专利名称：一种利用水酶法从油料籽仁中制取油脂和蛋白的方法
技术领域：
本发明涉及一种采用水酶法技术从油料籽仁中提取油脂和蛋白的方法，属于生物技术在粮油食品加工中的应用技术领域。
背景技术：
水酶法20世纪70年代便已诞生，但限于酶的昂贵成本，发展并不快。据Rosenthal等的综述中报道Lanzani最先将水酶法应用到油菜籽制油中，Lanzani使用了蛋白酶和果胶酶，油得率为78%。Fullbrook尝试用黑曲霉产生的复合酶水解油菜籽，油和蛋白得率增力口，加入有机溶剂提油效果更好。1990年，Fereidoon在中试工厂应用水酶法提取双低菜籽油和蛋白质。他们采用的也是一种来源自黑曲霉的复合酶，该酶能有效地降解油菜籽细胞壁。Rosenthal A等使用复合水解多糖商品酶从菜籽中提取出80%的油，并称使用单一纤维素酶对油脂得率没有帮助。据他们报道，除了酶的种类和使用浓度，原料研磨程度、体系pH、温度、提取时间及离心机的分离因子都是影响油得率的主要因素。国内方面对水酶法制油的研究起步较晚，2004年，刘志强等分别采用复合酶(蛋白酶+纤维素酶+果胶酶)、蛋白酶、纤维素酶、果胶酶和半纤维素酶对脱皮油菜籽进行水酶法取油。研究结果表明，不同酶对油和蛋白得率影响不同，复合酶最高，蛋白酶作用较明显，纤维素酶次之，三者皆高于无酶水浸取。目前水酶法的研究集中于对油料中油和蛋白的提取等方面，专利CN101906350A涉及从油茶籽仁中提取油脂及回收皂甙和糖类活性物质的方法，采用果胶酶进行油茶籽仁的水酶法提取油脂；专利CN102061217A涉及水酶法提取茶叶籽油的方法，采用纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、果胶酶中的一种或多种的复合物进行茶叶籽的水酶法制油。但目前水酶法制油存在油脂收率较低，水用量大等问题，如果将油料进行压榨后再采用水酶法制油，可以提高油脂的收率，减少水用量和酶用量，将具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的就是提供一种利用水酶法从油料籽仁中制取油脂和蛋白的方法，该方法具有出油率高、水耗低、能耗低的特点，可提高油料加工产品的附加值。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为一种利用水酶法从油料籽仁中制取油脂和蛋白的方法，其特征在于它包括如下步骤I)压榨制油油料籽仁(脱壳分离或未脱壳的油料籽仁)进行压榨加工，得到油料压榨饼和压榨油；2)粉碎将油料压榨饼粉碎研磨过40-100目标准筛(取筛下物)，于100°C处理5-10 min (使原生酶系失活)，得到处理后的压榨饼；3)酶解和干燥按水的加入量为处理后的压榨饼质量的5-20倍，选取水；按复合酶的加入量为处理后的压榨饼质量的0. 1%_2%，选取复合酶；其中，复合酶由糖酶和蛋白酶组成，糖酶与蛋白酶的质量比为I :1 ;
在处理后的压榨饼中加入水和复合酶，调节pH到糖酶适合的pH值和温度，酶解15-90min ;调节pH到蛋白酶适合的pH值和温度，酶解15_90min ;酶反应后，调pH到9. 0，室温下搅拌碱提10-60min ;离心分离出清油和蛋白水溶液；将清油100_120°C真空干燥得到油脂产品，蛋白水溶液(蛋白液)喷雾干燥后得到植物蛋白。按上述方案，所述的油料压榨饼为菜籽、棉籽、油茶、花生、胡麻籽、芝麻或酸枣仁等油料的脱壳或未脱壳原料经低温压榨或常规压榨方法得到的压榨饼。按上述方案，所述的糖酶为Viscozyme L酶、果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶、阿拉伯聚糖酶、3 -葡聚糖酶、木聚糖酶中的任意一种或任意二种以上(含二种)的混合，任意二种以上(含二种)混合时为任意配比；蛋白酶为中性蛋白酶或碱性蛋白酶。采用糖酶和蛋白酶组成的双酶体系。按上述方案，步骤3)中调pH值采用氢氧化钠、氢氧化钾、盐酸、柠檬酸中的任意一种或任意二种以上的混合调节。
本发明的有益效果为I)先将油料进行压榨取油，然后将取油后得到的压榨饼作为水酶法提取油脂和饼柏(植物蛋白)的原料，既可得到了高质量和高价格的压榨油，有利于食物安全性能的进一步改善和提高，同时可以得到水酶法提取的油脂和植物蛋白(饲用蛋白)，提高了油料加工产品的附加值。2)将油料先压榨然后进行水酶法提取油脂，先用压榨的手段得到部分油脂，减少了后续的处理量，从而直接有效地减少了酶用量、水用量和干燥成本，具有水耗低、能耗低的特点。3)采用双酶体系进行水酶法制取，糖酶有利于降解包裹油脂的纤维素、果胶等结构，提高了油脂得率，具有出油率高的特点。
图I为本发明的工艺流程框图。
具体实施例方式为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例I将经平面回转筛、去石机、磁选机、风选后按重量计将含杂0. 23%的菜籽进入轧坯机，将颗粒油料轧成薄坯片，坯片厚度0. 3毫米。采用立式蒸炒锅对坯片进行蒸炒，蒸炒后水分含量为5% (重量％)，料胚温度为110°C。经蒸炒后的熟胚(即油料籽仁)直接进入ZY24型预榨机压榨，压榨后菜籽饼残油率按重量计为12. 5%，压榨饼进入粉碎机粉碎至80目。将粉碎后的压榨饼于100°C烘干5min使原生酶系失活，得到处理后的压榨饼。在处理后的压榨饼中加入10倍质量的水(水的加入量为处理后的压榨饼质量的10倍)，加入压榨饼质量
0.2%的复合酶(复合酶的加入量为处理后的压榨饼质量的0. 2%)，复合酶由Viscozyme L酶和碱性蛋白酶按质量比为I :1组成，调节PH到4.5，温度40°C (即调节pH到糖酶适合的pH值和温度)，酶解30min ;调节pH到8. 0，温度60°C (即调节pH到蛋白酶适合的pH值和温度)，酶解30min ;酶反应后,调pH到9. 0,室温下搅拌碱提30min ;离心分离出清油和蛋白水溶液；将清油105°C真空干燥得到油脂产品，蛋白水溶液(或称蛋白液)喷雾干燥后得到植物蛋白。上述调PH值采用盐酸和氢氧化钠调节。出油率共计达到91.2%，比直接采用水酶法提高10%以上，水耗降低15%，能耗降低16%。实施例2如图I所示，将经平面回转筛、去石机、磁选机、风选后按重量计含杂0. 26%的菜籽进行烘干，烘干后含水量按重量计为8. 5%，烘干后的菜籽用YTTP-75型脱皮分离系统进行脱皮和皮仁分离，得到菜籽仁，其菜籽仁中含皮率按重量计为I. 53%，采用SSYZ 12/12型低温螺旋榨油机在室温进料，压榨得到按重量计残油率15. 2%的低温压榨饼，压榨饼进入粉碎机粉碎至40目。将粉碎后的压榨饼于100°C烘干IOmin使原生酶系失活，得到处理后的压榨饼。在处理后的压榨饼中加入20倍质量的水(水的加入量为处理后的压榨饼质量的20倍)，加入压榨饼质量的I. 2%的复合酶(复合酶的加入量为处理后的压榨饼质量的I. 2%)， 复合酶由果胶酶和中性蛋白酶按质量比为I :1组成，调节pH到4.5，温度40°C (即调节pH到糖酶适合的pH值和温度)，酶解60min ;调节pH到6. 0，温度50°C (即调节pH到蛋白酶适合的pH值和温度),酶解60min ;酶反应后,调pH到9. 0,室温下搅拌碱提20min ;离心分离出清油和蛋白水溶液；将清油110°C真空干燥得到油脂产品，蛋白水溶液(蛋白溶液)喷雾干燥后得到植物蛋白。出油率达到92. 6%，比直接水酶法提高12. 1%，水耗降低16. 8%，能耗降低18. 2%。实施例3将经平面回转筛、去石机、磁选机、风选后按重量计含杂0. 20%的茶籽进行烘干，烘干后含水量按重量计为11. 0%，烘干后的茶籽用YTTK-75型油茶籽脱壳机进行脱皮和皮仁分离，得到茶籽仁，采用SSYZ 12/12型低温螺旋榨油机在室温进料，压榨得到按重量计残油率13. 8%的低温压榨饼，压榨饼进入粉碎机粉碎至100目。将粉碎后的压榨饼于100°C烘干8min使原生酶系失活，得到处理后的压榨饼。在处理后的压榨饼中加入5倍质量的水，加入压榨饼质量的2. 0%的复合酶，复合酶由果胶酶和碱性蛋白酶按质量比为I :1组成，调节pH到4.5，温度40°C，酶解90min ;调节pH到8. 0，温度60°C，酶解90min ;酶反应后，调PH到9.0，室温下搅拌碱提60min ;离心分离出清油和蛋白水溶液；将清油110°C真空干燥得到油脂产品，蛋白水溶液(蛋白溶液)喷雾干燥后得到植物蛋白。出油率达到88. 5%，比直接水酶法提高10. 1%，水耗降低22. 3%，能耗降低25. 2%。实施例4一种利用水酶法从油料籽仁中制取油脂和蛋白的方法，它包括如下步骤I)压榨制油油料籽仁(脱壳分离的油料籽仁)进行压榨加工，得到油料压榨饼和压榨油；所述的油料压榨饼为棉籽脱壳原料经低温(60°C)压榨方法得到的压榨饼。2)粉碎将油料压榨饼粉碎研磨过40目标准筛(取筛下物)，于100°C处理6 min(使原生酶系失活)，得到处理后的压榨饼；3)酶解和干燥按水的加入量为处理后的压榨饼质量的6倍，选取水；按复合酶的加入量为处理后的压榨饼质量的0. 1%，选取复合酶；其中，复合酶由糖酶和蛋白酶组成，糖酶与蛋白酶的质量比为I :1 ;所述的糖酶为纤维素酶，蛋白酶为中性蛋白酶。在处理后的压榨饼中加入水和复合酶，调节pH到纤维素酶适合的pH值和温度(pH值为4. 8，温度为50°C)，反应20min ;调节pH到中性蛋白酶适合的pH值和温度(pH值为
6.O，温度为50°C)，反应15min ;酶反应后，调pH到9. O，室温下搅拌碱提IOmin ;离心分离出清油和蛋白水溶液；将清油120°C真空干燥得到油脂产品，蛋白液喷雾干燥后得到植物蛋白。采用氢氧化钾和盐酸调pH值。出油率比直接水酶法提高12.8%，水耗降低21.2%，能耗降低20. 1%。实施例5一种利用水酶法从油料籽仁中制取油脂和蛋白的方法，它包括如下步骤I)压榨制油油料籽仁(未脱壳的油料籽仁)进行压榨加工，得到油料压榨饼和压榨油；所述的油料压榨饼为油茶未脱壳原料经常规压榨方法得到的压榨饼。2)粉碎将油料压榨饼粉碎研磨过50目标准筛(取筛下物)，于100°C处理8 min (使原生酶系失活)，得到处理后的压榨饼；3)酶解和干燥按水的加入量为处理后的压榨饼质量的15倍，选取水；按复合酶的加入量为处理后的压榨饼质量的0. 5%，选取复合酶；其中，复合酶由糖酶和蛋白酶组成，糖酶与蛋白酶的质量比为I :1 ;所述的糖酶为半纤维素酶；蛋白酶为碱性蛋白酶。在处理后的压榨饼中加入水和复合酶，调节pH到半纤维素酶适合的pH值和温度(pH值为5.0，温度为50°C)，反应45min ;调节pH到碱性蛋白酶适合的pH值和温度(pH值为8. 0，温度为60°C)，反应90min ;酶反应后，调pH到9. 0，室温下搅拌碱提60min ;离心分离出清油和蛋白水溶液；将清油100°C真空干燥得到油脂产品，蛋白液喷雾干燥后得到植物蛋白。采用氢氧化钠和柠檬酸调PH值。出油率比直接水酶法提高8. 2%，水耗降低16. 3%，能耗降低12. 5%。实施例6一种利用水酶法从油料籽仁中制取油脂和蛋白的方法，它包括如下步骤I)压榨制油油料籽仁(脱壳分离的油料籽仁)进行压榨加工，得到油料压榨饼和压榨油；所述的油料压榨饼为花生脱壳原料经低温(60°C)压榨方法得到的压榨饼。2)粉碎将油料压榨饼粉碎研磨过50目标准筛(取筛下物)，于100°C处理9 min(使原生酶系失活)，得到处理后的压榨饼；3)酶解和干燥按水的加入量为处理后的压榨饼质量的17倍，选取水；按复合酶的加入量为处理后的压榨饼质量的1%，选取复合酶；其中，复合酶由糖酶和蛋白酶组成，糖酶与蛋白酶的质量比为I :1 ;所述的阿拉伯聚糖酶，蛋白酶为中性蛋白酶。在处理后的压榨饼中加入水和复合酶，调节pH到阿拉伯聚糖酶适合的pH值和温度(pH值为5.0，温度为50°C)，反应60min ;调节pH到中性蛋白酶适合的pH值和温度(pH值为6.0，温度为50°C)，反应20min ;酶反应后，调pH到9.0，室温下搅拌碱提30min ;离心分离出清油和蛋白水溶液；将清油115°C真空干燥得到油脂产品，蛋白液喷雾干燥后得到植物蛋白。采用氢氧化钠和盐酸调pH值。出油率比直接水酶法提高6. 3%，水耗降低12. 4%，能耗降低11. 5%。实施例7一种利用水酶法从油料籽仁中制取油脂和蛋白的方法，它包括如下步骤I)压榨制油油料籽仁(未脱壳的油料籽仁)进行压榨加工，得到油料压榨饼和压榨油；所述的油料压榨饼为胡麻籽未脱壳原料经常规压榨方法得到的压榨饼。
2)粉碎将油料压榨饼粉碎研磨过60目标准筛(取筛下物)，于100°C处理9min(使原生酶系失活)，得到处理后的压榨饼；3)酶解和干燥按水的加入量为处理后的压榨饼质量的9倍，选取水；按复合酶的加入量为处理后的压榨饼质量的0. 9%，选取复合酶；其中，复合酶由糖酶和蛋白酶组成，糖酶与蛋白酶的质量比为I :1 ;所述的糖酶为￠-葡聚糖酶，蛋白酶为碱性蛋白酶。在处理后的压榨饼中 加入水和复合酶，调节pH到糖酶适合的pH值和温度(pH值为4. 6，温度为40°C)，反应30min ;调节pH到蛋白酶适合的pH值和温度(pH值为8. 0，温度为60°C),反应30min ;酶反应后,调pH到9. 0,室温下搅拌碱提30min ;离心分离出清油和蛋白水溶液；将清油115°C真空干燥得到油脂产品，蛋白液喷雾干燥后得到植物蛋白。采用氢氧化钾和盐酸调pH值。出油率比直接水酶法提高9. 5%，水耗降低12. 6%，能耗降低11. 4%。实施例8一种利用水酶法从油料籽仁中制取油脂和蛋白的方法，它包括如下步骤I)压榨制油油料籽仁(未脱壳的油料籽仁)进行压榨加工，得到油料压榨饼和压榨油；所述的油料压榨饼为芝麻未脱壳原料经常规压榨方法得到的压榨饼。2)粉碎将油料压榨饼粉碎研磨过60目标准筛(取筛下物)，于100°C处理9min(使原生酶系失活)，得到处理后的压榨饼；3)酶解和干燥按水的加入量为处理后的压榨饼质量的9倍，选取水；按复合酶的加入量为处理后的压榨饼质量的0. 9%，选取复合酶；其中，复合酶由糖酶和蛋白酶组成，糖酶与蛋白酶的质量比为I :1 ;所述的糖酶为木聚糖酶，蛋白酶为碱性蛋白酶。在处理后的压榨饼中加入水和复合酶，调节pH到糖酶适合的pH值和温度(pH值为5. 0，温度为50°C )，反应30min ;调节pH到蛋白酶适合的pH值和温度(pH值为8. 0，温度为60°C),反应30min ;酶反应后,调pH到9. 0,室温下搅拌碱提30min ;离心分离出清油和蛋白水溶液；将清油115°C真空干燥得到油脂产品，蛋白液喷雾干燥后得到植物蛋白。采用氢氧化钾和盐酸调pH值。出油率比直接水酶法提高9. 5%，水耗降低12. 6%，能耗降低11. 4%。本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
权利要求
1.一种利用水酶法从油料籽仁中制取油脂和蛋白的方法，其特征在于它包括如下步骤 1)压榨制油油料籽仁进行压榨加工，得到油料压榨饼和压榨油； 2)粉碎将油料压榨饼粉碎研磨过40-100目标准筛，于100°C处理5-10min，得到处理后的压榨饼； 3)酶解和干燥按水的加入量为处理后的压榨饼质量的5-20倍，选取水；按复合酶的加入量为处理后的压榨饼质量的0. 1%_2%，选取复合酶；其中，复合酶由糖酶和蛋白酶组成，糖酶与蛋白酶的质量比为I :1 ; 在处理后的压榨饼中加入水和复合酶，调节PH到糖酶适合的pH值和温度，酶解15-90min ;调节pH到蛋白酶适合的pH值和温度，酶解15_90min ;酶反应后，调pH到9. 0，室温下搅拌碱提10-60min ;离心分离出清油和蛋白水溶液；将清油100_120°C真空干燥得到油脂产品，蛋白水溶液喷雾干燥后得到植物蛋白。
2.根据权利要求I所述的一种利用水酶法从油料籽仁中制取油脂和蛋白的方法，其特征在于，步骤I)中油料籽仁为脱壳分离的油料籽仁或未脱壳的油料籽仁。
3.根据权利要求I所述的一种利用水酶法从油料籽仁中制取油脂和蛋白的方法，其特征在于，步骤I)中所述的油料压榨饼为菜籽、棉籽、油茶、花生、胡麻籽、芝麻或酸枣仁的脱壳或未脱壳原料经低温压榨或常规压榨方法得到的压榨饼。
4.根据权利要求I所述的一种利用水酶法从油料籽仁中制取油脂和蛋白的方法，其特征在于，所述的糖酶为Viscozyme L酶、果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶、阿拉伯聚糖酶、^ -葡聚糖酶、木聚糖酶中的任意一种或任意二种以上的混合，任意二种以上混合时为任意配比；蛋白酶为中性蛋白酶或碱性蛋白酶。采用糖酶和蛋白酶组成的双酶体系。
5.根据权利要求I所述的一种利用水酶法从油料籽仁中制取油脂和蛋白的方法，其特征在于，步骤3)中调pH值采用氢氧化钠、氢氧化钾、盐酸、柠檬酸中的任意一种或任意二种以上的混合调节。
全文摘要
本发明涉及一种采用水酶法技术从油料籽仁中提取油脂和蛋白的方法，属于生物技术在粮油食品加工中的应用技术领域。一种利用水酶法从油料籽仁中制取油脂和蛋白的方法，其特征在于它包括如下步骤1)压榨制油；2)粉碎；3)酶解和干燥在处理后的压榨饼中加入水和复合酶，调节pH到糖酶适合的pH值和温度，酶解15-90min；调节pH到蛋白酶适合的pH值和温度，酶解15-90min；酶反应后，调pH到9.0，室温下搅拌碱提10-60min；离心分离出清油和蛋白水溶液；将清油100-120℃真空干燥得到油脂产品，蛋白水溶液喷雾干燥后得到植物蛋白。该方法具有出油率高、水耗低、能耗低的特点，可提高油料加工产品的附加值。
文档编号C11B1/04GK102746938SQ20121024384
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月14日 优先权日2012年7月14日
发明者万楚筠, 刘昌盛, 周琦, 李文林, 杨湄, 杨金娥, 胡双喜, 许继取, 郑明明, 郑畅, 郭萍梅, 钮琰星, 黄凤洪, 黄庆德 申请人:中国农业科学院油料作物研究所