CN114223899A - 一种联产芒果核仁油、多酚及淀粉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种联产芒果核仁油、多酚以及淀粉的方法，属于食品功能成分的制备技术领域。该联产方法中无任何有机溶剂加入，并通过蒸汽闪爆处理，高速剪切分散联合水剂法提取，同步提取了油脂、多酚及淀粉三种营养组分。本发明得到的三种产品的纯度与得率，均不低于已报道的单产产品，而且使得产品的生产成本显著下降，实现芒果副产物核仁资源的充分开发利用。另外，本发明所述的技术方案中没有使用对环境有污染的有机试剂，减少了现有的生产方法对环境的污染。本发明所述的方法是一种绿色高效的提取工艺，具有良好的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及食品功能成分的制备技术领域，特别是涉及一种联产芒果核仁油、多酚及淀粉的方法。
背景技术
芒果初加工为果汁、果脯以及果干等过程中，占总重20％～40％左右的果皮和果核副产物通常被低值化处理或废弃，这些副产物含有大量的可被利用的营养成分，造成了资源浪费极大与环境污染，对其合理开发十分必要。多项研究表明芒果核仁中的脂肪含量约9.0～13.1％(干基)，提取的核仁油是一种优质的油脂，具有天然可可脂的理化性质，可作为高端巧克力的替代原料加入，另外因其良好的保湿性能被广泛应用于高档化妆品行业；芒果多酚约8％左右，是民间偏方芒果核药方发挥抗菌消炎的重要成分；芒果核仁淀粉占50％左右，具有重要的生理功能和优良的食品加工性能，是一种优质的食品原料。三种成分在芒果中含量可观，总含量占到芒果核仁70％以上，具有较高的应用价值。芒果核仁油目前提取的方法主要以有机溶剂提取为主，而其核仁多酚的提取以回流法、微波法居多，核仁淀粉提取主要以碱液提取法为主，未见三种营养成分联产的报道。三种营养成分均为不同提取方法，涉及到的温度、时间、超声和微波等条件，会对油脂的酸值、多酚的抗氧化值以及淀粉的纯度产生影响。一方面，芒果核仁油、多酚受核仁中淀粉、蛋白等大分子包裹的影响，传统提取工艺难以将其高效提取，多采用有机溶剂结合物理方式萃取，存在环境污染，亟需开发绿色高效提取方式；另一方面，芒果核仁油、多酚以及淀粉未见报道相关联产技术，均独立提取，资源存在极大的浪费。因此，如果能再将这些芒果核仁原料进行高附加值利用，将极大提高芒果的经济附加值；这不仅减少资源浪费，还能降低环境污染，具有重要的市场前景和社会经济价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种联产芒果核仁油、多酚及淀粉的方法，以解决上述现有技术存在的问题，采用蒸汽闪爆及水代提取联用，同步提取了油脂、多酚以及淀粉三大营养组分，该方法提取得率高，能够联产核仁油及多酚成分，整个提取过程不引入有机溶剂，绿色高效，具有良好的市场前景。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种联产芒果核仁油、多酚以及淀粉的方法，包括以下步骤：
(1)将芒果核仁粉碎后进行蒸汽闪爆处理得到蒸汽闪爆处理的核仁粕；
(2)将蒸汽闪爆处理的核仁粕与水混合均匀后，进行提取得到提取液；
(3)将提取液离心后得到沉淀层、油层1、水层和乳化层；
(4)在步骤(3)制备得到的沉淀层中加入蛋白酶溶液均质后加热反应，离心、干燥得到所述芒果核仁淀粉；
(5)将步骤(3)制备得到的水层及乳化层混合后进行破乳得到油层2水相，然后将油层1和油层2合并，去除水分，得到所述芒果核仁油；
(6)将步骤(5)得到的水相进行分离纯化得到所述芒果核仁多酚。
进一步地，步骤(1)所述芒果核仁的含水率为3～10％；所述蒸汽闪爆处理的压力1.5～2.5Mpa，维压时间120～240s。
进一步地，步骤(2)所述蒸汽闪爆处理的核仁粕与水的质量比为1:2～1:5。
进一步地，步骤(2)所述提取方法为高速剪切分散提取或磁力搅拌提取。
进一步地，所述高速剪切分散提取的剪切速度16000～25000rpm，剪切时间为15～30min；所述磁力搅拌的温度为60～80℃，时间为1～3h。
进一步地，步骤(4)所述蛋白酶溶液与沉淀层的质量比为1:2～1:4，；所述蛋白酶溶液中酶的浓度为0.2～0.3％；所述加热反应温度为40～60℃，时间为2～6h。
进一步地，步骤(5)所述破乳具体包括：将水层及乳化层混合后依次经冷冻、水浴加热、离心处理。
进一步地，所述冷冻的温度为-20～-16℃，时间为12～24h；所述水浴加热的温度为40～60℃，时间为2～6h。
进一步地，步骤(6)所述分离纯化采用的吸附剂为磁性固相萃取吸附剂。
本发明公开了以下技术效果：
本发明的制备方法无任何有机溶剂加入，不经高温等传统提取方式，仅通过蒸汽闪爆前处理，高速剪切分散联合水剂法提取，同步提取了油脂、多酚及淀粉三种营养组分，得到的三种产品的纯度与得率均不低于已报道的单产产品，而且使得产品的生产成本显著下降，实现芒果副产物核仁资源的充分开发利用；同时该方法绿色高效，多酚以及淀粉纯度得到了有效保障，具有良好的市场前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明联产芒果核仁油、多酚以及淀粉的流程图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
实施例1
一种联产芒果核仁油、多酚以及淀粉的方法：
(1)蒸汽闪爆处理的核仁粕：取500g干燥的芒果核仁(含水率为5.0％)，经粉碎后过80目筛得到核仁粕，将核仁粕置于蒸汽爆破机物料仓内，通入饱和的水蒸汽，在2.0Mpa蒸汽压力维压180s得到蒸汽闪爆处理的核仁粕。
(2)水代提取：在蒸汽闪爆处理的核仁粕中加入1.5L纯水，在55℃条件下，利用高速剪切分散机，以23000rpm的剪切速度，进行20min的高速剪切分散提取，得到提取液。
(3)离心分离：待提取液冷却后，在4℃、10000rpm条件下高速离心15min，得到沉淀层、油层1(油相)、水层和乳化层。
(4)芒果核仁淀粉：在步骤(3)制备得到的沉淀层中加入碱性蛋白酶溶液(碱性蛋白酶溶液与沉淀层的质量比为1：3，碱性蛋白酶溶液中酶的浓度为0.2％)，匀质后，在55℃条件下反应3h，然后4℃、10000rpm高速离心，收集沉淀，水洗沉淀3次，抽滤后，40℃条件下真空干燥得到芒果核仁淀粉(淀粉)。
(5)芒果核仁油：将步骤(3)制备得到的水层和乳化层混合后置于-20℃冰箱中冷冻24h，取出后于45℃水浴中加热3h(破乳)，高速离心20min，得到油层2(油相)和水相，然后将步骤(3)制备的油层1和油层2混合合并后，旋转蒸发除去水分，得到芒果核仁油(核仁油)。
(6)芒果核仁多酚：将步骤(5)制备的水相采用磁性固相萃取吸附剂进行固相萃取纯化，洗脱得到多酚富集液，冷冻干燥得到芒果核仁多酚(多酚粉末)。
制备流程图见图1。
实施例2
同实施例1，区别在于，步骤(1)中的压力为2.0Mpa，维压时间为150s。
实施例3
同实施例1，区别在于，步骤(4)中的碱性蛋白酶溶液中酶的浓度为0.3％，反应温度为50℃，反应时间为4h。
对比例1
同实施例1，区别在于，步骤(1)未进行蒸汽闪爆处理。
对比例2
同实施例1，区别在于，将步骤(2)中高速剪切分散提取替换成磁力搅拌提取，搅拌速度为2000rpm，提取时间为3h。
对比例3
同实施例1，区别在于，步骤(4)具体为：对步骤(3)制备得到的沉淀层进行湿磨，得到的粗浆于胶体磨研磨15min，磨浆后进行高速离心，弃去上层清液，收集沉淀物进行冷冻干燥得到芒果核仁淀粉。
对比例4
同实施例1，区别在于，步骤(6)采用AB-8大孔树脂进行分离纯化。
对比例5
取干燥的芒果核仁1500g(水分含量5.0％)，经粉碎机粉碎后过80目筛得核仁粕粉，取一定质量样品，参照文献“响应面法优化芒果核仁油提取工艺的研究”(谷毅鹏,食品工业[J].2018,39(07):124-128)最佳工艺条件获得芒果核仁油；参照文献“芒果核多酚超声辅助提取工艺优化及抑菌活性研究”(刘晓珍,食品研究与开发[J].2021,42(14):56-60)最佳工艺条件获得芒果核仁多酚；参照文献“芒果核淀粉的制备及理化性质研究”(聂红梅,食品科技[J].2017,42(11):284-287)最佳工艺条件获得芒果核仁淀粉。
效果例1
对实施例1～3和对比例1～5制备得到的芒果核仁油、多酚以及淀粉进行国标相关检测分析，检测结果见表1。
油脂提取率(％)＝(提取的芒果核仁油总量/核仁中油脂总含量)×100％；
芒果核仁油酸价采用“GB5009.229-2016食品安全国家标准食品中酸价的测定”检测分析；
多酚提取率(％)＝(提取的芒果核仁多酚含量/核仁中多酚总含量)×100％；
多酚纯度采用福林酚分光光度法测定；
淀粉提取率(％)＝(提取的芒果精淀粉含量/核仁中淀粉总含量)×100％；
淀粉纯度采用“GB5009.9-2016食品安全国家标准食品中淀粉的测定”进行分析测定。
表1主要营养成分检测结果对比
由表1可以看出，实施例1～3的油脂、多酚以及淀粉提取率以及纯度均较为稳定；对比例1去除蒸汽闪爆前处理以后，三种营养成分提取率均有较大程度下降，且纯度也有小幅下降趋势；对比例2利用磁力搅拌替换高速剪切处理方式以后，三种营养成分提取率均有所下降，但是纯度变化不明显；对比例3的淀粉采用传统的湿磨法提取，较本发明酶解提取，淀粉提取率、纯度下降明显，其余2种营养成分提取不受影响；对比例4采用AB-8大孔树脂替换磁性固相萃取吸附剂分离纯化多酚，导致多酚的提取率以及纯度有所下降，其余2种营养成分提取不受影响；对比例5采用三篇已报道的文献分别提取芒果核仁油、多酚以及淀粉，虽然油脂提取率有所上升，但是多酚提取率、纯度均下降，淀粉提取率、纯度变化不明显，且该方式资源存在极大的浪费，原料的用料是本发明的3倍，另外油脂、多酚以及淀粉的提取均引入了有机试剂，而本发明提取三种营养成分，全程不引入任何有机试剂，与传统工艺对比，是一种绿色高效的提取方式，具有较大的市场前景。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种联产芒果核仁油、多酚以及淀粉的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将芒果核仁粉碎后进行蒸汽闪爆处理得到蒸汽闪爆处理的核仁粕；
(2)将蒸汽闪爆处理的核仁粕与水混合均匀后，进行提取得到提取液；
(3)将提取液离心后得到沉淀层、油层1、水层和乳化层；
(4)在步骤(3)制备得到的沉淀层中加入蛋白酶溶液均质后加热反应，离心、干燥得到所述芒果核仁淀粉；
(5)将步骤(3)制备得到的水层及乳化层混合后进行破乳得到油层2和水相，然后将油层1和油层2合并，去除水分，得到所述芒果核仁油；
(6)将步骤(5)得到的水相进行分离纯化得到所述芒果核仁多酚。
2.根据权利要求1所述的联产芒果核仁油、多酚以及淀粉的方法，其特征在于，步骤(1)所述芒果核仁的含水率为3～10％；所述蒸汽闪爆处理的压力1.5～2.5Mpa，维压时间120～240s。
3.根据权利要求1所述的联产芒果核仁油、多酚以及淀粉的方法，其特征在于，步骤(2)所述蒸汽闪爆处理的核仁粕与水的质量比为1:2～1:5。
4.根据权利要求1所述的联产芒果核仁油、多酚以及淀粉的方法，其特征在于，步骤(2)所述提取方法为高速剪切分散提取或磁力搅拌提取。
5.根据权利要求4所述的联产芒果核仁油、多酚以及淀粉的方法，其特征在于，所述高速剪切分散提取的剪切速度16000～25000rpm，剪切时间为15～30min；所述磁力搅拌的温度为60～80℃，时间为1～3h。
6.根据权利要求1所述的联产芒果核仁油、多酚以及淀粉的方法，其特征在于，步骤(4)所述蛋白酶溶液与沉淀层的质量比为1:2～1:4，；所述蛋白酶溶液中酶的浓度为0.2～0.3％；所述加热反应温度为40～60℃，时间为2～6h。
7.根据权利要求1所述的联产芒果核仁油、多酚以及淀粉的方法，其特征在于，步骤(5)所述破乳具体包括：将水层及乳化层混合后依次经冷冻、水浴加热、离心处理。
8.根据权利要求7所述的联产芒果核仁油、多酚以及淀粉的方法，其特征在于，所述冷冻的温度为-20～-16℃，时间为12～24h；所述水浴加热的温度为40～60℃，时间为2～6h。
9.根据权利要求1所述的联产芒果核仁油、多酚以及淀粉的方法，其特征在于，步骤(6)所述分离纯化采用的吸附剂为磁性固相萃取吸附剂。
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