水剂法提取核桃油工艺的研究

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关键词 核桃油 水剂法 工艺
核桃位 列世界四大干果 ( 核桃、扁桃、腰果、榛 子 ) 之首, 有 木本油料之王 的称号 [ 1] 。核桃油不饱 和脂肪酸含量高, 是高级 的食用营养油。作为小品 种的特种油, 核桃油的开发利用前景广阔。
现代制油工艺方法丰富多样, 为 核桃油的生产 开发提供了前提和基础。但 是核桃品种繁多, 原料 来源分散, 个体性状差异较大, 都给核桃油的提取带 来了困难。传统的水代法虽 然出油率较高, 却也存 在核桃蛋白热变性严重问题, 而溶剂法的规模化生 产不太适合小品种油料生产。目前, 核桃提油最常 用的方法是 机械压 榨法, 该法 工艺简 单、配 套设备 少、生产灵活, 但是存在核桃仁的出油率和综合利用 率都不高, 尤其是核桃蛋白变性大、残油率高, 再利 用价值降低等诸多缺点。
h以内有明显的提高; 当搅油时间大于 3h时, 出油率 的增加幅度缓慢。鉴于工业生产的能耗及缩短工艺 周期, 同时为了避免核桃 浆液因微生物繁殖而影响 产品品质, 搅油时间不宜太长, 故试验选定搅油时间 为 3 h。
2 结果与分析
2. 1 核桃仁的基本成分
经测试核桃仁中水分及挥发物含量为 4. 58% ,
05) 。水剂法提取核桃油的最佳工艺组合为, 搅油时
间 4 h磨浆料水比, 1 3, 离心转速 4 800 r /m in。该
组合在试验设计方案中, 出油率为 72. 00% 。
表 3 方差分析表
变异来源 A(磨浆料水比 ) B(离心转速 ) C (搅油时间 ) 误差 e
偏差平方和 249. 87 53. 29 517. 64 1. 58
出仁率、粗脂肪、粗蛋白含量 (湿基 )见表 1。
表 1核桃 (仁 )的基本成分
测试项目
出仁率
粗脂肪
粗蛋白
含量 /%
42. 40
61. 71
15. 32
2. 2 单因素试验 2. 2. 1 搅油温度对出油率的影响
搅油温度和出油率的关系见图 1。由图 1可以 看出, 温度在 25 ~ 65 之间, 温度 越高, 出油率越 低, 当温度大于 65 时, 出油率反而急剧增加。这 是因为核桃蛋白的变性温度为 67. 05 [ 4] , 在 25~ 65 之间, 蛋白质的溶解度随着温度的升高而增加, 分子的立体结构伸展, 对油滴的吸附能力增大, 出油 率减小; 当温度大于 67. 05 时, 核桃蛋白质变性, 分子间相互结合凝沉, 对油滴的吸附能力骤降, 所以 出油率急剧增加。考虑到对 核桃蛋白的利用, 选取 低于蛋白变性的温度, 25 条件温和, 实现操作简单 经济。
自由度 2 2 2 2
F值 157. 65 33. 62 326. 59
1. 00
显著性 ** * **
注: F0. 05 ( 2, 2) = 19. 00, F0. 01 ( 2, 2 ) = 99. 00。
2. 4 核桃油的基本理化指标
对于水剂 法提取 核桃油 基本理 化指 标进 行测 定, 并与 相应一些 核桃油标 准 [ 6] 作了 比较, 结果见 表 4。
图 1 搅油温度对出油率的影响
2. 2. 2 搅油时间对出油率的影响 由图 2可知, 随着搅油时间的增加, 出油率在 3
图 3 磨浆料水比对出油率的影响
2. 2. 4 离心转速对出油率的影响 不同的离心转速对出油 率的影响如图 4 所示,
图 4结果表明, 随着离心转速的增加, 出油率明显上 升。离心转速在 4 800 r /m in时比 4 200 r/m in时的 出油 率增 加 不明 显。为 了 降低 能 耗, 所 以 本试 验 4 200 r /m in为合适的离心转速。 2. 3 正交优化试验
1. 3. 1 单因素试验
( 1)搅油温度对出油率的影响: 在磨浆料水比为
1 3, 搅油时间为 3 h, 离心转速为 4 200 r /m in, 温度
分别为 25、35、45、55、65、75 的条件下, 研究搅油温
度和出油率的关系。
( 2)搅油时间对出油率的影响: 在 25 , 磨浆料
水比为 1 3, 离心转速为 4 200 r/m in离心转时, 搅
1. 0
过氧化值 /m g /kg
5. 0
水分及挥发物 /%
0. 1
注: 水剂法 - 核桃油的理化指标是以在 4
5. 0
3. 57
10. 0
未检出
0. 10
0. 21
贮藏 6个月以上的核桃
油测定的。
由表 4可知, 水剂法提 取的核桃油品 质好。所
测试核桃油是离心后未有其他精炼处理 的, 所以水
分及挥发物含量较高。过氧化值未检出而酸价相对
参考文献
[ 1]张毅萍. 世界 及我国 核桃 生产概 况和 几个问 题 [ J]. 林 业 科技与市场信息, 2002( 3): 52- 55
[ 2]倪培德, 陈大 淦, 唐年初. 植物油制 取与加 工工艺 学 [ M ]. 无锡: 无锡 轻工业学院, 1993
e (空列 )
1
1 ( 3 ) 1 ( 3 600 ) 1 ( 2)
1
2
1
2 ( 4 200 ) 2 ( 3)
2
3
1
3 ( 4 800 ) 3 ( 4)
3
4
2 (4)
1
2
3
5
2
2
3
1
6
2
3
1
2
7
3 (3)
1
3
2
8
3
2
1
3
9
3
3
2
1
k1
63. 44
56. 52
49. 48
60. 44
k2
52. 51
61. 52
图 2 搅油时间对出油率的影响
2. 2. 3 磨浆料水比对出油率的影响 图 3表明, 当磨浆料水比小于 1 3时, 出油率随
着磨浆料水比的增加而上升; 当磨浆料水比大于 1 3时, 出油率却随着磨浆料水比的增加而下降。这可 能是因为: 在磨浆料水比小于 1 3时, 随着磨浆料 水比的增加, 浆液中的蛋白质 - 水、蛋白质 - 蛋白质 之间的相互作用增强, 使得搅油的效果增强; 当磨浆 料水比大于 1 3 时, 随着磨浆料水比 的增加, 浆液 中的蛋白质的浓度降低, 搅油的效果下降, 同时离心 后水相增加, 其中残油必定增加。所以试验选择 1 3 为最 适磨 浆料 水比。
在单因素试验的基础上, 选取磨浆料水比、搅油 时间、离心转速为试验因素, 以出油率为试验指标,
第 23卷第 4期
李 劲等 水剂法提取核桃油工艺的研究
13 1
设置三因素 ( A、B、C ) 三水平 ( 1、2、3) 试验, 选用 L9 ( 34 ) 正交表安排试验。考虑到磨浆料水比为 2时, 浆
液的黏度很大, 对搅油的搅拌机械性能要求高, 耗能
率的影响主次顺序为 C > A > B, 即搅油时间对出油
率的影响最 大, 其 次为磨 浆料 水比, 最后为 离心转 速, 最佳工艺条件是 C3A 1 B3。方差结果分析 ( 表 3) 表明, 磨浆料水比、搅油时间对出油率的影响极显著
( = 0. 01) , 离心转速对出油率的影响显著 ( = 0.
2008年 7月 第 23卷第 4期
中国粮油学报
Journal o f the Ch inese C erea ls and O ils A ssoc ia tion
Vo .l 23, N o. 4 Ju.l 2008
水剂法提取核桃油工艺的研究
李 劲 罗勤贵 徐向东 欧阳韶晖 张国权
( 西北农林科技大学 食品科学与工程学院, 杨凌 712100)
的测定: GB /T 14489. 2 1993。
1. 2. 3 出油率测定
核桃 去壳 核桃仁 压碎 磨浆 搅油 离心
清油
出油率
=
上层清油质量 料浆中的总油质量
10 0%
1. 2. 4 毛油品质的测定 水分及挥发物含量测定: GB /T 5528. 1 1995; 酸
价: GB /T 5530 2005; 过氧化值: GB /T 5538 2005。 1. 3 试验设计方案
( 4) 离心转速对出油率的影响: 在 25 , 磨浆料 水比为 1 3, 搅油时间为 3 h, 分别设置离心转速为 2 400、3 000、3 600、4 200、4 800 r /m in, 比较不同离心 转速对出油率的影响。 1. 3. 2 正交优化试验
在单因素试验的基础上, 选取磨浆料水比、搅油时 间、离心转速为试验因素, 以出油率为试验指标, 设置三 因素三水平试验。选用 L9 ( 34 )正交表进行试验 ( 见表 2)。每个试验组合重复两次, 结果取其平均值。
表 4 核桃油质量对比
项目
一级核桃油 欧共体核
标准
桃油标准
水剂法 核桃油
色泽 (罗维朋比 色计 25. 4 mm 槽 )
Y 35 R 3. 0 淡黄绿色
淡黄色
气味、滋味、透明度
具有核桃油
固有气味和 滋味, 无异
味, 透明
Baidu Nhomakorabea
具有核桃油 具有核桃油 固有气味 固有气味和 和滋味 滋味, 无异味,
酸价 /m g / g
1. 2 试验方法 1. 2. 1 出仁率
从原料核桃中, 随机抽取核桃约 500. 00 g, 逐个
取仁, 称重。
出仁率
=
核桃仁质量 原料核桃质量
1 00%
1. 2. 2 基本成分测定
水分及挥发物含量测定: GB /T 14489. 1 1993;
粗脂肪含量测定: GB /T 14488. 1 1993; 粗蛋白含量
摘 要 为了寻求一种既简易可行又能同时保证核桃蛋白质量的核桃油提取方法, 分析了水剂法提取核 桃油的工艺, 探讨了搅油温度、搅油时间、磨浆料水比、离心转速对出油率的影响。通过单因素和正交优化试 验确定最佳工艺条件为搅油温度 25 , 搅油时间 4 h, 磨浆料水比 1 3, 离心转速 4 800 r/m in, 其出油率可达 72. 00% 。核桃油品质良好。
水剂法是利用油料中的非油成分 对油和水 亲 和力 的差异, 同时利用油水比重不同而将油脂与蛋 白质等分离出来的方法 [ 2 ] 。该法工艺条件温和, 在 提油的同时可得到变性较低 的蛋白, 与溶剂浸出法 相比它, 具有简单、安全可靠而经济的特点 [ 3] 。通过 研究水剂法提取核桃油进行 研究, 以期找到更简单 可行的生产工艺, 能够指导实际生产。
过高, 可能是水剂法提油 使得油脂水解的游离脂肪
酸所致。
3 结论
3. 1 本试验研究表明, 水剂法提取核桃油中磨浆料 水比、搅油时间对出油率的影响极显著, 离心转速对 出油率的影响 显著, 所得最佳工艺为温 度 25 , 搅 油时间 4 h, 磨浆料水比 1 3, 离心转速 4 800 r/m in, 其出油率可达到 72% 。核桃油品质良好。 3. 2 在温度低于核桃蛋白变性温度时, 随着温度的 升高, 出油率 降低; 在温 度大于 核桃蛋 白变性 温度 时, 出油率随温度升高而增加。在 25 条件下, 提 油率高, 且获得的粗蛋白变性较小, 色泽较浅, 脱脂 粗蛋白更利于核桃乳饮料的加工和口感, 乳化层的 蛋白酱还可以加工成其他核桃蛋白产品。
大。因此对该因素进行拟水平处理 ( 原 1、3水平拟 水平为 ; 原 2水平拟水平为 ) [ 5] , 试验方案及结 果 ( 见表 2) 。
图 4 离心转速对出油率的影响
表 2 L9 ( 34 )正交试验安排及结果分析
因素
实验号 A ( 磨浆 B ( 离心转 C (搅油 料水比 ) 速 / r /m in ) 时间 / h)
1 材料与方法
1. 1 试验材料 核桃: 市售, 产于陕西千阳
基金项目: 西北农林科技大学科研专项 ( 05ZR 004) 收稿日期: 2007- 04- 19 作者简介: 李劲, 男, 1982年出生, 硕士, 油脂及植物蛋白 通讯作者: 张国权, 男, 1968年出生, 副教授, 粮食、油脂及植物蛋白
63. 20
60. 01
k3
63. 91
61. 83
67. 18
59. 41
R
11. 40
5. 31
17. 70
1. 03
出油率 /%
50. 01 68. 31 72. 00 51. 78 61. 78 43. 96 67. 76 54. 46 69. 52
由极差分析 ( 表 2) 可以看出, 各试验因素对出油
油时间分别为 1、2、3、4、5 h的条件下, 测试不同搅油
时间对出油率的影响。
( 3)磨浆料水比对出油率的影响: 在 25 , 搅油 时间为 3 h, 离心转速为 4 200 r /m in时, 分别在磨浆
13 0
中国粮油学报
2008年第 4期
料水比为 1 2. 0、1 2. 5、1 3. 0、1 3. 5、1 4. 0的 条件下, 比较不同磨浆料水比对出油率的影响。
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