專(zhuān)利名稱(chēng)：固態(tài)發(fā)酵水酶法提取菜籽油和蛋白的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于植物油脂和蛋白的提取加工技術(shù)，尤其涉及固態(tài)發(fā)酵水酶法提取菜籽油和蛋白的方法。
背景技術(shù)：
微生物固態(tài)發(fā)酵分泌的酶能夠有效的降解或者鈍化菜籽中硫苷、植酸和單寧等抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)，水酶法提取技術(shù)是利用油料同時(shí)得到油脂和蛋白最理想方法，因此采用固態(tài)發(fā)酵結(jié)合水酶法是一種提取高品質(zhì)菜籽油和菜籽蛋白的方法。國(guó)內(nèi)外已有人研究水酶法提取菜籽中油脂和蛋白，Jensen和Olsen (1990)采用黑曲霉的復(fù)合酶，將菜籽進(jìn)行兩次研磨后，調(diào)節(jié)PH值為4. 5，加酶后保溫(50°C )4h，再經(jīng)三次洗滌和離心，最終得到油、水相和沉淀，油脂得率為84%，沉淀為濃縮蛋白可作為飼料。劉志強(qiáng)等人(2004)對(duì)脫皮菜籽進(jìn)行了水酶法 同時(shí)提油和蛋白研究，采用纖維素酶果膠酶=3:1復(fù)合對(duì)菜籽漿進(jìn)行酶解，離心后吸出清油，采用超濾提取菜籽蛋白，油和蛋白得率分別為92. 6%和82. 3%。而固態(tài)發(fā)酵結(jié)合水酶法提取菜籽油和菜籽蛋白的研究未見(jiàn)報(bào)道，現(xiàn)有的水酶法提取菜籽中油脂和蛋白的方法存在提取率低、產(chǎn)品中毒素和抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)含量高等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供固態(tài)發(fā)酵水酶法提取菜籽油和蛋白的方法，達(dá)到同時(shí)回收高品質(zhì)菜籽油和菜籽蛋白、提高菜籽油脂得率、去除菜籽中的硫苷、植酸和單寧等抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)含量的目的。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的
固態(tài)發(fā)酵水酶法提取菜籽油和蛋白的方法，該方法包括以下步驟(1)脫皮菜籽粉碎后加水制成發(fā)酵培養(yǎng)基，加水量與粉碎后菜籽質(zhì)量比為O. 5-2. 5:1，將發(fā)酵培養(yǎng)基經(jīng)高壓滅菌后冷卻，將活化的枯草芽孢桿菌、啤酒酵母和植物乳桿菌以1:1:1的比例接種到滅菌后的發(fā)酵培養(yǎng)基中進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，得到發(fā)酵產(chǎn)物，固態(tài)發(fā)酵條件為發(fā)酵溫度20-40°C，接種量為發(fā)酵培養(yǎng)基質(zhì)量的6-10%，發(fā)酵時(shí)間20-60h ; (2)將發(fā)酵產(chǎn)物烘干粉碎后與水混合得到混合液，加水量與烘干粉碎后的發(fā)酵產(chǎn)物質(zhì)量比為3-7:1，調(diào)節(jié)混合液的pH值和溫度，向混合液中加入堿性蛋白酶進(jìn)行酶解，酶解條件為酶解溫度50-70°C，酶解pH為6-10，加酶量為混合液質(zhì)量的1_5%，酶解時(shí)間I. 5-3. 5h，酶解后離心分離得到菜籽油和菜籽蛋白。所述的加水量與粉碎后菜籽質(zhì)量比為I. 52: I。所述的固態(tài)發(fā)酵優(yōu)選參數(shù)為發(fā)酵溫度30°C，接種量為發(fā)酵培養(yǎng)基質(zhì)量的8%，發(fā)酵時(shí)間41. 3h。所述的加水量與烘干粉碎后的發(fā)酵產(chǎn)物質(zhì)量比為5. 14: I。所述的酶解優(yōu)選參數(shù)為酶解溫度60°C，酶解pH為8. 0，加酶量為混合液質(zhì)量的
3.15%，酶解時(shí)間2. 65h。本發(fā)明方法是在微生物發(fā)酵的基礎(chǔ)上，采用能降解植物油料細(xì)胞的酶作用于油料，使油脂易于從油料固體中釋放出來(lái)，利用蛋白質(zhì)對(duì)油和水的親和力差異而將油和蛋白分離。采用微生物對(duì)菜籽進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，微生物分泌的酶能夠有效的降解或者鈍化菜籽中的抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)(硫苷、植酸和單寧等)，從而得到高品質(zhì)的油脂和蛋白產(chǎn)品。本方法具有所需的工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低，菜籽油和菜籽蛋白提取率高且營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，產(chǎn)品中硫苷、植酸和單寧等抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)含量低。


圖I是本發(fā)明方法的工藝路線圖
圖2發(fā)酵溫度與發(fā)酵時(shí)間交互對(duì)油脂提取率的響應(yīng)面 圖3接種量與液料比交互對(duì)油脂提取率的響應(yīng)面 圖4接種量與發(fā)酵時(shí)間交互對(duì)油脂提取率的響應(yīng)面 圖5發(fā)酵溫度與接種量交互對(duì)蛋白提取率的響應(yīng)面 圖6接種量與發(fā)酵時(shí)間交互對(duì)蛋白提取率的響應(yīng)面 圖7液料比與發(fā)酵時(shí)間交互對(duì)蛋白提取率的響應(yīng)面 圖9酶解pH與液料比交互對(duì)油脂提取率的響應(yīng)面 圖10酶解pH與加酶量交互對(duì)油脂提取率的響應(yīng)面 圖11酶解溫度與酶解PH交互對(duì)蛋白提取率的響應(yīng)面 圖12酶解pH與加酶量交互對(duì)蛋白提取率的響應(yīng)面 圖13加酶量與酶解時(shí)間交互對(duì)蛋白提取率的響應(yīng)面
具體實(shí)施方案下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，
固態(tài)發(fā)酵水酶法提取菜籽油和蛋白的方法，該方法包括以下步驟(1)脫皮菜籽粉碎后加水制成發(fā)酵培養(yǎng)基，加水量與粉碎后菜籽質(zhì)量比為O. 5-2. 5:1，將發(fā)酵培養(yǎng)基經(jīng)高壓滅菌后冷卻，將活化的枯草芽孢桿菌、啤酒酵母和植物乳桿菌以1:1:1的比例接種到滅菌后的發(fā)酵培養(yǎng)基中進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，得到發(fā)酵產(chǎn)物，固態(tài)發(fā)酵條件為發(fā)酵溫度20-40°C，接種量為發(fā)酵培養(yǎng)基質(zhì)量的6-10%，發(fā)酵時(shí)間20-60h ; (2)將發(fā)酵產(chǎn)物烘干粉碎后與水混合得到混合液，加水量與烘干粉碎后的發(fā)酵產(chǎn)物質(zhì)量比為3-7:1，調(diào)節(jié)混合液的pH值和溫度，向混合液中加入堿性蛋白酶進(jìn)行酶解，酶解條件為酶解溫度50-70°C，酶解pH為6-10，加酶量為混合液質(zhì)量的1_5%，酶解時(shí)間I. 5-3. 5h，酶解后離心分離得到菜籽油和菜籽蛋白。所述的加水量與粉碎后菜籽質(zhì)量比為I. 52: I。所述的固態(tài)發(fā)酵優(yōu)選參數(shù)為發(fā)酵溫度30°C，接種量為發(fā)酵培養(yǎng)基質(zhì)量的8%，發(fā)酵時(shí)間41. 3h。所述的加水量與烘干粉碎后的發(fā)酵產(chǎn)物質(zhì)量比為5. 14:1。所述的酶解優(yōu)選參數(shù)為酶解溫度60°C，酶解pH為8. 0，加酶量為混合液質(zhì)量的
3.15%，酶解時(shí)間2. 65h。本發(fā)明方法是在微生物發(fā)酵的基礎(chǔ)上，采用能降解植物油料細(xì)胞的酶作用于油料，使油脂易于從油料固體中釋放出來(lái)，利用蛋白質(zhì)對(duì)油和水的親和力差異而將油和蛋白分離。采用微生物對(duì)菜籽進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，微生物分泌的酶能夠有效的降解或者鈍化菜籽中的抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)(硫苷、植酸和單寧等)，從而得到高品質(zhì)的油脂和蛋白產(chǎn)品。本方法具有所需的工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低，菜籽油和菜籽蛋白提取率高且營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，產(chǎn)品中硫苷、植酸和單寧等抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)含量低。實(shí)施例I:菜籽固態(tài)發(fā)酵最佳參數(shù)的篩選試驗(yàn)
I材料與方法
I. I材料、試劑
菜籽I市售 protex—6L堿性?xún)?nèi)切蛋白酶丹麥novo公司
I. 2主要儀器設(shè)備
pHS-25型酸度計(jì)I上海偉業(yè)儀器廠—
電子分析天平_梅勒特-托利多儀器(上海)有限公司
離心機(jī)_北京醫(yī)用離心機(jī)廠_
精密電動(dòng)攪拌機(jī)_江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司
電熱恒溫水浴鍋—余姚市東方電工儀器廠
半自動(dòng)定氮儀_上海新嘉電子有限公司_
消化儀_上海纖檢儀器有限公司_
F2102型植物試樣粉碎機(jī)天津泰斯特儀器有限公司_
索氏抽提器_天津玻璃儀器廠_
高壓滅菌鍋_上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠
恒溫培養(yǎng)箱I北京市永光明醫(yī)療儀器廠
I. 3實(shí)驗(yàn)方法 I. 3. I菜籽的成分測(cè)定
水分的測(cè)定GB304— 87進(jìn)行測(cè)定；粗脂肪的測(cè)定GB5512— 85中索氏抽提法進(jìn)行測(cè)定；粗蛋白的測(cè)定GB6432— 94標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行；灰分測(cè)定GB5009. 4-85 ；
I. 3. 2工藝流程
菜籽一粉碎一水分調(diào)節(jié)一聞壓滅菌一冷卻一接種一固態(tài)發(fā)酵一發(fā)酵產(chǎn)物一烘干一粉碎一加水混合一調(diào)節(jié)pH值和溫度一酶解一離心一菜籽油和菜籽蛋白
1.3. 3計(jì)算公式
fo ',得 ! 的茱好油質(zhì)里萊籽油購(gòu)匕)-菜籽棚旨總質(zhì)重
萊籽蛋白驟率( )
菜籽中蛋白總質(zhì)里
2結(jié)果與討論
2.I原料主要成分見(jiàn)表2-1.
表2-1原料菜籽主要成分
成分水分蛋白癀 . Mm 灰分1 菜籽............................................................I.-1.........................................................22,7 :..................mi........................................................................4.1 1
2.2實(shí)驗(yàn)因素水平編碼表
在單因素研究的基礎(chǔ)上，選取發(fā)酵溫度、接種量、液料比和發(fā)酵時(shí)間4個(gè)因素為自變量，以油脂提取率和蛋白提取率為響應(yīng)值，根據(jù)中心組合設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn)，其因素水平編碼表見(jiàn)表表2_2。表2-2因素水平編碼表
權(quán)利要求
1.固態(tài)發(fā)酵水酶法提取菜籽油和蛋白的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)脫皮菜籽粉碎后加水制成發(fā)酵培養(yǎng)基，加水量與粉碎后菜籽質(zhì)量比為O. 5-2. 5:1，將發(fā)酵培養(yǎng)基經(jīng)高壓滅菌后冷卻，將活化的枯草芽孢桿菌、啤酒酵母和植物乳桿菌以1:1:1的比例接種到滅菌后的發(fā)酵培養(yǎng)基中進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，得到發(fā)酵產(chǎn)物，固態(tài)發(fā)酵條件為發(fā)酵溫度20-40°C，接種量為發(fā)酵培養(yǎng)基質(zhì)量的6-10%，發(fā)酵時(shí)間20-60h ;(2)將發(fā)酵產(chǎn)物烘干粉碎后與水混合得到混合液，加水量與烘干粉碎后的發(fā)酵產(chǎn)物質(zhì)量比為3-7:1，調(diào)節(jié)混合液的pH值和溫度，向混合液中加入堿性蛋白酶進(jìn)行酶解，酶解條件為酶解溫度50-70°C，酶解pH為6-10，加酶量為混合液質(zhì)量的1-5%，酶解時(shí)間I. 5-3. 5h，酶解后離心分離得到菜籽油和菜桿蛋白。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固態(tài)發(fā)酵水酶法提取菜籽油和蛋白的方法，其特征在于所述的加水量與粉碎后菜籽質(zhì)量比為I. 52:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固態(tài)發(fā)酵水酶法提取菜籽油和蛋白的方法，其特征在于所述的固態(tài)發(fā)酵優(yōu)選參數(shù)為發(fā)酵溫度30°C,接種量為發(fā)酵培養(yǎng)基質(zhì)量的8%,發(fā)酵時(shí)間41. 3h。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固態(tài)發(fā)酵水酶法提取菜籽油和蛋白的方法，其特征在于所述的加水量與烘干粉碎后的發(fā)酵產(chǎn)物質(zhì)量比為5. 14:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固態(tài)發(fā)酵水酶法提取菜籽油和蛋白的方法，其特征在于所述的酶解優(yōu)選參數(shù)為酶解溫度60°C，酶解pH為8. 0，加酶量為混合液質(zhì)量的3. 15%，酶解時(shí)間 2. 65h。
全文摘要
固態(tài)發(fā)酵水酶法提取菜籽油和蛋白的方法屬于屬于植物油脂和蛋白的提取加工技術(shù)，主要包括以下步驟(1)菜籽粉碎后調(diào)節(jié)水分制成發(fā)酵培養(yǎng)基，然后高壓滅菌，冷卻后將活化的混合菌以一定比例接種到滅菌的發(fā)酵培養(yǎng)基中進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，得到發(fā)酵產(chǎn)物；(2)將發(fā)酵產(chǎn)物烘干粉碎后與水混合得到混合液，調(diào)節(jié)混合液的pH值和溫度，向混合液中加入蛋白酶進(jìn)行酶解，酶解后離心分離得到菜籽油和菜籽蛋白；該方法所需設(shè)備簡(jiǎn)單、操作安全、成本低，菜籽油和菜籽蛋白提取率高，所得菜籽油無(wú)溶劑殘留、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，所得菜籽蛋白品質(zhì)好，產(chǎn)品中硫苷、植酸和單寧等抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)含量低。
文檔編號(hào)C11B1/00GK102827683SQ20121033638
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月13日
發(fā)明者李楊, 江連洲, 齊寶坤, 于鵬, 曹亮 申請(qǐng)人:東北農(nóng)業(yè)大學(xué)