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水酶法从花生中提取油与水解蛋白的研究

王瑛瑶  
【摘要】:水酶法提油技术的研究由来已久,但由于工艺中易形成乳状液制约游离油的得率,限制了该技术的推广及在众多油料种籽提油中的工业化应用。不同的油料种籽水酶法提油工艺步骤不同,本论文研究出了适合于花生的水酶法提油工艺路线,在此基础上,对水酶法工艺中各步骤参数、破乳条件和机理、水解蛋白的回收、提纯与功能性质、水解蛋白中功能肽的分离纯化进行了研究。 论文首先研究设计出了合理的花生水酶法提油工艺路线,去皮花生经粉碎后以1∶5(w/v)的比例与水混合,在pH8.50,60℃下提取30min,然后调节体系pH到酶的最适作用pH范围,酶解一定时间,离心得到游离油Ⅰ、乳状液、水解液和渣Ⅰ,渣Ⅰ用原料2倍体积的水洗30min后离心得到乳化层、水洗液和渣Ⅱ。合并乳状液与乳化层,采用冷冻解冻的方式破乳,得到游离油Ⅱ。水解液与水洗液合并经90℃灭酶处理10min后离心得到花生水解蛋白。 工艺中原料采用干法粉碎,可以在一定程度上避免形成稳定的乳状液。碱提后,总蛋白质与总油提取率分别为97.14%和96.37%。比较四种蛋白酶的作用效果,其中以Alcalase对体系的水解效果最佳。经Alcalase水解后游离油和水解蛋白得率最高;水解蛋白中相对分子质量小于2000的组分含量最高,达到90.2%:形成的乳状液最易破乳。在保证花生粉碎粒度的情况下,酶解步骤中主要起作用的是蛋白酶Alcalase,辅以纤维素酶、果胶酶、淀粉酶或者外切蛋白酶不能提高游离油和水解蛋白得率。Alcalase对体系的最佳作用条件是:E/S1.5%,温度60℃,酶解初始pH8.50,酶解时间5h,此时体系DH为21.6%,总游离油得率与水解蛋白得率分别为91.3%和83.3%,水解蛋白中相对分子质量小于2000的组分占了87.01%。 水酶法工艺中形成的O/W乳状液是一个以弹性为主的体系;乳状液的静态粘度随温度升高而降低、随剪切速率提高而下降。在乳状液的油水界面上,存在液晶相。乳状液界面上蛋白质的疏水性氨基酸残基含量为38.94%,界面上蛋白质无规卷曲结构含量高、分子部分展开,使其乳化稳定性(EAI)和乳化活性(ES)均高于乳状液水相中的蛋白质和花生蛋白质。 比较了不同破乳方法的破乳效果,结果表明,冷冻解冻方法破乳效果最佳。冷冻解冻破乳中,乳状液中油回收率随冷冻温度降低而上升。冷冻时间不同,乳状液中固体脂肪含量(SFC)不同,从而使得乳状液解冻后的平均粒径不同。解冻温度并不是越高越好,温度在50-80℃之间乳状液中油回收率反而不及35℃时,这是因为解冻过程中乳状液中淀粉糊化,体系粘度上升,使得破乳效果下降。冷冻解冻的适宜条件是-16℃冻结15h,35℃解冻2h,3500rpm离心20min,此时乳状液中油回收率达到92.16%。 采用卷式芳香簇聚酰胺纳滤膜元件对水解蛋白液进行浓缩,最佳的操作参数为:操


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