酶解冷榨法制取全脂小麦胚芽油胶囊的研究.pdf

3 2 8 2 0 0 7 , V o L 2 8 , N o 0 9 目 品 科 工艺技术 酶解冷榨法制取全脂小麦胚芽油胶囊的研究 张 晓红 1 ，贾庆胜 2 ，王立新 1 ，于殿 宇 1 一，屈岩 峰 1 ( 1 东北农业大学食品学院，黑龙江 哈尔滨 1 5 0 0 3 0 ； 2 黑龙江省北大荒丰缘麦业有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 1 5 0 0 3 6 ) 摘 要：用酶法有机溶剂萃取小麦胚芽油，以出油率为标准确定酶解过程的最佳工艺参数，然后按其参数进行冷 榨生产实验研究，确定最佳温度为7 0 C，水分含量为7 ，压力为3 5 MP a ，转速为 3 6 r mi n ，此时出油率4 1 6 。 酶解冷榨法保护了油中的全部营养成分，其VE含量 3 1 2 5 mg 1 0 0 g ，磷脂含量为 1 4 7 0 mg 1 0 0 g ，得到的油脂是全脂 小麦胚芽油，制成的小麦胚芽油胶囊保质期一年，是很好的保健品。 关键词 ：酶法 ；冷榨 ；全脂 ；小麦胚芽油 ；胶囊 S t u d y O i l Ca p s u l e o f Wh e a t Ge r m Oi l R i c h i n Who l e Fat T h r o u g h En z y mi c c o l d P r e s s Me t h o d Z H ANG Xi a o h o n g ，J I A Q i n g s h e n g 。 ，WAN G L i x i n ，Y U Di a n - y u ， ，QU Y a n f e n g ( 1 C o l l e g e o f F o o d ， N o r t h e a s t A g r i c u l t u r a l Un i v e r s i t y ， H a r b i n 1 5 0 0 3 0 ， C h i n a ； 2 T h e G r e a t N o r t h e r n Wi l d e r n e s s F e n g y u a n Wh e at E s t a t e L i mi t e d C o mp a n y in H e il o n g i i a n g P r o v in c e ， H a r b in 1 5 0 0 3 6 ， C h i n a ) Ab s t r a c t：Th r o u g ht h e e x t r a c t i o no fwh e a t g e r m wi t l 1 e n z y mi cme tho do r g a n i c s o l v e n t , i t ma k e s s u r etheb e s t p a r a me terwi t l 1 the s t a n d ard o f o i l r a t e d u r i n g the e n z y mo l y s i s p r o c e s s T h e n we e a r l y o n the c o l d p r e s s p r od u c ing e x p e r i me n t a c c o r d i n g t o that p ara me t e r We c o n c l u d e that the b e s t t e mp e r a t u r e i s 7 0， mo i s t u r e c o n ten t i s 7， p r e s s u r e i s 3 5 MP a ， r o tat i o n s p e e d i s 3 6 r mi n a t t h i st i methee x tr acti o n r a teo f o il i s4 1 6 En z y mi c c o l dp r e s sme thod r e s e r v e s a l l then u t r i ti o n a l ing r e d i e n t i n the甜 Th e c o n ten t of V Ei s 3 1 2 5mg 1 0 0 g ， thec o n t e n t o f p h o s p h o l i p i d s i s 1 4 7 0me , 1 0 0 g ， theO i l wh i c hwema k ei s wh o l ef a t Th e s t o r a g el i f eo f wh e a t g e rmO d c a p s u l e s wh i c hwemak ei s a y e ar Th e y a r eg o o dh e a l th p r o d u c t s K e y wo r d s ：e n z y mi c m e t h o d；c o l d p r e s s ； wh o l e f a t ； wh e a t g e r m o i l ； c a p s u l e 中图分类号：T S 2 2 5 1 9 文献标识码：A 文章编号：1 0 0 2 6 6 3 0 ( 2 0 0 7 ) 0 9 0 3 2 8 0 4 小麦胚芽是小麦初期发育的生物体 ，是小麦的生命 之源 。它 富含 蛋 白质 、脂 肪 、维 生素 、微 量 元 素和 一 些高分 子活性物质 ，集 中 了小麦 的精 华，因此被誉 为 “ 人类 天然营养宝库 ” 。小麦胚芽油是 以小麦胚芽 为原料制取 的一种谷物胚芽油，它 富含 VE，不饱 和脂 肪酸( 5 0 亚油酸) 、廿八碳醇、植物 甾醇、卵磷脂及 一 些微量生理活性组分( 如 VB t 、V B ： 、V B ，铁，钙) ， 其中磷脂含量达 1 9 0 0 mg 1 0 0 g ，V E的含量高达 5 0 0 m g 1 0 0 g，被称 为 “ 植物 油之冠 ” 。因此小麦胚芽 油具有 抗衰老 、调节人 体血压、 降低血 液中的低密度 脂蛋 白 及 总胆 固醇浓度 、预防动脉硬化 、冠心病和 高血压等 心脑血管疾病有 明显生物学功效 。 实验采 用先酶解后冷榨法制取全脂 小麦胚芽油胶 囊 ，酶法提取麦胚油是利用蛋 白酶对细胞 结构的破坏 ， 以及 对脂蛋 白、脂 多糖 的分解作用 ，增加 了油 料组织 中油脂的流动性 ，从而有利于下一步冷榨法提取低含油 作物 中的油脂 。冷榨法是油料作物在入榨前不经过蒸炒 等高温 处理，入榨温度低于 8 O 的榨油方法 ，冷榨后 的油不经 过任 何精炼 处理 ，直 接滴胶囊制成绿 色保健 品，基本保护 了油中全部营养，尤其是 VE、磷脂等营 养 成 分 ，此 方 法 为 “ 绿 色 、环 保 ” 的加工 方 法 ，实 验将酶法和冷榨法有机地结合起来 ，从而解 决了冷榨法 不能直接提取小麦胚芽油 的问题，同时滴胶囊制成小麦 胚 芽油胶囊 ，保护 了油 中的全部营 养成分 ，得 到的是 全 脂 胚芽 油 。 1 材料与方法 1 1 材料 新鲜小麦胚芽( 纯度 8 0 7 ) 黑龙江省北大荒丰缘麦 业有限责任公司；复合蛋 白酶( 酶活为 1 01 0 U g ) 诺 收稿日期：2 0 0 7 0 7 2 6 通讯作者 基金项 目：国家科技支撑计划项目：优势农产品深加工创新工程 作者简介：张晓红( 1 9 8 1 ) ，女，硕士研究生，主要从事农产品精深加工研究 。 维普资讯 工艺技术 食 品 科 学 2 0 0 7 , V o 1 2 8 , N o 0 9 3 2 9 维 信公 司；石 油醚 、 乙醚 、乙醇 、酚酞 、三 氯 甲烷 、 冰 乙酸 、柠檬 酸 、柠 檬酸 钠 、可溶性 淀粉 、碘 化钾 、 硫代硫酸钠等试剂均 为分 析纯。 1 2 仪器 DK 9 8 1型叵温水浴锅；DS 1 型电动搅拌器；DHG 9 0 7 5 A型电热恒温鼓风干燥箱；P H s 3 C型 D H计 ；J YJ I I 型冷榨机；J L系列油脂精滤器 ；F L 2 2 0 0型高效液相 色谱仪 ；w D z 型无 缝滴胶囊 机 。 1 3 方法 新鲜小麦胚芽一预处理一酶解一灭酶一干燥 一冷榨 一 冷榨油一精滤 一滴胶囊一胚芽油胶囊 1 - 4 测定方法 酸值测定G B T 5 5 3 0 -2 0 0 5 ； 过氧化值测定 G B T 5 0 0 9 3 7 2 0 0 3 ；V E含量的测定 高效液相色谱法； 磷脂含量 的测 定 丙酮不溶物法；稳定性测定 活性 氧 法 。 制取的油脂质量 出油率 = 1 0 0 麦胚 中油脂质量 2 结果与分析 2 1 酶解过程 单因素试验 用酶法有机溶剂萃取来确 定酶解过程的最佳参数 ， 称取 1 0 0 0 g经清理后 的新鲜小麦胚芽 ，加入 1 ： l 的蒸馏 水 ，然后 加入 复合 蛋 白酶，调节 P H 后 ，于恒温 水浴 中酶解，然后在 1 0 0 下灭酶 5 m i n ，再加入 2 0 0 ml 石油 醚搅 拌萃取 2 h，取上清液旋转蒸发得到油脂 ，称 其质 量 3 13。 2 1 1 酶解温度对 出油率 的影响 小麦胚芽在温度分别在 4 0 、4 5 、5 0 、5 5 下进行 酶解反应 4 h ，酶用量( E S ) 为 2 ，调 p H 为 7 0 ，然后 进行萃取，得到出油率分别为 6 7 2 、6 8 5 、7 2 6 、 6 9 0 。随着温度升高 ，小麦胚 芽出油率也在增加 ，当 5 0 时小麦胚芽出油率 最高。 2 1 2 酶解 p H对 出油率 的影响 小麦胚芽于 5 0 恒温水浴 中酶解 4 h ，酶用量 2 ， 酶解 p H 分别为 6 0 、6 5、7 0、7 5，然 后进行萃取 ， 得到出油率分别为 6 7 8 、6 9 2 、7 2 6 、6 9 3 。可 见 p H 为 7 0时达到最 高值 。 2 1 3 酶用量对出油率 的影响 小麦胚芽于 5 0 恒温水浴 中酶解 4 h ，酶用量分别为 1 、2 、3 、4 ，酶解 p H7 0时，然后进行萃取， 得到出油率分别为 7 0 2 、7 2 6 、7 2 8 、7 2 9 。随 着加酶量的增加，出油率也增加，但考虑到生产成本 ， 故酶用量定在 2 。 2 1 4 酶解时 间对 出油率的影响 小麦胚芽于 5 0恒温水浴 中酶解 2、3、4、5 h， 酶用量为 2 ，酶解 p H7 0时，然后进行萃取 ，得到出 油率分别为 6 8 0 、6 9 6 、7 2 6 、7 2 9 。随着 酶 解 时问的延 长，小麦胚 芽出油率增加 ，超过 4 h后 出油 率增 加缓慢 ，所 以选 4 h为酶解 时间。 2 2 酶解过程的正交试验 将酶解温度 、p H、酶用量 、酶解 时间四因素各取 三水 平进 行正 交试验 ，因素 、水平 设计见 表 1 。 表 1 正交试验设计 T a ble 1 Or t h o go n al t e s t d e s i gn 根据 正交试验 设计 ，得 出正交 试验结果见表 2。 表 2 正交试验结果 T ab l e 2 Re s u lt s o f or t h og o n al t e s t 由表 2看 出，p H对取油工艺的影响最大 ，其次是 温 度 、 酶 用 量 、 酶 解 时 间 。最 适 宜 的 萃 取 条 件 是 A 2 B 2 C 2 D 3 ，所 以酶解过程 的最佳酶解温度 为 5 0 ，酶 解 pH为 7 0，酶用量 为 2 ，酶解时 间为 4 h，此 时出 油率达 7 2 6 。 2 -3 冷榨过程生产 实验研 究 根据上面实验得出的酶解过程的最佳实验参数，称 取经预处理后的 4 0 k g 新鲜小麦胚芽 ，将复合蛋 白酶加入 小麦胚 芽质量 2 的蒸馏 水进行溶解 ，调节 p H 为 7 0 ， 均匀喷洒于小麦胚芽上，选取酶解温度为5 0 ，酶用 量 为 2 ，酶解时间为 4 h进行酶解，然后在 1 0 0 下灭 维普资讯 3 3 0 2 0 0 7 , V o 1 2 8 , N o 0 9 目 品 科 学 工艺技术 酶 5 mi n，再 调节水分 ，进行 冷榨实验研 究。 2 3 1 水分含量对小麦胚芽出油率的影响 压力为 3 5 MP a ，温度 为 7 0 ，转速为 3 6 r mi n ， 水分含量分别为 5 、7 、9 、1 0 时进行冷榨 ，实 验 结果见 图 1 。 料 是 丑 水分含量( ) 图 1 水分含量对小麦胚芽出油率的影响 F i g 1 In f l u e n c e o f mois t u r e c on t e n t on e x t r ac t i o n r at e of wh e at g er m oi l 从 图 1看 出水 分含 量过多不利 于小麦胚芽油 的提 取 ，水分含 量过低 时，又 不易于烘干 ，所 以水分 含量 定 为 7 。 2 3 2 冷榨温度对小麦胚芽出油率的影响 水分含量调到 7 ，压力为 3 O MP a ，转速为3 6 r m i n ， 温度分别为 6 5 、7 0 、7 5 、8 0 时进行冷榨 ，实验 结果 见 图 2。 褂 是 丑 温度( ) 图2 温度对小麦胚芽出油率的影响 F i g 2 I n f l u en c e of t emp er a t u r e on e x t rac t i o n r at e o f whe a t ger m oi l 从 图 2看 出随着温度 的升高 ，出油率也逐渐 增加， 但考虑到温度过高对小麦胚芽油的营养成分破坏 ，所 以 温度 为 7 0 较好 。 2 3 3 冷榨压力对 小麦胚芽 出油率 的影响 温度为7 0 ，水分含量分别为 7 ，转速为 3 6 r m i n ， 压力为 2 5 、3 0 、3 5 、4 O MP a时进行冷榨 ，实验结果 褂 是 丑 妆 邕 乓 压力( MP a ) 图 3 压力对小麦胚芽出油率的影响 F i g 3 I n f l u e n c e of p res s u re o n e xtr a c t i o n r a t e o f wh e a t g er m oi l 见 图 3。 从 图 3看 出冷榨压力越大 ，小麦胚芽 出油率越高 ， 但增加 幅度较 小 ，以及 防止 压力过大对 设备造成 的损 坏【 4 】 ，所 以压力为 3 5 MP a 时较好。 2 3 4 转速对小麦胚芽 出油率 的影响 压力 为 3 5 MP a ，温度 为 7 0 ，水分含量 为 7 ， 转速分别为 3 4 、3 6 、3 8 、4 0 r mi n时进行冷榨 ，实验 结 果见 图 4。 褂 是 丑 妆 乓 转速( r rai n ) 图 4 转速对小麦胚芽出油率的影响 Fig4 I n f l u e n c e of r ot a t ion s pe e d o n e xtrac t ion rat e of wh e a t g er m oi l 从 图4看 出转速越 大 ，小麦 胚芽 出油率越低 ，转 速 较低时 ，冷榨 时间较 长，对油脂 的品质有一定 的影 响，所 以转速为 3 6 r mi n时较好 。综上所述 ，小麦胚 芽油冷榨过程最佳温度为 7 0 ，水分含量为7 ，压力 为 3 5 MP a ，转速为 3 6 r mi n ，此时出油率 4 1 6 。 2 4 小麦胚芽油质量指标 的测 定 将酶解冷榨法制取的小麦胚芽油经精滤后进行质量 指 标测 定 ，实验结 果见表 3。 测定得出精滤后的小麦胚芽油质量指标符合行业标 准 ，同时测定 V E含量为 3 1 2 5 mg l O O g ，磷脂含量为 1 4 7 0 mg 1 0 0 g ，直接用 WD 2 型无缝滴胶囊机滴成小麦胚 维普资讯 工艺技术 食 品 科 学 2 0 0 7 , V o L 2 8 , N o 0 9 3 3 1 表 3 小麦胚芽油质量指标测定 T ab l e 3 De t er mi n a t i o n of q ua l i t y gu i d e l i ne i n wh e at g er m o i l 项 目 质量指标 酸价( mg K O H g ) 过氧化值( n u n o l k g ) 水分及挥发物( ) 杂质( ) VE ( mg l O O g ) 磷 ( mg l O O g ) 4 。 2 6 。 O O - 3 O O 。 O 5 3 1 2 。5 1 4 7 0 透明度 澄清 、透 明 芽 油胶 囊 。 2 5 小麦胚芽油胶囊 的微生物指标测定 实验结 果见表 4。 表 4 微生物指标测定 T a bl e 4 De t er mi n a t ion o f mic r O Or ga nis m i n de x 细菌总数( 个 ) 大肠菌群( 个 l O O g ) 致病菌 乏 一。 一。未检出 实验结果表明，该产 品微 生物指标符合食用等级 。 2 6 小麦胚 芽油胶囊稳定性及保质期的研究 用 活性氧 法( AOM) 实验 ，从小 麦胚 芽油胶 囊 中 取 出 2 0 ml 小麦胚 芽油于 试管 中，在 9 8 的恒温 下 ， 通 以流量 为 2 3 3 ml s的干净 空气 ，然后测定油脂 的过 氧 化值 达 1 0 0 me q k g时所需 的时间( h ) ，实验结果见 表 5 。 表 5 小麦胚芽油胶囊稳定性的测定 T a ble 5 De t e r mi n a t i on of s t a bi li t y o f wh e a t ge r m oi l c ap s u l e s 时间( h )4 8 1 2 1 6 2 0 2 4 2 8 过氧化值( me q k g ) 2 8 4 O 5 2 6 3 7 5 8 8 1 0 1 根据表 5 ， 可 以算出A O M值为2 7 6 左右，因为 A O M 值大于 2 0 ，所 以小麦胚 芽油的稳定性较好 。然后进 行 油脂货架期推算 ：根据小麦胚芽油在 9 8 恒温条件下过 氧化值达 到 1 0 0 me q k g时所 需时 间 2 7 6 h，又依据 A r r h e n i u s 经验公式，加热-d , 时相当于半个月的货架 期 ，推算 小麦胚 芽油 的保质 期一年 。 3 结 论 3 1 酶解冷榨法 由于在低温条件下进行 ，所 以较好 的 保 留了 VE 、磷脂等功能成分，同时制得 的小麦胚芽油 品质 较好 ，无 溶剂 残 留 ，生 产成 本 低 。 3 2 用酶解有机溶剂法确定 了酶解过程 的最佳参数后， 进行冷榨过程的实验研究，得出冷榨过程的最