CN107937474A - 一种盐地碱蓬籽油发酵提取工艺 - Google Patents

一种盐地碱蓬籽油发酵提取工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及植物油脂提取技术领域，尤其涉及一种盐地碱蓬籽油发酵提取工艺，包括原料预处理、一次酶解处理、发酵处理、二次酶解处理、复合破乳菌全培养液的制备、破乳处理。本发明的制备方法通过酶解—发酵—酶解处理，再经过复合破乳菌破乳处理后大大提高了碱蓬籽的出油率。

Description

一种盐地碱蓬籽油发酵提取工艺
技术领域
本发明涉及植物油脂提取技术领域，尤其涉及一种盐地碱蓬籽油发酵提取工艺。
背景技术
碱蓬，又名盐蒿、海鲜菜，为藜科一年生草本耐盐真盐生植物，其籽中含有人体必须脂肪酸酸亚油酸、油酸，亚麻酸和硬脂酸，这些营养成分都是维持人体机体功能的必须物质，对人体降糖降压、扩张血管、防治心血管疾病和增前人体免疫力等有积极的作用；其中亚油酸和亚麻酸分别为前列腺素EPA(二十碳五烯酸)、DHA(二十二碳六烯酸)等重要代谢产物的前提，对维持人体健康和调节生理机能有着重要的作用。因此，盐地碱蓬籽油作为营养用油或保健用油均具有广阔的开发应用前景，保健价值极高。
传统制取植物籽油的方法主要有水代法、水酶法、机械压榨法和溶剂浸出法。但是采用上述方法都存在一些缺点：例如采用水代法生产植物油脂时出油率低，饼粕的含水量比较高，容易变质造成资源浪费和污染；采用水酶法利用酶解制剂的酶解作用使油脂从油料中释放出来，从而分离植物油脂，酶制剂加个比较昂贵；采用机械处理对籽细胞破坏程度有限，得油率低，而且会使蛋白质剧烈变性，影响其进一步利用价值；采用溶剂浸出法虽然出油率高，极易实现大规模工业生产，但油脂和饼粕中均有有机溶剂的残留；因此迫切需要开发出可提高油脂出油率的工艺方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种盐地碱蓬籽油发酵提取工艺，利用该工艺可以提高碱蓬籽的出油率。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种盐地碱蓬籽油发酵提取工艺，所述提取工艺包括以下步骤：
(1)原料预处理：将洗净、晾干的盐地碱蓬籽粉碎，按照料液比1:2-1:5的比例加入去离子水，混匀，得到固液混合物；
(2)一次酶解处理：取步骤(1)的固液混合物，调pH，加入固液混合物重量0.1-0.5％的复合酶进行酶解，收集酶解产物；
(3)发酵处理：取步骤(2)的酶解产物，加入复合菌种，经过发酵得到发酵产物；
(4)二次酶解处理：取步骤(3)的发酵产物，烘干粉碎，按照料液比1：10-1:20的比例加入蛋白酶进行酶解，将酶解产物离心分离分别收集游离油、乳状液、水解液和残渣；
(5)复合破乳菌全培养液的制备：取复合破乳菌，按照接种量为培养基体积2-8％的比例接种到培养基上，经过发酵，得到复合破乳菌全培养液；
(6)破乳处理：取步骤(4)的乳状液调pH至中性，加入步骤(5)制备的破乳菌全培养液，混匀，进行破乳反应，破乳反应结束后离心分离收集的上层分离物与步骤(4)收集的游离油混合得到盐地碱蓬籽油。
作为一种改进的技术方案，步骤(2)中的复合酶由果胶酶、纤维素酶和木质素酶按照0.2-1:0.5-1:0.1-0.5的比例混合而成。
作为一种改进的技术方案，步骤(2)酶解时的pH为4.5-6.5，温度为30-45℃，酶解时间为1-2h。
作为一种改进的技术方案，步骤(3)发酵时复合菌种的接种量为酶解产物重量的0.1-0.3％，发酵温度为27-42℃，发酵pH5-7，发酵时间为10-24h。
作为一种改进的技术方案，步骤(3)中的复合菌种由枯草芽胞杆菌和嗜热链球菌按照0.1-0.5:0.1-0.3的比例混合而成。
作为一种改进的技术方案，步骤(4)的蛋白酶为木瓜蛋白酶或菠萝蛋白酶。
作为一种改进的技术方案，步骤(4)酶解时的pH为5-7，温度为50-60℃，酶解时间为1-2h。
作为一种改进的技术方案，步骤(5)的复合破乳菌由红球菌PR-1和破乳菌LH-1按照重量比0.2-0.5:0.1-0.3的比例混合而成。
作为一种改进的技术方案，步骤(5)发酵时的发酵条件：摇床转速为100-160r/min，培养温度为22-40℃，培养时间为12-40h。
作为一种改进的技术方案，步骤(6)中的破乳温度为30-45℃，破乳时间为0.5-2h。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明主要具有以下优点：
(1)本发明对碱蓬籽进行酶解处理，果胶酶、纤维素酶和木质素酶可以对细胞的细胞壁成分进行有效降解；然后再通过辅助发酵，可以更好的破坏油脂蛋白体的复合结构，使油脂更好的释放出来；然后通过再次酶解可进一步降解蛋白组分，经过酶解处理分离收集的乳状液再通过复合破乳菌进行破乳处理，红球菌PR-1和破乳菌LH-1组成的复合破乳菌在发酵时菌体细胞本身或其代谢过程中产生的脂肽类表面活性物质进行破乳处理，油从乳状液内析出，促使油脂释放出来，大大提高了碱蓬籽的出油率。
(2)本发明工艺简单，破乳率高，破乳时间短，出油率高，毒性小，污染少。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实例1
一种盐地碱蓬籽油发酵提取工艺，包括以下步骤：
(1)原料预处理：将洗净、晾干的盐地碱蓬籽粉碎，按照料液比1:2的比例加入去离子水，混匀，得到固液混合物；
(2)一次酶解处理：取步骤(1)的固液混合物，调pH，加入固液混合物重量0.15％的复合酶(由果胶酶、纤维素酶和木质素酶按照0.2:0.5:0.1的比例混合而成)进行酶解(pH为4.5，温度为30℃，酶解时间为1h)，收集酶解产物；
(3)发酵处理：取步骤(2)的酶解产物，加入接种量为酶解产物重量0.1％的复合菌种(由枯草芽胞杆菌和嗜热链球菌按照0.1:0.15的比例混合而成)，发酵温度为28℃，发酵pH5，发酵时间为12h得到发酵产物；
(4)二次酶解处理：取步骤(3)的发酵产物，烘干粉碎，按照料液比1：10的比例加入木瓜蛋白酶进行酶解(pH为5，温度为50℃，酶解时间为1h)，将酶解产物离心分离分别收集游离油、乳状液、水解液和残渣；
(5)复合破乳菌全培养液的制备：取复合破乳菌(由红球菌PR-1和破乳菌LH-1按照重量比0.2:0.1的比例混合而成)，按照接种量为培养基体积2％的比例接种到培养基上，经过发酵(摇床转速为115r/min，培养温度为23℃，培养时间为12h)，得到复合破乳菌全培养液；
(6)破乳处理：取步骤(4)的乳状液调pH至中性，加入步骤(5)制备的破乳菌全培养液，混匀，进行破乳反应(破乳温度为30℃，破乳时间为2h)，破乳反应结束后离心分离收集的上层分离物与步骤(4)收集的游离油混合得到盐地碱蓬籽油。上述工艺条件得到的出油率为24.26％。
实例2
一种盐地碱蓬籽油发酵提取工艺，包括以下步骤：
(1)原料预处理：将洗净、晾干的盐地碱蓬籽粉碎，按照料液比1:3的比例加入去离子水，混匀，得到固液混合物；
(2)一次酶解处理：取步骤(1)的固液混合物，调pH，加入固液混合物重量0.2％的复合酶(由果胶酶、纤维素酶和木质素酶按照0.5:0.6:0.2的比例混合而成)进行酶解(pH为5.2，温度为35℃，酶解时间为1.2h)，收集酶解产物；
(3)发酵处理：取步骤(2)的酶解产物，加入接种量为酶解产物重量0.2％的复合菌种(由枯草芽胞杆菌和嗜热链球菌按照0.25:0.2的比例混合而成)，发酵温度为32℃，发酵pH5.5，发酵时间为16h得到发酵产物；
(4)二次酶解处理：取步骤(3)的发酵产物，烘干粉碎，按照料液比1：12的比例加入蛋白酶(木瓜蛋白酶或菠萝蛋白酶)进行酶解(pH为5.7，温度为53℃，酶解时间为1.2h)，将酶解产物离心分离分别收集游离油、乳状液、水解液和残渣；
(5)复合破乳菌全培养液的制备：取复合破乳菌(由红球菌PR-1和破乳菌LH-1按照重量比0.3:0.2的比例混合而成)，按照接种量为培养基体积4.5％的比例接种到培养基上，经过发酵(摇床转速为128r/min，培养温度为28℃，培养时间为26h)，得到复合破乳菌全培养液；
(6)破乳处理：取步骤(4)的乳状液调pH至中性，加入步骤(5)制备的破乳菌全培养液，混匀，进行破乳反应(破乳温度为36℃，破乳时间为1.8h)，破乳反应结束后离心分离收集的上层分离物与步骤(4)收集的游离油混合得到盐地碱蓬籽油。上述工艺条件得到的出油率为24.43％。
实例3
一种盐地碱蓬籽油发酵提取工艺，包括以下步骤：
(1)原料预处理：将洗净、晾干的盐地碱蓬籽粉碎，按照料液比1:4的比例加入去离子水，混匀，得到固液混合物；
(2)一次酶解处理：取步骤(1)的固液混合物，调pH，加入固液混合物重量0.45％的复合酶(由果胶酶、纤维素酶和木质素酶按照0.7:1:0.4的比例混合而成)进行酶解(pH为6.2，温度为42℃，酶解时间为1.8h)，收集酶解产物；
(3)发酵处理：取步骤(2)的酶解产物，加入接种量为酶解产物重量0.25％的复合菌种(由枯草芽胞杆菌和嗜热链球菌按照0.5:0.2的比例混合而成)，发酵温度为40℃，发酵pH6.8，发酵时间为20h得到发酵产物；
(4)二次酶解处理：取步骤(3)的发酵产物，烘干粉碎，按照料液比1:18的比例加入蛋白酶(木瓜蛋白酶)进行酶解(pH为6.8，温度为58℃，酶解时间为1.8h)，将酶解产物离心分离分别收集游离油、乳状液、水解液和残渣；
(5)复合破乳菌全培养液的制备：取复合破乳菌(由红球菌PR-1和破乳菌LH-1按照重量比0.45:0.3的比例混合而成)，按照接种量为培养基体积6.5％的比例接种到培养基上，经过发酵(摇床转速为148r/min，培养温度为38.5℃，培养时间为30h)，得到复合破乳菌全培养液；
(6)破乳处理：取步骤(4)的乳状液调pH至中性，加入步骤(5)制备的破乳菌全培养液，混匀，进行破乳反应(破乳温度为42℃，破乳时间为1.2h)，破乳反应结束后离心分离收集的上层分离物与步骤(4)收集的游离油混合得到盐地碱蓬籽油。上述工艺条件得到的出油率为24.78％。
实例4
一种盐地碱蓬籽油发酵提取工艺，包括以下步骤：
(1)原料预处理：将洗净、晾干的盐地碱蓬籽粉碎，按照料液比1:5的比例加入去离子水，混匀，得到固液混合物；
(2)一次酶解处理：取步骤(1)的固液混合物，调pH，加入固液混合物重量0.5％的复合酶(由果胶酶、纤维素酶和木质素酶按照1:1:0.5的比例混合而成)进行酶解(pH为6.5，温度为45℃，酶解时间为2h)，收集酶解产物；
(3)发酵处理：取步骤(2)的酶解产物，加入接种量为酶解产物重量0.3％的复合菌种(由枯草芽胞杆菌和嗜热链球菌按照0.5:0.3的比例混合而成)，发酵温度为42℃，发酵pH7，发酵时间为24h得到发酵产物；
(4)二次酶解处理：取步骤(3)的发酵产物，烘干粉碎，按照料液比1:20的比例加入蛋白酶(菠萝蛋白酶)进行酶解(pH为7，温度为60℃，酶解时间为2h)，将酶解产物离心分离分别收集游离油、乳状液、水解液和残渣；
(5)复合破乳菌全培养液的制备：取复合破乳菌(由红球菌PR-1和破乳菌LH-1按照重量比0.5:0.3的比例混合而成)，按照接种量为培养基体积8％的比例接种到培养基上，经过发酵(摇床转速为160r/min，培养温度为40℃，培养时间为38h)，得到复合破乳菌全培养液；
(6)破乳处理：取步骤(4)的乳状液调pH至中性，加入步骤(5)制备的破乳菌全培养液，混匀，进行破乳反应(破乳温度为45℃，破乳时间为1.6h)，破乳反应结束后离心分离收集的上层分离物与步骤(4)收集的游离油混合得到盐地碱蓬籽油。上述工艺条件得到的出油率为24.62％。
为了更好的证明利用本发明的提取方法来提取花青素时可以提高甜菜红素产品纯度和提取率，本发明同时做了3个对比例。
对比例1
与实施例3不同的是没有采用发酵和复合破乳菌进行破乳处理，其余条件均相同，所得的出油率为22.23％。
对比例2
与实施例3不同的是，只采用破乳菌XH-1进行破乳处理，其余条件相同，所得的出油率为23.92％，破乳时间2h。
对比例3
与实施例3不同的是，只采用红球菌PR-1进行破乳处理，其余条件相同，所得的出油率为23.89％，破乳时间1.8h。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种盐地碱蓬籽油发酵提取工艺，其特征在于所述提取工艺包括以下步骤：
(1)原料预处理：将洗净、晾干的盐地碱蓬籽粉碎，按照料液比1:2-1:5的比例加入去离子水，混匀，得到固液混合物；
(2)一次酶解处理：取步骤(1)的固液混合物，调pH，加入固液混合物重量0.1-0.5％的复合酶进行酶解，收集酶解产物；
(3)发酵处理：取步骤(2)的酶解产物，加入复合菌种，经过发酵得到发酵产物；
(4)二次酶解处理：取步骤(3)的发酵产物，烘干粉碎，按照料液比1：10-1:20的比例加入蛋白酶进行酶解，将酶解产物离心分离分别收集游离油、乳状液、水解液和残渣；
(5)复合破乳菌全培养液的制备：取复合破乳菌，按照接种量为培养基体积2-8％的比例接种到培养基上，经过发酵，得到复合破乳菌全培养液；
(6)破乳处理：取步骤(4)的乳状液调pH至中性，加入步骤(5)制备的破乳菌全培养液，混匀，进行破乳反应，破乳反应结束后离心分离收集的上层分离物与步骤(4)收集的游离油混合得到盐地碱蓬籽油。
2.根据权利要求1所述的一种盐地碱蓬籽油发酵提取工艺，其特征在于：步骤(2)中的复合酶由果胶酶、纤维素酶和木质素酶按照0.2-1:0.5-1:0.1-0.5的比例混合而成。
3.根据权利要求1所述的一种盐地碱蓬籽油发酵提取工艺，其特征在于：步骤(2)酶解时的pH为4.5-6.5，温度为30-45℃，酶解时间为1-2h。
4.根据权利要求1所述的一种盐地碱蓬籽油发酵提取工艺，其特征在于：步骤(3)发酵时复合菌种的接种量为酶解产物重量的0.1-0.3％，发酵温度为27-42℃，发酵pH5-7，发酵时间为10-24h。
5.根据权利要求1所述的一种盐地碱蓬籽油发酵提取工艺，其特征在于：步骤(3)的发酵菌种由枯草芽胞杆菌和嗜热链球菌按照0.1-0.5:0.1-0.3的比例混合而成。
6.根据权利要求1所述的一种盐地碱蓬籽油发酵提取工艺，其特征在于：步骤(4)的蛋白酶为木瓜蛋白酶或菠萝蛋白酶。
7.根据权利要求1所述的一种盐地碱蓬籽油发酵提取工艺，其特征在于：步骤(4)酶解时的pH为5-7，温度为50-60℃，酶解时间为1-2h。
8.根据权利要求1所述的一种盐地碱蓬籽油发酵提取工艺，其特征在于：步骤(5)的复合破乳菌由红球菌PR-1和破乳菌LH-1按照重量比0.2-0.5:0.1-0.3的比例混合而成。
9.根据权利要求1所述的一种盐地碱蓬籽油发酵提取工艺，其特征在于：步骤(5)发酵时的发酵条件：摇床转速为100-160r/min，培养温度为22-40℃，培养时间为12-40h。
10.根据权利要求1所述的一种盐地碱蓬籽油发酵提取工艺，其特征在于：步骤(6)中的破乳温度为30-45℃，破乳时间为0.5-2h。
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