CN105542937A - 一种大豆深加工提取油脂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种大豆深加工提取油脂的方法,其包括如下步骤:1)预处理:取大豆清洗粉碎后加入水,调pH至8.5,软化浸提0.5~1h,后在650W条件下超声波处理1~2min,得大豆浆液;2)酶解:首先向大豆浆液中添加纤维素酶和半纤维素酶,pH6、35℃下酶解反应1h,然后添加淀粉酶和蛋白酶,在pH7.0、50℃下继续酶解60~80min后灭酶,得大豆酶解液;3)分离提取:将所述大豆酶解液调pH为4.5,加入1.5~3.5ml/g大豆的有机溶剂,振荡离心得油脂-有机溶剂混合层,再经蒸发回收溶剂得油脂。本发明以较低的酶量即能将油脂从大豆细胞中分离出来,且作用条件温和,油脂的品质也得到了明显提高。
Description
技术领域
本发明农产品加工领域。更具体地说,本发明涉及一种大豆深加工提取油脂的方法。
背景技术
大豆是我国重要的油料和经济作物,其含油量高,其中约含有80%的不饱和脂肪酸和20%的饱和脂肪酸。大豆细胞壁由纤维素、半纤维素、木质素和果胶组成,油脂存在于大豆细胞中,并通常与其他大分子蛋白质、淀粉等结合,构成脂多糖和脂蛋白等复合体,只有将大豆组织的细胞结构和油脂复合体破坏,才能提出其中的油脂。
目前,从大豆中制取油脂的主要方法是压榨法和浸出法,在压榨或浸出之前,需要先对油料进行破碎、粉碎、压胚、烘烤或蒸炒等处理,以机械的和热力的手段破坏大豆细胞结构,达到有利的出油条件。但这种传统工艺很难完全打破脂多糖和脂蛋白等复合体对油分子的包埋和结合作用,油脂的提取率较低,此外传统提取是在高温下操作,且不易控制,造成了分离得到的油脂的品质受到较大的影响,所得的脂质色泽较深,澄清度较低,另外油脂分离的主要副产物蛋白质也由于严重变性而造成了很大的资源浪费。
发明内容
作为各种广泛且细致的研究和实验的结果,本发明的发明人已经发现,在大豆细胞中提取油脂的过程中,先采用超声波机械手段初步破碎细胞壁,再通过多种酶复合分段处理,进一步实现了对大豆细胞壁的裂解,以及使油脂从原有的脂蛋白、脂多糖等结构中释放出来,有效提高了大豆油脂的提取率及品质。基于这种发现,完成了本发明。
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷,并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种大豆加工提取油脂的方法,其能够以较低的酶量即能将油脂从大豆细胞中分离出来,且作用条件温和,油脂的品质也得到了明显的提高。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种大豆深加工提取油脂的方法,其包括如下步骤:
1)预处理:取大豆清洗干净粉碎至15~30目,按1∶6的料液质量比加入水,调pH至8.5,软化浸提0.5~1h,使大豆细胞充分膨胀,促进大豆油脂的溶出,然后在650W条件下超声波处理1~2min,得大豆浆液;
2)酶解:首先向所述大豆浆液中添加0.3~0.5%的纤维素酶和0.3~0.6%的半纤维素酶,在pH6、35℃下酶解反应1h,然后添加0.5~0.7%的淀粉酶和0.4~0.5%的蛋白酶,在pH7.0、50℃下继续酶解60~80min后灭酶,得大豆酶解液;
3)分离提取:将所述大豆酶解液调pH为4.5,加入1.5~3.5ml/g大豆的有机溶剂,振荡15~30min,2500~3500rpm离心10min得到油脂-有机溶剂混合层,再经蒸发回收溶剂得到油脂。
上述处理过程中,先使用超声波破碎的方法,在大豆粉碎物料局部小区域中压缩和膨胀迅速交替,通过对物料施加张力和压溃作用,初步破坏大豆细胞壁,促进细胞内物料有效成分的溶出,后续再以较小的酶量即可获得较高的油脂提取率;
此外,上述酶解处理步骤中,先使用纤维素酶和半纤维素酶进一步破坏细胞的外部结构,使油脂基本全部溶出,再使用淀粉酶和蛋白酶破坏脂多糖和脂蛋白的复合结构,释放油脂,明显提高了得油率;
此外,超声波和酶解的提取过程温和,油料不经高温处理,明显提高了所得油脂的外观品质、纯净度和营养价值。
优选的是,其中,步骤1)经超声波处理得到的大豆浆液经120~150目的滤布过滤后得到滤渣和滤液,所述滤液进入步骤2)进行酶解处理,以去除不溶于水的豆渣及部分纤维物质,以提高后续酶解效率。
优选的是,其中,所述滤渣经2倍体积的水冲洗后,再用所述滤布过滤得到回收滤液,所述回收滤液与所述滤液合并,进入步骤2)进行酶解处理,以提高油脂的提取率。
优选的是,其中,所述步骤1)中水软化浸提的温度为30~35℃,在保证大豆充分吸水膨胀的基础上,选择较低的温度可降低油脂提取能耗。
优选的是,其中,所述蛋白酶为木瓜蛋白酶,木瓜蛋白酶和淀粉酶相配合可有效减少蛋白和糖分子对油脂分子的束缚,促进油脂的溶出,碱性蛋白酶虽然对酶水解效果更彻底,但提取得到的大豆油的纯度偏低,色泽也较深。
优选的是,其中,所述灭酶的方式为100℃下灭酶5min,以终止酶解反应。
优选的是,其中,所述有机溶剂选自正己烷、石油醚、异丙醇中的一种或几种。
本发明至少包括以下有益效果:
(1)本发明的大豆经粉碎浸泡充分膨胀后,先使用超声波破碎初步破坏大豆细胞壁,促进细胞内物料有效成分的溶出,后续再以较小的酶量即可获得较高的油脂提取率,显著降低了酶的使用量,降低了成本;
(2)本发明的酶解处理步骤中,先使用纤维素酶和半纤维素酶进一步破坏细胞的外部结构,使油脂基本全部溶出,再使用淀粉酶和蛋白酶破坏脂多糖和脂蛋白的复合结构,释放油脂,充分保证每种酶最大催化效率的发挥及水解效果;
(3)本发明超声波和酶解的提取过程温和,油料不经高温处理,明显提高了所得油脂的外观品质、纯净度和营养价值,且大豆油脂提取的副产物的营养价值也基本没有被破坏,提高了大豆的加工价值。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
在本案中,使用的纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶不需具体的限定,只要市售的纤维素酶的酶活大于10000U/g、半纤维素酶的酶活大于1000U/g、淀粉酶的酶活大于35000U/g、蛋白酶的酶活大于10000U/g均能满足本申请的要求。
<实例1>
一种大豆深加工提取油脂的方法,其包括如下步骤:
1)预处理:取大豆清洗干净粉碎至15目,按1∶6的料液质量比加入水,调pH至8.5,30℃下软化浸提0.5h,然后在650W条件下超声波处理1min,然后将超声波处理得到的大豆浆液经120目的滤布过滤后得到滤渣和滤液,所述滤渣经2倍体积的水冲洗后,再用所述滤布过滤得到回收滤液,所述回收滤液与所述滤液合并,得大豆浆液;
2)酶解:首先向所述大豆浆液中添加0.3%的纤维素酶和0.3%的半纤维素酶,在pH6、35℃下酶解反应1h,然后添加0.5%的淀粉酶和0.4%的蛋白酶,在pH7.0、50℃下继续酶解60min后,100℃下灭酶5min,得大豆酶解液;
3)分离提取:将所述大豆酶解液调pH为4.5,加入1.5ml/g大豆的正己烷,振荡15min,2500rpm离心10min得到油脂-有机溶剂混合层,再经蒸发回收溶剂得到油脂。本实例的总油提取率及制备得到的大豆油的品质见表1。
<实例2>
一种大豆深加工提取油脂的方法,其包括如下步骤:
1)预处理:取大豆清洗干净粉碎至30目,按1∶6的料液质量比加入水,调pH至8.5,35℃下软化浸提1h,然后在650W条件下超声波处理2min,然后将超声波处理得到的大豆浆液经150目的滤布过滤后得到滤渣和滤液,所述滤渣经2倍体积的水冲洗后,再用所述滤布过滤得到回收滤液,所述回收滤液与所述滤液合并,得大豆浆液;
2)酶解:首先向所述大豆浆液中添加0.5%的纤维素酶和0.6%的半纤维素酶,在pH6、35℃下酶解反应1h,然后添加0.7%的淀粉酶和0.5%的木瓜蛋白酶,在pH7.0、50℃下继续酶解80min后,100℃下灭酶5min,得大豆酶解液;
3)分离提取:将所述大豆酶解液调pH为4.5,加入3.5ml/g大豆的异丙醇,振荡30min,3500rpm离心10min得到油脂-有机溶剂混合层,再经蒸发回收溶剂得到油脂。本实例的总油提取率及制备得到的大豆油的品质见表1。
<实例3>
一种大豆深加工提取油脂的方法,其包括如下步骤:
1)预处理:取大豆清洗干净粉碎至20目,按1∶6的料液质量比加入水,调pH至8.5,33℃下软化浸提1h,然后在650W条件下超声波处理1.5min,然后将超声波处理得到的大豆浆液经130目的滤布过滤后得到滤渣和滤液,所述滤渣经2倍体积的水冲洗后,再用所述滤布过滤得到回收滤液,所述回收滤液与所述滤液合并,得大豆浆液;
2)酶解:首先向所述大豆浆液中添加0.4%的纤维素酶和0.5%的半纤维素酶,在pH6、35℃下酶解反应1h,然后添加0.6%的淀粉酶和0.45%的蛋白酶,在pH7.0、50℃下继续酶解70min后,100℃下灭酶5min,得大豆酶解液;
3)分离提取:将所述大豆酶解液调pH为4.5,加入2.5ml/g大豆的正己烷,振荡20min,3000rpm离心10min得到油脂-有机溶剂混合层,再经蒸发回收溶剂得到油脂。本实例的总油提取率及制备得到的大豆油的品质见表1。
<实例4>
一种大豆深加工提取油脂的方法,其包括如下步骤:
1)预处理:取大豆清洗干净粉碎至17目,按1∶6的料液质量比加入水,调pH至8.5,34℃下软化浸提1h,然后在650W条件下超声波处理1.2min,然后将超声波处理得到的大豆浆液经120目的滤布过滤后得到滤渣和滤液,所述滤渣经2倍体积的水冲洗后,再用所述滤布过滤得到回收滤液,所述回收滤液与所述滤液合并,得大豆浆液;
2)酶解:首先向所述大豆浆液中添加0.35%的纤维素酶和0.4%的半纤维素酶,在pH6、35℃下酶解反应1h,然后添加0.55%的淀粉酶和0.42%的木瓜蛋白酶,在pH7.0、50℃下继续酶解65min后,100℃下灭酶5min,得大豆酶解液;
3)分离提取:将所述大豆酶解液调pH为4.5,加入2ml/g大豆的石油醚,振荡17min,3000rpm离心10min得到油脂-有机溶剂混合层,再经蒸发回收溶剂得到油脂。本实例的总油提取率及制备得到的大豆油的品质见表1。
<实例5>
一种大豆深加工提取油脂的方法,其包括如下步骤:
1)预处理:取大豆清洗干净粉碎至26目,按1∶6的料液质量比加入水,调pH至8.5,34℃下软化浸提0.8h,然后在650W条件下超声波处理1.8min,然后将超声波处理得到的大豆浆液经145目的滤布过滤后得到滤渣和滤液,所述滤渣经2倍体积的水冲洗后,再用所述滤布过滤得到回收滤液,所述回收滤液与所述滤液合并,得大豆浆液;
2)酶解:首先向所述大豆浆液中添加0.45%的纤维素酶和0.55%的半纤维素酶,在pH6、35℃下酶解反应1h,然后添加0.65%的淀粉酶和0.47%的蛋白酶,在pH7.0、50℃下继续酶解75min后,100℃下灭酶5min,得大豆酶解液;
3)分离提取:将所述大豆酶解液调pH为4.5,加入3ml/g大豆的石油醚,振荡27min,3300rpm离心10min得到油脂-有机溶剂混合层,再经蒸发回收溶剂得到油脂。本实例的总油提取率及制备得到的大豆油的品质见表1。
为了说明本发明的效果,发明人提供比较实验如下:
<比较例1>
在步骤1)进行预处理时,粉碎后的大豆经水软化浸提后,不使用超声波进行处理,其余参数与实例2中的完全相同,工艺过程也完全相同。本比较例的总油提取率及制备得到的大豆油的品质见表1。
<比较例2>
在步骤1)进行预处理时,按1∶6的料液质量比加入水后,调pH至9.5,其余参数与实例3中的完全相同,工艺过程也完全相同。本比较例的总油提取率及制备得到的大豆油的品质见表1。
<比较例3>
在步骤2)酶解处理步骤中,在纤维素和半纤维素酶水解后,不进行淀粉酶和蛋白酶处理,其余参数与实例4中的完全相同,工艺过程也完全相同。本比较例的总油提取率及制备得到的大豆油的品质见表1。
对上述各实例和比较例中得到的产物进行验证,依据GB1535-2003对制备得到的大豆油的品质进行鉴定,依据GB/T5512-1985中的索氏抽提法对油脂含量进行测定,总油提取率按照如下公式进行计算:总油提取率(%)=(大豆总含油质量-最终油渣含油质量)*100/大豆总含油质量。
表1不同实例和比较例下的总油提取率及大豆油品质参数
比较例1与实例相比,大豆油的提取过程中没有采用超声波预处理步骤,最终得到的总油提取率明显降低。
比较例2与实例相比,大豆在步骤1)软化浸提过程中的pH过高,虽然总油提取率有所提高,但制备得到的大豆油的色泽偏深,且杂质偏高,导致大豆油的品质有所下降。
比较例3与实例相比,大豆在步骤2)酶解过程中没有使用淀粉酶和蛋白酶进行酶催化水解,总油提取率偏低,这说明淀粉酶和蛋白酶的添加有效使包埋在脂多糖、脂蛋白等结构中的油脂得到了释放。
可见,本发明的大豆经粉碎浸泡充分膨胀后,先使用超声波破碎初步破坏大豆细胞壁,促进细胞内物料有效成分的溶出,后续再以较小的酶量即可获得较高的油脂提取率,显著降低了酶的使用量,降低了成本;
此外,本发明的酶解处理步骤中,先使用纤维素酶和半纤维素酶进一步破坏细胞的外部结构,使油脂基本全部溶出,再使用淀粉酶和蛋白酶破坏脂多糖和脂蛋白的复合结构,释放油脂,充分保证每种酶最大催化效率的发挥及水解效果;
此外,本发明超声波和酶解的提取过程温和,油料不经高温处理,明显提高了所得油脂的外观品质、纯净度和营养价值,且大豆油脂提取的副产物的营养价值也基本没有被破坏,提高了大豆的加工价值。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。
Claims (7)
1.一种大豆深加工提取油脂的方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)预处理:取大豆清洗干净粉碎至15~30目,按1∶6的料液质量比加入水,调pH至8.5,软化浸提0.5~1h,,然后在650W条件下超声波处理1~2min,得大豆浆液;
2)酶解:首先向所述大豆浆液中添加0.3~0.5%的纤维素酶和0.3~0.6%的半纤维素酶,在pH6、35℃下酶解反应1h,然后添加0.5~0.7%的淀粉酶和0.4~0.5%的蛋白酶,在pH7.0、50℃下继续酶解60~80min后灭酶,得大豆酶解液;
3)分离提取:将所述大豆酶解液调pH为4.5,加入1.5~3.5ml/g大豆的有机溶剂,振荡15~30min,2500~3500rpm离心10min得到油脂-有机溶剂混合层,再经蒸发回收溶剂得到油脂。
2.如权利要求1所述的大豆深加工提取油脂的方法,其特征在于,步骤1)经超声波处理得到的大豆浆液经120~150目的滤布过滤后得到滤渣和滤液,所述滤液进入步骤2)进行酶解处理。
3.如权利要求2所述的大豆深加工提取油脂的方法,其特征在于,所述滤渣经2倍体积的水冲洗后,再用所述滤布过滤得到回收滤液,所述回收滤液与所述滤液合并,进入步骤2)进行酶解处理。
4.如权利要求1所述的大豆深加工提取油脂的方法,其特征在于,所述步骤1)中水软化浸提的温度为30~35℃。
5.如权利要求1所述的大豆深加工提取油脂的方法,其特征在于,所述蛋白酶为木瓜蛋白酶。
6.如权利要求1所述的大豆深加工提取油脂的方法,其特征在于,所述灭酶的方式为100℃下灭酶5min。
7.如权利要求1所述的大豆深加工提取油脂的方法,其特征在于,所述有机溶剂选自正己烷、石油醚、异丙醇中的一种或几种。
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