花生水剂法提油过程形成乳状液的酶法破乳研究

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花生是我国乃至世界最重要的食用油脂和蛋白质供给资源之一。水剂法因其可以同时提取花生油脂和蛋白而广受关注,但由于乳状液破乳难、能耗高等问题至今仍未实现工业化。酶法破乳作为一种新型生物破乳方法,具有良好的发展和应用前景,但目前仍缺乏对其系统深入的研究。本文首先优化了水剂法同时提取花生油和蛋白质的工艺路线,针对此种提油方法产生的乳状液进行了酶法破乳工艺优化、破乳进程和机理以及破乳油脂品质等方面的研究。具体研究结果如下:首先获得了适合于花生水剂法提油和蛋白的最优工艺参数:即固液比1:10,碱提pH11.0,碱提温度40℃,碱提时间1.5h,在此条件下,提油率为96.21%,提蛋白率为89.91%。花生脱皮与否对油脂和蛋白提取率无显著影响。其次采用两种不同研磨方式(干磨和湿磨),对其水剂法提油产生乳状液的酶法破乳工艺分别进行了研究。干磨乳状液的最适破乳酶种为2709碱性蛋白酶,其最优破乳工艺为:料水比1:1,加酶量0.50%(w/w),温度55℃,pH8.5,时间1h,在此条件下,乳状液的破乳率可达到或超过90%;由响应面优化得到湿磨乳状液的2709碱性蛋白酶最佳破乳工艺为:料水比1:1.1,加酶量0.60%(w/w)(相当于1600IU/g乳状液),温度55℃,pH8.5,时间70min。在此条件下,乳状液的破乳率可达到93%。磷脂酶A2对干磨乳状液有一定破乳能力,但对湿磨乳状液无法破乳。湿磨乳状液的稳定性几乎不受pH影响。研究了花生湿磨乳状液破乳率与蛋白质水解度的关系,结果发现二者呈高度显著正相关(r=0.96,a=0.01);应用图像颗粒分析系统对乳状液酶解进程进行了跟踪研究,结果发现,随着酶解的进行,乳状液油滴小颗粒逐渐减少,大颗粒逐渐增多,颗粒总数逐渐减少,平均粒径逐渐增大;采用荧光标记技术,通过荧光显微摄像系统进一步观察了花生乳状液的界面蛋白膜以及油滴在酶解前后的变化:乳状液酶解前油滴数量多而小,分布密集;酶解后油滴数量少而大,分布分散,并呈现出不规则形状。最后分别采用酶法、冷冻解冻和加热三种方式对花生湿磨乳状液进行破乳,对所得油脂品质进行了分析和比较。结果发现,破乳方式对油脂水分及挥发物、不溶性杂质、酸价、皂化值、折光指数的影响均很小,而对过氧化值与色泽的影响较大:加热破乳油色泽最深,其次是酶法破乳油和冷冻解冻破乳油;酶法破乳油的过氧化值最低、氧化稳定性最好,加热破乳油过氧化值最高、氧化稳定性最差;酶法破乳油中所含的抗氧化物质VE总量和α-组分均最多。酶法破乳工艺的清洁高效以及破乳油表现出的良好品质,为完善水剂法提取植物油脂和蛋白工艺提供了有力的保障。
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