水剂法提取花生油中的破乳研究

第31卷第5期河南工业大学学报(自然科学版)

Vo.l 31,N o .5

2010年10月Journa l o fH enan Un iversity of Techno l o gy(N atural Sc i e nce Edition)O c.t 2010

收稿日期:2010 07 08

基金项目:河南工业大学博士基金项目(150339)

作者简介:章绍兵(1975 ),男,安徽无为人,讲师,博士,主要从事与食品生物技术相关的教学和科研工作.

文章编号:1673 2383(2010)05 0001 04

水剂法提取花生油中的破乳研究

章绍兵,吕燕红,胡 玥,汪 乔

(河南工业大学粮油食品学院,河南郑州450052)

摘要:对于水剂法提取花生油过程中形成的乳状液,分别采取酶法和化学方法进行破乳研究.结果发现,碱性蛋白酶2709和NaC l 都可以有效破乳.碱性蛋白酶2709的最佳破乳条件是:温

度55 ,p H 8.5,加酶量1120I U /g ,时间1h ;NaC l 的最佳破乳条件是:温度55 ,添加量5%(W /W ),时间1h .在此条件下,乳状液的破乳率均可达到或超过95%.关键词:水剂法;花生;破乳;蛋白酶

中图分类号:TS201.2 文献标志码:B

0 前言

花生富含油脂和蛋白质,是世界食用油、蛋白质及食品原料的重要来源.我国是世界上重要的花生生产国之一,2008年全国花生总产量约为1360万,t 花生油的年产量约为188.6万,t 约占全球花生油年产量的37%

[1]

.目前,工业制取花

生油的主要手段是压榨(以热榨为主)或溶剂浸出.由热榨和浸出法得到的花生粕目前主要作为饲用.在植物蛋白质中花生蛋白质营养价值仅次于大豆蛋白质,但抗营养因子含量要比大豆的少[2]

.因此,充分开发和利用花生蛋白质,对于弥补当前食品蛋白质资源的不足具有重要意义.由现行制油工艺无法直接得到花生蛋白质,而通过花生粕提取蛋白质往往也因为粕曾受过高温处理,难以获得理想的得率.

水剂法(也称为水溶法)制油工艺研究从上世纪50年代开始于花生

[3]

,之后又发展到其他各

种含油原料[4-6]

.该法最大的特点是可以同时从

油料中提取油和蛋白质.但由于在制油过程中会形成大量的乳状液(O /W ),严重影响到游离油的分离,这也是制约该工艺推广应用的 瓶颈 .为提高水剂法制油工艺的油脂得率,对乳状液进行破乳是必需而且可行的,目前已报道的破乳手段

主要有加热

[7]

、冷冻解冻

[8]

、转相法

[9]

和高速离

心

[10]

等.这些方法尽管可以有效破乳,但因为能

耗大难以在大规模生产中推广应用.酶法破乳是

美国爱荷华州立大学正在研究的一种新型生物破乳方法,对于大豆水剂法制油过程中形成的乳状液,已发现碱性内切蛋白酶Protex 6L 具有良好的破乳作用

[11-12]

.此外,Zhu 等

[13]

发现食盐和乙醇

也能不同程度地破坏水剂法制取海胆性腺油形成的乳状液.为了完善水剂法制油技术以及加快其工业化应用进程,对这些新型低耗能破乳方法进行研究,无疑具有重要的意义.

作者以花生水剂法制油过程中产生的乳状液为研究对象,筛选适合花生乳状液破乳的酶种,优化酶法破乳的工艺条件,同时还对花生乳状液进行了无机盐破乳试验.

1 材料与方法

1.1 材料

花生仁(水分3.77%,蛋白质29.64%,粗脂肪46.80%):市售.

Protex 6L 碱性蛋白酶:杰能科(无锡)生物工程有限公司赠送,最适p H 7.0~10.0,最适温度30~70 ,实测酶活265882I U .A lcalase 2.4L 碱性蛋白酶:诺维信(中国)生物技术有限公司,最适p H 8.0~10.0,最适温度40~60 ,实测酶活280800I U .2709碱性蛋白酶:北京东华强盛生物技术有限公司,最适p H 9.0~12.0,最适温度40~50 ,实测酶活112000I U .1398中性蛋白酶:

2 河南工业大学学报(自然科学版)第31卷

北京东华强盛生物技术有限公司,最适p H 6.5~7.5,最适温度35~45 ,实测酶活89411I U .氯化钠、无水氯化钙(分析纯):天津市科密欧化学试剂有限公司;其他试剂均为分析纯.1.2 主要仪器与设备

A 88组织均浆机:江苏金坛医疗仪器厂;胶体磨:温州市天宏轻工机械有限公司;SHA C 水浴恒温振荡器:巩义市予华仪器有限责任公司;LD5 10离心机:北京医用离心机厂;D W 1恒速搅拌器:巩义市予华仪器有限责任公司;GL 20G 离心机:上海安亭科学仪器总厂.1.3

方法

1.3.1 水剂法提取花生油的工艺流程

工艺流程如图1所示.

图1 水剂法提取花生油的工艺流程具体操作方法:

浸泡:将适量花生仁和蒸馏水按1︰10浸泡12h.

第1次磨浆:使用组织均浆机对花生进行初步粉碎.

第2次磨浆:使用胶体磨对花生进一步粉碎,调节磨头间隙为50 m.

浸提:将适量花生浆转移至具塞锥形瓶中,用4m ol/L Na OH 调节体系p H 值为10.5,放入水浴恒温振荡器中,55 下振荡1h .

离心:将物料转移至离心机中进行离心(4000r /m i n ,15m i n ).

取乳状液:用吸管吸出上层少量清油;再用小勺取出乳状层,放入烧杯中4 冷藏备用.1.3.2 乳状液破乳

取适量乳状液放入50mL 离心管中,再将其置于恒温水浴锅中(55 ),调节好相应p H 后添加酶制剂或无机盐,使用恒速搅拌器搅拌一定时间后,再进行离心分离(4000r /m i n ,10m i n ),用吸管吸出上层清油,称重.

破乳率=清油质量∕乳状液含油量 100%.1.3.3 测定方法花生仁和乳状液水分含量的测定:直接干燥法,参照GB /T 5009.3 2003;花生仁和乳状液粗

蛋白含量的测定:凯氏定氮法,参照GB /T

5009.5 2003;花生仁和乳状液粗脂肪含量的测定:索式抽提法,参照GB /T 5009.6 2003.先将乳状液真空干燥后再进行脂肪含量测定.

1.4 数据统计与分析

在蛋白酶的筛选和无机盐破乳试验中,结果以两次以上试验的平均值表示,并使用SPSS 13.0forW i n dow s 软件进行单因素方差分析,P <0.05代表差异显著.

2 结果与讨论

对于水剂法提油工艺,原料研磨是非常重要的工序.采用干法研磨虽然可以显著减少乳状液的形成,但若磨细花生耗能较高;采用湿法研磨则容易达到提油的粒度要求,但乳化程度严重,需要配套适合的破乳技术.蛋白质被认为是贡献该种乳状液稳定性的关键因素[14]

.油料细胞中的油小体在天然状态下表面被油体蛋白膜覆盖,虽然经过研磨后部分油体蛋白膜被破坏,但在搅拌浸取

过程中水相中游离的蛋白质分子,也趋于吸附到油水界面上,从而形成稳定的乳状液.通过对本试

验条件下形成的多批花生乳状液成分进行分析,发现其中油的比例占55%~66%,RSD 值为6.50%;蛋白质含量为0.9%~1.7%,RSD 值为29.69%;水分含量为28%~37%,RSD 值为11.65%.2.1 蛋白酶的破乳效果

为了能够显著降低蛋白质分子质量,选择的均是细菌内切蛋白酶,不同蛋白酶的破乳效果见图2.

温度55 ;时间45m i n ;碱性蛋白酶p H 9,中性蛋白酶p H 7.5;加酶量1000I U /g .

图2 不同蛋白酶的破乳率

由图2可以看出,与对照组相比,往花生乳状液中添加不同种类的内切蛋白酶均可在不同程度上破乳.其中碱性蛋白酶2709破乳率最高(70%),对大豆乳状液有很好破乳效果的碱性蛋白酶Protex 6L

[11-12]

也可以较好地破坏花生乳状