一种水酶法提取牡丹籽油的方法与流程

文档序号:14983435发布日期:2018-07-20 20:34阅读:794来源:国知局

本发明属于植物油脂提取技术领域,具体涉及一种牡丹籽油的提取方法。



背景技术:

牡丹(peoniasuffruticosaandr.)属芍药科(paeoniaceae)芍药属(paeonia)牡丹组(sectmoutandc)落叶灌木,是原产中国的一种名贵花卉。凤丹是野生种杨山牡丹的变种,广泛栽植于山东、河南、安徽、陕西、四川、重庆、湖南等地,传统以采收根皮药用为多。凤丹种子产量较高,一般能够达2250-3000kg/hm2。牡丹籽仁含油量高达30%,并且富含不饱和脂肪酸,可广泛用于医药工业、保健食品、高级化妆品、润滑油等行业,作为新木本油料资源具有重要的开发利用价值。油用牡丹栽植经济价值高,栽植后第三年开始结籽,结籽高产期为5-30年,产籽寿命可达40年以上。研究表明,牡丹籽营养价值很高,其含油量29-34%,蛋白含量为18-22%[1]。牡丹籽油是一种浅黄色或金黄色、具有牡丹籽特有香味的木本坚果油,其不饱和脂肪酸含量达到90%以上,主要为亚麻酸,亚油酸和油酸,亚麻酸含量高达31.56-66.85%。亚麻酸和亚油酸都是人体必需脂肪酸,具有多种活性功能,如降胆固醇、降血压、预防动脉粥样硬化、抗疲劳、增强免疫力等。

现阶段牡丹籽油的主要提取方法有:溶剂浸出法、压榨法、超临界co2流体萃取技术,以及亚临界溶剂萃取法,工业生产中,提取植物油脂的主要方法是压榨法和浸出法。这些方法制油,虽然出油率高,但存在设备复杂,溶剂回收和溶剂残留等问题。随着人们对食品安全意识的提高,考虑到环境、经济和安全等多方面的因素,应用水酶法提取植物油的技术得到广泛的关注及应用。与传统工艺相比,水酶法提油不仅提高了出油效率,简化工艺,还符合可持续发展的节能、环保的原则。随着工艺的发展,越来越多的不同种类的酶应用到水酶法提取的工艺中,例如:纤维素酶,果胶酶,蛋白酶等。之前单宁酶主要应用茶叶中多酚类物质的提取。据文献报道,单宁酶常用于葡萄酒和茶叶的处理过程中,但单宁酶在水酶法提取牡丹籽油的应用尚未有报道。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种水酶法提取牡丹籽油的方法,该方法采用单宁酶结合蛋白酶,单宁酶先处理牡丹籽粉末,再用蛋白酶进行提取。单宁酶可以一定程度的破坏植物的细胞壁结构,可以提高蛋白酶的提取效率,单宁酶水解单宁可以产生酚类物质,增加提取液中酚类物质的含量,可以更好的保护提取过程中,牡丹籽油不被氧化,增加水酶法提取的牡丹籽油的抗氧化性和营养价值。单宁酶水解鞣质可以一定程度的减少牡丹籽油中特有的涩味,改善牡丹籽油的口感。

为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:

一种水酶法提取牡丹籽油的方法,包括如下步骤:

1)将牡丹籽烘干,脱去外壳,粉碎得牡丹籽粉末;

2)将牡丹籽粉末加水混匀,加入单宁酶进行酶解,酶解温度为40~50℃,ph为4~6,酶解0.5~2h后,灭酶;

3)加入碱性蛋白酶进行酶解,酶解温度为50~60℃,ph为7~9,酶解时间为3~5h;

4)离心分离乳化层和油层,冷冻破乳后,离心合并两次清油,获得牡丹籽油毛油;

5)对步骤4)获得的牡丹籽油毛油碱炼后,真空旋蒸干燥,除去油相中水,得到牡丹籽油。

步骤1)中牡丹籽烘干至含水量不超过4%,粉碎的牡丹籽粉末颗粒不超过300μm。例如可以是,烘干温度50℃,烘干8-12h至含水量不超过4%;筛选目数为50目,牡丹籽粉颗粒小于300μm;

步骤2)中加入单宁酶,单宁酶用量为牡丹籽粉重量的0.1-2%,优选为0.5%。

单宁酶的酶解条件为:温度40~50℃,ph为4~6,时间为0.5~2h;进一步优选为温度45℃,ph6.0,时间为1h。酶解结束后灭酶条件为90℃灭酶5min;

步骤3)中碱性蛋白酶的酶解条件为温度50~60℃,ph为7~9,时间为3~5h,碱性蛋白酶的酶量为牡丹籽粉重量的2~3%。进一步优选为:酶解温度55℃,ph为8.5,时间为4h,用量为2.5%。

冷冻破乳条件为:冷冻温度为-20℃,时间为12~18h,解冻温度为50℃,时间为1~2h。

冷冻破乳后离心的转速为5000~8000rpm,时间为10~30min。

碱炼过程中进行一次碱炼,两次水洗的过程。碱炼温度为70~80℃,时间1h,两次水洗温度为70~80℃,时间为15min。

单宁酶(又称鞣酸酶),是一种单宁酰基水解酶,该酶对带有两个苯酚基的酸,如鞣酸具有水解作用,可以一定程度上的降解植物细胞壁,具有一定的破壁效果。本发明所述单宁酶可由霉菌,如黑曲霉、米曲霉生产,也可以从市场购买所得;单宁酶水解释放细胞内的鞣质,可以增加提取液中酚类物质含量,从而增加提取的牡丹籽油中酚类物质的含量,增加牡丹籽油的抗氧化性,减少提取过程中牡丹籽的氧化,提高牡丹籽油的营养价值,同时可以减轻牡丹籽油的涩味,改善牡丹籽油的口感。

本发明所采用的碱性蛋白酶,指在碱性条件下能够水解蛋白质肽键的酶,碱性蛋白酶的可以从微生物提取获得,比如芽孢杆菌、链霉菌等,或者从市场上购买所得,比如诺维信公司。

ic50(halfmaximalinhibitoryconcentration)是指被测量的拮抗剂的半抑制浓度。它能指示某一药物或者物质(抑制剂)在抑制某些生物程序(或者是包含在此程序中的某些物质,比如酶,细胞受体或是微生物)的半量。ic50值可以用来衡量牡丹籽油抗氧化的能力,即能力越强,该数值越低。

根据单宁酶的作用原理,利用单宁酶对植物细胞壁有一定的破坏作用,破坏植物细胞结构,提高水酶法的提取效率,并且在水酶法提取牡丹籽油的过程中,单宁酶的使用可以增加提取液和油中酚类抗氧化物质的含量,减少牡丹籽油提取过程中营养物质的损失。

有益效果:

本发明采用单宁酶结合蛋白酶,单宁酶先处理牡丹籽粉末,再用蛋白酶进行提取。单宁酶可以一定程度的破坏植物的细胞壁结构,可以提高蛋白酶的提取效率,单宁酶水解牡丹籽仁细胞内的单宁物质,破坏细胞结构,增加蛋白酶对牡丹籽细胞的破壁效果,同时单宁酶可以水解牡丹籽粉末中残留的种皮上的单宁类物质,单宁水解的物质溶解于水中,随着离心过程为除去,减少了油脂中单宁物质的含量,改善牡丹籽油的口味,同时可以省去脱皮和去苦的工艺。增加提取液中酚类物质的含量,可以更好的保护提取过程中,牡丹籽油不被氧化,增加水酶法提取的牡丹籽油的抗氧化性和营养价值。单宁酶水解鞣质可以一定程度的减少牡丹籽油中特有的涩味,改善牡丹籽油的口感。

本发明中,牡丹籽油较单独蛋白酶的提取效率提升20%,牡丹籽油中酚类物质的含量提升了66.7%,不饱和脂肪酸含量提升5%。牡丹籽油的ic50值减少了20%,说明牡丹籽油自身的抗氧化能力大幅度提升。适合生产抗氧化活性更高,品质更好的牡丹籽油。

具体实施方式

牡丹籽来源:菏泽产5年以上凤丹种子,含油量:28.31%;

酶来源:碱性蛋白酶购自诺维信(中国)生物技术有限公司,单宁酶购自北京卫诺恩生物技术有限公司。

实施例1

将牡丹籽置于50℃的恒温烘箱中烘干8h至含水量低于4%,然后将烘干的牡丹籽加入脱壳机中脱壳,用药用粉碎机进行粗磨,将牡丹籽仁磨碎,筛选目数为50目,筛选粒径小于300μm的牡丹籽粉末。精确称取50g磨碎的牡丹籽粉末,将牡丹籽粉末加入三角瓶中,按1:5的料液比加入250ml纯净水,加入牡丹籽重量1%单宁酶催化1h,酶解温度为45℃,酶解ph为5.5,之后90℃灭酶5min,冷却至55℃后,加入牡丹籽重量2.5%碱性蛋白酶催化4h,酶解温度为55℃,酶解ph为8.5,酶解后以7000r/min离心20min,取上清游离油层和乳化层。乳化层-20℃冷冻破乳16h后,50℃解冻1h,7000rpm/min离心10min,离心后合并两次游离油。加入一定量10%氢氧化钠75℃碱炼1h,之后用无菌水75℃水洗15min,水洗重复两次,80℃旋蒸去水获得其牡丹籽油。其提取率为90%,酚类物质的含量为0.2013mg/ml,不饱和脂肪酸含量为89%,ic50为7.841mg/ml。

实施例2

将牡丹籽置于50℃的恒温烘箱中烘干8h至含水量低于4%,然后将烘干的牡丹籽加入脱壳机中脱壳,用药用粉碎机进行粗磨,将牡丹籽仁磨碎,筛选粒径小于300μm的牡丹籽粉末,精确称取50g磨碎的牡丹籽末,将牡丹籽粉末加入三角瓶中,按1:6的料液比加入300ml纯净水,加入牡丹籽重量0.5%单宁酶催化2h,酶解温度为50℃,酶解ph为5.0,之后90℃灭酶5min,冷却至60℃后,加入牡丹籽重量2%碱性蛋白酶催化5h,酶解温度为60℃,酶解ph为9.0,酶解后以7000r/min离心20min,取上清游离油层和乳化层。乳化层-20℃冷冻破乳18h后,50℃解冻1.5h,6000rpm/min离心20min,离心后合并两次游离油。加入一定量10%氢氧化钠80℃碱炼1h,之后用无菌水80℃水洗15min,水洗重复两次,80℃旋蒸去水获得其牡丹籽油。其牡丹籽油提取率为88%,酚类物质的含量为0.1927mg/ml,不饱和脂肪酸含量为87%,ic50为7.962mg/ml。

实施例3

将牡丹籽置于50℃的恒温烘箱中烘干8h至含水量低于4%,然后将烘干的牡丹籽加入脱壳机中脱壳,用药用粉碎机进行粗磨,将牡丹籽仁磨碎,筛选粒径小于300μm的牡丹籽粉末,精确称取50g磨碎的牡丹籽末,将牡丹籽粉末加入三角瓶中,按1:5的料液比加入250ml纯净水,加入牡丹籽重量1.5%单宁酶催化0.5h,酶解温度为50℃,酶解ph为6.0,之后90℃灭酶5min,冷却至55℃后,加入牡丹籽重量3%碱性蛋白酶催化3h,酶解温度为55℃,酶解ph为8.0,酶解后以7000r/min离心20min,取上清游离油层和乳化层。乳化层-20℃冷冻破乳18h后,50℃解冻2h,6500rpm/min离心15min,离心后合并两次游离油。加入一定量10%氢氧化钠70℃碱炼1h,之后用无菌水70℃水洗15min,水洗重复两次,80℃旋蒸去水获得其牡丹籽油。其牡丹籽油提取率为85%,酚类物质的含量为0.2201mg/ml,不饱和脂肪酸含量为91%.ic50为8.157mg/ml。

对比例1

将牡丹籽置于50℃的恒温烘箱中烘干8h至含水量低于4%,然后将烘干的牡丹籽加入脱壳机中脱壳,用药用粉碎机进行粗磨,将牡丹籽仁磨碎,筛选粒径小于300μm的牡丹籽粉末,精确称取50g磨碎的牡丹籽粉末,将牡丹籽粉末加入三角瓶中,按1:5的料液比加入250ml纯净水,不加酶调节ph为8.5,55℃水浴3h,7000r/min离心20min,取上清游离油层和乳化层。乳化层-20℃冷冻破乳18h后,50℃解冻2h,7000rpm/min离心15min,离心合并两次游离油,加入一定量10%氢氧化钠75℃碱炼1h,之后用无菌水75℃水洗15min,水洗重复两次,80℃旋蒸去水获得其牡丹籽油。牡丹籽油提取率为31%,酚类物质的含量为0.0578mg/ml,不饱和脂肪酸含量为80%,ic50为17.126mg/ml。

对比例2

将牡丹籽置于50℃的恒温烘箱中烘干8h至含水量低于4%,然后将烘干的牡丹籽加入脱壳机中脱壳,用药用粉碎机进行粗磨,将牡丹籽仁磨碎,筛选粒径小于300μm的牡丹籽粉末,精确称取50g磨碎的牡丹籽粉末,将牡丹籽粉末加入三角瓶中,按1:5的料液比加入250ml纯净水,调节ph为8.5,加入2.5%的诺维信碱性蛋白酶,55℃水浴4h,7000r/min离心20min,取上清游离油层和乳化层。乳化层-20℃冷冻破乳16h后,50℃解冻1h,7000rpm/min离心10min,离心合并两次游离油,加入一定量10%氢氧化钠75℃碱炼1h,之后用无菌水75℃水洗15min,水洗重复两次,80℃旋蒸去水获得其牡丹籽油。牡丹籽油提取率为75%,酚类物质的含量为0.1208mg/ml,不饱和脂肪酸含量为83%,ic50为10.385mg/ml。

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