（食品科学专业论文）水酶法从花生中提取油与水解蛋白的研究.pdf

摘要 水酶法从花生中提取油与水解蛋白的研究 华娣许时要( 教授) 食品科学 摘要 水酶法提油技术与传统的提油工艺相比，既缩短了工艺路线，又保证了油和蛋白质产品的质量，操 作简单、安全，无溶剂污染。 本文采用水酶法从花生中提取油和水解蛋白选用碱性蛋白酶a l e a l a s e ，通过单因素实验和 正交实验，确定最佳工艺参数为：反应温度6 0 ，p h 9 5 ，料液比l ：5 ( w w ) ，碱提时间9 0 m i n ， 加酶量为l 。5 ( w w ) ，酶解时闻5 h ，此时，游离油得率为7 9 3 2 ，水解蛋白得率为7 1 3 8 。 对工艺中所得的渣和乳状液，选用中性蛋白酶a s l 3 9 8 进行二次酶解，并对其工艺参数进行优 化，最终总游离油得率可达9 3 0 1 ，总水解蛋白得率可达8 7 9 3 在小试的基础上，采用水酶法分别从带皮花生和脱皮花生中提取油与水解蛋白，并用三相卧螺离心 机同时分离花生酶解浆料中的油、水解液和渣，取得了良好的效果。游离油得率和水解蛋白得率分别为 7 9 6 8 、7 3 0 6 ( 带皮花生) ，8 1 9 5 、7 2 2 0 ( 脱皮花生) ，为工业化生产莫定了基础 花生水解蛋白液经冷却、浓缩、喷雾干燥后可以制得花生水解蛋白粉。参考安利蛋白粉的配方，将 花生水解蛋白和乳清浓缩蛋白进行了不同比例的复配。通过小鼠的生长代谢实验来评价其营养价值，选 取安利蛋白粉为阳性对照组。研究表明：花生蛋白经水解后生成的花生肽有利于小鼠的消化吸收和利用， 在花生水解蛋白与乳清浓缩蛋自比为9 0 ：1 0 的条件下，雌雄鼠的食物利用率分别为1 0 5 4 和1 0 9 7 ， 比阳性对照组增加了1 8 7 和2 4 4 ；其消化率分别为7 2 7 2 和8 0 1 6 ，代谢率分别为5 2 8 7 和 6 6 6 4 ，都显著高于阳性对照组( 尸 n e u t r a s e p r o t i z y m e p r o t a m e x ，其中以a l c a l a s e 作用效果最佳，游离油i 得率为 7 3 4 5 ，p r o t i m e x 酶解得到的游离油i 得率最低，为4 8 8 9 2 a 3 2a l e a l a s e 与其他酶复合的效果比较 一般情况下，复合酶系的作用优于单一酶。植物细胞壁主要由纤维素和多糖类物质组成，蛋白质被 纤维素类物质包裹在其中。利用细胞破壁酶处理植物组织，可降解植物细胞壁的纤维素骨架，使植物细 胞壁崩溃，从而使细胞壁内的有效成分游离出来，提高游离油的提取率| 4 2 1 。本文所选的带皮花生中， 纤维素的含量为3 5 6 。同时，酶反应具有特异性，利用不同的蛋白酶组合，使得蛋白质大分子进一步 降解，从而也可以提高游离油得率和水解蛋白的得率。 在a l c a l 邵e 添加量不变的前提下，再加入其它酶制剂进行复配，酶解条件和结果见表2 - 4 表2 - 4 不同酶组合对游离油i 得率的影响 注；1 为先加复合纤维素酶再加a l c a l a s e ；2 为先加a l c a l a s e 再加复合纤维素酶；3 为先加a l c a l a s e 再加a s l 3 9 8 由表2 - 4 可见，a l c a l a s e 与其它酶复合并不能显著提高游离油i 得率。先加a l c a l a s e 再加复合 纤维素酶，游离油i 得率反而略有下降，这可能是因为，复合纤维素酶的作用p h 偏酸性，在此 l o 第二章水酶法提油工艺的研究 条件下，部分花生蛋白质分子变性沉降，同时包裹了一部分游离油，从而降低了油得率。实验结 果表明，在保证花生机械粉碎程度的前提下，水酶法提油工艺中起主要作用的是碱性蛋白酶 a l c a l a s e 。因而，最终确定选用单一的碱性蛋白酶a l c a l a s e ，同时也可以降低生产成本 2 4 4p h 对游离油i 得率和水解蛋白i 得率的影响 p h 同时影响着酶的活力和蛋白质的溶解度，是一个至关重要的工艺参数。为了更好地发挥蛋 白酶的作用，必须使体系中的蛋白质以溶解状态存在通常，蛋白质溶出率的提高也能相应地提 高游离油得率因而，在酶解之前，有必要进行碱提。 固定料液比为1 ：5 ( w w ) ，酶解温度6 0 ，a l c a l a s e 添加量为1 5 ( w w ) ，在不同p h 条件 下碱提3 0 m i n 后酶解5 h ，结果见图2 2 。 1 0 0 9 0 g 8 0 难n - 7 0 6 0 5 0 88 b99 51 0 p h 值 图2 2p h 对游离油i 得率和水解蛋白i 得率的影响 由图2 - 2 可见，水解蛋白i 得率的变化和游离油i 得率变化趋势基本相同，随着p h 的增加， 水解蛋白i 得率和游离油i 得率先上升而后下降，在p h 9 5 时达到最高，分别为7 7 8 7 和6 8 4 9 。 因此，选择碱提口h 为9 5 ，碱提完直接加入a l c a l a s e 进行酶解，避免水解蛋白中盐含量增加 2 4 5 酶解温度对游离油i 得率和水解蛋自i 得率的影响 酶解温度对游离油i 得率和水解蛋白i 得率有很大的影响a l c a l a s e 的最适温度范围为5 5 6 5 c 。固定料液比为1 ：5 ( w w ) ，在p h 9 5 条件下碱提3 0 r a i n ，a l c a l a s e 添加量为1 5 ( w w ) ， 在不同温度下酶解5 h ，结果见图2 - 3 。 1 0 0 9 0 x8 0 荽7 0 6 0 5 0 5 56 06 5 温度( ) 图2 - 3 酶解温度对游离油i 得率和水解蛋白i 得率的影响 由图2 - 3 可知，随着温度的升高，游离油i 得率和水解蛋白i 得率先升高而后下降。当酶解 温度达到6 0 c 最高，分别为7 7 8 7 和6 8 4 9 。当酶解温度超过6 0 c 后，蛋白质在长时间热的影 江南大学硕士学位论文 响下易发生变性，随着疏水基团的暴露和展开，蛋白质分子聚集，溶解度下降，从而导致游离油 i 得率和水解蛋白i 得率下降。因而，确定酶解温度为6 0 c 。 2 4 6 料液比对游离油i 得率和水解蛋白i 得率的影响 固定p h 9 5 ，碱提3 0 m i n ，酶解温度6 0 1 2 ，a l c a l a s e 添加量为1 5 ( w w ) ，采用不同的料液 比酶解5 h ，结果见图2 - 4 。 1 0 0 9 0 窑8 0 露n - 7 0 6 0 5 0 i ：4l ：5 l ：6l ：7 料液比( v v ) 图2 - 4 料液比对游离油i 得率和水解蛋白i 得率的影响 由图2 4 可见，随着水用量的增加，游离油i 得率先是上升而后下降，在料液比为1 ：5 时达 到最大，为7 7 8 7 。这是因为：水用量较少时，溶质的流动性差，酶与底物接触不充分，限制了 酶反应的进行，随着水用量的增加，溶质的流动性也越好，然而，酶和底物的浓度也随之下降， 反应也会逐渐转慢水解蛋白i 得率不断上升，但当料液比超过l ：5 后，增加幅度减缓。为此， 选用料液比为1 ：5 2 4 7 酶用量对游离油i 得率和水解蛋白i 得率的影响 加酶量由底物的浓度、酶自身的活力以及生产的经济成本而定。一般酶浓度增加，游离油的得率随 之增加，但往往存在一个较为适宜的酶浓度值，即经济浓度。 固定p h 9 5 ，碱提3 0 m i n ，酶解温度6 0 1 3 ，料液比为1 ：5 ( w w ) ，采用不同的酶用量，酶解 5 h ，结果见图2 - 5 。 1 8 0 霉 差4 0 2 0 o + 游离油i 得率 5 0 4 0 3 0 邑 趟 2 0 羹 1 0 o 0 5l 1 522 5 e ，s ( w w ) 图2 - 5 酶用量对游离油i 得率和水解蛋白i 得率的影响 由图2 - 5 可知，游离油i 得率、水解蛋白i 得率和花生蛋白的水解度都随着酶用量的增加而 第二章水酶法提油工艺的研究 上升，尤其在0 5 1 o 之间，上升幅度比较大。酶添加量越高，酶与蛋白质底物作用越充分，断 裂的肽键数就越多，水解度就越大随着水解度的增大，蛋白质分子逐渐变小，在油滴表面形成 的蛋白质膜的强度降低，膜的粘弹性也降低，因而乳化能力也降低水解度是控制酶促反应的一 个重要参数。水解度过低，达不到提取目的，水解度过高则会增加苦味的产生。当加酶量超过1 5 时，游离油i 得率和水解蛋白i 得率上升趋势趋于平缓，此时，底物已被酶所饱和，因此选择加 酶量为1 5 ( w w ) 2 4 8 酶解时间对游离油i 得率和水解蛋白i 得率的影响 固定p m 9 5 ，碱提3 0 m i n ，酶解温度6 0 c ，a l c a l a s e 添加量为1 5 ( w w ) ，料液比为l ：5 ( w w ) ， 酶解不同的时间，结果见图2 - 6 。 鬟 、， * 难 1 0 0 9 0 8 0 7 0 6 0 5 0 24 酶解时间( h ) 图2 - 6 酶解时问对游离油i 得率和水解蛋白i 得率的影响 由图2 - 6 可知，游离油i 得率随着酶解时间的延长而增加，超过5 b 后，增加趋势平缓水解 蛋白i 得率随着酶解时间的延长而增加，超过5 h 后，增加幅度不大。酶解时间越长，油料细胞降 解的越充分，酶的作用越完全，然而，酶解时间增加，油的品质会随之下降。所以，选择酶解时 问为5 h 2 4 9 酶解工艺的优化 保持反应p h 9 5 ，酶解温度6 0 1 c ，选取料液比、碱提时间、加酶量、酶解时间进行四因素三水 平的正交实验，按l 9 ( 3 4 ) 正交表设计，以游离油i 得率和水解蛋白i 得率为指标，正交设计方案与 实验结果见表2 - 5 、2 - 6 。 表2 5 正交实验因素表 江南大学硕士学位论文 表2 - 6 正交实验结果 从2 - 6 可以看出。6 号实验所得的游离油i 得率最高，为7 8 5 0 。水解蛋白i 得率也比较高，为 6 9 0 6 ，此时的反应条件为a 2 8 3 c 1 d 2 ；7 号实验所得的水解蛋白i 得率最高，为7 1 0 9 ，游离油 i 得率为7 5 3 8 ，此时的反应条件为a 3 b l c 3 d 2 。 游离油i 得率和水解蛋白i 得率的正交实验极差分析如图2 7 和图2 - 8 所示。 2 4 0 2 3 0 x ；2 2 0 器2 1 0 摄2 0 0 框 籀1 9 0 1 8 0 l ：4 1 ：5 1 ：63 06 09 0l1 52357 料液比碱提时间 e s 酶解时间 ( w w ) ( r a i n ) ( ，w w )( h ) 图2 - 7酶解正交实验极差分析图( 游离油i 得率) 1 4 第二章水酶法提油工艺的研究 1 ：41 ：5 1 ：63 0 6 09 0 料渡比碱提时间e s酶解时间 ( w w ) ( m i n ) ( ，w w )( h ) 图2 - 8 酶解正交实验极差分析图( 水解蛋白i 得率) 图2 7 和图2 8 的极差分析结果说明，影响游离油i 得率因素的顺序为：酶解时间 料液比 碱提时间 加酶量，最佳反应组合为a 2 b ，c 3 现；影响水解蛋白i 得率因素的顺序为；酶解时间 料液比 加酶量 碱提时间，最佳反应组合为a 3 8 3 c 3 d 3 然而，加酶量从1 5 增加到2 o ，酶解时 间从5 h 增加到7 h ，游离油得率和水解蛋白得率并没有显著提高，因此，综合考虑游离油i 得率、 水解蛋白i 得率和生产成本，选择酶解工艺的最佳条件a 2 8 3 c 2 d 2 ：料液比l ：5 ( w w ) 、碱提时间 9 0 m i n 、加酶量1 5 ( w w ) 、酶解时间5 h 。根据此组合傲验证实验，游离油i 得率为7 9 3 2 ，水 解蛋白i 得率为7 1 3 8 。 2 5 本章小结 本章确定了水酶法从花生中提取油与水解蛋白的工艺路线，对工艺中的主要步骤进行了研究， 现小结如下： 1 采用水酶法从花生中提取油和水解蛋白，进行干法粉粹，这样可以避免在研磨过程中形成 稳定的乳状液，花生的平均粒径控制在3 6 4 5 t u n 左右。 2 对水酶法提取花生油工艺中所用的酶制荆进行筛选，最终确定选用碱性蛋白酶a l e a l a s e 3 通过单因素实验和正交实验，确定水酶法提取花生油工艺的最佳工艺参数为：反应温度 6 0 1 2 ，p h 9 5 料液比l ：5 ( w w ) ，碱提时间9 0 m i n ，加酶量1 5 ( w w ) ，酶解时间5 h ，此时，游 离油i 得率为7 9 3 2 ，水解蛋白i 得率为7 1 3 8 。 nu栅 几u几unuih硼网豳圈豳圈翻匦 暖啊图圈图豳盟 躺猢蜥m螂渤哪 xv哥雅礴h皿嘲麓繁 江南大学硕士学位论文 3 1 前言 第三章二次酶解工艺及花生油质量的测定 花生浆料经酶解、灭酶、离心后分为四层：游离油、乳状液、水解液和残渣。其中乳状液和渣是油 和蛋白损失的主要途径。 在实际的酶反应体系中，并不是所有的蛋白质都以相同的方式同时发生降解，其反应机制可用 o n e - b y - o n e 模式解释，即蛋白质分子一个接一个发生降解，且降解后的短肽由于肽键暴露从而更易被酶 作用，使反应体系中同时有较小的肽和较大分子的蛋白质。当到达一定水解度后，酶作用于与脂结合的 能形成乳状液的那部分大分子蛋白质，从而提高了油与花生水解蛋白的得率。降低了乳状液的形成1 4 ”。 经蛋白酶酶解后，不少花生油与大分子蛋白质结合随着重力作用而残留在渣中。因而，如果对于工艺中 所得的渣和乳状液进行再次酶解，会使得其中的油和蛋白质进一步释放，从而提高总游离油得率和总水 解蛋白得率。 本工艺所得的乳状液很少，大多数的油和蛋白质都残留于渣中。为实现工业化生产，就应该尽可能 多地提高游离油得率和水解蛋白得率，因而有必要对乳状液和渣做进一步处理。本章在一次酶解的基础 上，对工艺中所得的渣和乳状液进行二次酶解，以期得到更高的总游离油得率和总水解蛋白得率。同时， 测定了水酶法得到的花生油的主要质量指标和脂肪酸的组成。此外，对于脱皮花生和带皮花生两种原料 的酶解结果进行了比较 3 2 实验材料与设备 3 2 1 实验材料 花生：山东产； 复合纤维素酶、a l c a l a s e2 4 l 碱性蛋白酶、n e u t r a s e ：n o v o 公司 a s l 3 9 8 ，木瓜蛋白酶：无锡酶制剂厂； 其他试剂均为分析纯 3 2 2 实验设备 f a i l 0 4 电子天平 5 0 1 型超级恒温水浴锅 j b 3 0 0 2 d 强力电动搅拌机 l x j i i 离心机 4 k 1 5 型冷冻离心机 p h s - 2 型酸度计 罗维朋比色槽2 5 4 m m w z s i 型阿贝折光仪 d z g - 6 0 5 0 型真空干燥箱 d s c q l 0 p 3 3 实验方法 3 3 1 乳状液中脂肪含量的测定 罗紫哥特里法1 3 5 】 上海精科天平 上海实验总厂 上海标本模型厂 上海医用分析仪器厂 s i g m a 公司 上海第二分析仪器厂 上海实验总厂 上海实验仪器厂 上海森信实验仪器有限公司 美国t a 公司 1 6 苎三童三盗堕竺三苎墨垄竺塑堕兰竺型塞 3 3 2 乳状液中蛋白质含量的测定 凯氏定氦法【3 i 3 3 3 渣中脂肪含量的测定 称取5 0 9 左右湿渣均匀涂于表面皿上，放入真空烘箱进行干燥( 7 0 c ，o i m p a ) ，8 h 后取出，冷却， 研细，接下来采用索氏提取法【”1 测定其中的脂肪含量。 3 3 4 渣中蛋白质含量的测定 凯氏定氮法i ”i 3 3 5 蛋白酶酶活的测定 同2 。3 。5 3 3 6 纤维素酶酶活的测定 分光光度法p 对。在p h 4 8 的1 5 m l 、1 0 羧甲基纤维素钠中加入0 5 m l 酶液，于5 0 反应2 嘶l i i l ，再 加3 m l d n s 试剂。在沸水浴中加热7 分钟灭酶显色，在5 5 0 r i m 处测o d 值。纤维素酶活力单位定义为：在 5 0 c 、p h 4 8 条件下，每分钟催化1 o 羧甲基纤维素钠溶液生成l 邶l 还原糖所需的酶量 3 3 7 油脂常规指标的测定 透明度、气味、滋味检验：g b t5 5 2 5 1 9 8 5 色泽检验：g b t5 5 2 5 - 1 9 8 5 相对密度检验：g b r5 5 2 6 折光指数检验：g b t5 5 2 7 水分及挥发物检验：g b t5 5 2 8 不溶性杂质检验：g b t5 5 2 9 酸值检验：g b t5 5 3 0 皂化价检验：g b t5 5 3 4 过氧化值检验：g b t5 5 3 8 3 3 8 花生油脂肪酸组成的分析 花生油经甲酯化处理后采用岛津g c 1 4 b 色谱仪分析，检测条件： 检测器：火焰离子检测器；气化室温度：2 3 0 c ；检测器温度：2 3 0 c ；柱温：1 7 5 3 3 9 花生油中v e 含量的测定 准确称取5 1 0 9 花生油，置于2 0 0 m l 皂化瓶中，加4 0 m l 含 6 9 l 焦性没食子酸的无水乙醇溶液，搅 拌均匀后，加入1 0 0 m 1 2 m o l l k o h 乙醇溶液，摇匀，避光8 0 水浴中回淞0 r a i n ，不时摇匀，使皂化完 全，皂化后立即置于冰水浴冷却：冷却后将样品转移到2 5 0 m ! 分液漏斗中，用7 0 r a l 石油醚洗2 次皂化瓶， 洗液并入分液漏斗振摇萃取静置分层，收集石油醚层于另一分液漏斗，再用3 0 r a l 石油醚提取水层， 合并石油醚层。用去离子水反复洗分液漏斗中石油醚，直至用p h 试纸检查水层不显碱性将石油醚提 取液经无水硫酸钠滤入l o o m l 离心管中，在4 0 1 2 水浴下氮气流吹干后迅速用正己烷溶解定容至2 0 m l ，进 样进行测定整个操作过程严格避光 色谱条件：s i n o c h r o ms i 6 05 l j m4 6 x 2 5 0 m m ；流动相：1 0 0 正己烷；流速：i m l m i n ；检测器： r f - 5 1 0 l c ；波长：e ：- 2 9 8 n m ，e = 3 2 5 n m 。 3 3 1 0 花生油氧化稳定性的测定 气氛：l l d p a 氧气，流量为3 0 m l m i n ； 1 7 江南大学硕士学位论文 d s c 条件：在1 0 0 。c 平衡，然后以5 。c m i n 的速率从1 0 0 。c 升温到3 0 0 。c ： 试样量：2 5 3 m g 。 3 3 1 1 二次酶解工艺路线 乳状液i + 渣i叶搅匀- + 酶解叶 r 游离油b l 乳状液i i b 3 , 3 1 2 指标及计算 游离油得率c ，= 望堡塑业g 攀筝惫磊嘉蹇鎏半t o o 水解蛋白得率( )：查堡堕望主里皂堕堕里 原料中总的蛋白质质量 渣i ( i i ) 中残油率( ) 1 0 0 ：堕! ! 里! ! 塑塑堕量 原料中总的油质量 渣i ( i i ) 中残蛋白率( ) l o o ：堕! ! 望! 主里旦堕里墨 原料中总的蛋白质质量 乳状液- 中的残油率c ，2 罨寡菁善糌t o o 乳状液i 中的残蛋白率c ) 2 素薯挲警言焉 1 0 0 1 0 0 总游离油得率( ) = 游离油i 得率+ 游离油得率 总水解蛋白得率( ) = 水解蛋白i 得率+ 水解蛋白得率 3 4 结果与讨论 3 4 1 乳状液i 和渣i 的成分分析 对乳状液i 和渣i 的成分进行分析，结果如表3 - i 所示。 表3 - i 乳状液i 和渣i 的成分分析( ，w w ) 从表3 - i 可以看出，渣i 中水分含量很高，达到8 0 8 5 ，说明其具有很强的吸水性，同时保留了 部分水解蛋白和游离油。本工艺过程中，形成的乳状液很少，其中残余的花生油和花生蛋白质分别为 3 2 5 和1 0 7 ，大多数的油和蛋白质集中在渣中，分别达到了1 6 1 0 和2 6 4 0 。这是因为：升温灭 1 8 心 珊上 油 液 液 离 状 解 游 乳 水渣 ，、l d 静 第三章二次酶解工艺及花生油质量的测定 酶( 8 5 。l o m i n ) 过程中。随着温度的上升，布朗运动增加，油滴的絮凝速度增加，同时，界面粘度 下降，界面膜的强度下降，膜更易破裂，从而增加了油滴的聚结速度，引起乳状液破乳。另一方面，在 加热的过程中部分蛋白质发生聚集，蛋白质相对分子质量较大的部分所占的比例上升，聚集的蛋白质 也将部分分散的油滴包裹，随着重力作用沉降在渣中。 为了提高总游离油得率和总水解蛋白得率，对渣和少量的乳状液进行二次酶解 3 4 2 酶种的选择 采用不同的酶制剂对渣和乳状液进行二次酶鳃，并固定各种酶制剂的添加量为l g x l 0 4 u l o o g 干物 质，在各自最适的温度范围和p h 条件下反应2 h ，结果如表3 - 2 所示。 表3 - 2 不同酶对二次酶解结果的影响 由表3 2 可见，中性蛋白酶a s l 3 9 8 提取得到的游离油得率最高。为1 2 1 2 ，而且提取得 到的水解蛋白得率也最高，为1 5 0 8 ，此时总游离油得率为9 1 4 4 ，总水解蛋白得率为8 6 4 6 ， 游离油得率和水解蛋白得率都得到了显著的提高。继续使用a l c a l a s e 作用已不显著，这是由于大 量的油和蛋白质结合改变了蛋白质的构象。在一次酶解反应的终端，体系的p h 降到6 8 左右，此 时加入中性蛋白酶使得油籽细胞进一步降解，同时酶作用于与脂结合的那部分蛋白质从而提高 了总游离油得率和水解蛋白得率 3 4 3 二次酶解工艺条件的优化 3 4 3 1 p b 对游离油得率和水解蛋白得率的影响 反应体系的p h 直接影响着酶和蛋白质分子某些解离基团的解离状态，只有在特定的p h 条件下， 酶和底物蛋白质的解离基团才能处于最易于结合的状态。 固定固液比为1 ：1 2 ( w w ) ，酶解温度4 5 ( 2 。a s l 3 9 8 添加量为1 o ( w w ) ，在不同p h 下酶 解2 h ，结果见图3 - 1 。 江南大学硕士学位论文 1 9 1 7 1 5 芒1 3 差1 1 9 7 5 66 577 588 59 p h 图3 - 1p r i 对游离油得率和水解蛋白得率的影响 由图3 - 1 可见，游离油i i 得率和水解蛋白得率随着p h 值的升高，先是上升而后下降，当p h 为 7 5 时，游离油i i 得率和水解蛋白i i 得率最高。分别为1 2 1 2 和1 5 0 8 因而，选择酶解p h 为7 5 。 3 4 3 2 温度对游离油得率和水解蛋白得率的影响 固定固液比为1 ：1 2 ( w w ) ，a s l 3 9 8 的添加量为1 0 ( w w ) ，在不同温度下酶解2 h ，结果见 图3 2 。 1 9 1 7 1 5 专1 3 糌1 1 球9 7 5 3 5 4 04 55 05 56 0 温度( ) 图3 2 温度对游离油得率和水解蛋白i i 得率的影响 由图3 - 2 可见，随着温度的上升，游离油得率和水解蛋白i i 得率先是上升而后下降。当反应温度 为5 0 c 时，游离油得率和水解蛋白得率最高，分别为1 2 6 6 和1 6 8 3 。这是因为：温度较低时， 随着温度的升高，水解反应速度逐渐加快，但伴随着温度继续升高，在水解速度加快的同时，酶逐渐失 去活力，产物生成速度反而下降。因而，选择反应温度为5 0 ( 2 。 3 4 3 3 固液比对游离油得率和水解蛋白得率的影响 固定p h 7 5 ，酶解温度5 0 c ，a s l 3 9 8 添加量为1 0 ( w w ) ，采用不同的固液比酶解2 h ，结 果见图3 3 第三章二次酶解工艺及花生油质量的测定 1 9 1 7 1 5 g1 3 墓1 1 9 7 5 l ：6i ：81 ：1 01 ：1 2 同液比 游离油得率 水解蛋白得率 图3 - 3 固液比对游离油得率和水解蛋白得率的影响 由图3 - 3 可见，游离油的得率随着水用量的增加先是上升而后下降，当固液比为1 ：1 0 时，游离 油得率最高，为1 3 6 9 。水解蛋白得率随着水量的增加而增加，当固液比为l ：1 2 时最大，为1 6 8 3 ， 不过与固液比为l ：1 0 时相差甚小，因而选择固液比为1 ：1 0 ，此时水解蛋白得率为1 6 5 5 。 3 4 3 4 酶用量对游离油得率和水解蛋白得率的影响 固定p h 7 5 。酶解温度5 0 ( 2 ，固液比为1 ：1 0 ( w w ) 。采用不同的酶用量酶解2 h ，结果见图 3 - 4 1 9 1 7 1 5 芒1 3 哥l l 骧 9 7 5 0o 5l1 522 5 加酶量o r ) 图3 - 4 酶用量对游离油i i 得率和水解蛋白得率的影响 由图3 - 4 可见，当加酶量为o 5 时，游离油得率和水解蛋白得率都比较低，说明此时的酶量 不足以降解体系中绝大部分与油结合的蛋白质大分子。当加酶量超过1 o 时，游离油得率和水解蛋 白得率没有显著变化，因而最终选择加酶量为l m 6 ( w w ) ，此时，游离油得率和水解蛋白得率 分别为1 3 6 9 e 铘1 6 5 5 3 4 3 5 酶解时间对游离油得率和水解蛋白得率的影响 固定p h 7 5 ，酶解温度5 0 ( 2 ，a s l 3 9 8 添加量为1 0 ( w w ) ，固液比为1 ：1 0 ( w w ) ，酶解不 同的时间，结果见图3 - 5 。 2 1 江南大学硕士学位论文 1 9 1 7 1 5 孳1 3 箍1 1 9 7 5 0 o 511 52 酶解时间( h ) 图3 - 5 酶解时间对游离油得率和水解蛋白得率的影响 由图3 - 5 可见，随着酶反应时间的延长，游离油得率和水解蛋白i i 得率逐渐增加最终趋于恒定， 特别是在0 5 h 到l h ，增加幅度比较大。在酶反应时间为超过2 h 后，游离油i i 得率和水解蛋白得率没 有显著变化，因而选择酶解时间为2 h ，这样也可以缩短生产周期。此时游离油得率和水解蛋白i i 得 率分别为1 3 6 9 和1 6 5 5 。 所以，最终确定二次酶解条件为：p h 7 5 ，反应温度5 0 c ，固液比1 ：1 0 ( w w ) ，加酶量为1 0 ( w w ) ， 酶解时间2 b 此时，游离油得率和水解蛋白得率分别为1 3 6 9 和1 6 5 5 ，总游离油得率和总水解 蛋白得率分别为9 3 0 1 和8 7 9 3 。 3 4 4 花生油的质量 3 4 4 1 花生油的常规指标 该工艺过程所得到的花生油透明色黄，具有花生油固有的气味和滋味。花生油的质量指标如表3 - 3 所示。 表3 - 3 花生油的质量指标 从表3 - 3 可见，由水酶法工艺所得花生油的各项指标基本达到国家三级花生油的标准。这说明由水 酶法工艺得到的花生油只需简单精炼就可以直接食用，这就大大简化了传统油脂提取工艺繁琐的脱蜡、 脱胶、脱酸、脱色、脱臭等处理工序。提高了生产效率，降低了能耗和成本 苎三皇三盗堕箜三苎墨垄竺垫堕苎堕翌星 3 4 3 2 花生油的脂肪酸组成 对酶解得到的花生油的脂肪酸组成进行测定，结果见图3 6 将上述图中的峰经归一化处理后得到 花生油的主要脂肪酸组成，从中可以看到，水酶法得到的花生油的脂肪酸组成符合f a o 标准说明水 酶法工艺过程不会破坏花生油的脂肪酸组成，进一步说明了水酶法提油工艺是可行的。 3 l 4 【 6 7 2 58 li ； 矗矗皇童血_ 图3 - 6 水酶法所得花生油的脂肪酸组成 表3 - 4 水酶法所得的花生油脂肪酸的组成 从表3 - 4 可以看出，由水酶法工艺所得的花生油中，油酸和亚油酸含量较高，分别为4 1 7 4 和 3 5 1 9 众所周知油酸为单不饱和脂肪酸，可降低血清总胆固醇( 1 ) 、低密度脂蛋白( l d l ) ，并 保持高密度脂蛋白( ) l ) 这种有益心脏健康的胆固醇不降低。亚油酸是机体生命活动所必需的脂肪 馥，它不能为机体合成，一定要从食物中摄取。缺乏亚油酸时线粒体的渗透性改变，发生肿胀现象， 在细胞膜的磷脂中。其脂肪酸的构成也改变，因而也影响细胞膜的功能。亚油酸又是脂类和胆固酵代谢 中的重要元素，尤其在运动方面i j 此外，花生油中还含有花生酸、二十四烷酸等高级饱和脂肪酸， 使得其在空气中氧化较慢，储存时间长。 3 4 5 脱皮花生与带皮花生酶解结果比较 3 4 5 1 游离油得率和水解蛋白得率比较 花生仁脱皮工艺是传统的花生油加i t 艺中的一项重要工序，其目的是为了降低花生油的色泽，同 时提高花生粕中的蛋白质含量和减少纤维素含量。然而，水酶法提油工艺中所得的花生油的色泽比传统 的制油工艺浅得多。并且，渣中的高纤维素含量这一特点也能提高其在其他食品中的应用范墨因而， 本文直接选用带皮花生 将带皮和脱皮两种花生原料经同样的酶解工艺制得花生油和花生水解蛋白，并将各部分的油含量和 水解蛋白含量进行比较，结果如表3 - 5 所示。 江南大学硕士学位论文 表3 - 5 脱皮花生与带皮花生的油得率和水解蛋白得率比较( ) 从表3 5 可以看出，脱皮花生和带皮花生的游离油i 得率、水解蛋白i 得率相仿，带皮花生要比脱 皮花生的稍高。脱皮花生乳状液中的残油要比带皮花生的多。这是因为，种皮的存在可能会阻止蛋白质 分子和油相互作用形成乳状液。同时，一部分油滴吸附到种皮上。随着离心作用沉降到渣里。因而。带 皮花生所得的渣中残油率要高一些。 3 4 5 2 花生油的色泽、v e 含量、油酸，亚油酸值比较 将这两种不同原料所得的花生油的色泽、v e 含量、油酸亚油酸( o l ) 值进行比较，结果如表3 - 6 所示。 表3 - 6 脱皮与带皮花生所得油的质量比较 图3 7 脱皮( 右) 与带皮花生( 左) 所得的花生油 由图3 - 7 可以很直观的看出，两种花生油透明清亮，由带皮花生所得的花生油星亮黄色，其色泽要 比脱皮花生所得的花生油深一些，其色泽经罗维朋比色槽2 5 4 m m 测定分别为黄2 5 红1 6 、黄2 5 红o 7 维生素e ( 生育酚，t o c o p h e r 0 1 ) ，按其苯环结构上连接的甲基数目不同。分为a 、b 、t 5 等形式 的同系物，其中以d 的生物活性最强。维生素e 具有很强的抗氧化能力，因此被称为消除自由基的营 养素，对预防衰老、维持健康起着重要的作用1 4 4 1 由两种花生所得的花生油中都含有丰富的v e 且带 皮花生所得的花生油中所含的v e 要比脱皮花生所得的花生油稍高。 亚油酸含有两个不饱和键，化学性质不稳定，容易酸败变质，致使花生及其制品不耐储藏，货架寿 命短，因此不受食品制造商和消费者欢迎。许多研究认为o l 值能描述油脂的稳定性国际贸易中把 2 4 苎三兰三坠堡鲤三茎墨垄竺塑堕兰墼塑室 o l 值作为花生及其制品乃贮藏性的指标研。由表3 - 6 可见，两种花生油的o l 值相差不大，分别为1 2 1 和1 1 8 3 4 5 3 花生油的氧化稳定性比较 含有大量不饱和脂肪酸的食用油的氧化是食品工业最关心的问题，因为它直接同营养、风味、安 全、贮存以及经济相关。食用油的氧化涉及到氧与不饱和脂类的反应，一类是自动氧化，另一类是光敏 氧化嗍本文利用压力d s c 研究了由脱皮花生和带皮花生所得的两种花生油在氧气气氛下的熟氧化反 应。图3 - 8 和图3 - 9 分别为两种花生油的d s c 曲线。 图3 - 8 花生油的d s c 曲线( 脱皮)图3 - 9 花生油的d s c 曲线( 带皮) 从图3 - 8 和图3 - 9 可以看出，两种花生油的d s c 曲线形状相似。在程序升温至1 5 0 以上时，两种 花生油都开始氧化分解。整个氧化过程出现两个放热峰，其中第一个峰可能代表饱和脂肪酸及其衍生物 的氧化，而第二个峰可能代表不饱和脂肪酸及其衍生物的氧化m j 。两种花生油的d s c 曲线上，第一个 峰的峰项温度( t p e a k l ) 非常接近。分别为1 7 1 7 2 和t 7 1 7 5 。第二个蜂的峰顶温度( t p e a k 2 ) 相差 不是很大，分别为2 3 3 1 3 和2 2 2 8 9 ，带皮花生的要稍低，这可能是因为，由带皮花生所得的花生油 中的亚油酸含量要高一些，因而更容易氧化。 综上所述，将带皮的