CN106085589A - 一种基于吐温20破乳的水剂法制备花生油和蛋白粉方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于吐温20破乳的水剂法制备花生油和蛋白粉的方法，属于农产品精深加工及其副产物综合利用的技术领域。它主要解决现有花生水剂法制油工艺依赖蛋白酶进行破乳的技术问题。蛋白酶水解花生蛋白产生的小肽难以纯化，而且部分功能特性较差，应用受到严重限制。本发明将花生仁进行磨碎后，使用一定浓度的Tween20溶液进行浸提，三相离心后可直接得到游离油。将水相中蛋白等电点沉淀后，利用喷雾干燥可获得未水解的花生蛋白粉。采用本发明加工花生，可基本避免乳状液产生，所得油脂质量好；花生蛋白粉纯度高（蛋白质含量>80%），功能特性良好，可广泛应用于食品加工中。
Description
技术领域
一种基于吐温20破乳的水剂法制备花生油和蛋白粉的方法，属于农产品精深加工及其副产物综合利用的技术领域。
背景技术
花生富含脂肪和蛋白质，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，我国花生约有一半用于制油。目前，工业制取花生油的主要手段是压榨（热榨为主）和有机溶剂浸出。压榨法所得油脂质量好但得率低；浸出法油脂得率高，但毛油需要多步精炼才可食用，有机溶剂所引起的大气污染和生产安全等问题也不容忽视。此外，这两种制油工艺均不能充分有效地利用花生蛋白质，花生粕主要作为饲用。为了避免使用有机溶剂，同时高效提取花生蛋白质，水剂（酶）法已经被许多学者研究并报道，但目前仍局限于实验室或中试水平。
1956年，Sugarman采用水剂法从花生中同时提取油脂和蛋白（U. S. Patent,2762820）；1975年，Lanzani 等使用蛋白酶和纤维素酶使花生油提取率达到75-78%（RivItal Sostanze Grasse, L11:226-229）；1999年，张鑫等模仿芝麻小磨香油生产工艺采用水代法制取香味花生油（食品科学, 20(4):32-34）；2002年，Sharma等采用一种复合蛋白酶处理花生，油脂得率86-92%（J Am Oil Chem Soc, 79(3):215-218）。专利CN1419837A报道了一种利用复合酶（纤维素酶、果胶酶和中性蛋白酶）提取花生油和花生蛋白的方法，油脂得率为94-96%，蛋白质得率为73-75%。为同时提取花生油和花生水解蛋白，2006年，华娣等采用Alcalase水解花生，通过一步酶解反应可提取79.32%的游离油和71.38%的水解蛋白。对工艺所得的渣和乳状液，选用中性蛋白酶As1398进行二次酶解，最终总游离油得率可达91.98%，总水解蛋白得率可达88.21%（食品与机械, 22 (6):16-19）。2009年，章绍兵等将花生在不同温度下烘烤后再进行水酶法提油。结果表明花生经190℃烘烤20min后，提取出的油脂具有浓郁的香味，游离油和水解蛋白得率分别约为76%和79%（河南工业大学自然科学版, 30(5):9-12）。专利CN1555714A以Alcalase碱性蛋白酶提取花生油，同时回收得到小肽形式的水解蛋白粉，总游离油得率为91.6%，花生水解蛋白得率为84%。专利CN101401658A将实验室水平的水酶法从花生中提取油与水解蛋白进行了中试，引入三相分离机同时分离油、油水混合物和不溶残渣，并尝试使用碟片分离机将油和水进行分离。其中，总游离油得率为73.77%，水解蛋白得率为55.10%。专利CN103113977A将花生磨碎后先进行酸浸，除去富含可溶性糖的上清液后再对沉淀进行碱提、酶解，三相离心后同时得到花生油和纯度较高的花生肽（蛋白质含量>75%）。
如上所述，为获得更高的游离油得率，目前在水剂法提取花生油中普遍的做法是利用碱性蛋白酶水解花生蛋白破乳。虽然酶法破乳效率高，但同时也带来了一系列的问题，例如：水解反应时间较长；所得到的花生肽需要配套技术进行纯化；花生肽尽管具有一定的生物活性，但其某些功能特性（乳化性和持油性等）弱于完整的花生蛋白质，导致其应用范围较窄。要想获得功能特性更好的花生蛋白质，就要避免使用酶解技术破乳。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明目的是提供一种基于吐温20破乳的水剂法制备花生油和蛋白粉的方法，能够同时获得游离花生油和高纯度的花生蛋白粉，同时产品具有更好的功能特性。本发明的技术方案是：花生仁或脱皮花生仁经干法磨碎，采用一定浓度的吐温20溶液在高pH值环境下进行浸提，三相离心后得到游离油、水相和残渣，将水相调制花生蛋白等电点，进行喷雾干燥后获得花生蛋白粉。
1.工艺条件
（1）清理筛选：去除花生仁中的杂质及霉变粒。
（2）干法粉碎：使用破碎机将脱皮花生仁进行粗粉碎后，采用砂盘磨将花生进一步
磨成浆状，平均粒径控制在50µm以下。
（3）Tween 20溶液浸提：将花生浆分散在4-6倍重量的1-2wt% Tween 20溶液中，用NaOH调节体系pH范围在9.5-10.5，温度为40-50℃，浸提时间为20-40min。
（4）三相离心：浸提结束后立即采用三相卧螺离心机进行分离得到游离油、水相和残渣，分离系数4000-5000×g。
（5）等电点沉淀花生蛋白：用HCl将水相pH调节范围在4.0-4.5，缓慢搅拌30 min后进行离心。
（6）喷雾干燥：将沉淀用适量水稀释后进行喷雾干燥，进风温度120-130℃，出风温度70-75℃，得到花生蛋白粉。
2.分析方法
粗蛋白测定：凯氏定氮法（N×5.46）；
粗脂肪测定：索氏抽提法；
物料粒径分布：采用激光粒径分析仪进行测定；
游离油得率：游离油重量/原料中含油量×100%；
花生蛋白粉得率：花生蛋白粉中含氮量/原料中含氮量×100%；
花生蛋白粉纯度：花生蛋白粉中蛋白质含量/花生蛋白粉重量×100%。
本发明的有益效果：设备与工艺路线简单，生产投资少；不使用有机溶剂，操作安全，对环境污染程度低；得到的花生油质量高，无需精炼；得到的花生蛋白粉纯度高（蛋白质含量>75%），溶解性好，可以作为配料广泛应用于食品加工中。本发明应用于花生加工，可以增加食用油和植物蛋白供给率，显著提高花生产品的附加值。
背景技术CN1419837A 、CN1555714A、CN101401658A和CN103113977A在提取花生油时为了获得游离油均使用了不同种类的蛋白酶，同时得到分子量较小的花生肽而不是花生蛋白粉。本发明为获得未水解的花生蛋白，放弃使用蛋白酶破乳，而是利用小分子表面活性剂Tween 20更强的界面活性与蛋白质争夺界面，使乳状液失稳。同时在高pH提取环境下蛋白质分子相互排斥作用加强，更加易于从乳状液界面脱吸。将这两种因素相结合获得了理想的破乳效果。迄今为止未见到有人采用Tween 20溶液提取花生油或其他动植物油脂。与其他背景技术中蛋白酶难以回收利用不同，本发明在等电点沉淀蛋白后可以将富含Tween20的上清液重复用于提取花生油。
具体实施方式
实施例1
将花生仁筛选除杂后，使用破碎机将花生仁进行粗粉碎，再采用砂盘磨将花生进一步磨成浆状。将花生浆分散在4倍重量的1wt%Tween20溶液中，调节体系pH至9.5，温度50℃，浸提时间30min。浸提结束后使用三相卧螺离心机分离体系得到游离油、水相和残渣。将水相pH调至4.5，缓慢搅拌30min后使用两相卧螺离心机分离得到上清液和沉淀。将沉淀加少量水稀释后进行喷雾干燥（进风温度120℃，出风温度75℃），得到花生蛋白粉。
游离油得率83%，花生蛋白粉得率81%，花生蛋白粉纯度84%。
实施例2
将花生仁筛选除杂后，使用破碎机将花生仁进行粗粉碎，再采用砂盘磨将花生进一步磨成浆状。将花生浆分散在5倍重量的1.2wt%Tween20溶液中，调节体系pH至10.0，温度50℃，浸提时间40min。浸提结束后使用三相卧螺离心机分离体系得到游离油、水相和残渣。将水相pH调至4.5，缓慢搅拌30min后使用两相卧螺离心机分离得到上清液和沉淀。将沉淀加少量水稀释后进行喷雾干燥（进风温度130℃，出风温度70℃），得到花生蛋白粉。
游离油得率85%，花生蛋白粉得率80%，花生蛋白粉纯度82%。
Claims (1)
1.一种基于吐温20破乳的水剂法制备花生油和蛋白粉的方法，其特征是采用干法将花生仁磨成浆状后，分散在4-6倍重量的1-2wt%Tween 20溶液中，用NaOH调节体系pH范围在9.5-10.5，温度为40-50℃，浸提时间为20-40min；浸提结束后采用三相卧螺离心机进行分离得到游离油、水相和残渣；用HCl将水相pH调节到4.0-4.5，缓慢搅拌30 min后进行离心，得到上清液和沉淀；将上清液重复利用于下一批次的提取，将沉淀用适量水稀释后进行喷雾干燥，进风温度120-130℃，出风温度70-75℃，得到花生蛋白粉。
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