CN112358912A - 一种烘烤棉籽的制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于生物提取技术领域，具体涉及一种烘烤棉籽的制备方法及其应用。本发明提供的烘烤棉籽的制备方法包括脱绒、干燥、剥壳、碱液浸泡、烘烤、水洗、干燥等工艺步骤，其中所述碱性溶液由无水乙醇、NaOH溶液、Na2CO3溶液和KOH溶液混合而成。本发明提供的烘烤棉籽的制备方法采用高温烘烤的方式代替传统蒸炒工艺，解决了传统蒸炒时间、蒸炒温度对棉籽的影响，烘烤之前采用碱性溶液对棉仁进行浸泡，有效去除了棉仁中的游离棉酚。此外，本发明应用于棉籽油的制备中，能够大大缩短棉籽油的生产周期，节约成本。

Description

一种烘烤棉籽的制备方法及其应用
技术领域
本发明属于生物提取技术领域，具体涉及一种烘烤棉籽的制备方法及其应用。
背景技术
棉花是我国最重要的经济作物，棉籽是分离棉花纤维后剩余的种籽，由棉籽壳、棉仁和少量纤维组成，每年棉籽的产量达到900×104t以上，其主产区在华北平原和西北平原。棉籽的主要用途有精炼棉籽油、制备脱酚棉籽蛋白、制造棉短绒、棉粕、棉籽皮用于食用菌的栽培等诸多领域，其中棉籽脱壳榨油为棉籽的主要用途。
棉籽油的加工流程通常为剥壳—软化—轧胚—蒸炒—膨化—浸出—蒸脱—汽提—毛油—脱胶—酸炼—碱炼—脱色—脱臭—棉籽油等步骤，其中蒸炒调质过程中，油料被加热，能够调整棉籽水分到理想状态，赋予棉仁一定的塑性，减少成品油粘性，凝结棉籽中的蛋白质并去除棉籽的生物活性，因此棉籽蒸炒的效果直接决定了毛棉油的质量以及出油率的高低。目前，大部分棉籽油在加工蒸炒过程中采用润湿蒸炒法，润湿后料坯水分达不到相关要求，料坯受热不均匀，导致料坯中的蛋白质和棉酚产生变性。此外，蒸炒时间不足、蒸炒温度不合理、蒸锅存料量不稳定等相关问题也是层出不穷。
专利公开号为CN107022407A的专利文本公开了一种棉籽油的制备方法，其制备工艺包括备料、壳仁分离、软化、扎胚、蒸炒、榨油和精制等工艺步骤。其蒸炒过程分为三个阶段进行，第一步蒸炒处理温度为70-75℃，蒸炒时间为10min，第二步蒸炒处理温度为80-85℃，蒸炒时间为8min，第三步蒸炒处理温度为95-100℃，蒸炒时间为2-7min，蒸炒过程中的加水量为棉籽量的3-5％。此方法虽然具有工艺简单、操作方便的特点，但是由于其蒸炒过程中水分较少，料坯受热不均匀，导致棉籽中的蛋白质和棉酚变性，从而使得毛棉油的质量降低，且榨油后的棉籽粕由于蛋白质变性而失去利用价值。
专利公开号为CN106833875A的专利文本公开了一种降低游离棉酚含量的棉籽加工方法，此方法包括脱绒、硫酸浸泡、离心分离、蒸炒、干燥等步骤。此方法中的蒸炒温度为150-180℃，炒至棉仁胚的颜色变至棕红色，无焦糊味。此方法虽然可以有效脱除棉仁中的游离棉酚，但是其蒸炒温度过高，破坏了棉仁中的蛋白质。
综上所述，现有技术中普遍存在蒸炒时间不足、蒸炒温度不合理、蒸锅存料量不稳定、蒸炒水分含量低等技术难题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种烘烤棉籽的制备方法及其应用。本发明提供的烘烤棉籽的制备方法采用高温烘烤的方式代替传统蒸炒工艺，解决了传统蒸炒时间、蒸炒温度对棉籽的影响，烘烤之前采用碱性溶液对棉仁进行浸泡，有效去除了棉仁中的游离棉酚。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种烘烤棉籽的制备方法，包括以下步骤：
S1、将棉籽通过气流式锯齿剥绒机进行脱绒加工，经过2次脱绒确保棉籽表面残绒在3％以下，制得脱绒棉籽；
S2、将步骤S1制得的脱绒棉籽干燥至含水量在4％以下，制得干燥脱绒棉籽；
S3、将步骤S2制得的干燥脱绒棉籽放入剥壳机中剥壳，然后经过阶梯筛进行壳仁分离，制得棉仁；
S4、向步骤S3制得的棉仁中加入溶液I，浸泡4-6h，然后将棉籽捞出放置于烤盘上，在90-100℃的温度下烘烤2-3h，然后升温至100-130℃，继续烘烤1-2h，制得熟棉仁；
S5、向步骤S4制得的熟棉仁中加入4-6倍量的水，搅拌冲洗10-20min，并过滤，重复操作3-5次，烘干，即得。
进一步的，所述烘烤棉籽的制备方法步骤S1中气流式锯齿剥绒机中每小时棉籽的通入量为200-400kg。
进一步的，所述烘烤棉籽的制备方法步骤S2中的干燥温度为120-135℃。
进一步的，所述烘烤棉籽的制备方法步骤S4中溶液I的加入量为棉仁质量的60-75％。
进一步的，所述烘烤棉籽的制备方法步骤S4中的溶液I为无水乙醇、NaOH溶液、Na2CO3溶液和KOH溶液的混合物。
更进一步的，所述溶液I中无水乙醇、NaOH溶液、Na2CO3溶液和KOH溶液的质量混合比为5:13:4:9。
更进一步的，所述溶液I中NaOH溶液的质量百分数为8％，Na2CO3溶液的质量百分数为13％，KOH溶液的质量百分数为5％。
进一步的，所述烘烤棉籽的制备方法步骤S5中的烘干温度为90-110℃。
本发明还进一步限定了所述烘烤棉籽的制备方法在制备棉籽油中的应用。
本发明采用烘烤的工艺代替传统蒸炒工艺，在烘烤过程中不会因蒸锅中的存料量不稳定而影响料坯的均匀受热，且不用考虑料坯中含水率的高低对料坯中棉酚、磷脂的影响，简化了操作工艺，节约成本。
本发明提供的烘烤棉籽的制备方法在烘烤前采用碱性溶液对棉仁进行浸泡，此过程可以使得棉仁中的棉酚腺体吸水破裂，释放出游离的棉酚，棉酚中的羟基会与碱性溶液中碱性物质发生中和反应，生成溶于水的棉酚盐类，从而达到脱除棉仁中棉酚的目的。同时，浸泡过程可以使棉仁吸收大量水分，从而在烘烤过程中无需额外喷入水份，简化了操作工艺，从而有利于节约成本。在烘烤过程中通过控制烘烤温度进而控制棉仁中水分的挥发量，当温度升高至90-100℃时，棉仁中的水分挥发，烘烤体系中的水蒸气含量逐渐上升，抑制棉酚的变性，使得棉酚与碱性物质结合生成可溶于水的棉酚盐，从而被水蒸气带走。当烘烤温度升高至100-130℃时，可以加速棉仁中的剩余水分的蒸发。
本发明通过研究发现，当碱性溶液由一定质量百分数的无水乙醇、NaOH溶液、Na2CO3溶液和KOH溶液混合构成时，棉仁中的棉酚去除率达到最大值，无水乙醇的加入可以增加棉籽仁中棉酚的排出效率，从而缩短浸泡时间和烘烤棉籽的制备周期。烘烤后的棉籽用水冲洗可以带走棉仁表面的碱性物质及棉酚与碱结合形成的棉酚盐。
与现有技术相比，本发明提供的烘烤棉籽的制备方法及其应用具有如下优势：
(1)本发明提供的烘烤棉籽的制备方法采用烘烤的工艺代替传统蒸炒工艺，在烘烤过程中不会因蒸锅中的存料量不稳定而影响料坯的均匀受热，且不用考虑料坯中含水率的高低对料坯中棉酚、磷脂的影响，简化了操作工艺，节约成本，有利于实现大规模生产；
(2)本发明提供的烘烤棉籽的制备方法在烘烤之前采用碱性溶液对棉仁进行浸泡，有效去除了棉仁中的游离棉酚；
(3)本发明提供的烘烤棉籽的制备方法制得的棉籽可直接用于棉籽油的制备，并代替了传统棉籽油制备过程中的剥壳、软化、轧胚、蒸炒、膨化等工艺步骤，大大缩短了棉籽油的制备周期，节约了成本。
具体实施方式
以下通过具体实施方式进一步描述本发明，但本发明不仅仅限于以下实施例。本领域技术人员根据本发明的基本思路，可以做出各种修改，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的范围之内。
本实施方式中的实施例中所述烘烤棉籽的制备方法步骤S4中的溶液I由无水乙醇、NaOH溶液、Na2CO3溶液和KOH溶液按质量比为5:13:4:9组成；所述溶液I中NaOH溶液的质量百分数为8％，Na2CO3溶液的质量百分数为13％，KOH溶液的质量百分数为5％。
实施例1、一种烘烤棉籽的制备方法
一种烘烤棉籽的制备方法，包括以下步骤：
S1、将棉籽通过气流式锯齿剥绒机进行脱绒加工，棉籽的通入量为400kg/h，经过2次脱绒确保棉籽表面残绒在3％以下，制得脱绒棉籽；
S2、将步骤S1制得的脱绒棉籽干燥至含水量在4％以下，干燥温度为135℃，制得干燥脱绒棉籽；
S3、将步骤S2制得的干燥脱绒棉籽放入剥壳机中剥壳，然后经过阶梯筛进行壳仁分离，制得棉仁；
S4、向步骤S3制得的棉仁中加入溶液I，溶液I的加入量为棉仁质量的75％，浸泡6h，然后将棉籽捞出放置于烤盘上，在100℃的温度下烘烤3h，然后升温至130℃，继续烘烤2h，制得熟棉仁；
S5、向步骤S4制得的熟棉仁中加入6倍量的水，搅拌冲洗20min，并过滤，重复操作5次，烘干，烘干温度为110℃，即得。
实施例2、一种烘烤棉籽的制备方法
一种烘烤棉籽的制备方法，包括以下步骤：
S1、将棉籽通过气流式锯齿剥绒机进行脱绒加工，棉籽的通入量为200kg/h，经过2次脱绒确保棉籽表面残绒在3％以下，制得脱绒棉籽；
S2、将步骤S1制得的脱绒棉籽干燥至含水量在4％以下，干燥温度为120℃，制得干燥脱绒棉籽；
S3、将步骤S2制得的干燥脱绒棉籽放入剥壳机中剥壳，然后经过阶梯筛进行壳仁分离，制得棉仁；
S4、向步骤S3制得的棉仁中加入溶液I，溶液I的加入量为棉仁质量的60％，浸泡4h，然后将棉籽捞出放置于烤盘上，在90℃的温度下烘烤2h，然后升温至100℃，继续烘烤1h，制得熟棉仁；
S5、向步骤S4制得的熟棉仁中加入4倍量的水，搅拌冲洗10min，并过滤，重复操作3次，烘干，烘干温度为90℃，即得。
实施例3、一种烘烤棉籽的制备方法
一种烘烤棉籽的制备方法，包括以下步骤：
S1、将棉籽通过气流式锯齿剥绒机进行脱绒加工，棉籽的通入量为300kg/h，经过2次脱绒确保棉籽表面残绒在3％以下，制得脱绒棉籽；
S2、将步骤S1制得的脱绒棉籽干燥至含水量在4％以下，干燥温度为127℃，制得干燥脱绒棉籽；
S3、将步骤S2制得的干燥脱绒棉籽放入剥壳机中剥壳，然后经过阶梯筛进行壳仁分离，制得棉仁；
S4、向步骤S3制得的棉仁中加入溶液I，溶液I的加入量为棉仁质量的68％，浸泡5h，然后将棉籽捞出放置于烤盘上，在96℃的温度下烘烤2.5h，然后升温至117℃，继续烘烤1.6h，制得熟棉仁；
S5、向步骤S4制得的熟棉仁中加入5倍量的水，搅拌冲洗15min，并过滤，重复操作4次，烘干，烘干温度为100℃，即得。
对比例1、一种烘烤棉籽的制备方法
本对比例中所述烘烤棉籽的制备方法与实施例3类似。
本对比例与实施例3的区别为：本对比例中用等量的水替换碱性溶液I。
对比例2、一种烘烤棉籽的制备方法
本对比例中所述烘烤棉籽的制备方法与实施例3类似。
本对比例与实施例3的区别为：本对比例中碱性溶液中未添加KOH溶液。
对比例3、一种烘烤棉籽的制备方法
本对比例中所述烘烤棉籽的制备方法与实施例3类似。
本对比例与实施例3的区别为：本对比例中碱性溶液由无水乙醇、NaOH溶液、Na2CO3溶液和KOH溶液按质量比为1:1:1:1组成。
对比例4、一种烘烤棉籽的制备方法
本对比例中所述烘烤棉籽的制备方法与实施例3类似。
本对比例与实施例3的区别为：本对比例中NaOH溶液、Na2CO3溶液和KOH溶液的质量百分数均为3％。
对比例5、一种烘烤棉籽的制备方法
本对比例中所述烘烤棉籽的制备方法与实施例3类似。
本对比例与实施例3的区别为：本对比例中碱性溶液由NaOH溶液、Na2CO3溶液和KOH溶液按质量比为13:4:9组成。
对比例6、一种烘烤棉籽的制备方法
本对比例中所述烘烤棉籽的制备方法与实施例3类似。
本对比例与实施例3的区别为：本对比例步骤S4中在117℃下烘烤4.1h。
试验例一、棉仁中棉酚含量测试
试验样品：实施例1-3、对比例1-6制得的烘烤棉籽；
试验方法：将试验样品放入液压式榨油机采用梯度升压的方式进行榨油，得到毛油和滤渣，然后将油炸混合物放入卧螺分离机中，分离机的温度控制在65℃，压力为0.1Mpa，分离出毛油和滤渣；然后将毛油送入精馏装置中，在温度为140℃、真空度为150Pa的精馏装置中蒸馏进行脱异味，蒸馏时间为42分钟，制得成品棉籽油。其中梯度升压是先在1-20Mpa下处理90分钟，然后在29.0-30.0Mpa下处理40分钟，再在59.0-60.0Mpa下处理40分钟；在1-20Mpa下处理90分钟分为三个阶段进行，第一阶段在1-5Mpa下处理30分钟，第二阶段在10-15Mpa下处理30分钟，第三阶段在19-20Mpa下处理30分钟。
棉酚含量测试：参照GB/T 5009.148-2014《植物性食品中游离棉酚的测定》进行棉酚含量测试；
试验结果：试验结果见表1。
表1棉仁中棉酚含量的测试结果
组别 棉酚含量/％
实施例1 0.016
实施例2 0.019
实施例3 0.015
对比例1 1.637
对比例2 0.376
对比例3 0.418
对比例4 0.159
对比例5 0.047
对比例6 0.051
由表1可知，本发明提供的烘烤棉籽的制备方法可以有效脱除棉仁中的棉酚，使得烘烤棉籽榨油后的棉酚含量控制在0.02％以下，达到了食用的标准。其中实施例3制得的烘烤棉籽榨油后的棉酚含量最低，为本发明的最佳实施例。
与实施例3相比，对比例1中未使用碱性溶液浸泡棉仁，但是制得的棉仁榨油后棉酚的含量增加，这说明采用碱性溶液对棉籽仁进行浸泡可以达到脱除棉籽仁中棉酚的目的；对比例2-5改变了碱性溶液的组分、用量比和溶液质量百分数，但是制得的棉仁榨油后棉酚的含量增加，这说明本申请配方中碱性溶液的组分、用量比及溶液质量百分数已经达到最优化，且无水乙醇的加入可以增加棉籽仁中棉酚的排出；对比例6的烘烤过程未采用90-100℃烘烤，但是制得的棉仁榨油后棉酚的含量增加，证明90-100℃烘烤会使得棉酚与碱性物质结合生成的可溶于水的棉酚盐被水蒸气带走，而直接采用100-130℃烘烤会导致水分蒸发过快，从而造成棉仁中残留部分游离棉酚。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及功效，而并非限制本发明。本领域任何熟悉此技术的认识皆不可在违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修改。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所提供的技术思想下完成的一切等效修饰或改变，仍由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种烘烤棉籽的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将棉籽通过气流式锯齿剥绒机进行脱绒加工，经过2次脱绒确保棉籽表面残绒在3％以下，制得脱绒棉籽；
S2、将步骤S1制得的脱绒棉籽干燥至含水量在4％以下，制得干燥脱绒棉籽；
S3、将步骤S2制得的干燥脱绒棉籽放入剥壳机中剥壳，然后经过阶梯筛进行壳仁分离，制得棉仁；
S4、向步骤S3制得的棉仁中加入溶液I，浸泡4-6h，然后将棉籽捞出放置于烤盘上，在90-100℃的温度下烘烤2-3h，然后升温至100-130℃，继续烘烤1-2h，制得熟棉仁；
S5、向步骤S4制得的熟棉仁中加入4-6倍量的水，搅拌冲洗10-20min，并过滤，重复操作3-5次，烘干，即得。
2.根据权利要求1所述的烘烤棉籽的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中气流式锯齿剥绒机中每小时棉籽的通入量为200-400kg。
3.根据权利要求1所述的烘烤棉籽的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的干燥温度为120-135℃。
4.根据权利要求1所述的烘烤棉籽的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中溶液I的加入量为棉仁质量的60-75％。
5.根据权利要求1所述的烘烤棉籽的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中的溶液I为无水乙醇、NaOH溶液、Na2CO3溶液和KOH溶液的混合物。
6.根据权利要求5所述的烘烤棉籽的制备方法，其特征在于，所述溶液I中无水乙醇、NaOH溶液、Na2CO3溶液和KOH溶液的质量混合比为5:13:4:9。
7.根据权利要求5所述的用烤棉籽的制备方法，其特征在于，所述溶液I中NaOH溶液的质量百分数为8％，Na2CO3溶液的质量百分数为13％，KOH溶液的质量百分数为5％。
8.根据权利要求1所述的烘烤棉籽的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中的烘干温度为90-110℃。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的烘烤棉籽的制备方法在制备棉籽油中的应用。
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CN115651750A (zh) * 2022-09-21 2023-01-31 新疆冠农果茸股份有限公司 一种棉籽混合油的制备方法

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