CN108559614A - 一种盐地碱蓬籽油、粗蛋白和粗纤维综合提取工艺 - Google Patents

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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、粗蛋白和粗纤维综合提取工艺，包括原料超声预处理、发酵处理、酶解处理、复合破乳菌全培养液的制备、破乳处理、粗蛋白的制备和粗纤维的制备。本发明的提取工艺可同时得到碱蓬籽油、粗纤维以及粗蛋白三种产品，同时还大大提高了碱蓬籽的出油率，粗蛋白及粗纤维的得率。

Description

一种盐地碱蓬籽油、粗蛋白和粗纤维综合提取工艺
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、粗蛋白和粗纤维综合提取工艺。
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，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。
目前，对碱蓬籽油的制备方法研究较多，但是出油后的饼粕或残渣中含有大量的粗蛋白和粗纤维，利用率低，造成资源浪费；因此针对上述问题，有必要建立一种碱蓬籽油、粗蛋白和粗纤维综合提取的工艺。
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、粗蛋白和粗纤维综合提取工艺，利用该提取工艺可以同时得到碱蓬籽油、粗蛋白和粗纤维三种产品，而且碱蓬籽的出油率高，粗蛋白和粗纤维的得率高。
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、粗蛋白和粗纤维综合提取工艺，所述提取工艺包括以下步骤：
(1)超声预处理：将洗净、晾干的碱蓬籽脱皮粉碎，按照料液比1:5-1:15的比例加入去离子水，混匀，超声浸提，离心分别收集乳状液、水解液和滤渣；
(2)发酵处理：取步骤(1)的滤渣，加入复合菌种，发酵结束后，加入复合酶a，保温一段时间后离心分别收集乳状液、水解液和残渣；
(3)酶解处理：取步骤(2)的残渣，烘干粉碎，按照加入混合物重量0.1-0.5％的复合酶b进行酶解，收集酶解产物，离心分离分别收集乳状液、水解液和残渣；
(4)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；
(5)破乳处理：将步骤(1)、(2)和(3)的乳状液合并，调pH至中性，加入步骤(4)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为碱蓬籽油；
(6)粗蛋白制备：取步骤(1)、(2)和步骤(3)的水解液合并，调pH至碱性、离心，分别收集上清液和沉淀，将收集的沉淀用水清洗、再离心，收集的沉淀经过干燥，得到粗蛋白；
(7)粗纤维制备：取步骤(3)残渣，加入去离子水，调pH至碱性，微波浸提，离心，分别收集的上清液和沉淀，将上清液烘干得到水溶性粗纤维，沉淀烘干得到不溶性粗纤维。
作为一种改进的技术方案，步骤(1)超声处理的温度40-60℃，时间10-30min，功率为300-500w。
作为一种改进的技术方案，步骤(2)的复合菌种由地衣芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌和乳酸菌按照0.1-0.5:0.12-0.3:0.1-0.3的比例混合而成。
作为一种改进的技术方案，步骤(2)发酵时复合菌种的接种量为滤渣重量的0.1-0.3％，发酵温度为35-45℃，pH5-7，发酵时间为10-24h。
作为一种改进的技术方案，步骤(2)中的复合酶a由纤维素酶、果胶酶和蜗牛酶按照0.1-0.5:0.1-0.3:0.15-0.3的比例混而成。
作为一种改进的技术方案，步骤(3)中复合酶b由菠萝蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶按照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(3)酶解时的pH为4-7.8，温度为40-60℃，酶解时间为1-2h。
作为一种改进的技术方案，步骤(4)的复合破乳菌由污泥诺卡式菌、破乳菌LH-1和红球菌PR-1按照重量比0.1-0.3:0.12-0.3:0.1-0.5的比例混合而成。
作为一种改进的技术方案，步骤(4)发酵时的发酵条件：摇床转速为120-160r/min，培养温度为25-45℃，培养时间为24-72h。
作为一种改进的技术方案，步骤(5)中的破乳温度为25-30℃，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)本发明以盐地碱蓬籽为原料进行超声预处理，将所得的滤渣进行发酵处理，发酵时利用复合菌种(地衣芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌和乳酸菌)产生的多种酶系对其进行分解，进而促进油脂、蛋白组分以及纤维组分释放出来，发酵结束后再加入由纤维素酶、果胶酶和蜗牛酶组成的复合酶，进一步可有效降解细胞壁组分，使碱蓬籽油及蛋白组分从细胞内部进入溶剂中，充分释放出来，进入实现对碱蓬籽油和蛋白组分的提取；再通过污泥诺卡式菌、破乳菌LH-1和红球菌PR-1组成的复合破乳菌将乳状液进行破乳处理，由于发酵时破乳菌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具有较强破乳能力，油从乳状液内析出，促使油脂释放出来，进而大大提高了碱蓬籽的出油率。由菠萝蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶组成的复合酶将发酵收集的残渣进行酶解，可促使残渣中的油脂组分和蛋白组分释放出来，同时降低蛋白组分的苦味，大大增加了蛋白的得率；同时将酶解处理步骤收集的残渣进行微波辅助碱提，同时得到了水溶性粗纤维和不溶性的粗纤维，可根据实际需要加以利用，大大提高利用率。
(2)本发明工艺简单，毒性小，污染少，破乳率高，破乳时间短，可同时得到碱蓬籽油、粗蛋白及粗纤维三种产品，而且还提高了出油率，粗蛋白得率以及水溶性粗纤维和不溶性粗纤维的得率。
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、粗蛋白和粗纤维综合提取工艺，包括以下步骤：
(1)超声预处理：将洗净、晾干的碱蓬籽脱皮粉碎，按照料液比1:5的比例加入去离子水，混匀，温度40℃，功率为300w，浸提时间10min，离心分别收集乳状液、水解液和滤渣；
(2)发酵处理：取步骤(1)的滤渣，加入滤渣重量0.13％的复合菌种(地衣芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌和乳酸菌按照0.1:0.12:0.15的比例混合而成)，在温度35℃，pH5，发酵10h，发酵结束后加入复合酶a(由纤维素酶、果胶酶和蜗牛酶按照0.1:0.13:0.15的比例混而成)，保温10-30min后离心分别收集乳状液、水解液和残渣；
(3)酶解处理：取步骤(2)的残渣，烘干粉碎，按照加入混合物重量0.15％的复合酶b(由菠萝蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶按照0.1:0.15的比例混合而成)在pH为4.3，温度为40℃，酶解1h，收集酶解产物，离心分离分别收集乳状液、水解液和残渣；
(4)复合破乳菌全培养液的制备：取复合破乳菌(由污泥诺卡式菌、破乳菌LH-1和红球菌PR-1按照重量比0.1:0.12:0.1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120r/min，培养温度为28℃，培养时间为24h)，得到复合破乳菌全培养液；
(5)破乳处理：将步骤(1)、(2)和(3)的乳状液合并，调pH至中性，加入步骤(4)制备的破乳菌全培养液，混匀，进行破乳反应(破乳温度为27℃，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为碱蓬籽油；
(6)粗蛋白制备：取步骤(1)、(2)和步骤(3)的水解液合并，调pH至碱性、离心，分别收集上清液和沉淀，将收集的沉淀用水清洗、再离心，收集的沉淀经过干燥，得到粗蛋白；
(7)粗纤维制备：取步骤(3)残渣，加入去离子水，调pH至碱性，微波浸提，离心，分别收集的上清液和沉淀，将上清液烘干得到水溶性粗纤维，沉淀烘干得到不溶性粗纤维。
上述工艺条件得到的出油率为24.35％，粗蛋白的得率为22.65％，水溶性粗纤维的得率为12.26％，不溶性粗纤维的得率为10.20％。
实例2
一种盐地碱蓬籽油、粗蛋白和粗纤维综合提取工艺，包括以下步骤：
(1)超声预处理：将洗净、晾干的碱蓬籽脱皮粉碎，按照料液比1:10的比例加入去离子水，混匀，温度48℃，功率为360w，浸提时间15min，离心分别收集乳状液、水解液和滤渣；
(2)发酵处理：取步骤(1)的滤渣，加入滤渣重量0.15％的复合菌种(地衣芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌和乳酸菌按照0.15:0.17:0.2的比例混合而成)，在温度38℃，pH5-7，发酵12h，发酵结束后加入复合酶a(由纤维素酶、果胶酶和蜗牛酶按照0.2:0.15:0.2的比例混而成)，保温一段时间后离心分别收集乳状液、水解液和残渣；
(3)酶解处理：取步骤(2)的残渣，烘干粉碎，按照加入混合物重量0.2％的复合酶b(由菠萝蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶按照0.15:0.2的比例混合而成)在pH为5.2，温度为50℃，酶解1.2h，收集酶解产物，离心分离分别收集乳状液、水解液和残渣；
(4)复合破乳菌全培养液的制备：取复合破乳菌(由污泥诺卡式菌、破乳菌LH-1和红球菌PR-1按照重量比0.17:0.2:0.2的比例混合而成)，按照接种量为培养基体积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32℃，培养时间为30h)，得到复合破乳菌全培养液；
(5)破乳处理：将步骤(1)、(2)和(3)的乳状液合并，调pH至中性，加入步骤(4)制备的破乳菌全培养液，混匀，进行破乳反应(破乳温度为28℃，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为碱蓬籽油；
(6)粗蛋白制备：取步骤(1)、(2)和步骤(3)的水解液合并，调pH至碱性、离心，分别收集上清液和沉淀，将收集的沉淀用水清洗、再离心，收集的沉淀经过干燥，得到粗蛋白；
(7)粗纤维制备：取步骤(3)残渣，加入去离子水，调pH至碱性，微波浸提，离心，分别收集的上清液和沉淀，将上清液烘干得到水溶性粗纤维，沉淀烘干得到不溶性粗纤维。
上述工艺条件得到的出油率为24.53％,粗蛋白的得率为22.97％,水溶性粗纤维的得率为12.38％，不溶性粗纤维的得率为10.23％。
实例3
一种盐地碱蓬籽油、粗蛋白和粗纤维综合提取工艺，包括以下步骤：
(1)超声预处理：将洗净、晾干的碱蓬籽脱皮粉碎，按照料液比1:12的比例加入去离子水，混匀，温度58.5℃，功率为460w，浸提时间25min，离心分别收集乳状液、水解液和滤渣；
(2)发酵处理：取步骤(1)的滤渣，加入滤渣重量0.25％的复合菌种(地衣芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌和乳酸菌按照0.4:0.25:0.2的比例混合而成)，在温度42.5℃，pH6.7，发酵22h，发酵结束后加入复合酶a(由纤维素酶、果胶酶和蜗牛酶按照0.4:0.25:0.2的比例混而成)，保温一段时间后离心分别收集乳状液、水解液和残渣；
(3)酶解处理：取步骤(2)的残渣，烘干粉碎，按照加入混合物重量0.45％的复合酶b(由菠萝蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶按照0.45:0.2的比例混合而成)在pH为7.5，温度为57.5℃，酶解1.8h，收集酶解产物，离心分离分别收集乳状液、水解液和残渣；
(4)复合破乳菌全培养液的制备：取复合破乳菌(由污泥诺卡式菌、破乳菌LH-1和红球菌PR-1按照重量比0.3:0.25:0.4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156r/min，培养温度为40.5℃，培养时间为36h)，得到复合破乳菌全培养液；
(5)破乳处理：将步骤(1)、(2)和(3)的乳状液合并，调pH至中性，加入步骤(4)制备的破乳菌全培养液，混匀，进行破乳反应(破乳温度为28.5℃，破乳时间为0.6h)，破乳反应结束后离心分离收集的上层分离物为碱蓬籽油；
(6)粗蛋白制备：取步骤(1)、(2)和步骤(3)的水解液合并，调pH至碱性、离心，分别收集上清液和沉淀，将收集的沉淀用水清洗、再离心，收集的沉淀经过干燥，得到粗蛋白；
(7)粗纤维制备：取步骤(3)残渣，加入去离子水，调pH至碱性，微波浸提，离心，分别收集的上清液和沉淀，将上清液烘干得到水溶性粗纤维，沉淀烘干得到不溶性粗纤维。
上述工艺条件得到的出油率为24.85％，粗蛋白的得率为23.68％，水溶性粗纤维的得率为12.45％，不溶性粗纤维的得率为10.29％。
实例4
一种盐地碱蓬籽油、粗蛋白和粗纤维综合提取工艺，包括以下步骤：
(1)超声预处理：将洗净、晾干的碱蓬籽脱皮粉碎，按照料液比1:15的比例加入去离子水，混匀，温度60℃，功率为500w，浸提时间30min，离心分别收集乳状液、水解液和滤渣；
(2)发酵处理：取步骤(1)的滤渣，加入滤渣重量0.3％的复合菌种(地衣芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌和乳酸菌按照0.5:0.3:0.3的比例混合而成)，在温度45℃，pH6.8，发酵24h，发酵结束后加入复合酶a(由纤维素酶、果胶酶和蜗牛酶按照0.5:0.3:0.3的比例混而成)，保温一段时间后离心分别收集乳状液、水解液和残渣；
(3)酶解处理：取步骤(2)的残渣，烘干粉碎，按照加入混合物重量0.5％的复合酶b(由菠萝蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶按照0.5:0.3的比例混合而成)在pH为7.8，温度为60℃，酶解2h，收集酶解产物，离心分离分别收集乳状液、水解液和残渣；
(4)复合破乳菌全培养液的制备：取复合破乳菌(由污泥诺卡式菌、破乳菌LH-1和红球菌PR-1按照重量比0.3:0.3:0.5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45℃，培养时间为72h)，得到复合破乳菌全培养液；
(5)破乳处理：将步骤(1)、(2)和(3)的乳状液合并，调pH至中性，加入步骤(4)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1.5h)，破乳反应结束后离心分离收集的上层分离物为碱蓬籽油；
(6)粗蛋白制备：取步骤(1)、(2)和步骤(3)的水解液合并，调pH至碱性、离心，分别收集上清液和沉淀，将收集的沉淀用水清洗、再离心，收集的沉淀经过干燥，得到粗蛋白；
(7)粗纤维制备：取步骤(3)残渣，加入去离子水，调pH至碱性，微波浸提，离心，分别收集的上清液和沉淀，将上清液烘干得到水溶性粗纤维，沉淀烘干得到不溶性粗纤维。
上述工艺条件得到的出油率为24.69％，蛋白的得率为23.39％，水溶性粗纤维的得率为12.42％，不溶性粗纤维的得率为10.25％。
为了更好的证明利用本发明的制备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4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22.16％，粗蛋白的得率为22.28％，水溶性粗纤维的得率为11.87％，不溶性粗纤维的得率为9.85％。
对比例2
与实施例3不同的是，只采用破乳菌LH-1进行破乳处理，其余条件相同，所得的出油率为23.84％，破乳时间2h，粗蛋白的得率为23.12％，水溶性粗纤维的得率为12.38％，不溶性粗纤维的得率为10.21％。
对比例3
与实施例3不同的是，只采用污泥诺卡式菌进行破乳处理，其余条件相同，所得的出油率为23.89％，破乳时间1.8h，粗蛋白的得率为23.27％，水溶性粗纤维的得率为12.40％，不溶性粗纤维的得率为10.23％。
对比例4
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23.85％，破乳时间1.8h，粗蛋白的得率为23.23％，水溶性粗纤维的得率为12.41％，不溶性粗纤维的得率为10.25％。
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、粗蛋白和粗纤维综合提取工艺，其特征在于所述提取工艺包括以下步骤：
(1)超声预处理：将洗净、晾干的盐地碱蓬籽脱皮粉碎，按照料液比1:5-1:15的比例加入去离子水，混匀，超声浸提，离心分别收集乳状液、水解液和滤渣；
(2)发酵处理：取步骤(1)的滤渣，加入滤渣重量0.1-0.3％的复合菌种，发酵结束后，加入复合酶a，保温一段时间后离心分别收集乳状液、水解液和残渣；
(3)酶解处理：取步骤(2)的残渣，烘干粉碎，按照加入混合物重量0.1-0.5％的复合酶b进行酶解，收集酶解产物，离心分离分别收集乳状液、水解液和残渣；
(4)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；
(5)破乳处理：将步骤(1)、(2)和(3)的乳状液合并，调pH至中性，加入步骤(4)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为盐地碱蓬籽油；
(6)粗蛋白制备：取步骤(1)、(2)和步骤(3)的水解液合并，调pH至碱性、离心，分别收集上清液和沉淀，将收集的沉淀用水清洗、再离心，收集的沉淀经过干燥，得到粗蛋白；
(7)粗纤维制备：取步骤(3)残渣，加入去离子水，调pH至碱性，微波浸提，离心，分别收集的上清液和沉淀，将上清液烘干得到水溶性粗纤维，沉淀烘干得到不溶性粗纤维。
2.根据权利要求1所述的一种盐地碱蓬籽油、粗蛋白和粗纤维综合提取工艺，其特征在于：步骤(1)超声处理的温度40-60℃，时间10-30min，功率为300-500w。
3.根据权利要求1所述的一种盐地碱蓬籽油、粗蛋白和粗纤维综合提取工艺，其特征在于：步骤(2)的复合菌种由地衣芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌和乳酸菌按照0.1-0.5:0.12-0.3:0.1-0.3的比例混合而成。
4.根据权利要求1所述的一种盐地碱蓬籽油、粗蛋白和粗纤维综合提取工艺，其特征在于：步骤(2)发酵时复合菌种的接种量为滤渣重量的0.1-0.3％，发酵温度为35-45℃，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、粗蛋白和粗纤维综合提取工艺，其特征在于：步骤(2)中的复合酶a由纤维素酶、果胶酶和蜗牛酶按照0.1-0.5:0.1-0.3:0.15-0.3的比例混而成。
6.根据权利要求1所述的一种盐地碱蓬籽油、粗蛋白和粗纤维综合提取工艺，其特征在于：步骤(3)中复合酶b由菠萝蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶按照0.1-0.5:0.1-0.3的比例混合而成。
7.根据权利要求1所述的一种盐地碱蓬籽油、粗蛋白和粗纤维综合提取工艺，其特征在于：步骤(3)酶解时的pH为4-7.8，温度为40-60℃，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、粗蛋白和粗纤维综合提取工艺，其特征在于：步骤(4)的复合破乳菌由污泥诺卡式菌、破乳菌LH-1和红球菌PR-1按照重量比0.1-0.3:0.12-0.3:0.1-0.5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、粗蛋白和粗纤维综合提取工艺，其特征在于：摇床转速为120-160r/min，培养温度为25-45℃，培养时间为24-72h。
10.根据权利要求1所述的一种盐地碱蓬籽油、粗蛋白和粗纤维综合提取工艺，其特征在于：步骤(5)中的破乳温度为25-30℃，破乳时间为0.5-2h。
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