CN103589505A - 一种月见草油的提取方法 - Google Patents

Abstract

一种月见草油的提取方法属于植物油脂提取加工技术，该方法包括以下步骤：（1）月见草种子经清理、机械粉碎后加水混合得混合液，将混合液用超声波细胞破碎仪进行超声破壁预处理；（2）向超声处理后的混合液中加入蛋白酶进行酶解得酶解液；（3）将酶解液离心分离得游离油、乳状液、水解液和残渣，将残渣反复水洗后离心分离得游离油和乳状液，乳状液经破乳后得到游离油，将所得的所有游离油合并即为月见草油；该方法所需设备简单、操作安全，所需的酶用量低、酶解时间短、提油效率高，所得月见草油无溶剂残留，营养价值高，总油提取率可达到84.32%左右。

Description

一种月见草油的提取方法

技术领域

本发明属于植物油脂提取加工技术领域，主要涉及一种月见草油的提取方法。

背景技术

月见草油可治疗多种疾病，调节血液中类脂物质，对高胆固醇、高血脂引起的冠状动脉梗塞、粥样硬化及脑血栓等症有显著疗效，还可治疗多种硬化症、糖尿病、肥胖症、风湿性关节炎和精神分裂症等疾病。见草油可以作为营养保健油的优质产品。

目前，月见草油常见的制备方法有溶剂浸出法、压榨法、超临界CO₂萃取法。超临界CO₂ 萃取法可以有效克服溶剂提取法溶剂残留，压榨法产率低等问题，但该方法对设备的要求较高，很难进行大量的生产。

水酶法提取技术是利用油料同时得到油脂和蛋白最理想方法，该技术处理条件温和、工艺路线简单。但也是研究难度较大的工艺方法，特别是对于低含油量的油料，存在得油率较低，以及酶解后蛋白与油脂所形成的乳状液难以破乳分离等技术难题。

另外，细胞壁是从细胞中提取油脂最主要的屏障，其主要由纤维素、半纤维素和果胶等构成，因此，生物解离大豆蛋白提油，细胞壁的破碎是十分必要的。超声波破壁技术在破坏油料籽种子细胞壁结构中有着广泛的应用。当超声波在介质中传播的时候，超声波在介质中的物质的表面形成无数的气泡。当这些气泡破碎时，释放出了大量的能量。这些能量会对物质的表面产生破坏作用。超声波的这种破坏作用可以描述为是一种类似活塞的作用，对物质表面产生连续不断的轰击，以此达到充分破坏物质结构的作用。在粉碎和超声波的作用下可以较充分的破坏掉细胞壁，从而便于油脂的释放。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，为满足人类膳食营养需求，提供一种高质量、高提取率的月见草油的提取方法。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：

一种月见草油的提取方法，该方法包括以下步骤：（1）月见草种子经清理、机械粉碎后加水混合得混合液，将混合液用超声波细胞破碎仪进行超声破壁预处理，所述的超声温度为50-70℃，超声时间为20-40min，超声功率为200-300W；（2）向超声处理后的混合液中加入Alcalase 2.4L碱性蛋白酶进行酶解得酶解液，所述的料液比为1:4-7g/mL，酶添加量为混合液质量的1-3%，酶解温度为50-70℃，酶解时间为1-3h；（3）将酶解液离心分离得游离油、乳状液、水解液和残渣，将残渣反复水洗后离心分离得游离油和乳状液，乳状液经破乳后得到游离油，将所得的所有游离油合并即为月见草油。

所述的超声破壁预处理优选参数为：超声温度60.1℃，超声时间29.7min，超声功率300W。

所述的酶解优选参数为：料液比1:5.4g/mL，酶添加量为混合液质量的1.38%，酶解温度62.5℃，酶解时间2.8h。

本发明方法是在机械破碎的基础上，采用能降解植物油料细胞的酶作用于油料，使油脂易于从油料固体中释放出来，利用非油成分(蛋白和碳水化合物)对油和水的亲和力差异，同时利用油水比重不同而将油和非油成分分离。本发明方法中，酶除了能降解油料细胞、分解脂蛋白、脂多糖等复合体外，还能破坏油料在磨浆等过程中形成的包裹在油滴表面的脂蛋白膜，降低乳状液的稳定性，从而提高游离油得率。

    本发明方法在科学合理的超声处理技术参数的基础上，与生物酶相结合的水酶法分离月见草油脂，超声处理技可以使阻碍油脂释放的细胞壁破碎，进而与酶更有效地接触，发生水解，使油脂得以释放，总油提取率可达到84.32％左右。

附图说明

图1 本发明总工艺路线图；

图2 料液比x₁与酶添加量x₂交互对总油提取率的响应面；

图3 料液比x₁与酶解温度x₃交互对总油提取率的响应面；

图4 料液比x₁与酶解时间x₄交互对总油提取率的响应面；

图5 酶添加量x₂与酶解时间x₄交互对总油提取率的响应面；

图6 酶解温度x₃与酶解时间x₄交互对总油提取率的响应面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施例进行详细描述：

一种月见草油的提取方法，该方法包括以下步骤：（1）月见草种子经清理、机械粉碎后加水混合得混合液，将混合液用超声波细胞破碎仪进行超声破壁预处理，所述的超声温度为50-70℃，超声时间为20-40min，超声功率为200-300W；（2）向超声处理后的混合液中加入Alcalase 2.4L碱性蛋白酶进行酶解得酶解液，所述的料液比为1:4-7g/mL，酶添加量为混合液质量的1-3%，酶解温度为50-70℃，酶解时间为1-3h；（3）将酶解液离心分离得游离油、乳状液、水解液和残渣，将残渣反复水洗后离心分离得游离油和乳状液，乳状液经破乳后得到游离油，将所得的所有游离油合并即为月见草油。

所述的超声破壁预处理优选参数为：超声温度60.1℃，超声时间29.7min，超声功率300W。

所述的酶解优选参数为：料液比1:5.4g/mL，酶添加量为混合液质量的1.38%，酶解温度62.5℃，酶解时间2.8h。

 

实施例1：月见草籽超声破壁预处理最佳参数的筛选试验

1 材料与方法

1.1 材料、试剂

月见草籽                    吉林省万寿松子食品公司

Alcalase 2.4L                 Novozymes

1.2 主要仪器设备

pHS-25型酸度计             上海伟业仪器厂

电子分析天平                梅勒特-托利多仪器(上海)有限公司

离心机                      北京医用离心机厂

精密电动搅拌机              江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司

电热恒温水浴锅              余姚市东方电工仪器厂

半自动定氮仪                上海新嘉电子有限公司

消化仪                      上海纤检仪器有限公司

锤片式粉碎机                中国天津泰斯特仪器有限公司

索氏抽提器                  天津玻璃仪器厂

超声波细胞粉碎机            宁波新芝生物科技股份有限公

1.3 试验方法

1.3.1 见草的成分测定

水分的测定：GB304-87进行测定；粗脂肪的测定：GB5512-85中索氏抽提法进行测定；粗蛋白的测定：GB6432-94标准方法进行；灰分测定：GB5009.4-85。

1.3.2 工艺流程（见图1）

月见草籽→粉碎→与水混合制成混合液→超声破壁预处理→调节pH值和温度→酶解→灭酶→离心→月见草油

1.3.3 计算公式

2. 结果与讨论

2.1 原料主要成分见表2-1

表2-1 原料月见草籽主要成分

2.2 试验因素水平编码表

在单因素研究的基础上，选取超声温度、超声时间、超声功率3个因素为自变量，以总油提取率为响应值，根据中心组合设计原理，设计响应面分析试验，其因素水平编码表见表2-2。

 

表2-2 因素水平编码表

2.3 响应面试验安排及试验结果

本试验应用响应面优化法进行过程优化。以x₁、x₂、x₃为自变量，以总油提取率为响应值Y，响应面试验方案及结果见表2-3。试验号1-12为析因试验，13-17为5个中心试验，用以估计试验误差。

表2-3 试验安排及结果

2.4 响应面试验结果分析

通过统计分析软件SAS9.1进行数据分析，对各因素回归拟合后，建立二次响应面回归模型如下：

Y=53.10400+0.15500x₁+0.45000x₂+0.14250x₃+0.12500x₁x₂-0.025000x₁x₃-5.0000E-003x₂x₃-0.38200x₁ ²-0.46200x₂ ²-0.28200x₃ ²

回归分析与方差分析结果见表2-4。

表2-4回归与方差分析结果

由表2-4可知，方程因变量与自变量之间的线性关系明显，该模型回归显著(p＜0.0001)，失拟项不显著，并且该模型R²=96.10%％，R² _Adj=91.09％，说明该模型与试验拟合良好，自变量与响应值之间线性关系显著，可以用于该反应的理论推测。由F检验可以得到因子贡献率为：x₂＞x₁＞x₃，即超声时间＞超声温度＞超声功率。

应用响应面寻优分析方法对回归模型进行分析，寻找最优响应结果：超声温度60.1℃，超声时间29.7min，超声功率300W，响应面有最优值在52.27±0.19%。

2.5 验证试验与对比试验

在响应面分析法求得的最佳条件下，即超声温度60.1℃，超声时间29.7min，超声功率300W，进行3次平行实验，总油提取率3次平行实验的平均值为52.01%。总油提取率预测值为52.27±0.19%。说明响应值的试验值与回归方程预测值吻合良好。

3 试验结论

利用响应面分析方法对超声破壁预处理工艺进行了优化。建立了相应的数学模型为以后的中试以及工业化生产提供理论基础，并且得到了最优超声破壁预处理工艺参数为：超声温度60.1℃，超声时间29.7min，超声功率300W，进行3次平行实验，总油提取率3次平行实验的平均值为52.01%。

 

实施例2：水酶法提取月见草油酶解最佳参数的筛选试验 

基于实施例1所确定的最佳超声破壁预处理提取月见草油的工艺，进行单因素酶解试验，确定酶解工艺参数(料液比、酶添加量、酶解温度、酶解时间)的范围。以总油提取率为考察指标，进行响应面设计4因素3水平试验。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂

月见草籽                     吉林省万寿松子食品公司

protex-6L碱性内切蛋白酶       丹麦novo公司

1.2 主要仪器设备

pHS-25型酸度计               上海伟业仪器厂

电子分析天平                  梅勒特-托利多仪器(上海)有限公司

离心机                        北京医用离心机厂

精密电动搅拌机                江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司

电热恒温水浴锅                余姚市东方电工仪器厂

消化仪                        上海纤检仪器有限公司

索氏抽提器                    天津玻璃仪器厂

1.3 试验方法

1.3.1 月见草籽的成分测定

水分的测定：GB304-87进行测定；粗脂肪的测定：GB5512-85中索氏抽提法进行测定；粗蛋白的测定：GB6432-94标准方法进行；灰分测定：GB5009.4-85。

1.3.2 工艺流程（见图1）

月见草籽→粉碎→与水混合制成混合液→超声破壁预处理→调节pH值和温度→酶解→灭酶→离心→月见草油

1.3.3 计算公式

2 结果与讨论

2.1 试验因素水平编码表

在单因素研究的基础上，选取料液比、酶添加量、酶解温度、酶解时间4个因素为自变量，以总油提取率为响应值，根据中心组合设计原理，设计响应面分析试验，其因素水平编码表见表表2-1。

表2-1 因素水平编码表

2.2 响应面试验安排及试验结果

本试验应用响应面优化法进行过程优化。以x₁、x₂、x₃、x₄为自变量，以总油提取率为响应值Y，响应面试验方案及结果见表2-2。

表2-2 月见草籽酶解过程响应面设计

2.3 响应面试验结果分析

通过统计分析软件SAS9.1进行数据分析，建立二次响应面回归模型如下：

Y=75.45+0.55x₁+10.59x₂+6.52x₃+4.44x₄-2.80x₁x₂-4.67x₁x₃-4.82x₁x₄-2.21x₂x₄-4.05x₃x₄-4.79 x₁ ²-1.69 x₂ ²-5.95 x₃ ²-1.92 x₄ ²  

回归分析与方差分析结果见表2-3，交互相显著的响应面分析见图2-图6。

表2-3 回归与方差分析

* Prob > F 小于0.05时显著

由表2-3可知，方程因变量与自变量之间的线性关系明显，该模型回归显著(p＜0.0001)，失拟项不显著(p＞0.05)，并且该模型R²=98%，R² _Adj=94.76%，说明该模型与试验拟合良好，自变量与响应值之间线性关系显著，可以用于该反应的理论推测。由F检验可以得到因子贡献率为：x₂＞x₃＞x₄＞x₁，即酶添加量＞酶解温度＞酶解时间＞料液比。

如表中所示，变量的Prob>F的值为< 0.0001，小于0.05，这说明说明方程拟合性很好，可以很好的预测数据。失拟值大于0.05说明失拟不显著；R²为98% 说明该方程可以对98%的数据结果进行预测。这些数据说明该方程对数据有着很好的拟合，可以用来读数据进行预测。

应用响应面寻优分析方法对回归模型进行分析，寻找最优响应结果为料液比为1:5.4g/mL，酶添加量为1.38%，酶解温度为62.5℃，酶解时间为2.8h，响应面有最优值在84.32±0.15%。

2.4 验证试验与对比试验

在响应面分析法求得的最佳条件下，即料液比为1:5.4g/mL，酶添加量为1.38%，酶解温度为62.5℃，酶解时间为2.8h，进行3次平行试验，总油提取率3次平行试验的平均值为84.30%。说明响应值的试验值与回归方程预测值吻合良好。

3 试验结论

利用响应面分析方法对超声破壁预处理后的月见草籽酶解提油工艺参数进行了优化。建立了相应的数学模型为以后的中试以及工业化生产提供理论基础，并且得到了最优酶解参数为：料液比为1:5.4g/mL，酶添加量为1.38%，酶解温度为62.5℃，酶解时间为2.8h。经过验证与对比试验可知在最优酶解工艺条件下总油提取率可达到84.30%左右。

Claims (3)

1.一种月见草油的提取方法，其特征在于该方法包括以下步骤：（1）月见草种子经清理、机械粉碎后加水混合得混合液，将混合液用超声波细胞破碎仪进行超声破壁预处理，所述的超声温度为50-70℃，超声时间为20-40min，超声功率为200-300W；（2）向超声处理后的混合液中加入Alcalase 2.4L碱性蛋白酶进行酶解得酶解液，所述的料液比为1:4-7g/mL，酶添加量为混合液质量的1-3%，酶解温度为50-70℃，酶解时间为1-3h；（3）将酶解液离心分离得游离油、乳状液、水解液和残渣，将残渣反复水洗后离心分离得游离油和乳状液，乳状液经破乳后得到游离油，将所得的所有游离油合并即为月见草油。

2.根据权利要求1所述的一种月见草油的提取方法，其特征在于所述的超声破壁预处理优选参数为：超声温度60.1℃，超声时间29.7min，超声功率300W。

3.根据权利要求1所述的一种月见草油的提取方法，其特征在于所述的酶解优选参数为：料液比1:5.4g/mL，酶添加量为混合液质量的1.38%，酶解温度62.5℃，酶解时间2.8h。

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