油用牡丹籽油水酶法提取工艺的研究.docVIP

油用牡丹籽油水酶法提取工艺的研究 　　摘 要：采用水酶法提取牡丹籽油，研究了5种酶（纤维素酶、果胶酶、α-淀粉酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶）酶解对牡丹籽出油率的影响，根据酶的最适pH值，将5种酶分成3组，研究3组酶最佳的酶解温度、酶解时间、酶解比例、料液比，在最佳的条件下，利用5种酶提高牡丹籽的出油率。结果表明：纤维素酶和果胶酶的最佳酶解温度、酶解时间、酶组合比例、料液比分别是50℃、2h、1：1、1：5；α-淀粉酶和中性蛋白酶的最佳酶解温度、酶解时间、酶组合比例、料液比分别是60℃、3h、2：1、1：5；碱性蛋白酶最佳酶解温度、酶解时间、料液比分别是60℃、4h、1：5；将3组酶先后酶解牡丹籽后，牡丹籽出油率提升到19.08%。 　　关键词：牡丹籽油；酶解；出油率 　　中图分类号： S565.9 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160230010 　　前言 　　2011年3月22日牡丹籽油被卫生部批准为新资源食品[1]，2014年12月26号，国务院办公厅明确提出大力发展油用牡丹种植，力争到2020年建成800个油牡丹、油茶、核桃等木本油料重点县，建立一批标准化、集约化、规范化等产业化示范基地[2]。目前，油用牡丹发展的热潮在全国已经掀起，各地政府高度重视，各省也相继推出油用牡丹种植发展规划，山东省计划到2020年发展24.67万hm2，仅菏泽市一市就发展13.33万hm2[3]，陕西省计划2020年发展13.33万hm2[4]，湖北省计划2025年发展13.33万hm2等[5]，中国油用牡丹正在迎来发展的春天。 　　牡丹作为油料资源进行开发利用尚处于起步阶段，现如今，压榨法仍旧是油脂提取的主要方法，浸提法、超临界CO2萃取法、水酶法也有所应用。压榨法出油率低、能耗高，饼粕残油量高；浸提法出油率高，但是用于浸提的溶剂会在油中残留，无法完全去除；超临界CO2萃取法虽然无毒无害无残留，但设备昂贵，生产成本高，难以大规模批量化生产；水酶法无残留、无污染、操作简单、得油率高、并且易于推广应用，具有良好的开发前景[6]。 　　本研究采用水酶法从牡丹籽中提取牡丹籽油，重点研究了酶解过程中组合酶的组合比例、酶解温度、酶解时间、料液比对牡丹籽出油率的影响，以期为牡丹籽的开发利用提供参考。 　　1 材料与方法 　　1.1 实验材料 　　油用牡丹籽，由四川省彭州市牡丹办提供。 　　纤维素酶、α-淀粉酶、果胶酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶，均由南京奥多福尼生物科技有限公司生产；盐酸、氢氧化钠等，均为分析纯。 　　1.2 实验设备 　　实验设备：F2102粉碎机，磁力搅拌器，DELTA 320 pH计，高速大容量冷冻离心机，恒温水浴锅，超声波清洗器。 　　1.3 试验方法 　　工艺流程：油用牡丹籽→干燥→去壳→粉碎→过筛（200目）→配液→调pH、温度→酶解→灭酶→离心分离→上层液体静置分离→离心分离→牡丹籽油。 　　提取方法：称取过200目筛的油用牡丹籽粉50g置于1000mL烧杯中，根据料液比添加适量去离子水，超声10min，用盐酸或氢氧化钠调节pH，加入酶，于恒温水浴振荡器中酶解，用90℃灭酶20min，以5000r/min离心20min，液体于分液漏斗中静置15min，分离出油层，以5000r /min离心15min，得清油，干燥至恒重，即得牡丹籽油。 　　油用牡丹籽出油率计算公式：出油率=牡丹籽油质量/牡丹籽粉质量×100% 　　2 结果与分析 　　2.1 不同酶制剂对油用牡丹籽出油率的影响 　　参照1.3的提取方法，在加酶量500U/g、料液比1∶5、酶解时间4h、酶解温度50℃、酶解pH为对应酶的适宜值的条件下，比较碱性蛋白酶、中性蛋白酶、α-淀粉酶、果胶酶、纤维素酶对油用牡丹籽出油率的影响。5种酶对牡丹籽出油率的影响见图1。由图1可知，单独使用纤维素酶对牡丹籽出油率的提升不大，虽然它能够水解细胞壁的主要成分纤维素，但油脂最主要是和蛋白质结合在一起，因而采用碱性蛋白酶酶解，牡丹籽出油率最高，中性蛋白酶次之，与无酶组相比较，5种酶酶解牡丹籽后都显著提高了出油率，故应当将多种酶进行组合使用。 　　由图1可以看出，牡丹籽经过5种酶酶解后都显著增加了出油率，由此可见，酶解对牡丹籽的出油率是有作用的，然而，即便是出油率最高的碱性蛋白酶酶解，牡丹籽的出油率仍旧处于相对较低的水平，这有可能是因为碱性蛋白酶酶解作用单一所致，根据文献[7]，复合多种酶对油料作物种子进行酶解，可有效提高出油率，因此，下面对5种酶按照最适pH值分成3组，进行试验。 　　2.2 不同酶制剂组合对油用牡丹籽出油率的影响 　　最适pH为4.5的纤维素酶和果胶酶一组，最适pH为7.0的α-淀粉酶和果胶酶一组