一種水酶法提取火麻仁中油脂的方法和一種火麻仁蛋白質飲料的製作方法
2023-07-23 00:11:51
一種水酶法提取火麻仁中油脂的方法和一種火麻仁蛋白質飲料的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種水酶法提取火麻仁中油脂的方法，該方法包括擠壓膨化、提取火麻蛋白及油脂、酶解和滅酶離心的步驟；離心分離後得到游離油、液相和火麻仁渣，游離油過濾、脫水處理後得到火麻仁油，渣作為飼料原料。本發明還提供一種火麻仁蛋白飲料，該飲料的原料是對水酶法提取火麻仁中油脂的液相副產物的回收利用，是液相經過過濾後加入水、甜味劑，均質、滅菌後得到。本產品的蛋白含量在3％～8％，與其他市售的火麻飲料相比，本產品的添加劑用量大大降低，具有天然植物香味。
【專利說明】一種水酶法提取火麻仁中油脂的方法和一種火麻仁蛋白質飲料
【技術領域】
[0001]本發明涉及提取加工的【技術領域】。更具體地，涉及一種水酶法提取火麻仁中油脂的方法和一種火麻仁蛋白質飲料。
【背景技術】
[0002]火麻仁是火麻籽經過脫殼的產物，脂肪含量43%?48%，除油以外，還含有30%左右的蛋白質，5%左右的糖以及豐富的鈣、磷、鐵、鋅、錳等。火麻仁油中不飽和脂肪酸含量超過85%，尤其是亞麻酸含量較高，在16%以上。亞油酸和亞麻酸的比值(ω-6):(ω-3)接近3:1，符合國際公認的營養比例標準；火麻仁油可以提高SOD/GSH-Px等酶活力，清除DPPH自由基的能力超過了橄欖油，適合作為一種抗氧化的膳食資源。火麻仁蛋白質的主要胺基酸是精氨酸、組氨酸、含硫胺基酸，精氨酸、組氨酸在兒童生長期非常重要，含硫胺基酸中的甲硫氨酸和半胱氨酸是產生生物酶所必需的，火麻仁是優質植物蛋白來源之一。
[0003]水酶法提油做為一種生物提油方法，以其條件溫和、效率高、操作簡單安全、油質高、環保性等優點成為近年來國內油脂提取研宄的熱點。在水酶法提取過程中，較多採用總油提取率評價提油率，即:總油提取率(％)=(原料總油質量-殘渣中總有質量)*100%/原料中總油質量，由於乳狀液的存在以及無法徹底破乳，一般實際游離清油得率(清油提取率)=游離清油質量*100% /原料總油質量)大大低於總油提取率。因而，減少乳化，提高清油得率是酶法提油非常重要的環節。
[0004]擠壓膨化技術作為一種植物油料的前處理技術，原理是利用擠壓膨化機內斷齒螺旋和剪切銷釘的聯合擠壓、揉搓、剪切等機械作用，以及摩擦生熱和噴入蒸汽的溼熱作用，使物料處於瞬間高溫高壓環境，從而破壞細胞組織結構。在物料擠壓出模孔的瞬間，壓力瞬間釋放，水分迅速蒸發，細胞組織再次被破壞。作為酶法提油的前處理技術，可以與酶先後協同作用，起到促進油料中油脂釋放及易於提取目的。
[0005]專利CN102816631A公開了一種酸法擠壓膨化水酶法提取火麻籽油脂的方法，其在擠壓膨化前用物料重量2% -5%的2mol/L的硫酸噴灑物料，硫酸對設備會存在一定腐蝕，同時，在後續利用鹼性蛋白酶酶解時需要在酶解體系中引入更多的鹼，高含量的鹽會對水相質量帶來不利影響；而且專利中以「總油提油率」為指標，未提及清油提取率；加酶量以混合液總量計，用酶量較大，且未提及副產物液相的再利用。專利CN103445259A利用火麻仁直接磨漿酶解後製作蛋白質飲料，通過整粒煮沸、打漿、膠體磨細磨三個環節使蛋白質溶解，但最終液相中溶解蛋白質的量並不明確。專利CN101828739A公開了一種銀耳火麻仁飲料食品及其製備方法，是在常規的直接利用火麻仁製作飲料的基礎上加入銀耳起到增稠劑的作用，在製備過程中，將火麻仁打漿過濾的濾液進行調配，也未提及濾液中蛋白質的含量，而大部分的營養物質脂肪及蛋白質等尚存在殘渣中，是對整體資源利用的極大浪費。
[0006]要使火麻仁等小油料產業健康發展，必須重視資源的整體加工效益。因此，需要提供一種能最大程度保障清油提取率的水酶法提取火麻仁中油脂的方法，同時還能提供一種將液相回收利用製作成蛋白質飲料，避免油脂含量高導致口感及穩定性不佳的火麻仁蛋白質飲料。
【發明內容】
[0007]本發明的一個目的在於提供一種水酶法提取火麻仁中油脂的方法，該方法可以克服現有技術中水酶法存在的乳化嚴重，破乳繁瑣，清油得率低，液相利用不充分的問題，該方法是一種無乳化或者微乳化的高清油得率的酶法提油技術。
[0008]本發明的另一個目的在於提供一種火麻仁蛋白質飲料，該飲料的原料是對水酶法提取火麻仁中油脂的液相副產物的回收利用，且液相中富含蛋白質，因此本產品的蛋白含量在3%?5%，與其他市售的火麻飲料相比，本產品的添加劑用量大大降低，具有天然植物香味。
[0009]為達到上述目的，本發明採用下述技術方案:
[0010]一種水酶法提取火麻仁中油脂的方法，包括以下步驟:
[0011](I)擠壓膨化:將火麻仁粗粉碎後進行擠壓膨化；
[0012](2)提取火麻蛋白和油脂體:將擠壓膨化後的火麻仁粉碎，加入水，得到混合液，用稀鹼溶液調節混合液的pH至8.0?8.5，50?65 °C下攪拌提取20?40min ；
[0013]火麻仁中的蛋白質主要是球蛋白，可以溶解在稀鹼溶液中，蛋白質的溶解可以促進油的釋放，提高油脂的提取率，但PH不宜過高，鹼用量過大會影響體系中可溶物的色澤、增加液相中的鹽濃度，不利於後期利用液相製備蛋白質飲料。
[0014](3)酶解:攪拌提取後調節混合液pH至酶的最適作用pH，加入擠壓膨化後的火麻仁重量0.5%?2.0 %的鹼性蛋白酶，酶解2?6h ;加入擠壓膨化後的火麻仁重量0.5%?
1.5%的中性蛋白酶，酶解2?4小時後得到酶解液；
[0015]鹼性蛋白酶是針對火麻仁水酶法提油使用效果較好的蛋白質內切酶，但單獨使用該酶易形成乳化層，與中性蛋白酶複合使用，幾乎無乳化層，可以大大提高清油及總油提取率。這是因為鹼性蛋白酶與中性蛋白酶對蛋白質的作用位點不同，單獨使用鹼性蛋白酶時依然有大分子蛋白質存在，易作為表面活性劑促成穩定乳狀液的形成，使用中性蛋白酶對鹼性蛋白酶作用的蛋白質C-端或N-端在此進行降解，減少蛋白質分子的分子量和柔性程度，降低其乳化能力，從而可以提高清油提取率。
[0016]控制鹼性蛋白酶和中性蛋白酶用量以及酶解時間，既使各種酶充分發揮酶解效力，油脂從被包裹的蛋白質中釋放，又能節省成本，降低能耗。
[0017](4)滅酶離心:將酶解液在90?95°C進行滅酶處理5?lOmin，然後離心分離，得到游離油、液相和殘渣三部分；游離油脫水處理後即得。
[0018]滅酶離心使體系中的鹼性蛋白酶和中性蛋白酶失活，防止蛋白質過度水解，保證後續飲料的口感。殘渣可以作為飼料原料。
[0019]優選地，步驟⑴所述粗粉碎是將火麻仁粉碎為目數多10目的顆粒。
[0020]優選地，步驟(I)所述擠壓膨化過程中，控制膨化機轉速60-90rpm，餵料機轉速160-200rpm，膨化機套管溫度5_70°C，控制膨化後火麻仁含水率為5.0%?10.0%。
[0021]由於火麻仁含油量及蛋白質含量均較高，蒸汽較大時使物料吸水後含水量增大，性狀粘稠極易造成堵腔並影響膨化效果，因此保持適宜蒸汽量尤為重要；餵料轉速過快，膨化機轉速較慢時造成餵料口堵料，反之使膨化出料斷斷續續，因此協調的轉速才能保證膨化的順利進行；套管溫度過高，會使物料中蛋白質發生變性，對後期水酶法提油產生不利影響。
[0022]優選地，步驟(2)將膨化後的火麻仁粉碎至平均粒徑< 50 μm ;加入水的重量為火麻仁重量的3-8倍；
[0023]物料粉碎的細度影響水酶法的提油率，粉碎粒徑越小，提油率越高，但粉碎過細，乳化層嚴重，增加破乳的難度。
[0024]更優選地，加入水的重量為火麻仁重量的4-6倍。
[0025]優選地，步驟(3)所述鹼性蛋白酶選自食品級Alcalase 2.4L、FoodPro蛋白酶、2709鹼性蛋白酶或木瓜蛋白酶中的一種或多種；
[0026]上述喊性蛋白酶最適pH範圍分別為:Alcalase 2.4L6.5?8.5、FoodPro蛋白酶9?10，2709鹼性蛋白酶8.5?9.5、木瓜蛋白酶8.0?9.5 ；
[0027]所述中性蛋白酶選自食品級蛋白酶Alphalase、複合風味蛋白酶或Neutrase中的一種或多種；
[0028]上述中性蛋白酶最適pH範圍分別為:食品級蛋白酶Alphalase6?8、複合風味蛋白酶 5.0 ?7.0、Neutrase5.5 ?7.5 ;
[0029]優選地，所述鹼性蛋白酶為Alcalase 2.4L，中性蛋白酶為Alphalase ；
[0030]優選地，所述鹼性蛋白酶用量為火麻仁重量的0.5%?1.5%，中性蛋白酶用量為火麻仁重量的0.5%?1%。
[0031]優選地，步驟(4)所述離心分離採用三相離心機或者臥式離心機。
[0032]一種火麻仁蛋白質飲料，所述火麻仁蛋白飲料的主要原料為本發明所述的水酶法提取火麻仁中油脂的方法中得到的液相。
[0033]優選地，所述火麻仁蛋白飲料中蛋白質含量為3% -8%。
[0034]優選地，所述火麻仁蛋白飲料的原料中還包括甜味劑和水，優選地，所述甜味劑的重量為所述液相重量的1% -10% ;所述水的重量為液相的0-1倍。加水的目的是，直接出來的液相中蛋白質含量太高，加水不但可以適當稀釋，達到飲料穩定的作用，又可以一定程度上增加產品產量。
[0035]所述甜味劑選自蔗糖或低聚果糖。
[0036]本發明還提供一種火麻仁蛋白飲料的製備方法，是將上述水酶法提取火麻仁中油脂的方法中得到的液相經過過濾後加入水、甜味劑，均質、滅菌後得到產品火麻仁蛋白飲料。
[0037]優選地，均質壓力為20?50Mpa ;滅菌條件為121 °C下15min。
[0038]在水酶法提油過程中，大量的水解蛋白、可溶性碳水化合物、礦物質等溶解於液相，製備的飲品營養豐富，對促進人體健康具有多種功效，是很好保健功能植物營養飲料。調配時，加入甜味劑低聚果糖使飲料口感更好，均質處理可以提高飲料的穩定性。
[0039]本發明中的各項指標的測定依據:
[0040]清油得率(％ )=清油質量*100% /原料中油質量
[0041]總油得率(％ )=(原料中油質量-殘渣中油質量)*100% /原料中油質量。
[0042]本發明的有益效果如下:
[0043]本發明與有機溶劑提油工藝相比，不使用有機溶劑，屬於環境友好型，且毛油質量好，減少精煉環節，節省設備投資；與壓榨法制油相比，在保證油質的同時可以再利用蛋白質，最大程度開發該資源的價值。
[0044]本發明與其它火麻仁水酶法提油專利相比，加酶量以原料的百分比計算，用酶量少，降低了經濟成本；採用鹼性蛋白酶+中性蛋白酶進行酶解，極大的減少了乳化的程度，降低了破乳工序負擔，並提高了清油提取率；利用液相直接製備植物蛋白飲品，提高了副產物的利用率。
[0045]本發明與其它火麻仁飲料相比，是將火麻仁中含量最高的油脂提取後對富含水解蛋白的液相的利用。與其他市售的火麻飲料相比，添加劑用量大大降低，蛋白含量在3%?8 %，含有天然植物香味，適於不同人群飲用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0046]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0047]圖1示出本發明實施例1的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0048]為了更清楚地說明本發明，下面結合優選實施例和附圖對本發明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領域技術人員應當理解，下面所具體描述的內容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本發明的保護範圍。
[0049]實施例1
[0050]稱取2kg脫殼火麻仁，粗粉碎後進行擠壓膨化，模具孔徑8_，膨化機轉速90rpm，餵料機轉速200rpm，套管溫度為60°C，擠壓膨化後物料含水量為9.6% ;
[0051]取擠壓膨化後的火麻仁，經粉碎機粗粉碎再過碾磨機碾磨至粒徑< 50μπι，稱量lkg，加入4L去離子水，攪拌均勾後調節體系pH至8.5，溫度為60°C，提取35min ；
[0052]然後調節體系pH至8.5，加入鹼性蛋白酶Alcalase 2.4L(加入量為擠壓膨化後的火麻仁重量的2% )，作用4小時後，加入中性蛋白酶Alphalase (加入量為擠壓膨化後的火麻仁重量的0.5% )，攪拌酶解3h得到酶解液；
[0053]將得到酶解液溫度升至90°C並保持5min滅酶，4000rpm下離心分離15min，酶解液分為清油、液相及殘渣三層；清油得率為86.12%，總油得率為89.44%。
[0054]所得液相經過濾、加入甜味劑(加入量為液體重量的5% )、等量的水，在30Mpa下均質(2min/次，2次)、灌裝，121°C滅菌15min，冷卻後得到飲料。飲料中植物蛋白含量4.8%，飲料具有特有的烘培香味。一般植物蛋白飲料中蛋白質含量是3%以下，國家行業標準一般是0.6%以上。
[0055]實施例2
[0056]稱取3kg脫殼火麻仁，粗粉碎後進行擠壓膨化，模具孔徑6_，膨化機轉速70rpm，餵料機轉速175rpm，套管溫度為55°C，擠壓膨化後物料含水量為6.2% ；
[0057]取擠壓膨化後的火麻仁，經粉碎機粗粉碎再過碾磨機碾磨至粒徑< 50μπι，稱量500g，加入1.5L去離子水，攪拌均勻後調節體系pH至8.0，溫度為60°C，提取30min ；
[0058]調節體系pH至8.5，加入擠壓膨化後的火麻仁重量I %的鹼性蛋白酶Alcalase2.4L和擠壓膨化後的火麻仁重量1%的中性蛋白酶Alphalase，慢速攪拌酶解6h ；
[0059]將體系溫度升至95°C並保持5min滅酶，4500rpm下離心分離15min，酶解液分為清油、液相及殘渣三層；清油得率為90.69%，總油得率為91.06%。
[0060]所得液相經過濾、加入甜味劑(加入量為液相重量的3% )、液相等量的水，在20Mpa下均質(3min/次，3次)、121 °C滅菌等處理後得到飲料。飲料中植物蛋白含量6.9%，飲料具有特有的烘培香味。
[0061]實施例3
[0062]稱取5kg脫殼火麻仁，粗粉碎後進行擠壓膨化，模具孔徑6_，膨化機轉速80rpm，餵料機轉速188rpm，套管溫度為70°C，擠壓膨化後物料含水量為7.8% ；
[0063]取擠壓膨化後的火麻仁，經粉碎機粗粉碎再過碾磨機碾磨至粒徑< 50μπι，稱量
1.5kg，加入7.5L去離子水，攪拌均勻後調節體系pH至8.0，溫度為60°C，提取30min ；
[0064]調節體系pH至9.0，加入火麻仁重量1.5%的鹼性蛋白酶八10313862.禮和1%的中性蛋白酶Alphalase，慢速攪拌酶解5h ；
[0065]將體系溫度升至95°C並保持5min滅酶，4500rpm下離心分離15min，酶解液分為清油、液相及殘渣三層；清油得率為89.21%，總油得率為92.40%。
[0066]液相經過濾、加入甜味劑7%，在35Mpa下均質(3min/次，3次)、121 °C滅菌等處理後得到飲料。飲料中植物蛋白含量7.6%，飲料具有特有的烘培香味
[0067]實施例4
[0068]稱取2kg脫殼火麻仁，粗粉碎後進行擠壓膨化，模具孔徑10mm，膨化機轉速70rpm，餵料機轉速175rpm，套管溫度為65°C，擠壓膨化後物料含水量為9.6% ；
[0069]取擠壓膨化後的火麻仁，經粉碎機粗粉碎再過碾磨機碾磨至粒徑< 50μπι，稱量lkg，加入5L去離子水，攪拌均勾後調節體系pH至8.5，溫度為50°C，提取40min ；
[0070]然後調節體系pH至8.5，加入鹼性蛋白酶Alcalase 2.4L(加入量為火麻仁重量的2% )，作用4小時後，加入中性蛋白酶Alphalase (加入量為火麻仁重量的0.5% )，攪拌酶解3h得到酶解液；
[0071]將得到酶解液溫度升至90°C並保持5min滅酶，採用臥式離心機離心分離，酶解液分為清油、液相及殘渣三層；清油得率為90.38%，總油得率為93.25%。
[0072]所得液相經過濾、加入甜味劑低聚果糖(加入量為液相重量的I % )，在30Mpa下均質(2min/次，2次)、灌裝，121°C滅菌15min，冷卻後得到飲料。
[0073]實施例5
[0074]稱取2kg脫殼火麻仁，粗粉碎後進行擠壓膨化，模具孔徑8mm，膨化機轉速60rpm，餵料機轉速160rpm，套管溫度為60°C，擠壓膨化後物料含水量為9.6% ；
[0075]取擠壓膨化後的火麻仁，經粉碎機粉碎再過碾磨機碾磨至平均粒徑< 50 μπι ;稱量1kg，加入8L去離子水，攪拌均勻後調節體系pH至8.5，溫度為65°C，提取20min ；
[0076]然後調節體系pH至8.5，加入鹼性蛋白酶Alcalase 2.4L(加入量為火麻仁重量的2% )，作用4小時後，加入中性蛋白酶Alphalase (加入量為火麻仁重量的0.5% )，攪拌酶解3h得到酶解液；
[0077]將得到酶解液溫度升至90°C並保持1min滅酶，採用三相離心機離心分，酶解液分為清油、液相及殘渣三層；清油得率為88.67%，總油得率為91.73%。
[0078]所得液相經過濾、加入甜味劑蔗糖(加入量為液相重量的10% )，在50Mpa下均質(2min/次，2次)、灌裝，121°C滅菌15min，冷卻後得到飲料。飲料中植物蛋白含量4.97%，飲料具有特有的烘培香味
[0079]實施例6-8
[0080]同實施例1，其不同之處僅在於:所述鹼性蛋白酶分別為FoodPro蛋白酶、2709鹼性蛋白酶或木瓜蛋白酶。
[0081]實施例9-11
[0082]同實施例1，其不同之處僅在於:所述中性蛋白酶分別為食品級蛋白酶Alphalase、複合風味蛋白酶或蛋白酶Neutrase。
[0083]實施例10
[0084]採用現有技術中CN102816631A公開的一種酸法擠壓膨化水酶法提取火麻籽油脂的液相，將液相經過濾、加入甜味劑蔗糖(加入量為液相重量的10% )，在50Mpa下均質(2min/次，2次)、灌裝，121°C滅菌15min，冷卻後得到飲料。飲料產生絮凝，不能成為穩定均一的飲品體系，且略帶不良的刺鼻味道。
[0085]顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定，對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這裡無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬於本發明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之列。
【權利要求】
1.一種水酶法提取火麻仁中油脂的方法，其特徵在於，包括以下步驟: (1)擠壓膨化:將火麻仁粗粉碎後進行擠壓膨化； (2)提取火麻蛋白和油脂體:將擠壓膨化後的火麻仁粉碎，加入水，得到混合液，用稀鹼溶液調節混合液的pH至8.0?8.5，50?65 °C下攪拌提取20?40min ； (3)酶解:攪拌提取後調節混合液pH至酶的最適作用pH，加入擠壓膨化後的火麻仁重量0.5%?2.0 %的鹼性蛋白酶，酶解2?6h ;加入擠壓膨化後的火麻仁重量0.5%-1.5%的中性蛋白酶，酶解2?4h後得到酶解液； (4)滅酶離心:將酶解液在90?95°C進行滅酶處理5?lOmin，然後離心分離，得到游離油、液相和殘渣三部分；游離油脫水處理後即得。
2.根據權利要求1所述的水酶法提取火麻仁中油脂的方法，其特徵在於:步驟(I)所述粗粉碎是將火麻仁粉碎為目數多10目的顆粒； 步驟(I)所述擠壓膨化過程中，控制膨化機轉速60-90rpm，餵料機轉速160-200rpm，膨化機套管溫度5-70°C，控制膨化後火麻仁含水率為5.0%?10.0%。
3.根據權利要求1所述的水酶法提取火麻仁中油脂的方法，其特徵在於:步驟(2)將膨化後的火麻仁粉碎至平均粒徑< 50 μm ;加入水的重量為火麻仁重量的3-8倍； 更優選地，加入水的重量為火麻仁重量的4-6倍。
4.根據權利要求1所述的水酶法提取火麻仁中油脂的方法，其特徵在於:步驟(3)所述鹼性蛋白酶選自食品級Alcalase 2.4L、FoodPro蛋白酶、2709鹼性蛋白酶或木瓜蛋白酶中的一種或多種；所述中性蛋白酶選自食品級蛋白酶Alphalase、複合風味蛋白酶或蛋白酶Neutrase中的一種或多種； 優選地，所述鹼性蛋白酶為Alcalase 2.4L，中性蛋白酶為Alphalase ； 優選地，所述鹼性蛋白酶用量為火麻仁重量的0.5%?1.5%，中性蛋白酶用量為火麻仁重量的0.5%?1.0%。
5.根據權利要求1所述的水酶法提取火麻仁中油脂的方法，其特徵在於:步驟(4)所述離心分離採用三相離心機或者臥式離心機。
6.—種火麻仁蛋白飲料，其特徵在於:所述火麻仁蛋白飲料的主要原料為權利要求1-5任一項所述的水酶法提取火麻仁中油脂的方法中得到的液相。
7.根據權利要求6所述的火麻仁蛋白飲料，其特徵在於:所述火麻仁蛋白飲料中蛋白質含量為3% -8%。
8.根據權利要求6或7所述的火麻仁蛋白飲料，其特徵在於:所述火麻仁蛋白飲料的原料中還包括甜味劑和水，優選地，所述甜味劑的重量為所述液相重量的1-10% ;所述水的重量為液相的ο-1倍。
9.根據權利要求6或7所述的火麻仁蛋白飲料，其特徵在於:所述甜味劑選自蔗糖或低聚果糖。
10.如權利要求8所述的火麻仁蛋白飲料的製備方法，其特徵在於:權利要求1-5任一項所述的水酶法提取火麻仁中油脂的方法中得到的液相經過過濾後加入水、甜味劑，均質、滅菌後得到產品火麻仁蛋白飲料。
【文檔編號】A23L2/38GK104450156SQ201410676901
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月21日 優先權日:2014年11月21日
【發明者】王瑛瑤, 李秀娟, 欒霞, 何少卿, 方冰 申請人:國家糧食局科學研究院