专利名称：一种水酶法同步制备花生油和花生肽的方法
技术领域：
一种水酶法同步制备花生油和花生肽的方法，属于农产品精深加工及其副产物综合利用的技术领域。
背景技术：
花生富含脂肪和蛋白质，是世界食用油、蛋白质及食品原料的重要来源。我国是世界上重要的花生生产国之一，我国花生约有50%用于榨油，29%食用，6%左右出口，15%左右留种和其它用途。目前，工业制取花生油的主要手段是压榨(热榨为主)和有机溶剂浸出。压榨法所得油脂质量好但得率较低；浸出法油脂得率高，但毛油需要多步精炼才可食用，有机溶剂所引起的大气污染和生产安全等问题也不容忽视。除了花生油之外，由热榨和浸出法得到的另一种产品一花生柏主要作为饲用，每吨售价仅几千元。总之，现行工业化生产方法对花生蛋白价值的挖掘远未达到充分的地步，蛋白产品的附加值较低。如今低分子量的蛋白肽作为一种生物活性物质，其诸多功能已逐渐被人们所认识，目前有些商品大豆肽的市场售价每吨高达10-20万元。因此开发花生水解蛋白(花生肽)是提高花生制品附加值的重要手段之一。近年来，国内外对花生新型制油工艺的研究方兴未艾，用水替代有机溶剂是其中研究最多的一个方面。1956年，Sugarman采用水剂法从花生中同时提取油脂和蛋白(U.S.Patent, 2762820) ;1975年，Lanzani等使用蛋白酶和纤维素酶使花生油提取率达到75-78% (Riv Ital Sostanze Grasse, Lll: 226-229) ;1999 年，张鑫等模仿芝麻小磨香油生产工艺采用水代法制取香味花生油(食品科学，20 (4): 32-34) ；2002年，Sharma等采用一种复合蛋白酶处理花生，油脂得率86-92% (J Am Oil Chem Soc, 79 (3): 215-218)。专利CN1419837A报道了一种利用复合酶(纤维素酶、果胶酶和中性蛋白酶)提取花生油和花生蛋白的方法，油脂得率为94-96%，蛋白质得率为73-75%。为同时提取花生油和花生水解蛋白，2006年，华娣等采用Alcalase水解花生，通过一步酶解反应可提取79.32%的游离油和71.38%的水解蛋白。对工艺所得的渣和乳状液，选用中性蛋白酶Asl398进行二次酶解，最终总游离油得率可达91.98%，总水解蛋白得率可达88.21%(食品与机械，22 (6): 16-19)。2009年，章绍兵等将花生在不同温度下烘烤后再进行水酶法提油。结果表明花生经190°C烘烤20min后，提取出的油脂具有浓郁的香味，游离油和水解蛋白得率分别约为76%和79%(河南工业大学自然科学版，30(5):9-12)。专利CN1555714A以Alcalase碱性蛋白酶提取花生油，同时回收得到小肽形式的水解蛋白粉，总游离油得率为91.6%，花生水解蛋白得率为84%。专利CN101401658A将实验室水平的水酶法从花生中提取油与水解蛋白进行了中试，引入三相分离机同时分离油、油水混合物和不溶残渣，并尝试使用碟片分离机将油和水进行分离。其中，总游离油得率为73.77%，水解蛋白得率为55.10%。如上所述，目前有 关水酶法同时提取花生油和花生水解蛋白的研究在实验室和中试水平均有报道，但由于这些研究都是采取了类似的工艺(即将花生干法磨碎后进行碱提，再以碱性蛋白酶进行酶解，最后离心分离得到油和水解蛋白)，得到的花生水解蛋白纯度低(蛋白含量通常仅为50-60%)，其中含有大量的糖和其他可溶性非蛋白成分。要想获得高纯度的花生肽，必须配套下游工序将花生水解蛋白进行纯化。但由于花生肽和这些非蛋白成分的分子量相差不大，所以常用于纯化蛋白质的工业方法，如酸沉、盐析等均不适用纯化花生水解蛋白，这使得利用上述工艺同步提取花生油和高纯度的花生肽存在技术难题。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明目的是提供一种水酶法同步提取花生油和花生肽的新方法，使提取的花生油香味更浓，花生肽纯度更高。本发明的技术方案是:花生仁经烘烤脱红衣后干法磨碎，加水调酸进行浸提，三相离心后得到含油乳相、水相I和浓缩蛋白，将含油乳相和浓缩蛋白合并，加适量水调至碱性，再加入蛋白酶进行酶解反应。酶解结束后对体系进行三相离心，得到游离油、水相II和残渣，将水相II进行喷雾干燥后获得高纯度花生肽。1.工艺路线
如图1所示。2.工艺条件
(I)清理筛选:去除花生仁中的杂质及霉变粒。(2)烘烤脱皮:采用花生烘烤机烘烤花生，温度控制在160-200°C，时间控制在20-40min ;烘烤结束后采用花生脱皮机进行脱皮。花生烘烤的目的有三个:一是增加花生油的香味；二是让花生蛋白部分变性，酸沉的效果更好；三是有利于花生脱红衣。(3)干法粉碎:使用破碎机将脱皮花生仁进行粗粉碎后，采用砂盘磨将花生进一步 磨成浆状，平均粒径控制在50Mffl以下。(4)酸浸-离心:将花生浆`分散在2-4倍重量的水中，用HCl调节体系pH范围在
3.0-5.0，温度为40-45°C，酸浸时间为20_30min。酸浸的目的是让可溶性非蛋白成分溶出，蛋白质在等电点附近沉淀。酸浸结束后采用三相卧螺离心机进行分离得到含油乳相、水相I和浓缩蛋白。水相I中含有较多的糖和较少量的花生蛋白。(5)碱溶-酶解:将含油乳相和浓缩蛋白合并后分散在2-4倍重量的水中，用NaOH调节体系PH范围在8.0-9.5，温度为55-60°C，碱溶时间为20_30min。碱溶的目的是让部分蛋白质呈溶解状态，有利于酶解，同时提供碱性蛋白酶所需的最适pH。碱溶结束后向体系中加入Protex 6L碱性蛋白酶开始酶解，加酶量1.5-2.5% (w/w)，酶解时间2_4h。蛋白酶酶解的作用有两个:一是酶解蛋白质获得低分子量的花生肽；而是通过降低蛋白质分子量而减少乳状液的产生。为减少体系中盐的含量，酶解过程中不再添加NaOH维持体系pH值。(6)灭酶-离心:酶解结束后进行灭酶，灭酶条件为85°C，20min。灭酶后取样采用茚三酮法测定蛋白质的水解度。灭酶后不等体系温度降低，立即采用三相卧螺离心机进行分离得到游离油、水相II和残渣。在高温下进行三相分离可基本避免乳状液的产生。(7)喷雾干燥:将水相II进行喷雾干燥，进风温度120-130°c，出风温度70_75°C，得到高纯度的花生肽粉末。3.分析方法
粗蛋白测定:凯氏定氮法(NX5.46)；
粗脂肪测定:索氏抽提法；可溶性糖含量测定:苯酚-硫酸法；
物料粒径分布:采用激光粒径分析仪进行测定；
蛋白质水解度测定:茚三酮法；
花生肽分子量测定:分子排阻高效液相色谱法；
花生油香味评价:感官分析法；
游离油得率:游离油重量/原料中含油量X 100% ；
花生肽得率:花生肽中含氮量/原料中含氮量X100% ；
花生肽纯度:花生肽中蛋白质含量/花生肽重量X100%。本发明的有益效果:设备与工艺路线简单，生产投资少；不使用有机溶剂，操作安全，对环境污染程度低；得到的花生油风味好，质量高，无需精炼；得到的花生肽纯度高(蛋白质含量>75%)，溶解性好，相对分子质量小于1000的小肽组分占85%以上，可以作为功能性食品配料广泛应用于食品加工中。本发明应用于花生加工，可以增加食用植物蛋白供给率，显著提高花生产品的附加值。与背景技术CN1555714A和CN101401658A相比较，本发明对花生进行了适度烘烤后再进行水酶法提油，从而提高了油脂风味，背景技术则没有这样的预处理过程。本发明采用了砂盘磨进行研磨花生，而背景技术CN1555714A采用的是中药粉碎机，CN101401658A采用的是石磨，砂盘磨的生产效率无疑更高。本发明最重要的特点是先对粉碎后物料进行酸浸去除可溶性非蛋白成分，再在碱性条件下使蛋白复溶，并使用蛋白酶进行酶解，这样获得的花生肽纯度高。而目前所有的背景技术均没有这样的步骤，它们都是将粉碎的花生直接碱提后再进 行酶解，分离获得油以及低纯度的水解蛋白。
背景技术：
CN1555714A和CN101401658A在酶解花生时都采用了 NoVo公司的Alcalase碱性蛋白酶，本发明采用的是杰能科公司生产的Protex 6L碱性蛋白酶,与前者相比,Protex 6L碱性蛋白酶水解花生蛋白的程度更深(如CN101401658A中提到相对分子质量小于2000的小肽组分占80%以上，而本发明中相对分子质量小于1000的小肽组分即占85%以上)。
背景技术：
在加工花生的过程中均产生了乳状液，不得不通过破乳增加游离油得率，本发明利用蛋白酶深度酶解花生蛋白质，并在三相离心时保持物料的温度较高(85°C )，这样做基本避免了乳状液的产生，游离油经简单过滤后即可食用。
图1水酶法同步制备花生油和花生肽的工艺流程示意图。图2水酶法提取花生肽的相对分子质量分布图。图3水酶法提取花生肽的相对分子质量分布图。
具体实施方式
实施例1
将花生仁筛选除杂后，使用烘烤机进行烘烤，烘烤温度190°c，烘烤时间20min。烘烤结束后待花生冷却对花生进行脱皮。脱皮后使用破碎机将花生仁进行粗粉碎，再采用砂盘磨将花生进一步磨成浆状。将花生浆分散在3倍重量的水中，调节体系pH至4.5，温度40°C，酸浸时间20min。酸浸结束后使用三相卧螺离心机分离体系得到含油乳相、水相I和浓缩蛋白。将含油乳相和浓缩蛋白合并后分散在2倍重量的水中，调节体系pH至9.0，温度55°C，碱溶时间30min。碱溶结束后向体系中加入2.0% (w/w)的Protex 6L碱性蛋白酶开始酶解，温度保持在55°C，3h后将体系温度升至85°C进行灭酶(20min)。灭酶结束后立即使用三相卧螺离心机趁热分离体系得到游离油、水相II和残渣。将水相II进行喷雾干燥后得到高纯度的花生肽粉末。 游离油得率86%，花生肽得率75%，花生肽纯度78%，蛋白质水解度25.2%。经感官评价，花生油具有浓郁的香味。花生肽中相对分子质量小于1000的小肽组分占85%以上(见附图2)。实施例2
将花生仁筛选除杂后，使用烘烤机进行烘烤，烘烤温度185°C，烘烤时间20min。烘烤结束后待花生冷却对花生进行脱皮。脱皮后使用破碎机将花生仁进行粗粉碎，再采用砂盘磨将花生进一步磨成浆状。将花生浆分散在4倍重量的水中，调节体系pH至4.2，温度40°C，酸浸时间20min。酸浸结束后使 用三相卧螺离心机分离体系得到含油乳相、水相I和浓缩蛋白。将含油乳相和浓缩蛋白合并后分散在3倍重量的水中，调节体系pH至9.5，温度60°C，碱溶时间30min。碱溶结束后向体系中加入1.5% (w/w)的Protex 6L碱性蛋白酶开始酶解，温度保持在60°C，2h后将体系温度升至85°C进行灭酶(20min)。灭酶结束后立即使用三相卧螺离心机趁热分离体系得到游离油、水相II和残渣。将水相II进行喷雾干燥后得到高纯度的花生肽粉末。游离油得率87%，花生肽得率74%，花生肽纯度76%，蛋白质水解度23.5%。经感官评价，花生油具有浓郁的香味。花生肽中相对分子质量小于1000的小肽组分占80%以上(见附图3)。
权利要求
1.一种水酶法同步提取花生油和花生肽的方法，其特征是花生仁经烘烤脱皮后干法磨碎，加水调酸进行浸提，三相离心后得到含油乳相、水相I和浓缩蛋白；将含油乳相和浓缩蛋白合并，加适量水调至碱性，再加入蛋白酶进行酶解反应；酶解结束后灭酶，并趁热对体系进行三相分离，得到游离油、水相II和残渣，将水相II进行喷雾干燥后获得高纯度花生肽。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征是花生仁经烘烤后脱皮，烘烤温度160-20(TC，时间 20-40min。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征是利用砂盘磨进行干法粉碎花生，平均粒径控制在50Mm以下。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征是花生粉碎后进行酸浸，将花生浆分散在2-4倍重量的水中，用HCl调节体系pH范围在3.0-5.0，温度为40-45°C，酸浸时间为20_30min。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征是花生酸浸后进行分离，采用三相卧螺离心机分离体系得到含油乳相、水相I和浓缩蛋白。
6.根据权利要求1所述的工艺，其特征是将含油乳相和浓缩蛋白合并后分散在2-4倍重量的水中，用NaOH调节体系pH范围在8.0-9.5，温度为55_60°C，碱溶时间为20_30min。
7.根据权利要求1所述的工艺，其特征是酶解反应条件，采用碱性蛋白酶进行酶解，力口酶量1.5-2.5% (w/w)，酶解温度55-60°C，酶解时间2_4h。
8.根据权利要求1所述的工艺，其特征是酶解后进行灭酶，灭酶条件:温度85°C，时间20mino
9.根据权利要求1所述的工艺，其特征是灭酶后趁热对体系进行三相离心，分离得到游离油、水相II和残渣。
10.根据权利要求1 所述的工艺，其特征是回收花生肽，将水相II进行喷雾干燥，进风温度120-130°c，出风温度70-75°C，得到高纯度的花生肽粉末。
全文摘要
一种水酶法同步制备花生油和花生肽的方法，属于农产品精深加工及其副产物综合利用的技术领域。它主要解决现有花生水酶法制油工艺所获蛋白产品纯度低、油脂风味欠缺、易产生乳状液等技术问题。本发明将花生仁进行烘烤后磨碎，再加水调酸进行浸提，三相离心后将所得含油乳相和浓缩蛋白合并，调碱后加入蛋白酶进行酶解反应。酶解结束后高温灭酶，然后趁热进行三相离心，可直接得到游离油和花生肽。采用本发明加工花生，可基本避免乳状液产生，所得油脂香味浓，质量好；花生肽纯度高(蛋白质含量>75%)，相对分子质量小，可作为一种良好的功能性配料广泛应用于食品加工中。
文档编号C11B1/00GK103113977SQ201310077170
公开日2013年5月22日 申请日期2013年3月12日 优先权日2013年3月12日
发明者章绍兵, 吕燕红, 陆启玉, 刘向军 申请人:河南工业大学