CN103173274B - 米曲霉两步法固态发酵油料作物辅助冷榨制油的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种利用米曲霉两步法固态发酵冷榨提取大豆等油料作物油脂的工艺，包括以下步骤：大豆等油料作物脱皮、粉碎、浸泡后加入高压灭菌锅灭菌或微波杀菌、调节水分含量后，向固态基质接入菌体对数期种子液或者孢子悬浮液，分两阶段进行油脂解离：第一阶段固态发酵产酶培养及测定酶活、第二阶段固态酶解释放油脂成分，发酵后的物料真空干燥，入冷榨机冷榨提油。本发明借助米曲霉菌丝体生长，使菌体酶系渗透及作用于大豆等油料作物组织细胞内，破坏其纤维素骨架，脂蛋白复合体彻底解体，崩溃了油料作物组织结构，油脂得以充分释放，大大提高了油料作物冷榨的出油率。本方法具有便于操作、原料出油率高、无有机溶剂残留、油脂品质安全等特点。

Description

米曲霉两步法固态发酵油料作物辅助冷榨制油的方法

技术领域

本发明是一种提取植物油脂的方法，特别是一种利用微生物米曲霉固态发酵酶解后冷榨提取大豆等油料作物油脂的方法。

背景技术

现行常规的工业化制油方法沿用了传统的热榨工艺和有机溶剂萃取，这两种提油工艺虽然提取油的效率很高，但是都有着各自的弊病。热榨采用了蒸炒的工艺手段，导致优质蛋白的最大限度变性，浪费了大量蛋白资源，间接提高了生产成本，有机溶剂萃取提油尽管出油率很高，但是提油使用的化学溶剂会有少量残留于成品油和饼粕之中，长久食用，有可能对人体健康造成一定的危害，不能满足市场对绿色安全食品的需求，并且提油后的饼粕都只能用作饲料和肥料，限制了本就稀缺的植物资源的综合利用。

自上世纪80年代开始，新提油技术的研发逐渐成为了科学界关注的问题，随着技术手段的进步，提油工艺也取得了丰硕的研究成果，最新的研究热点集中于酶法提油，其中，水酶法最受到油脂业的关注，它是一种利用酶，酶解植物组织结构的提油方法，兼顾了植物原料压榨后的饼粕的蛋白质量，是同时获得油与蛋白的最佳工艺，但是由于油水分离困难，导致一直处于瓶颈，难以取得进一步的发展与应用。

冷榨法提油是油料作物在入榨前，不经过蒸炒等高温处理，入榨的温度低于80度的榨油方法，冷榨后的油不经过任何精炼处理，使得油料中的营养物质得以最大化的保存，尤其是维生素E，磷脂等营养成分。并保证了榨油后饼粕的综合利用，但是其存在的缺点在于榨油后，饼粕的残油量较高，尤其对于低含油作物更是如此，其原因在于只选用机械挤压的方法不能破坏植物组织结构，尤其是纤维素骨架与脂蛋白复合体，导致低含油作物在一般压榨的条件下，出油少或者不出油的现象。

20世纪90年代以来，随着能源与环境问题的日益严重，固态发酵以其独特的优点（如无“三废”排放）获得了人们的关注，固态发酵是指利用自然底物做碳源和能源，或是惰性底物做固体支持物，体系接近无水的发酵过程，在这个发酵系统中一般不存在可自由流动的水，这样的低水分含量意味着只有某些特定的微生物可以被应用于这种发酵方式，通常采用的是对水分含量要求较低的酵母和真菌。除此之外，某些细菌也可以用作固态发酵过程。与液态发酵相比，固态发酵具有产物浓度高，品质好，生产设备简单，成本较低等优势。生产规模化、产品纯化、最终生物量的评估是固态发酵面临的主要挑战，当前并没有能直接解决这一问题的办法，只能通过某些间接的方法来进行评估，例如，氨基葡萄糖评估法、麦角固醇评估法、凯氏定氮蛋白评估、DNA评估、干物质转化率和二氧化碳的变化，近期，数字影像处理技术的发展为一种对固态发酵过程中生物物质进行分析处理的新型工具，其图片是由立体显微镜和数码相机获得，并应用K400软件进行处理。而对于小规模的小试或者中试，由于物料较少，厚度、湿度、温度等条件易于控制，固态发酵的优势即较为明显的表现出来。目前固态发酵与冷榨结合提油技术的研究相对较少，尤其是对于不同菌株对此种工艺的影响研究也有待进一步探索完善，找到适当的菌株是影响提油效果与副产物品质的关键所在。 

发明内容

(1)本发明针对油料作物冷榨提油工艺，尤其是针对低含油作物提油率低或者提不出油的现象，提供一种固态发酵冷榨提油方法，达到提高冷榨工艺提油率的目的。

(2)本发明中固态发酵冷榨提油方法包括以下步骤：

a.将油料作物原料脱皮，清理，粉碎，浸泡后加热放入高压灭菌锅内进行灭菌处理

b.调整灭菌后固体基质水分，利用无菌水调节其物料含水量，接入对数期菌液或孢子悬浮液，放置于培养箱内进行恒温恒湿两阶段分段培养。第一阶段菌体产酶，将接种后物料置于恒温恒湿条件下发酵产酶，第二阶段调节培养温度，进行发酵油脂解离工艺。

c.将步骤b中发酵所得产物进行真空干燥后，放入冷榨机内进行冷榨。

(3)本发明的步骤a中的高压灭菌条件为110℃—130℃，灭菌时间10min—30min，或利用微波灭菌，功率700w，灭菌时间5min—10min，或常压灭菌至上述等效杀菌强度。

(4)本发明所述步骤b中的菌种为米曲霉。

(5)本发明所述步骤b中，利用无菌水调节物料水分含量至其干重的20%—40%，接入对数期种子液或孢子悬浮液的量为物料干重的5%—15%，第一阶段菌体生长产酶25℃—40℃下培养24h—72h，纤维素酶活力达到6000U/mg以上，蛋白酶活力达到1400U/mg以上；第二阶段油脂解离酶解温度为30℃—50℃，酶解时间是继续第一阶段后，继续发酵8h—48h。

(6)本发明所述步骤c中，真空干燥后发酵物料含水率为5%—10%，冷榨温度设定为50℃—75℃，冷榨螺杆转速为40r/min—50r/min。

(7)本发明提供了一种固态发酵冷榨提油的方法，应用本发明中的各项参数，可使得大豆基质充分发酵，大豆组织结构被充分破坏，有效提高冷榨出油率，在发酵完成后，第一阶段菌体生长产酶结束后，能看到基质表面与内部均匀分布的白色菌丝体，菌丝体不仅代表菌株生长状态，并且可以延伸至基质内部，起到物理分解物料的效果，并且可在基质内部直接产酶，进而更加有效的分解大豆组织结构，这是为什么在第二阶段酶解结束后，即可明显看到游离油的一个原因之一，发酵后的物料有芳香气息，所应用菌株米曲霉是一种食品工业中的安全菌株，被用作制作酱油等食品，通过大量实验筛选分析，本工艺冷榨油脂平均提取率可达到70.8%（占大豆总含油的百分比），大大提高了冷榨工艺的提油率。

附图说明

图1是本发明的生产工艺流程图。

具体实施方式

实施例：

物料处理：将油料作物脱皮、清理、粉碎、浸泡后置于高压灭菌锅内进行高压灭菌，灭菌温度为110℃—130℃，灭菌时间为10min—30min，或微波灭菌，功率700w下灭菌5—10min。

水分调节：利用无菌水调节物料水分含量至其干重的20%—40%，再加入对数期米曲霉种子液或者其孢子悬浮液5%—15%（w/w）。

菌体产酶：第一阶段菌体生长产酶25℃—40℃下培养24h—72h。

酶解：第二阶段酶解温度为30℃—50℃，酶解时间是继第一阶段后，继续发酵8h—48h。

真空干燥：真空干燥机控制温度30℃～50℃对发酵后物料烘干，保持其水分含量在4%—10%

冷榨：调节冷榨温度为50℃—75℃，冷榨螺杆转速为40r/min—50r/min进行冷榨提油。

经检测：经过本工艺处理的大豆在冷榨工艺中的提油率可达到70.8%。

Claims (3)

1.一种固态发酵冷榨提取油料作物油脂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将油料作物原料进行脱皮，清理，粉碎，浸泡后放入高压灭菌锅内进行加热灭菌处理，或使用微波炉进行微波灭菌；

（2）调整灭菌后固体基质水分，用无菌水调节物料含水量至其物料干重的20%—40%，接入对数期米曲霉菌液或孢子悬浮液，接种量为物料干重的5%—15%，放置于培养箱内进行恒温恒湿两阶段分段培养；第一阶段菌体产酶，将接种后物料置于恒温恒湿条件下发酵产酶，在相对湿度60%～80%条件下，第一阶段菌体生长25℃—40℃产酶培养24h—72h，纤维素酶活力达到6000U/mg以上，蛋白酶活力达到1400U/mg以上，第二阶段调节培养温度，进行发酵油脂解离工艺,第二阶段油脂解离酶解温度为30℃—50℃，酶解时间是继续第一阶段后，继续发酵8h—48h；

（3）将步骤（2）中发酵所得产物进行低温真空烘干后，放入冷榨机内进行冷榨提油。

2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于：

所述步骤（3）中，发酵物料含水率为4%—10%，冷榨温度为50℃—75℃，冷榨螺杆转速为40r/min—50r/min。

3.权利要求1或2任一所述提取方法得到的植物油脂。