CN112920886A - 一种牡丹籽小分子油的酶解制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于牡丹籽加工技术领域，具体涉及一种牡丹籽小分子油的酶解制备方法。本发明的制备步骤主要包括牡丹籽脱壳，过筛，干燥，脱脂，粉碎；脱脂牡丹籽仁粉末碱性蛋白酶搅拌超声酶解，恒定温度搅拌调pH值，加热升温进行酶失活，降温得到酶解料液；酶解料液中性蛋白酶搅拌超声酶解，恒定温度搅拌调pH值，加热升温进行酶失活处理，离心处理，得到酶解油液；酶解油液经过三重过滤处理，减压浓缩得到纯化的牡丹籽小分子油。本发明的方法以牡丹籽为主要原料，工艺简单，成本低廉，便于实施，产品经济价值高，营养丰富，适合人群广。
Description
技术领域
本发明属于牡丹籽加工技术领域，具体涉及一种牡丹籽小分子油的酶解制备方法。
背景技术
牡丹籽油是从油用牡丹种子中提取出来的一种新型木本坚果植物油，其中不饱和脂肪酸和人体必需脂肪酸α-亚麻酸的含量是其他常用植物油的几十倍。研究表明，由于其独特的脂肪酸构成，同时又含有多种有益的微量成分。长期使用具有降血脂、降血压、降胆固醇，预防心血管疾病的功效，同时还具有抗癌、抗肿瘤的作用。另外，牡丹籽油具有降低单胺氧化酶活性，促进抗氧化酶表达，促进表皮细胞再生，起到延缓衰老、护肤美容、防辐射等效果。
关于以牡丹籽为原料，酶解提取牡丹籽油的方法，以下的专利进行过披露：
CN110305729A披露了一种从牡丹籽中提取牡丹籽油的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将已去壳的牡丹籽进行破碎和过筛处理，得到颗粒小于40目的牡丹籽粉颗粒；2)称取牡丹籽粉适量与水按照一定比例混合，所述比例(m/v)为1:6-1:8；3)对步骤2)混合液进行酸热法破壁处理，所述的混合液pH值2-3，温度为70-90℃，水浴搅拌3h至5h；4)向步骤3)的混合液中加入中温淀粉酶，加酶量为牡丹籽粉质量的0.3-0.5％，酶解温度为45-60℃，酶解pH为6.5-7.5，酶解时间为1-2h，酶解后灭酶；5)向步骤4)灭酶后的混合液中加入中性蛋白酶，加酶量为牡丹籽粉质量的0.7-0.9％，酶解温度为40-50℃，酶解pH为7-8，酶解时间为2-3h，酶解后灭酶，离心分离得游离油、乳化层、水解液、残渣；6)取乳化层冷冻，冷冻温度为-20℃至-15℃，时间为12h至24h，解冻离心分离得油相，将该油相与步骤5)所得游离油合并即为牡丹籽油。
上述的方法，其所未解决的问题是：上述文献中的方案仅用中性蛋白酶进行酶解，牡丹籽仁粉无法充分酶解；该发明采用了冻干离心得到油相，此操作工艺耗时，且分离得牡丹籽油品质差。
CN109370763A公开了一种牡丹籽油的制备方法，包括以下步骤：1)对牡丹种子进行脱壳、粉碎，得到牡丹种仁粉；2)将步骤1)所述牡丹种仁粉和酶制剂水溶液混合，进行酶解，得到酶解液；3)对步骤2)所述酶解液进行干燥，压榨，得到牡丹籽油；步骤2)中所述酶制剂包括纤维素酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶、α-淀粉酶、果胶酶和半纤维素酶中的一种或几种；步骤3)中所述压榨的温度为50～80℃。
上述的专利文献中仅采碱性蛋白酶进行酶解，牡丹籽仁粉无法充分酶解；该发明采用了离心分离真空浓缩得到油相，分离得牡丹籽油只进行了普通过滤，牡丹籽油品质差。
因此，需要针对上述专利文献的不足进行改进，发明一种能显著提高牡丹籽油品质的方法。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种牡丹籽小分子油的酶解制备方法。
本发明所提供的一种牡丹籽小分子油的酶解制备方法，包括以下步骤：
(1)将牡丹籽脱壳，过筛，干燥；
(2)将步骤(1)干燥后的牡丹籽仁进行脱脂处理，得到脱脂牡丹籽仁；
(3)将步骤(2)的脱脂牡丹籽仁经过粉碎，得到脱脂牡丹籽仁粉末；
(4)将步骤(3)中的脱脂牡丹籽仁粉末加入蛋白酶搅拌超声酶解，恒定温度搅拌调pH值，酶解完成后搅拌加热升温进行酶失活处理，自然降至室温；
(5)将步骤(4)中酶解得到的酶解料液，加入中性蛋白酶搅拌超声酶解，恒定温度搅拌调pH值，酶解完成后搅拌加热升温进行酶失活处理，自然降至室温，离心处理，得到酶解油液；
(6)将步骤(5)中的上清液进行三重过滤处理，再减压浓缩后得到纯化的牡丹籽小分子油。
步骤(1)中所述干燥40-50℃，干燥时间10-16h，干燥至物料的水分含量为5-10wt％。
步骤(4)中所述酶为碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、风味蛋白酶、复合蛋白酶中的至少一种。
步骤(4)中蛋白酶的用量为牡丹籽粉仁重量的2-5％。
步骤(4)中所述酶解在恒定温度40-50℃下进行，超声频率30-50kHz，酶解pH值在8.5-10.5，搅拌酶解时间4-5h，酶失活温度70-80℃，酶失活保温搅拌时间1-2h。
步骤(5)中所述酶解在恒定温度50-55℃下进行，超声频率30-50kHz，酶解pH值在7.0，搅拌酶解时间4-5h，酶失活温度70-80℃，酶失活保温搅拌时间1-2h，离心时间0.5-1h。
步骤(6)中所述三重过滤处理：步骤(6)中所述三重过滤处理的步骤如下：酶解油液经过微孔过滤器过滤，获得一次过滤酶解油液，其中微孔过滤滤芯的孔径为10-30μm；
一次过滤酶解油液再经过超滤过滤器处理，获得二次过滤酶解油液，超滤分离选用允许小于6000D分子通过的超滤膜，超滤分离的压力差为20-50Kpa；
二次过滤酶解油液再经过纳滤过滤器过滤，纳滤过滤器处理时，选用100-300Da的过滤膜；
优选的，步骤(6)中减压真空度0.08-0.09MPa，浓缩温度40-50℃。
牡丹籽小分子油的酶解制备方法，包括以下的步骤：
(1)将牡丹籽脱壳，过筛，于40-50℃下干燥10-16h，直至物料的水分含量为5-10wt％；
(2)将步骤(1)干燥后的牡丹籽仁进行脱脂处理，得到脱脂牡丹籽仁；
(3)将步骤(2)的脱脂牡丹籽仁经过粉碎，得到脱脂牡丹籽仁粉末；
(4)将步骤(3)中的脱脂牡丹籽仁粉末加入蛋白酶搅拌超声酶解，恒定温度搅拌调pH值，酶解完成后搅拌加热升温进行酶失活处理，自然降至室温；所述蛋白酶为碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、风味蛋白酶、复合蛋白酶中的至少一种，蛋白酶的用量为牡丹籽粉仁重量的2-5％；
(5)将步骤(4)中酶解得到的酶解料液，加入中性蛋白酶搅拌超声酶解，恒定温度搅拌调pH值，酶解完成后搅拌加热升温进行酶失活处理，自然降至室温，离心处理，得到酶解油液；酶解在恒定温度50-55℃下进行，超声频率30-50kHz，酶解pH值在7.0，搅拌酶解时间4-5h，酶失活温度70-80℃，酶失活保温搅拌时间1-2h，离心时间0.5-1h；
(6)将步骤(5)中的上清液进行三重过滤处理，再减压浓缩后得到纯化的牡丹籽小分子油；三重过滤处理的步骤如下：酶解油液经过微孔过滤器过滤，获得一次过滤酶解油液，其中微孔过滤滤芯的孔径为10-30μm；
一次过滤酶解油液再经过超滤过滤器处理，获得二次过滤酶解油液，超滤分离选用允许小于6000D分子通过的超滤膜，超滤分离的压力差为20-50Kpa；
二次过滤酶解油液再经过纳滤过滤器过滤，纳滤过滤器处理时，选用100-300Da的过滤膜。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的牡丹籽小分子油是经过对牡丹籽粉的碱性蛋白酶、中性蛋白酶双重酶解，再经过三重过滤得到的牡丹籽小分子油，营养价值高，油品质高，可被人体直接吸收利用，牡丹籽小分子油色泽透亮，口感鲜美，适合老年人、孕妇、儿童和术后等身体虚弱需要补充营养的人群；
(2)本发明所提供的牡丹籽小分子油制备工艺，可以制备出营养价值高的小分子油，很好保留了牡丹籽中的微量元素，提高了牡丹籽榨油的经济价值；
(3)本发明采用蛋白酶酶解催化大分子蛋白裂解的效率高，节约生产成本，且对环境友好。
具体实施方式
为了能使本领域技术人员更好的理解本发明，现结合具体实施方式对本发明进行更进一步的阐述。
实施例1
一种牡丹籽小分子油的酶解制备方法，包括以下步骤：
将3kg牡丹籽加入脱壳机进行脱壳过筛，脱壳后的牡丹籽仁在40℃干燥，干燥10h，取样检测水分含量为5wt％，得到优质的牡丹籽仁2.3kg；
将过筛后的2.3kg的牡丹籽仁加入2倍体积的石油醚中浸泡24h进行脱脂处理，脱脂处理完后得到脱脂牡丹籽仁；
将脱脂牡丹籽仁经过粉碎，得到脱脂牡丹籽仁粉末2.1kg；向2.1kg脱脂牡丹籽仁粉末中加入42g的碱性蛋白酶，40℃保温，调pH值8.5，搅拌超声酶解4h，酶解完成后搅拌加热升温至70℃，保温搅拌1h，进行酶失活处理，自然降至室温，得到酶解料液；
向酶解料液中加入42g中性蛋白酶，50℃保温，调pH值7.0，搅拌超声酶解4h，酶解完成后搅拌加热升温至70℃，保温搅拌1h，进行酶失活处理，自然降至室温，离心处理0.5h，得到酶解油液1.45kg；
将1.45kg酶解油液进行三重过滤处理，酶解油液经过微孔过滤器，微孔过滤滤芯的孔径为10-30μm；一次过滤酶解油液再经过超滤过滤器，超滤分离选用允许小于6000D分子通过的超滤膜，超滤分离的压力差为20-50Kpa；二次过滤酶解油液再经过纳滤过滤器，100-300Da的过滤膜进行纳滤，再40℃加热减压浓缩得到纯化的牡丹籽小分子油1.11kg。
实施例2
将50kg牡丹籽加入脱壳机进行脱壳过筛，脱壳后的牡丹籽仁在45℃干燥，干燥12h，取样检测水分含量为7wt％，得到优质的牡丹籽仁40.2kg；
将过筛后的40.2kg的牡丹籽仁加入2倍体积的石油醚中浸泡24h进行脱脂处理，脱脂处理完后得到脱脂牡丹籽仁；
将脱脂牡丹籽仁经过粉碎，得到脱脂牡丹籽仁粉末36.7kg；向36.7kg脱脂牡丹籽仁粉末中加入1.1kg的碱性蛋白酶，45℃保温，调pH值9.5，搅拌超声酶解4h，酶解完成后搅拌加热升温至75℃，保温搅拌2h，进行酶失活处理，自然降至室温；
向第一次酶解得到的牡丹籽油酶解料液中加入1.2kg中性蛋白酶，55℃保温，调pH值7.0，搅拌超声酶解5h，酶解完成后搅拌加热升温至75℃，保温搅拌2h，进行酶失活处理，自然降至室温，离心处理1h，得到酶解油液17.5kg；
将17.5kg酶解油液进行三重过滤处理，酶解油液经过微孔过滤器，微孔过滤滤芯的孔径为10-30μm；一次过滤酶解油液再经过超滤过滤器，超滤分离选用允许小于6000D分子通过的超滤膜，超滤分离的压力差为20-50Kpa；二次过滤酶解油液再经过纳滤过滤器，100-300Da的过滤膜进行纳滤，再50℃加热减压浓缩得到纯化的牡丹籽小分子油14.3kg。
实施例3
将100kg牡丹籽加入脱壳机进行脱壳过筛，脱壳后的牡丹籽仁在50℃干燥，干燥16h，取样检测水分含量为10wt％，得到优质的牡丹籽仁76.9kg；
将过筛后的76.9kg的牡丹籽仁加入2倍体积的石油醚中浸泡24h进行脱脂处理，脱脂处理完后得到脱脂牡丹籽仁；
将脱脂牡丹籽仁经过粉碎，得到脱脂牡丹籽仁粉末76.3kg；
向76.3kg脱脂牡丹籽仁粉末中加入3.8kg的碱性蛋白酶，50℃保温，调pH值10.5，搅拌超声酶解5h，酶解完成后搅拌加热升温至80℃，保温搅拌2h，进行酶失活处理，自然降至室温；
向第一次酶解得到的牡丹籽油酶解料液中加入3.8kg中性蛋白酶，55℃保温，调pH值7.0，搅拌超声酶解5h，酶解完成后搅拌加热升温至80℃，保温搅拌2h，进行酶失活处理，自然降至室温，离心处理1h，得到酶解油液53.2kg；
将53.2kg酶解油液进行三重过滤处理，酶解油液经过微孔过滤器，微孔过滤滤芯的孔径为10-30μm；一次过滤酶解油液再经过超滤过滤器，超滤分离选用允许小于6000D分子通过的超滤膜，超滤分离的压力差为20-50Kpa；二次过滤酶解油液再经过纳滤过滤器，100-300Da的过滤膜进行纳滤，再50℃加热减压浓缩得到纯化的牡丹籽小分子油51.6kg。
对比例1
对牡丹籽进行粉碎、过筛得小于40目的牡丹籽粉；将牡丹籽粉与水按1:7混合；在pH值为2、温度为80℃下水浴搅拌4h；向混合液中加入牡丹籽质量0.4％的中温淀粉酶，在pH为7.5、温度为45℃的条件下反应2h，酶解后灭酶；再向混合液中加入牡丹籽质量0.8％的中性蛋白酶，在pH为7.5、温度为40℃的条件下反应2h，酶解后灭酶；离心分离得游离油、乳化层、水解液、残渣；取乳化层置于-20℃下24h，进行冷冻破乳，之后解冻离心得油相，将该油相与游离油合并即为牡丹籽油。
对比例2
制备牡丹籽仁粉：将牡丹籽破壳后收集牡丹籽仁，将牡丹籽仁粉碎，过40目筛，在50℃的真空条件下用8kW功率的微波处理30min，得牡丹籽仁粉。
破壁：将步骤(1)制得的牡丹籽仁粉用超气流粉碎分级机进行破壁，破壁时间25min。
超声酶解：将步骤(2)制得的破壁后的牡丹仁粉中加水混合，加水量为牡丹籽仁粉重量的6倍，再加入碱性蛋白酶，碱性蛋白酶添加量为牡丹籽仁粉重量的0.026％。在温粘度30℃，pH值8，超声频率30kHz下超声酶解1h，然后灭菌。
制备牡丹籽油：将步骤(3)中酶解灭菌后的混合物过滤，所得滤渣备用；液相部分离心分理处水层、乳化层和油层，所得水层备用；乳化层盐析破乳后，离心两次合并清油，真空旋蒸干燥，得到牡丹籽油。
结果对照：
本发明的牡丹籽小分子油出油率和指标检测
分别对上述实施例1-3和对比实例1-2制得的牡丹籽油出油率和指标检测进行测试，测试性能指标和测试方法包括：色泽检测参考GB/T 5009.37-2003；气味、滋味检测参考GB/T 5525-2008；透明度检测参考GB/T 5525-2008；不溶性杂质检测参考GB/T 15688-2008；水分及挥发物检测参考GB 5009.236-2016第二法；酸价(KOH)检测参考GB 5009.229-2016第一法；过氧化值检测参考GB 5009.227-2016第一法；溶剂残留量检测参考GB5009.262-2016，具体检测结果见下表。
表1实施例及对比例的产品检测结果比较
从表1中的检测结果可以看出：本发明的方法提取牡丹籽油出油率高达91.2％，与CN109370763A中提取方法的出油率相当，高于CN110305729A中提取方法的出油率，大大提高了牡丹籽的利用率；本发明的方法提取牡丹籽小分子油具有牡丹籽油所具有的气味和滋味，与其他方法所得的牡丹籽油相比无异味，色泽为淡黄色，优于其他方法所得的牡丹籽油色泽；本发明的方法提取牡丹籽小分子油不溶性杂质、水分及挥发物、酸价、过氧化值均符合技术要求，且大大优于标准限度，溶剂残留量未检出，更是优于其他方法所得的牡丹籽油。
综上，牡丹籽小分子油经过对牡丹籽粉的碱性蛋白酶、中性蛋白酶双重酶解，再经过三重过滤得到的牡丹籽小分子油，营养价值高，油品质高，可被人体直接吸收利用，牡丹籽小分子油色泽透亮，口感鲜美；牡丹籽小分子油制备工艺，可以制备出营养价值高的小分子油，很好保留了牡丹籽中的微量元素，提高了牡丹籽榨油的经济价值；采用的蛋白酶酶解催化大分子蛋白裂解的效率高，节约生产成本，且对环境友好。
Claims (9)
1.一种牡丹籽小分子油的酶解制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将牡丹籽脱壳，过筛，干燥；
（2）将步骤（1）干燥后的牡丹籽仁进行脱脂处理，得到脱脂牡丹籽仁；
（3）将步骤（2）的脱脂牡丹籽仁经过粉碎，得到脱脂牡丹籽仁粉末；
（4）将步骤（3）中的脱脂牡丹籽仁粉末加入蛋白酶搅拌超声酶解，恒定温度搅拌调pH值，酶解完成后搅拌加热升温进行酶失活处理，自然降至室温；
（5）将步骤（4）中酶解得到的酶解料液，加入中性蛋白酶搅拌超声酶解，恒定温度搅拌调pH值，酶解完成后搅拌加热升温进行酶失活处理，自然降至室温，离心处理，得到酶解油液；
（6）将步骤（5）中的上清液进行三重过滤处理，再减压浓缩后得到纯化的牡丹籽小分子油。
2.根据权利要求1所述的牡丹籽小分子油的酶解制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述干燥40-50℃，干燥时间10-16h，干燥至物料的水分含量为5-10wt%。
3.根据权利要求1所述的牡丹籽小分子油的酶解制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述蛋白酶为碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、风味蛋白酶、复合蛋白酶中的至少一种。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的牡丹籽小分子油的酶解制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中蛋白酶的用量为牡丹籽粉仁重量的2-5%。
5.根据权利要求1所述的牡丹籽小分子油的酶解制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述酶解在恒定温度40-50℃下进行，超声频率30-50kHz，酶解pH值在8.5-10.5，搅拌酶解时间4-5h，酶失活温度70-80℃，酶失活保温搅拌时间1-2h。
6.根据权利要求1所述的牡丹籽小分子油的酶解制备方法，其特征在于，步骤（5）中所述酶解在恒定温度50-55℃下进行，超声频率30-50kHz，酶解pH值在7.0，搅拌酶解时间4-5h，酶失活温度70-80℃，酶失活保温搅拌时间1-2h，离心时间0.5-1h。
7.根据权利要求1所述的牡丹籽小分子油的酶解制备方法，其特征在于，步骤（6）中所述三重过滤处理的步骤如下：酶解油液经过微孔过滤器过滤，获得一次过滤酶解油液，其中微孔过滤滤芯的孔径为10-30µm;
一次过滤酶解油液再经过超滤过滤器处理，获得二次过滤酶解油液，超滤分离选用允许小于6000D分子通过的超滤膜，超滤分离的压力差为20-50Kpa；
二次过滤酶解油液再经过纳滤过滤器过滤，纳滤过滤器处理时，选用100-300Da的过滤膜。
8.根据权利要求1所述的牡丹籽小分子油的酶解制备方法，其特征在于，所述步骤（6）中减压真空度0.08-0.09MPa，浓缩温度40-50℃。
9.根据权利要求1所述的牡丹籽小分子油的酶解制备方法，包括以下的步骤：
（1）将牡丹籽脱壳，过筛，于40-50℃下干燥10-16h，直至物料的水分含量为5-10wt%；
（2）将步骤（1）干燥后的牡丹籽仁进行脱脂处理，得到脱脂牡丹籽仁；
（3）将步骤（2）的脱脂牡丹籽仁经过粉碎，得到脱脂牡丹籽仁粉末；
（4）将步骤（3）中的脱脂牡丹籽仁粉末加入蛋白酶搅拌超声酶解，恒定温度搅拌调pH值，酶解完成后搅拌加热升温进行酶失活处理，自然降至室温；所述蛋白酶为碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、风味蛋白酶、复合蛋白酶中的至少一种，蛋白酶的用量为牡丹籽粉仁重量的2-5%；
（5）将步骤（4）中酶解得到的酶解料液，加入中性蛋白酶搅拌超声酶解，恒定温度搅拌调pH值，酶解完成后搅拌加热升温进行酶失活处理，自然降至室温，离心处理，得到酶解油液；酶解在恒定温度50-55℃下进行，超声频率30-50kHz，酶解pH值在7.0，搅拌酶解时间4-5h，酶失活温度70-80℃，酶失活保温搅拌时间1-2h，离心时间0.5-1h；
（6）将步骤（5）中的上清液进行三重过滤处理，再减压浓缩后得到纯化的牡丹籽小分子油；三重过滤处理的步骤如下：酶解油液经过微孔过滤器过滤，获得一次过滤酶解油液，其中微孔过滤滤芯的孔径为10-30µm;
一次过滤酶解油液再经过超滤过滤器处理，获得二次过滤酶解油液，超滤分离选用允许小于6000D分子通过的超滤膜，超滤分离的压力差为20-50Kpa；
二次过滤酶解油液再经过纳滤过滤器过滤，纳滤过滤器处理时，选用100-300Da的过滤膜。
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