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低含油量油料(大豆)酶法提取油脂的研究

钱俊青  
【摘要】: 为突破水相酶法提取油脂研究中的难题,本文以低含油量的油料大豆为对 象,开展了水相酶解大豆蛋白萃取油脂新方法与相关机理的研究,以追求实现 同时利用油料的油脂和蛋白。 首先开展了水浸提大豆油脂与蛋白的工艺研究,通过条件试验与正交实验, 得到了大豆水浸提的最适条件为:原料粉碎至20目,以1:4固液比,pH为9.0 的水50℃浸泡1.5h,加水进行研磨至100目以上,过滤冲洗,可使96%的大豆 油脂及95%的大豆蛋白进入水提液。大豆水提液在不同条件下以1398中性蛋白 酶水解,其油脂在乳液与离心分离的固形物中有不同的分布,依此可设计酶解 提取油脂的方法。 为减少酶的用量并提高油脂的提取率,采用了有机溶剂萃取酶解大豆乳液 的油脂。为提高酶解效率,研究了三种大豆乳液酶解的方法,即乳液直接酶解, 乳液分离蛋白酶解,乳液预酶解分离蛋白再酶解,酶用量分别为每克大豆 840IU,360IU,510IU,酶解后萃取油脂的总提取率为80.2%,70.1%,84.5%, 有机相与水相分离的离心力最高要求为1400g,与文献比较,在酶用量,离心 力要求及得油率三方面均有突破。 较系统的研究了萃取过程的提油条件与控制乳化的条件,实验结果表明两 者可较好统一。最佳萃取工艺条件为:乳液pH4.5,石油醚用量为每100g大豆 300ml,在35℃萃取20min,以1400g离心15min分离两相,三种方法酶解的 乳液萃取,乳化率均不超过2.0%。 首次研究了酶解大豆乳液在石油醚萃取时油脂分配系数的影响因素,实验 表明乳液中的固形物浓度,蛋白的水解度,pH值及萃取温度对分配系数有明显 影响。以图解法求得了三种方法的大豆乳液中萃取油脂的相平衡方程及萃取分 数,并以此对三种工艺方法作了比较。上述研究对方法实际应用有指导作用。 首次研究了大豆蛋白乳液体系中对1398中性蛋白酶反应速率的影响因素, 结果表明,乳液的颗粒度及固形物浓度对酶促反应速率有较明显影响,在乳液 浙江大学博十学位论义 摘 紫 体系中,以米氏方程描述酶促反应速率有较大偏差。固形物颗粒度从 80目至 160 目,粒度越细反应速率越大,160 目以上速率变化平缓,反应时间越长则颗粒 度对反应速率影I响越小。固形物浓度达1二%质量体积分数以上,对反应速率的 影ill6)与溶液体系相似,而浓度低于1二%,则乳液中蛋白质浓度不是影响反应速 率的决定因素,起影,响作用的因素较多。根据所研究确定的工艺方法蛋白水解 度均较低,提出了蛋白低水解度酶促反应的速率模型;厂。4q0.0厂“”川,其 中 A,C为常数,大豆乳液中蛋白水解度 10%以下,实验值与模型值能较好符 A 口 口 以番红染色显微摄影法研究了大豆水浸泡与研磨及酶解过程对其细胞结构 的破坏,结果显示大豆经上述加工过程,细胞结构基本被破坏,水磨为最有效 步骤。首次以苏丹染色显微摄影法研究了乳液中大豆蛋白酶解过程的油脂释放 及翠取过程的油脂传递状况,结果表明,酶解十分有利于蛋白中油脂的释放, 革取推动了蛋白内部的油脂向表面传递。首次以高速离心法定量比较了大豆蛋 白的油脂释放及革过程油脂向蛋白表面传递的状况,以定量数据证实了显微摄 影的研究结果。 以蔗糖梯度超速离心方法研究了大豆蛋白分子量组分经酶解后的变化,三 种方法使大豆蛋白分子量组分发生了不同的变化,根据蛋白分子量的变化可椎 断酶解方法的效果优劣。 测定了酶解革取油脂后大豆蛋白的水溶性,热凝固性,起泡性,乳化容量 与稳定性及粘度,结果表明,酶解与革取对大豆蛋白的性能影响各不相同,蛋 白经酶解革取后,起泡性明显下降,水溶性明显提高,而热凝固性不同的酶解 方法影响不同,乳化容量下降而乳化稳定性提高,粘度下降较明显。上述性能 测定显示,大豆蛋白经酶解革取油脂后,以乳液直接加工为食品是可行的。 所研究的新工艺表明,利用大豆蛋白的经济效益可超过提油用酶的成本, 从而为方法走向工业化打下了基础。


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