專利名稱：一種水酶法同步制備花生油和花生肽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種水酶法同步制備花生油和花生肽的方法，屬于農(nóng)產(chǎn)品精深加工及其副產(chǎn)物綜合利用的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
花生富含脂肪和蛋白質(zhì)，是世界食用油、蛋白質(zhì)及食品原料的重要來源。我國是世界上重要的花生生產(chǎn)國之一，我國花生約有50%用于榨油，29%食用，6%左右出口，15%左右留種和其它用途。目前，工業(yè)制取花生油的主要手段是壓榨(熱榨為主)和有機(jī)溶劑浸出。壓榨法所得油脂質(zhì)量好但得率較低；浸出法油脂得率高，但毛油需要多步精煉才可食用，有機(jī)溶劑所引起的大氣污染和生產(chǎn)安全等問題也不容忽視。除了花生油之外，由熱榨和浸出法得到的另一種產(chǎn)品一花生柏主要作為飼用，每噸售價僅幾千元?？傊F(xiàn)行工業(yè)化生產(chǎn)方法對花生蛋白價值的挖掘遠(yuǎn)未達(dá)到充分的地步，蛋白產(chǎn)品的附加值較低。如今低分子量的蛋白肽作為一種生物活性物質(zhì)，其諸多功能已逐漸被人們所認(rèn)識，目前有些商品大豆肽的市場售價每噸高達(dá)10-20萬元。因此開發(fā)花生水解蛋白(花生肽)是提高花生制品附加值的重要手段之一。近年來，國內(nèi)外對花生新型制油工藝的研究方興未艾，用水替代有機(jī)溶劑是其中研究最多的一個方面。1956年，Sugarman采用水劑法從花生中同時提取油脂和蛋白(U.S.Patent, 2762820) ;1975年，Lanzani等使用蛋白酶和纖維素酶使花生油提取率達(dá)到75-78% (Riv Ital Sostanze Grasse, Lll: 226-229) ;1999 年，張鑫等模仿芝麻小磨香油生產(chǎn)工藝采用水代法制取香味花生油(食品科學(xué)，20 (4): 32-34) ；2002年，Sharma等采用一種復(fù)合蛋白酶處理花生，油脂得率86-92% (J Am Oil Chem Soc, 79 (3): 215-218)。專利CN1419837A報道了一種利用復(fù)合酶(纖維素酶、果膠酶和中性蛋白酶)提取花生油和花生蛋白的方法，油脂得率為94-96%，蛋白質(zhì)得率為73-75%。為同時提取花生油和花生水解蛋白，2006年，華娣等采用Alcalase水解花生，通過一步酶解反應(yīng)可提取79.32%的游離油和71.38%的水解蛋白。對工藝所得的渣和乳狀液，選用中性蛋白酶Asl398進(jìn)行二次酶解，最終總游離油得率可達(dá)91.98%，總水解蛋白得率可達(dá)88.21%(食品與機(jī)械，22 (6): 16-19)。2009年，章紹兵等將花生在不同溫度下烘烤后再進(jìn)行水酶法提油。結(jié)果表明花生經(jīng)190°C烘烤20min后，提取出的油脂具有濃郁的香味，游離油和水解蛋白得率分別約為76%和79%(河南工業(yè)大學(xué)自然科學(xué)版，30(5):9-12)。專利CN1555714A以Alcalase堿性蛋白酶提取花生油，同時回收得到小肽形式的水解蛋白粉，總游離油得率為91.6%，花生水解蛋白得率為84%。專利CN101401658A將實驗室水平的水酶法從花生中提取油與水解蛋白進(jìn)行了中試，引入三相分離機(jī)同時分離油、油水混合物和不溶殘渣，并嘗試使用碟片分離機(jī)將油和水進(jìn)行分離。其中，總游離油得率為73.77%，水解蛋白得率為55.10%。如上所述，目前有 關(guān)水酶法同時提取花生油和花生水解蛋白的研究在實驗室和中試水平均有報道，但由于這些研究都是采取了類似的工藝(即將花生干法磨碎后進(jìn)行堿提，再以堿性蛋白酶進(jìn)行酶解，最后離心分離得到油和水解蛋白)，得到的花生水解蛋白純度低(蛋白含量通常僅為50-60%)，其中含有大量的糖和其他可溶性非蛋白成分。要想獲得高純度的花生肽，必須配套下游工序?qū)⒒ㄉ獾鞍走M(jìn)行純化。但由于花生肽和這些非蛋白成分的分子量相差不大，所以常用于純化蛋白質(zhì)的工業(yè)方法，如酸沉、鹽析等均不適用純化花生水解蛋白，這使得利用上述工藝同步提取花生油和高純度的花生肽存在技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的是提供一種水酶法同步提取花生油和花生肽的新方法，使提取的花生油香味更濃，花生肽純度更高。本發(fā)明的技術(shù)方案是:花生仁經(jīng)烘烤脫紅衣后干法磨碎，加水調(diào)酸進(jìn)行浸提，三相離心后得到含油乳相、水相I和濃縮蛋白，將含油乳相和濃縮蛋白合并，加適量水調(diào)至堿性，再加入蛋白酶進(jìn)行酶解反應(yīng)。酶解結(jié)束后對體系進(jìn)行三相離心，得到游離油、水相II和殘渣，將水相II進(jìn)行噴霧干燥后獲得高純度花生肽。1.工藝路線
如圖1所示。2.工藝條件
(I)清理篩選:去除花生仁中的雜質(zhì)及霉變粒。(2)烘烤脫皮:采用花生烘烤機(jī)烘烤花生，溫度控制在160-200°C，時間控制在20-40min ;烘烤結(jié)束后采用花生脫皮機(jī)進(jìn)行脫皮。花生烘烤的目的有三個:一是增加花生油的香味；二是讓花生蛋白部分變性，酸沉的效果更好；三是有利于花生脫紅衣。(3)干法粉碎:使用破碎機(jī)將脫皮花生仁進(jìn)行粗粉碎后，采用砂盤磨將花生進(jìn)一步 磨成漿狀，平均粒徑控制在50Mffl以下。(4)酸浸-離心:將花生漿`分散在2-4倍重量的水中，用HCl調(diào)節(jié)體系pH范圍在
3.0-5.0，溫度為40-45°C，酸浸時間為20_30min。酸浸的目的是讓可溶性非蛋白成分溶出，蛋白質(zhì)在等電點附近沉淀。酸浸結(jié)束后采用三相臥螺離心機(jī)進(jìn)行分離得到含油乳相、水相I和濃縮蛋白。水相I中含有較多的糖和較少量的花生蛋白。(5)堿溶-酶解:將含油乳相和濃縮蛋白合并后分散在2-4倍重量的水中，用NaOH調(diào)節(jié)體系PH范圍在8.0-9.5，溫度為55-60°C，堿溶時間為20_30min。堿溶的目的是讓部分蛋白質(zhì)呈溶解狀態(tài)，有利于酶解，同時提供堿性蛋白酶所需的最適pH。堿溶結(jié)束后向體系中加入Protex 6L堿性蛋白酶開始酶解，加酶量1.5-2.5% (w/w)，酶解時間2_4h。蛋白酶酶解的作用有兩個:一是酶解蛋白質(zhì)獲得低分子量的花生肽；而是通過降低蛋白質(zhì)分子量而減少乳狀液的產(chǎn)生。為減少體系中鹽的含量，酶解過程中不再添加NaOH維持體系pH值。(6)滅酶-離心:酶解結(jié)束后進(jìn)行滅酶，滅酶條件為85°C，20min。滅酶后取樣采用茚三酮法測定蛋白質(zhì)的水解度。滅酶后不等體系溫度降低，立即采用三相臥螺離心機(jī)進(jìn)行分離得到游離油、水相II和殘渣。在高溫下進(jìn)行三相分離可基本避免乳狀液的產(chǎn)生。(7)噴霧干燥:將水相II進(jìn)行噴霧干燥，進(jìn)風(fēng)溫度120-130°c，出風(fēng)溫度70_75°C，得到高純度的花生肽粉末。3.分析方法
粗蛋白測定:凱氏定氮法(NX5.46)；
粗脂肪測定:索氏抽提法；可溶性糖含量測定:苯酚-硫酸法；
物料粒徑分布:采用激光粒徑分析儀進(jìn)行測定；
蛋白質(zhì)水解度測定:茚三酮法；
花生肽分子量測定:分子排阻高效液相色譜法；
花生油香味評價:感官分析法；
游離油得率:游離油重量/原料中含油量X 100% ；
花生肽得率:花生肽中含氮量/原料中含氮量X100% ；
花生肽純度:花生肽中蛋白質(zhì)含量/花生肽重量X100%。本發(fā)明的有益效果:設(shè)備與工藝路線簡單，生產(chǎn)投資少；不使用有機(jī)溶劑，操作安全，對環(huán)境污染程度低；得到的花生油風(fēng)味好，質(zhì)量高，無需精煉；得到的花生肽純度高(蛋白質(zhì)含量>75%)，溶解性好，相對分子質(zhì)量小于1000的小肽組分占85%以上，可以作為功能性食品配料廣泛應(yīng)用于食品加工中。本發(fā)明應(yīng)用于花生加工，可以增加食用植物蛋白供給率，顯著提高花生產(chǎn)品的附加值。與背景技術(shù)CN1555714A和CN101401658A相比較，本發(fā)明對花生進(jìn)行了適度烘烤后再進(jìn)行水酶法提油，從而提高了油脂風(fēng)味，背景技術(shù)則沒有這樣的預(yù)處理過程。本發(fā)明采用了砂盤磨進(jìn)行研磨花生，而背景技術(shù)CN1555714A采用的是中藥粉碎機(jī)，CN101401658A采用的是石磨，砂盤磨的生產(chǎn)效率無疑更高。本發(fā)明最重要的特點是先對粉碎后物料進(jìn)行酸浸去除可溶性非蛋白成分，再在堿性條件下使蛋白復(fù)溶，并使用蛋白酶進(jìn)行酶解，這樣獲得的花生肽純度高。而目前所有的背景技術(shù)均沒有這樣的步驟，它們都是將粉碎的花生直接堿提后再進(jìn) 行酶解，分離獲得油以及低純度的水解蛋白。
背景技術(shù)：
CN1555714A和CN101401658A在酶解花生時都采用了 NoVo公司的Alcalase堿性蛋白酶，本發(fā)明采用的是杰能科公司生產(chǎn)的Protex 6L堿性蛋白酶,與前者相比,Protex 6L堿性蛋白酶水解花生蛋白的程度更深(如CN101401658A中提到相對分子質(zhì)量小于2000的小肽組分占80%以上，而本發(fā)明中相對分子質(zhì)量小于1000的小肽組分即占85%以上)。
背景技術(shù)：
在加工花生的過程中均產(chǎn)生了乳狀液，不得不通過破乳增加游離油得率，本發(fā)明利用蛋白酶深度酶解花生蛋白質(zhì)，并在三相離心時保持物料的溫度較高(85°C )，這樣做基本避免了乳狀液的產(chǎn)生，游離油經(jīng)簡單過濾后即可食用。


圖1水酶法同步制備花生油和花生肽的工藝流程示意圖。圖2水酶法提取花生肽的相對分子質(zhì)量分布圖。圖3水酶法提取花生肽的相對分子質(zhì)量分布圖。
具體實施方式
實施例1
將花生仁篩選除雜后，使用烘烤機(jī)進(jìn)行烘烤，烘烤溫度190°c，烘烤時間20min。烘烤結(jié)束后待花生冷卻對花生進(jìn)行脫皮。脫皮后使用破碎機(jī)將花生仁進(jìn)行粗粉碎，再采用砂盤磨將花生進(jìn)一步磨成漿狀。將花生漿分散在3倍重量的水中，調(diào)節(jié)體系pH至4.5，溫度40°C，酸浸時間20min。酸浸結(jié)束后使用三相臥螺離心機(jī)分離體系得到含油乳相、水相I和濃縮蛋白。將含油乳相和濃縮蛋白合并后分散在2倍重量的水中，調(diào)節(jié)體系pH至9.0，溫度55°C，堿溶時間30min。堿溶結(jié)束后向體系中加入2.0% (w/w)的Protex 6L堿性蛋白酶開始酶解，溫度保持在55°C，3h后將體系溫度升至85°C進(jìn)行滅酶(20min)。滅酶結(jié)束后立即使用三相臥螺離心機(jī)趁熱分離體系得到游離油、水相II和殘渣。將水相II進(jìn)行噴霧干燥后得到高純度的花生肽粉末。 游離油得率86%，花生肽得率75%，花生肽純度78%，蛋白質(zhì)水解度25.2%。經(jīng)感官評價，花生油具有濃郁的香味。花生肽中相對分子質(zhì)量小于1000的小肽組分占85%以上(見附圖2)。實施例2
將花生仁篩選除雜后，使用烘烤機(jī)進(jìn)行烘烤，烘烤溫度185°C，烘烤時間20min。烘烤結(jié)束后待花生冷卻對花生進(jìn)行脫皮。脫皮后使用破碎機(jī)將花生仁進(jìn)行粗粉碎，再采用砂盤磨將花生進(jìn)一步磨成漿狀。將花生漿分散在4倍重量的水中，調(diào)節(jié)體系pH至4.2，溫度40°C，酸浸時間20min。酸浸結(jié)束后使 用三相臥螺離心機(jī)分離體系得到含油乳相、水相I和濃縮蛋白。將含油乳相和濃縮蛋白合并后分散在3倍重量的水中，調(diào)節(jié)體系pH至9.5，溫度60°C，堿溶時間30min。堿溶結(jié)束后向體系中加入1.5% (w/w)的Protex 6L堿性蛋白酶開始酶解，溫度保持在60°C，2h后將體系溫度升至85°C進(jìn)行滅酶(20min)。滅酶結(jié)束后立即使用三相臥螺離心機(jī)趁熱分離體系得到游離油、水相II和殘渣。將水相II進(jìn)行噴霧干燥后得到高純度的花生肽粉末。游離油得率87%，花生肽得率74%，花生肽純度76%，蛋白質(zhì)水解度23.5%。經(jīng)感官評價，花生油具有濃郁的香味?；ㄉ闹邢鄬Ψ肿淤|(zhì)量小于1000的小肽組分占80%以上(見附圖3)。
權(quán)利要求
1.一種水酶法同步提取花生油和花生肽的方法，其特征是花生仁經(jīng)烘烤脫皮后干法磨碎，加水調(diào)酸進(jìn)行浸提，三相離心后得到含油乳相、水相I和濃縮蛋白；將含油乳相和濃縮蛋白合并，加適量水調(diào)至堿性，再加入蛋白酶進(jìn)行酶解反應(yīng)；酶解結(jié)束后滅酶，并趁熱對體系進(jìn)行三相分離，得到游離油、水相II和殘渣，將水相II進(jìn)行噴霧干燥后獲得高純度花生肽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是花生仁經(jīng)烘烤后脫皮，烘烤溫度160-20(TC，時間 20-40min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是利用砂盤磨進(jìn)行干法粉碎花生，平均粒徑控制在50Mm以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是花生粉碎后進(jìn)行酸浸，將花生漿分散在2-4倍重量的水中，用HCl調(diào)節(jié)體系pH范圍在3.0-5.0，溫度為40-45°C，酸浸時間為20_30min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是花生酸浸后進(jìn)行分離，采用三相臥螺離心機(jī)分離體系得到含油乳相、水相I和濃縮蛋白。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是將含油乳相和濃縮蛋白合并后分散在2-4倍重量的水中，用NaOH調(diào)節(jié)體系pH范圍在8.0-9.5，溫度為55_60°C，堿溶時間為20_30min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是酶解反應(yīng)條件，采用堿性蛋白酶進(jìn)行酶解，力口酶量1.5-2.5% (w/w)，酶解溫度55-60°C，酶解時間2_4h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是酶解后進(jìn)行滅酶，滅酶條件:溫度85°C，時間20mino
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是滅酶后趁熱對體系進(jìn)行三相離心，分離得到游離油、水相II和殘渣。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的工藝，其特征是回收花生肽，將水相II進(jìn)行噴霧干燥，進(jìn)風(fēng)溫度120-130°c，出風(fēng)溫度70-75°C，得到高純度的花生肽粉末。
全文摘要
一種水酶法同步制備花生油和花生肽的方法，屬于農(nóng)產(chǎn)品精深加工及其副產(chǎn)物綜合利用的技術(shù)領(lǐng)域。它主要解決現(xiàn)有花生水酶法制油工藝所獲蛋白產(chǎn)品純度低、油脂風(fēng)味欠缺、易產(chǎn)生乳狀液等技術(shù)問題。本發(fā)明將花生仁進(jìn)行烘烤后磨碎，再加水調(diào)酸進(jìn)行浸提，三相離心后將所得含油乳相和濃縮蛋白合并，調(diào)堿后加入蛋白酶進(jìn)行酶解反應(yīng)。酶解結(jié)束后高溫滅酶，然后趁熱進(jìn)行三相離心，可直接得到游離油和花生肽。采用本發(fā)明加工花生，可基本避免乳狀液產(chǎn)生，所得油脂香味濃，質(zhì)量好；花生肽純度高(蛋白質(zhì)含量>75%)，相對分子質(zhì)量小，可作為一種良好的功能性配料廣泛應(yīng)用于食品加工中。
文檔編號C11B1/00GK103113977SQ201310077170
公開日2013年5月22日 申請日期2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月12日
發(fā)明者章紹兵, 呂燕紅, 陸啟玉, 劉向軍 申請人:河南工業(yè)大學(xué)