CN109971550A - 牦牛奶中功能性脂肪酸的提纯工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从牦牛奶中提取功能性脂肪酸的提纯工艺，包括脱脂、水洗、脱胶、过滤、降温、结晶、过滤、真空脱气等步骤。本发明提取功能性脂肪酸的工艺，充分利用牦牛奶的独特营养，对其功能营养成分进行研究，提纯牦牛奶中功能性脂肪酸，并进一步利用提纯的功能性脂肪酸开发功能性脂肪酸系列产品。

Description

牦牛奶中功能性脂肪酸的提纯工艺

技术领域

本发明涉及一种功能性脂肪酸的提纯工艺，特别是从牦牛奶中提纯功能性脂肪酸的方法，属于生物工程加工技术领域。

背景技术

牦牛是生长在以中国青藏高原为中心，及其毗邻高山、亚高山高寒地区的特有珍稀牛种之一，属于草食性反刍家畜，由于其生存自然条件恶劣及特殊的物种因素，加之饲放在全天然草场，未补加任何人工饲料或添加剂，故其奶及奶制品既营养又无污染，造就了牦牛乳的优良品质，牦牛乳具有乳脂率和蛋白质含量高，富含氨基酸、多种维生素、微量元素、乳糖等营养成分的优点。牦牛乳又被称为天然浓缩乳，是高原地区各族人民重要的食品和乳品加工原料；同时牦牛乳丰富的营养成分又为微生物的生长繁殖提供良好的营养基础；另外，虽然牦牛乳产量是传统奶牛的十分之一，但基于其极高的营养价值，牦牛乳干物质、蛋白质、脂肪、乳糖和矿物质含量较其他牛乳更高。

功能性脂肪酸是指一类具有特殊生理功能的脂肪酸，是动物机体营养所需要并对动物的健康有促进作用的一大类脂溶性物质。功能性脂肪酸能够快速、高效提供能量，并且能够参与细胞构成、达到快速促生长作用。功能性脂肪酸是指对人体具有特殊功能或营养价值的多不饱和脂肪酸，如共轭亚油酸(CLA)具有抗动脉硬化、可使血浆总胆固醇、LDL胆固醇和甘油三酯水平明显降低，促进生长发育，抑癌等作用。ω-3脂肪酸成份主要为来源于鱼类动物的二十碳五烯酸(Eicosapen taenoicacid，EPA，含5个不饱和键)和二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid，DHA，含6个不饱和键)以及α-亚麻酸，含不饱和键较多，有较强的调整血脂作用。大量研究表明，ω-3脂肪酸能减少关节僵硬和关节疼痛、可减少心律失常心脏病后的患者在补充ω-3脂肪酸后能减少再发的风险、促进中性或酸性胆固醇自粪排出，因此ω-3脂肪酸具有抗炎症、抗血栓形成、抗心律形成、降低血脂、舒张血管的特性。同时，ω-3脂肪酸能加强抗抑郁药物的疗效、有助于孕妇的健康并胎儿的发育、提高骨骼密度，同时能够增加一些抗癌药物的细胞毒性。ω-3脂肪酸主要应用于营养补充剂，主要来源是海洋产品，部分来源于亚麻籽等植物油，牛、羊肉及其奶制品也是ω-3脂肪酸的另一来源。

牦牛乳中上述功能性脂肪酸约为10％，比牛乳高出3％，除亚油酸之外其它功能性脂肪酸都在牛乳的2倍以上，并且其中EPA、DHA是牛乳所不具有的。本申请中的红原牦牛，红原牦牛奶牛草场都在平均海拔3500米以上的全球最大最高的雪域高原，是中国三大湿地之一，千年原生态天然草场，365天无污染，拥有冬虫夏草等多种千年原生态天然牧草，还有冰川雪山消融的千年原生态湖泊河流，是更为红原牦牛提供了独特的生存放牧之地。红原牦牛奶富含共轭亚油酸、α-亚麻酸、EPA、DHA等营养成分，具有抗癌、降低血脂、提高脑神经功能、益智保健等功效。常见的牛乳中能够被消化吸收的脂肪只有60％，仍有大量脂肪不能被消化吸收，既损失了牛乳中脂肪的利用率，还降低了钙、镁等矿物质及脂溶性维生素的吸收利用。因此，如何充分利用牦牛奶的独特营养，对其功能营养成分进行研究，提纯牦牛奶中功能性脂肪酸，并进一步利用提纯的功能性脂肪酸开发功能性脂肪酸系列产品，是本申请人研究的重点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种牦牛奶中功能性脂肪酸的提纯工艺。本发明充分利用了牦牛奶中丰富的营养成分，基于牦牛奶脂肪中不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸的溶点不同的性质，利用温度调控来把部分脂肪结晶分离出来，进而完成牦牛奶脂肪的分离。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种牦牛奶中功能性脂肪酸的提纯工艺，包括脱脂、水洗、脱胶、过滤、降温、结晶、过滤、真空脱气等步骤，具体包括以下步骤：

1)牦牛奶脱脂：选取无污染新鲜牦牛奶，其脂肪含量8-12％；预热至38-40℃，经6000-7000r/min离心机分离得脱脂牛奶和脂肪；

2)脂肪水洗脱胶：将分离得到的脂肪中加入5.5-6.5％水，再按照体积比加入体积比为0.5％～2％、浓度70％的磷酸，在65-70℃下搅拌加热3-5min，再离心去除杂质，上层漂浮物即为脱胶脂肪；

3)降温结晶：脱胶脂肪以缓慢冷却以及恒温结晶工艺进行结晶；

4)过滤：步骤3)中每次恒温结晶后进行过滤，采用膜过滤机进行过滤分离；

5)真空脱气：过滤后的结晶进行真空脱气。

步骤1)中预热温度达38℃左右即可将脂肪从牛奶中分离，经离心后进一步提高了脂肪与牛乳分离的效率，将脱脂牛奶中的含脂率降低至0.01％以下。

步骤2)中，对脂肪进行水洗脱胶处理，能够有效的减少提取的脂肪酸中的非功能性脂肪酸成分，既保证了提取的功能性脂肪酸的纯度，又能延长功能性脂肪酸的保存时间。

步骤3)步骤4)中，主要研究的是结晶和过滤性能，受到许多工艺参数的影响，如冷却速率、恒温时间和分馏温度等，需要调节适当的恒温时间和温度，才能够使得所需的晶体更容易形成并进一步得到分离。

优选的，步骤3)中降温结晶的速度为：8-10℃/小时的速度降温至35-40℃，恒温结晶3-5h；再以4-5℃/小时的降温速度降温至22-25℃，恒温结晶6-8小时；以2-3℃/小时的降温速度降温至10-17℃，恒温结晶4-5小时；最后以1.5-2℃/小时的降温速度降温至6-8℃，恒温结晶10-12小时。

优选的，步骤4)中过滤压力4-8bar，优选5bar。

优选的，步骤5)中真空脱气条件为：真空度为-0.95atm以下的状态下，优选在-0.85～-0.95atm的状态下，真空脱气，时间为5～10分钟，优选10分钟。

有益效果

本发明与现有技术相比具有如下的优点:

1、本发明直接利用牦牛奶脂肪中不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸的溶点不同的性质，利用温度调控来把部分脂肪结晶分离出来。

2、本申请利用牦牛奶为原料，通过提纯其中的功能性脂肪酸，利用对脂肪的精炼分离过程中的温度选择、温度下降的速率和时间等，最大程度的提高了牦牛奶中功能性脂肪酸的浓缩得率。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步具体描述，但本发明的保护范围并不仅仅局限于以下实施例，所述技术领域的普通技术人员依据以上本发明公开的内容，均可实现本发明的目的。

实验例1：牦牛奶中功能性脂肪酸含量的测定：

提取脂肪：取牦牛奶加入氯仿1ml、甲醇5ml、蒸馏水2ml、2.5ml氯仿震荡2min，离心下层清液得脂肪，水浴吹出氯仿备用。将脂肪中加入1.5ml正己烷、微量乙酸乙酯，1ml甲醇钠振荡后静置，加入微量草酸后冷却过滤。利用气相色谱仪进行分析检测，分布与单脂肪酸甲酯标准品再相同条件下进行保留时间比较，计算各组分再脂肪酸重量中的质量百分比，检测结果见表1。

表1.牦牛奶中功能性脂肪酸含量％

由表1可知，牦牛奶中功能性脂肪酸含量高达11.19％左右，并且其中EPA、DHA含量均较高，油酸、共轭亚油酸、亚油酸、花生四烯酸含量也较高。

实施例1：一种牦牛奶中功能性脂肪酸的提纯工艺，包括脱脂、水洗、脱胶、过滤、降温、结晶、过滤、真空脱气等步骤，具体包括以下步骤：

1)牦牛奶脱脂：选取无污染新鲜红原牦牛奶，其脂肪含量8-12％；预热至38℃，经7000r/min离心机分离得脱脂牛奶和脂肪；

2)脂肪水洗脱胶：将分离得到的脂肪中加入6％水，再按照体积比加入体积比为2％、浓度70％的磷酸，在65℃下搅拌加热5min，再离心去除杂质，上层漂浮物即为脱胶脂肪。

3)降温结晶：脱胶脂肪以缓慢冷却、恒温结晶，降温结晶的速度为：8℃/小时的速度降温至35℃，恒温结晶5h；再以4℃/小时的降温速度降温至22℃，恒温结晶8小时；以2℃/小时的降温速度降温至15℃，恒温结晶5小时；最后以1.5℃/小时的降温速度降温至8℃，恒温结晶10小时。

4)过滤：步骤3)中每次恒温结晶后进行过滤，采用膜过滤机进行过滤分离过滤压力5bar。

5)真空脱气：过滤后的结晶进行真空脱气，条件为：在-0.85～-0.95atm的状态下，真空脱气10分钟。

根据实施例1提取方法，提纯得到的功能性脂肪酸含量见表2。

表2.实施例1提纯方法得到的各脂肪酸含量％

由表2可知，牦牛奶中功能性脂肪酸含量高达11.19％左右，经过本发明实施例1的提取方法后，可以分别将油酸、共轭亚油酸、EPA、DHA，亚麻酸、亚油酸、花生四烯酸含量分别提纯，提纯率61％-77％之间，提取效率高，可进一步添加至原奶或其他制品中。

尽管发明人已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域一个熟练的技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种牦牛奶中功能性脂肪酸的提纯工艺，包括脱脂、水洗、脱胶、过滤、降温、结晶、过滤、真空脱气等步骤，具体包括以下步骤：

1)牦牛奶脱脂：选取无污染新鲜牦牛奶，其脂肪含量8-12％；预热至38-40℃，经6000-7000r/min离心机分离得脱脂牛奶和脂肪；

2)脂肪水洗脱胶：将分离得到的脂肪中加入水和磷酸，加热脱胶；3)降温结晶：脱胶脂肪以缓慢冷却以及恒温结晶工艺进行结晶；

4)过滤：步骤3)中每次恒温结晶后进行过滤，采用膜过滤机进行过滤分离；

5)真空脱气：过滤后的结晶进行真空脱气。

2.根据权利要求1所述的提纯工艺，其特征在于，步骤1)中预热温度达38℃，将脱脂牛奶中的含脂率降低至0.01％以下。

3.根据权利要求1-2任一项所述的提纯工艺，其特征在于，步骤2)种将分离得到的脂肪中加入5.5-6.5％水，再按照体积比加入体积比为0.5％～2％、浓度70％的磷酸，在65-70℃下搅拌加热3-5min，再离心去除杂质，上层漂浮物即为脱胶脂肪。

4.根据权利要求1-3任一项所述的提纯工艺，其特征在于，步骤3)中降温结晶的速度为：8-10℃/小时的速度降温至35-40℃，恒温结晶3-5h；再以4-5℃/小时的降温速度降温至22-25℃，恒温结晶6-8小时；以2-3℃/小时的降温速度降温至10-17℃，恒温结晶4-5小时；最后以1.5-2℃/小时的降温速度降温至6-8℃，恒温结晶10-12小时。

5.根据权利要求1-4任一项所述的提纯工艺，其特征在于，步骤4)中过滤压力4-8bar，优选5bar。

6.根据权利要求1-5任一项所述的提纯工艺，其特征在于，步骤5)中真空脱气条件为：真空度为-0.95atm以下的状态下，真空脱气，时间为5～10分钟。

7.根据权利要求6所述的提纯工艺，其特征在于，步骤5)真空脱气条件为：在-0.85～-0.95atm的状态下，真空脱气10分钟。