专利名称：芝麻油的提取方法
技术领域：
本发明涉及一种植物油脂的提取方法，特别是涉及一种用于芝麻油脂的提取方法，属于植物油脂的提取加工领域。
背景技术：
目前现存的芝麻油提取工艺主要有两种一种是传统的将芝麻经过高温焙炒，然后采用水代法或压榨法生产芝麻油；另一种是处于初步应用于生产的低温冷榨工艺制取芝麻油。传统工艺存在诸多问题，如芝麻油色泽深、透明度差，并且芝麻蛋白严重变性或破坏， 导致芝麻饼及渣只能作为低廉的饲料应用，造成大量的芝麻蛋白资源的浪费；低温冷榨工艺虽然克服了一些传统工艺油质质量差和蛋白浪费的问题，但芝麻油产率并不高。挤压膨化是利用摩擦产生的热量使物料升温，在挤压螺旋的作用下强迫物料通过模孔，同时获得一定的压力。物料挤出模孔后，压力急剧下降，水分蒸发，物料内部形成多孔结构，体积增大，从而达到膨化的目的。利用挤压膨化技术对油料进行预处理，是一种油脂提取的新技术。油料膨化后，在其内部产生许多致密的毛细孔道，为溶剂的快速渗入提取油脂提供了通道，由于细胞壁被破坏和油料细胞中油脂的聚集，为提油创造了有利的条件。水酶法提取技术是一种高效且最为理想的油脂提取技术，与水代法相比油脂提取率高，同时还能获得优质蛋白。目前对于应用水酶法提取芝麻油工艺研究不足，2011年 Sajid Latif等人采用ftOtex 7L提取芝麻油，提取率最高达到87. 1 %。因此，对于水酶法提取芝麻油工艺研究意义重大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种利用挤压膨化技术和酶解技术相结合的芝麻油提取方法，该方法具有条件温和、提取率高、芝麻油品质高的优点。为达上述目的，本发明一种芝麻油的提取方法，包括以下步骤(1)芝麻用单螺杆挤出机进行挤压膨化，经榨笼回收油脂，即得压榨芝麻油；(2)将(1)步得到的挤压膨化后的芝麻物料与水混合，采用湿磨碾磨得到混合液， 向混合液中加入蛋白酶进行酶解，得到酶解液；(3)将酶解液灭酶处理后离心分离，得到游离的芝麻油脂；所述挤压膨化的工艺参数是单螺杆挤压机模孔的孔径为8_16mm，单螺杆挤压机螺杆转速为80-120r/min，单螺杆挤压机套筒温度为85_125°C，挤压膨化后的芝麻物料中含水的重量分数为4. 4-12. 4% ；所述酶解的工艺参数是选用pr0teX-7L中性内切蛋白酶，酶的加入量占混合液的重量分数为1.4-2. 2%，酶解温度40-60°C，酶解时间2-4h，料液比1 4_8，酶解 PH5. 5-7. 5，所述料液比是挤压膨化后的芝麻物料与水的重量比。本发明芝麻油的提取方法，其中还包括将所述步骤(1)前将芝麻去皮粉碎的步骤，用常规的粉碎机即可，粉碎的颗粒大小无要求。进一步地，本发明的芝麻油的提取方法，其中优选所述挤压膨化的工艺参数是单螺杆挤压机模孔的孔径为11. 9mm，单螺杆挤压机螺杆转速为102r/min，单螺杆挤压机套筒温度为lOrC，芝麻中含水的重量分数为8.7%。优选所述酶解的工艺参数是酶的加入量占混合液的重量分数为2. 1%，酶解温度讨°〇，酶解时间3.0h，料液比1 6. 6，酶解pH为6. 2。本发明芝麻油的提取方法，其中优选上述步骤(3)中所述的离心步骤可选用本领域常规的离心机离心处理，转速和时间根据实际工况选择即可，没有特殊限制，优选转速为 4500r/min，离心时间为 30min。本发明还涉及由上述提取方法得到的芝麻油。本发明方法是在挤压膨化的基础上，采用能降解植物油料细胞的酶或对脂蛋白、 脂多糖等复合体有降解作用的酶作用于油料，使油脂易于从油料固体中释放出来，利用非油成分(蛋白和碳水化合物)对油和水的亲和力差异，同时利用油水比重不同而将油和非油成分分离。本发明方法中，酶除了能降解油料细胞、分解脂蛋白、脂多糖等复合体外，还能破坏油料在磨浆等过程中形成的包裹在油滴表面的脂蛋白膜，降低乳状液的稳定性，从而提高游离油得率。本发明方法利用挤压膨化预处理和生物酶相结合的水酶法分离芝麻油脂，所需要的设备简单、操作安全、可获得高质量的芝麻油，营养价值高，同时可以得到低变性高品质的芝麻蛋白和芝麻肽。经过验证与对比试验，在本发明酶解工艺条件下总油提取率可达到 93. 18%左右，当选用优选的工艺条件下，总油提取率可达到97. 98%左右，比传统的湿热预处理后酶解的总油提取率提高了 12个百分点。本发明方法作用条件温和(常温、无有机溶剂、无剧烈化学反应)，体系中的降解产物一般不会与提取物发生反应，可以有效地保护油脂、蛋白质以及胶质等可利用成分的品质。本发明水酶法制取芝麻油的工艺与传统制油工艺相比主要具有以下工艺优点①从芝麻中同时分离油和蛋白质。②设备简单、操作安全、植物油无溶剂残留和投资少。③能避免高温焙炒造成的色泽深、透明度差，得到高品质的芝麻油。④能避免芝麻蛋白严重变性，得到蛋白质变性率低、优质的芝麻蛋白，有效的避免了芝麻蛋白资源的浪费。⑤由酶法分离得到的乳化油经破乳后无需处理即可获得高质量的油。下面结合附图对本发明的芝麻油的提取方法作进一步说明。
图1本发明方法的工艺路线图；图2各因素对考察指标的降维分析图；图3模孔孔径与螺杆转速交互对总油提取率的响应面；图4套筒温度与模孔孔径交互对总油提取率的响应面；图5含水量与模孔孔径交互对总油提取率的响应面；
4
图6各因素对考察指标的降维分析图；图7酶解pH与酶解时间交互对总油提取率的响应面；图8加酶量与酶解时间交互对总油提取率的响应面；图9加酶量与酶解pH交互对总油提取率的响应面；图10料液比与酶解pH交互对总油提取率的响应面；图11酶解温度与酶解pH交互对总油提取率的响应面；图12料液比与酶解温度交互对总油提取率的响应面。
具体实施例方式以下结合附图、实施例和试验数据，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。本发明芝麻油的提取方法，包括以下步骤将芝麻去皮粉碎后用单螺杆挤出机进行挤压膨化预处理，经榨笼(东北农业大学工程学院)回收油脂，即得压榨芝麻油；将得到的挤压膨化后的芝麻产物(即膨化物料)与水混合，调节料液比(即挤压膨化后的芝麻物料与水的重量比)在合适的范围，采用湿磨碾磨得到混合液，调节混合液的PH值和温度，向混合液中加入蛋白酶进行酶解，得到酶解液；将酶解液灭酶处理后离心分离，得到游离的芝麻油脂(即游离油)、乳状液、水解液和残渣；将乳状液破乳后得到游离油，将残渣洗渣后再离心分离得到游离油、乳状液和残渣，乳状液破乳后进一步回收游离油。所述挤压膨化的工艺参数是单螺杆挤压机模孔的孔径为8_16mm，单螺杆挤压机螺杆转速为80-120r/min，单螺杆挤压机套筒温度为85_125°C，芝麻中含水的重量分数为 4. 4-12. 4% ；所述酶解的工艺参数是选用pr0teX-7L中性内切蛋白酶，酶的加入量占混合液的重量分数为1. 4-2. 2%，酶解温度40-60°C，酶解时间2_4h，料液比(即膨化物料与水的重量比)1 4-8，酶解 pH 5. 5-7. 5。实施例1芝麻挤压膨化最佳参数的筛选实验1材料与方法1. 1材料、试剂芝麻豫芝11号protex_7L中性内切蛋白酶丹麦novo公司1. 2主要仪器设备pHS-25型酸度计
电子分析天平离心机
精密电动搅拌机电热恒温水浴锅半自动定氮仪消化仪湿磨机索氏抽提器
上海伟业仪器厂
梅勒特-托利多仪器(上海)有限公司北京医用离心机厂
江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司余姚市东方电工仪器厂上海新嘉电子有限公司上海纤检仪器有限公司上海易勒机电设备有限公司天津破璃仪器厂
单螺杆挤压机纤维测定仪马福炉
东北农业大学上海纤检仪器有限公司上海沪粤明科学仪器有限公司1.3实验方法1. 3. 1芝麻的成分测定水分及挥发物含量测定参照GB/T 5528-2008 ；灰分含量测定参照GB/ T 5505-2008 ；粗蛋白含量测定参照GB/T 14489. 2-2008 ；粗脂肪含量测定参照GB/T 5512-2008 ；总糖含量测定，斐林试剂法；粗纤维测定根据GB/T22224-2008。1. 3. 2工艺流程芝麻一去皮一挤压膨化一调整料液比(1 6)—湿磨一调节pH值和温度一酶解 (Protex 7L中性内切蛋白酶，工艺条件酶解pH 7. 0、酶解温度50°C、加酶量2%、酶解时间 3h)—灭酶一离心 05OOr/min，3Omin)—芝麻油1. 3. 3计算公式挤压膨化芝麻提油率公式(1-3-3-1)为
提油率(%)=尉4-芝麻啊由月旨的质酶角相^ 啊由脂量，·压榨油提取
原料芝麻所用克数X芝麻中油脂的质量分数
总油提取率(％)=压榨油提取率(%)+細彭嫌編(0/0)逾_ (%)率公式(1-3-3-2)为
压榨油提取率(％)=
原料芝麻含油率-挤压膨化芝麻含油率原料芝麻含油率总油提取率公式(1-3-3-3)为2结果与讨论2. 1原料主要成分见表1
表1原料大豆主要成分
权利要求
1.一种芝麻油的提取方法，其特征在于，包括以下步骤(1)芝麻用单螺杆挤出机进行挤压膨化，经榨笼回收油脂，即得压榨芝麻油；(2)将(1)步得到的挤压膨化后的芝麻物料与水混合，采用湿磨碾磨得到混合液，向混合液中加入蛋白酶进行酶解，得到酶解液；(3)将酶解液灭酶处理后离心分离，得到游离的芝麻油脂；所述挤压膨化的工艺参数是单螺杆挤压机模孔的孔径为8-16mm，单螺杆挤压机螺杆转速为80-120r/min，单螺杆挤压机套筒温度为85_125°C，挤压膨化后的芝麻物料中含水的重量分数为4. 4-12.4% ；所述酶解的工艺参数是选用proteX-7L中性内切蛋白酶，酶的加入量占混合液的重量分数为1. 4-2. 2%,酶解温度40-600C，酶解时间2_4h，料液比1 4-8,酶解ρΗ5· 5-7. 5， 所述料液比是挤压膨化后的芝麻物料与水的重量比。
2.根据权利要求1所述的芝麻油的提取方法，其特征在于还包括将所述步骤(1)前将芝麻去皮粉碎的步骤。
3.根据权利要求1所述的芝麻油的提取方法，其特征在于，所述挤压膨化的工艺参数是单螺杆挤压机模孔的孔径为11. 9mm，单螺杆挤压机螺杆转速为102r/min，单螺杆挤压机套筒温度为lOrC，芝麻中含水的重量分数为8.7%。
4.根据权利要求1或3所述的芝麻油的提取方法，其特征在于所述酶解的工艺参数是酶的加入量占混合液的重量分数为2. 1%，酶解温度M°C，酶解时间3. 0h，料液比 1 6. 6，酶解 pH 为 6. 2。
5.根据权利要求1所述的芝麻油的提取方法，其特征在于所述步骤(3)中所述的离心转速为4500r/min，离心时间为30min。
6.所述权利要求1-5任一项所述的芝麻油的提取方法得到的芝麻油。
全文摘要
本发明涉及一种用于芝麻油脂的提取方法。其包括以下步骤芝麻用单螺杆挤出机进行挤压膨化，经榨笼回收油脂，即得压榨芝麻油；将得到的挤压膨化后的芝麻产物与水混合，采用湿磨碾磨得到混合液，向混合液中加入蛋白酶进行酶解，得到酶解液；将酶解液灭酶处理后离心分离，得到游离的芝麻油脂。本发明方法利用挤压膨化预处理和生物酶相结合的水酶法分离芝麻油脂，所需要的设备简单、操作安全、可获得高质量的芝麻油，营养价值高，同时可以得到低变性高品质的芝麻蛋白和芝麻肽。经过验证与对比试验，在本发明酶解工艺条件下总油提取率可达到93.18％左右，当选用优选的工艺条件下，总油提取率可达到97.98％左右。
文档编号C11B1/06GK102559367SQ20121004528
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月27日 优先权日2012年2月27日
发明者李杨, 江连洲, 王辰, 程建军, 齐宝坤 申请人:东北农业大学