溶性蛋白,产品的蛋白纯度不低于96.02%,远高于国内外同类产品,分子量分布不高于 1041)的成分为94.39%,明显小于国内外同类产品,溶解度为100%,NSI值为100%,灰分不高于1.5%。为区别于国内外同类大豆肽产品,暂命名为“高纯度大豆低聚肽”。高纯度大豆低聚肽生产综合成本为50元/kg,出厂价按150元/kg计,每1t豆粕仅加工正高纯度大豆低聚肽一项,利税就大于1万元。

  试验结果证明,给猪灌饲喂高纯度大豆低聚肽后,在给药5min后,在血中检出;给药后10min,血中药物浓度达到峰值。高纯度大豆低聚肽,摄入后可不经消化酶解过程直接快速入血、吸收,是普通蛋白质摄入后需4h左右才能在血中检出的入血时间速度的2%。

  高纯度大豆低聚肽灌胃给予昆明种小白鼠剂量为10g/kg~30g/kg,急性毒性试验结果表明,小鼠无中毒现象出现。

  试验小鼠在灌服每1kg体重50mg剂量的高纯度大豆低聚肽后,游泳时间明显长于对照组,游泳时间最长的试验组为灌服10min与20min后的小鼠,平均游泳时间分别达到25.06min与32.35min,是对照组的4.12倍与5.32倍。与药物动力学试验结果完全一致,即摄入高纯度大豆低聚肽后 10min达到血药峰值,同时产生明显的快速转化体能、短期内(10min)即可产生抗疲劳作用的功效。

  (2)大豆异黄酮 本项目提取的高纯度异黄酮,总异黄酮为95.93%,其中染料木苷为90.61%、大豆苷为5.32%,中试阶段产品已对日本出口。

  染料木苷与大豆苷虽然同属大豆异黄酮一族,但由于结构不同,医疗保健功效不同。

  实验结果表明,高纯度大豆异黄酮对小鼠乳腺癌有明显的抑制作用,抑瘤率达36.0%~61.3%。同时表明,妇女服用低纯度大豆异黄酮每日约为5g,相当于服用染料木苷(G)约为20mg,经自身对照统计学处理显示P低于0.01,差异性显著,能明显提高女性雌二醇含量水平,具有推迟妇女更年期、延缓衰老的作用。

  (3)大豆复合功效因子 大豆复合功效因子是本项发明的一种新产品,含有人体生长发育与医疗保健必需的多种营养成分。

  本项目生产的大豆复合功效因子由于综合加工,生产成本板低,每1kg综合生产成本为30元,如按美国FDA推荐每人每日摄入20mg~90mg异黄酮,用于防治女性肿瘤,则每日用药费用支出仅为0.09元~0.15元,是一种可实现保健营养大众化的廉价新产品。

  (4)面制品专用大豆浓缩蛋白 本项目生产的面制品专用功能性大豆浓缩蛋白,由于综合利用成本大幅度降低,成本低于3000元/t,中试产品出口售价为550美元/t,是我国目前同类浓缩蛋白(蛋白质≥65%)售价的50%,利用面制品专用功能性大豆浓缩蛋白添加于面粉中,可强化面粉蛋白含量。

  2000年11月美国心脏病协会指出,每人每日摄入大豆蛋白50g,可有效降低心脏病对人体的危害。检验结果证明,以添加面制品专用功能性大豆浓缩蛋白的高蛋白面粉为原料与对照面粉相比,加工品品质全面提高,其中蛋糕提高10%、面包提高2%、面条提高3%。

  面制品添加面制品专用功能性大豆浓缩蛋白,使面制主食大豆蛋白营养强化,是实现《国家大豆行动计划》关于全民提高大豆蛋白摄入量,最简捷、最安全、最便于实施的方式,由于高蛋白面粉基本不增加国家与居民的经济负担,又可改善全民大豆蛋白营养供给状况和有效防治心血管疾病。 2004年,本项发明研制成功的高蛋白面粉已被国家科技部批准为《国家科技成果重点推广计划项目》(2004EC112号),2005年本项目研发的专利产品(ZL99113106.1)高蛋白面粉被公众营养与发展中心批准为《营养健康倡导产品》。

  2.大豆新功效成分的效益分析

  在大豆加工领域,国内外均认为不可逆的热致过度变性使高温豆粕失去加工功能,只能用做饲料。本项目自主创新的发明专利采取分离提取高温豆粕中的非蛋白成分,逆向留存、生物酶解过度变性蛋白,将高温豆粕中的全部对人类有益成分综合提取,生产排放水COD值不高于25mg/L,循环用于生产,而使成本大幅度下降。由于分别提取,避免了不同成分相互混合而产生降低纯度的不良效应,从而使产品纯度显著提高。本项目由于连续提取,产品种类高于其他生产工艺的品种生产数量,由于综合得率提高,单位原料豆粕经本项发明专利技术加工后,同比综合效益得到大幅度提高,以加工1t高温豆粕为例,可新增利税2万元以上。即使效益波动,按波动系数为50%计,每1t豆粕加工利税也在1万元以上,而且本项目生产的大豆新功效成分无任何毒副作用。在当前全人类普遍追求天然、健康、美容、长寿的今天,大豆新功效成分将有着广阔的市场。本项目生产的高纯度、低成本大豆加工品,对于我国大豆加工业的全面振兴、面向世界增收创汇将起到积极促进作用。

  在不影响我国饲料行业对高温豆粕需求的前提下,采用自主创新高技术对我国资源丰富的高温豆粕进行深加工,可使附加值大幅度提高,缩短油脂加工业扭亏为盈的周期,拉动大豆产业的发展。

  高、低温豆粕提取蛋白质、短肽、核酸、异黄酮、皂甙、低聚糖的方法与用高温或低温豆粕提取复合性大豆功能因子的方法等项发明具有高附加值的特点,大豆加工是拉动大豆产业发展的龙头,加业产生高效益,高效益刺激必然引发大豆产业大发展。原料大豆种植是大豆加工的第一车间,按国家科技成果重点推广计划内容转化后,凡采用本发明专利的大豆加工业,应以订单形式,向原料大豆生产专业户实行订单农业,将大豆加工业新增利润,以优质优价、工业反哺农业的方式,适当让利于原料大豆生产专业户,大豆加工企业虽然向豆农让利,但由于自主创新发明专利技术具有高附加值,所以对加工企业不构成新增负担,对农民却是显著增收,相当于在不增加耕地、不增加农业投入的条件下,依靠自主创新高技术使豆农增收,使大豆加工企业与原料大豆种植农户实现双赢。自主创新大豆加工高技术对农民迅速致富,缩短我国解决“三农”问题的周期,将起到积极的实际效果。