專利名稱：：水酶法提取南瓜籽油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于植物油提取技術(shù)，主要涉及南瓜籽油提取方法。
背景技術(shù)：
：我國(guó)南瓜種植范圍廣泛，南瓜籽來(lái)源豐富。但僅有少部分南瓜籽用于制作干果炒貨及保健飲品，大部分出口到東歐、R本等地區(qū)，資源丌發(fā)利用不足，而南瓜籽油的提取利用技術(shù)一直是制約南瓜籽工業(yè)化開發(fā)的難題。南瓜籽油富含不飽和脂肪酸、天然維生素、植物甾醇、亞油酸等高生物活性成分，其中不飽和脂肪酸含量較高，油酸平均含16.59%，亞油酸平均含39.53%。利用南瓜籽油可有效的清除體內(nèi)自由基，具有抗衰老、抗腫瘤、防止心腦血管等疾病的作用。目前對(duì)于南瓜軒油的提取技術(shù)還不夠完善，多數(shù)還采用傳統(tǒng)壓搾、有機(jī)溶劑浸提等方法，既費(fèi)時(shí)費(fèi)力又提取率不高，還存在難于分離、純度低等問(wèn)題。如何尋找一條安全、高效、省時(shí)、省力的南瓜籽油提取工藝是本發(fā)明將要解決的問(wèn)題。傳統(tǒng)壓榨工藝以高溫高水分蒸炒、卨溫低水分壓榨為其特點(diǎn)，油籽細(xì)胞中色素在較高的溫度、水分下大量溶入油中，料胚在高溫蒸炒時(shí)發(fā)生局部焦糊，產(chǎn)生大量黑色素，加深了毛油的色澤，給精煉造成困難，壓榨后餅中蛋白破壞較多，降低了油餅的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；超聲波法提取油脂雖能提取油料中大量的油脂，但所得油脂的營(yíng)養(yǎng)成分含量相對(duì)較低；超臨界流體萃取技術(shù)，操作壓力大，萃取時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)設(shè)備的要求高，能耗大，生產(chǎn)量低，生產(chǎn)成本高。水酶法提油工藝是利用水作為分散相，各種酶類在此水相中對(duì)油料細(xì)胞的降解作用使油脂浸出，在非油成分(蛋白質(zhì)和碳水化合物)對(duì)油和水的親和差異及油水比重不同而將油和非油成分分離。水酶法處理油料所得油脂質(zhì)量高、條件溫和，且可降低能耗、減少化學(xué)試劑使用量。目前，水酶法提油工藝研究還不夠完善，酶解最佳條件、溶劑殘留、乳化體系破乳等問(wèn)題還需要進(jìn)一步研究解決。目前南瓜籽油的研究國(guó)內(nèi)報(bào)道較少，中國(guó)發(fā)明專利CN1766075A"—種提取南瓜籽油及南瓜籽蛋白的方法"中談到以發(fā)芽的南瓜籽為原料進(jìn)行磨漿、酶解提取南瓜籽油，與本專利有如下幾點(diǎn)不同(1)原料差異。CN1766075A專利強(qiáng)調(diào)的是以發(fā)芽的南瓜籽進(jìn)行提収，發(fā)芽對(duì)南瓜籽中各種成分含量有一定促進(jìn)作用，但是發(fā)芽的條件(芽長(zhǎng)、溫度、濕度等)難以控制，處理不當(dāng)反而會(huì)降低其中各種成分含量，不適合大規(guī)模生產(chǎn)。(2)提取方法差異。CN1766075A專利采用的提取方法為常規(guī)酶解方法，不具備如前所述水酶法提取的優(yōu)點(diǎn)。(3)沒(méi)有對(duì)粉碎粒度、底物濃度、酶用量、復(fù)合酶配比、酶解pH值、溫度CC)、時(shí)間(h)等條件進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)確定最優(yōu)條件。(4)南瓜籽油的評(píng)價(jià)指標(biāo)之間也存在較大差異。國(guó)外有關(guān)水酶法提取南瓜籽油的專利幾乎沒(méi)有，較多的集中在南瓜籽油作為食品或藥品的添加劑用于協(xié)助治療良性前列腺疾病和乳腺癌等疾病，美國(guó)發(fā)明專利09/259,857Dietarysupplementcontainingsawpalmetto,pum沐inseed，andnettleroot提到了含有鋸棕櫚，南瓜籽油和蕁麻根的膳食補(bǔ)充劑可幫助維持前列腺腺體的健康。美國(guó)發(fā)明專利09/921,018Anti-aromatasepharmaceuticalcompositionforcontrollingtestosterone/estroneratios提到的含有蕁麻根，南瓜籽油，非洲櫻桃樹皮等提取物的反芳香成分藥品能協(xié)助治療良性前列腺疾病和乳腺癌。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述已有技術(shù)存在的問(wèn)題，研究一種水酶法提取南瓜籽油的方法，達(dá)到提高出油率和油脂質(zhì)量、簡(jiǎn)化工藝過(guò)程和設(shè)備、降低能耗的目的。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種水酶法提取南瓜籽油的方法包括將南瓜籽從瓜囊中摘出、清洗、晾曬、粉碎、過(guò)篩，①過(guò)篩后南瓜籽粉粒徑控制在0.31.5mm內(nèi)；②在復(fù)合酶用量1500030000U、溶液pH值1~7、提取時(shí)間28h、提取溫度206(TC的酶解條件卜緩沖液酶解；③高速離心破乳；向離心液中加入水溶液后，再加入破乳劑，分液漏斗分層，加入干燥劑，離心后得到油脂，或者向離心液中加入有機(jī)溶劑萃取后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溶劑得到油脂。所述的酶解使用的緩沖液為0.1mol/L乙酸-乙酸鈉溶液。所述的由酶和緩沖液組成的酶解溶液體積ml與南瓜籽粉質(zhì)量g的比值在15范圍內(nèi)。所述的復(fù)合酶由蛋白酶、纖維素酶和果膠酶組成，其最佳配比控制在2:13:222:17:30范圍內(nèi)。高速離心破乳時(shí)轉(zhuǎn)速控制在300010000r/min范圍內(nèi)。有機(jī)溶劑萃取南瓜籽油選用的溶劑為iH己烷。所述的破乳劑為飽和NaCl溶液。所述的干燥劑為無(wú)水CaCl2。水酶法提取南瓜籽油營(yíng)養(yǎng)成分含量豐富，油脂質(zhì)量好。與水相酶解有機(jī)溶劑提取法相比，水相酶解水提取南瓜籽油出油率有所下降(不到1%)。這是由于有機(jī)溶劑推動(dòng)了油料釋放油脂的過(guò)程，使油脂更易進(jìn)入有機(jī)相，而目.使油分從蛋白及水相中更加容易地分離出來(lái)。采用水相酶解水提油工藝提取油脂是為了探索無(wú)溶劑殘留的制油工藝，即使以水提取油脂出油率略低，但滿足人體健康要求，排除溶劑殘留隱患，此外還可減少能耗，節(jié)約成本。目前，水酶法提取植物油脂采用的破乳方法有離心分離破乳；加熱破乳；調(diào)解pll值破乳；有機(jī)溶劑萃取破乳。后三種方法破乳率不高，對(duì)油脂的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及安全性造成隱患且工序繁瑣。本專利采用高速離心破乳(300010000r/min)后，對(duì)固液分離后的液相添加破乳劑飽和NaCl溶液協(xié)助破乳，可完全破壞油、水、蛋白質(zhì)三者的乳化體系，達(dá)到破乳效果。另外，飽和NaCl溶液成本低，可循環(huán)利用，保護(hù)環(huán)境。本發(fā)明設(shè)備簡(jiǎn)單，能耗低，工藝簡(jiǎn)短，易于工業(yè)化，具有廣闊的應(yīng)用前景。圖1為水相酶解有機(jī)溶劑提取南瓜籽油的工藝流程圖。圖2為水相酶解水提取南瓜籽油的工藝流程圖。圖3正己垸標(biāo)準(zhǔn)品氣相色譜圖譜，圖4樣品中正己烷殘留氣相色譜圖譜。，具體實(shí)施例方式以下用實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施方式l:水酶法最佳酶解條件的確定確定水酶法制取南瓜籽油的南瓜籽粒度采用高速萬(wàn)能細(xì)胞粉碎機(jī)將南瓜籽粉碎5s(注意粉碎程度不要過(guò)高)，用標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩篩選出粒徑分別為0.325mm、0.5mm、l.Omm、1.5mm的南瓜籽粉。分別取上述粒度的原料7g，以1:2的固液比加入pH值4.8的0.1mol/L乙酸-乙酸鈉緩沖溶液。加入0.5mL纖維素酶原液，5(TC酶解2h，離心后，加56mL止:己烷溶劑萃取，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)出油樣，恒重后以出油率為指標(biāo)，確定南瓜籽提油的最適粉碎粒度控制在0.31.5mm內(nèi)。確定水酶法制取南瓜籽油的固液比4向7g過(guò)篩的南瓜籽中以1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3的固液比加入pH值4.8的0.1mol/L乙酸-乙酸鈉緩沖溶液。加入0.5mL纖維素酶原液，5(TC酶解2h，離心后，加56mL正己垸溶劑萃取，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)出油樣。以出油率為指標(biāo)，確定pH值4.8的0.1mol/L乙酸-乙酸鈉緩沖溶液與南瓜籽粉最佳液固比(mL:g)控制在15范圍。確定水酶法制取南瓜籽油的水解酶類經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定南瓜籽的主要營(yíng)養(yǎng)成分及含量分別為粗脂肪含量49.32±0.11%、蛋白質(zhì)含量31.42±0.24%、果膠含量1.36±0.14%、纖維素含量1.73±0.19%、淀粉含量0.74±0.28%。由于南瓜籽中淀粉含量相對(duì)較少，故選用蛋白酶、果膠酶和纖維素酶作為水解油料細(xì)胞的酶類。各單酶用量的確定酸性蛋白酶用量的確定，以0.02mol/LpH值5的磷酸鹽緩沖液稀釋lg酸性蛋白酶酶粉并定容至100mL的容量瓶中。分別取lmL、2mL、3mL、4mL、5mL稀釋后的酶液于7g過(guò)0.5mm孔徑篩的南瓜籽中，加入該緩沖液至21mL，45。C酶解2h，離心后，加56mL正己烷溶劑萃取，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)出油樣。以出油率為指標(biāo)，確定此濃度下酸性蛋白酶的最適用量為10008000U范圍。纖維素酶用量的確定，以pH值4.8的0.1mol/L乙酸-乙酸鈉緩沖溶液稀釋1.0mL纖維素酶原液且定容于100mL容量瓶中，分別取lmL、2mL、3mL、4mL、5mL、6mL、7mL于7g過(guò)0.5mm孔徑篩的南瓜籽中，加入該緩沖溶液至21mL，50。C酶解2h，離心后，加56mLTF己垸溶劑萃取，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)出油樣。以出油率為指標(biāo)，確定此濃度下纖維素酶的最適用量為500015500U范圍。果膠酶用量的確定，以pH值4的0.1mol/L擰檬酸-磷酸鹽緩沖溶液稀釋l.Og果膠酶粉并定容于100mL容量瓶中，分別取lmL、2mL、3mL、4mL、5mL、6mL稀釋后的酶液于7g過(guò)0.5mm孔徑篩的南瓜籽中，加入該緩沖溶液至21mL，5(TC酶解2h，離心后，加56mL正己垸溶劑萃取，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)出油樣。以出油率為指標(biāo)，確定此濃度下果膠酶的最適用量為300015500U范圍。復(fù)合酶最佳配比的確定分別將三種酶的單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)為酶用量的水平上限，在pH值為4，溫度為5(TC條件下酶解3h，以出油率為指標(biāo)，確定復(fù)合酶提取油脂最佳配比。表l復(fù)合酶最佳配比正交試驗(yàn)因素水平編碼表試驗(yàn)號(hào)蛋白酶(U)纖維素酶(u)果膠酶(U)出油率(％)11O1O1O34,79212O2O35,98313O3O36.5242O1336.74522133.67623234.7273O1235.04832336.88933134.0235.76%35.52%34.16%k235.04%35.51%35.25%k335.31%35.09%36.7"/0R0.450.432.555表2正交試驗(yàn)方差分析表變異來(lái)源ss(%)DFMS(%)FPA0.00793820.0039691.190.3441B0.00370120.0018500.890.5295C0.09851520.04925723.650.0406誤差0.00416520.002082總變異0.1143188由正交試驗(yàn)結(jié)果、方差分析可知，不同種類的酶提取南瓜籽油的水解作用影響主次順序?yàn)楣z酶、蛋白酶、纖維素酶，其中果膠酶對(duì)提油結(jié)果影響顯著。通過(guò)比較各因素較優(yōu)水平k,、k2、k3，可得復(fù)合酶提取南瓜籽油最佳配比組合為A,B^3，即蛋白酶用量IOOOU、纖維素酶用量8500U、果膠酶用量14500U時(shí)提取率最高。對(duì)最佳復(fù)合酶配比組合A,B^3迸行驗(yàn)證試驗(yàn)，南瓜籽出油率為37.04%。通過(guò)酶的復(fù)合水解作用，提高了單一酶水解提取南瓜籽的出油率。復(fù)合酶最佳酶解條件的確定以復(fù)合酶用量、酶解時(shí)間、溫度、pH值為因素設(shè)計(jì)四因素三水平正交實(shí)驗(yàn)，以出油率為指標(biāo)，確定水酶法提取南瓜籽油的最佳酶解條件。表3復(fù)合酶提取南瓜籽^ll解條件正交結(jié)果試驗(yàn)號(hào)復(fù)合酶pH值溫度('c)時(shí)間(h)出油率(％)11O1O1o1O31.60212O2O2O37.62313O3O3O31.9542O1.2333.265223137.036231234.2873O13234,428321337.929332135,97^0.3370.3310.3460.3490.3490.3750.3560.354k30.3610.3410.3450.344R0.0240,0440.0110.010表4正交結(jié)果方差分析表變異來(lái)源SSDFMSFPA1.213830.40460.290.8319B2.886830.96220.690.58]3C1.863830.62120.440.7269D1.661320.83060.590.5721誤差12.572391.3969總變異20.198120'由正交試驗(yàn)結(jié)果和極差、方差分析可知，復(fù)合酶提取南瓜籽油水解條件影響的主次順序?yàn)樗庾饔玫膒H值、復(fù)合酶用量、水解溫度、水解時(shí)間。通過(guò)比較各因素較優(yōu)水平k,、k2、k3，可得復(fù)合酶提取南瓜籽油最佳水解條件為復(fù)合酶用量25500U、在pH值為4、作用溫度為4(TC的條件下，水解4h。實(shí)施方式2:水相酶解有機(jī)溶劑萃取法提取南瓜籽油采用高速萬(wàn)能細(xì)胞粉碎機(jī)將南瓜籽粉碎5s(注意粉碎程度不要過(guò)高)，取7g過(guò)0.5mm孔徑篩的南瓜籽粉，加入復(fù)合酶25500U，再加入0.1mol/L乙酸-乙酸鈉緩沖溶液至21mL，在pH值為4，40。C酶解4h，將酶解后所得溶液卨速離心(300010000r/min)破乳，向離心液中加入56mL正己垸溶劑，萃取34次，合并萃取液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)出油樣，恒重后南瓜籽出油率為38.34%。檢驗(yàn)水相酶解有機(jī)溶劑提油方法中正己垸的殘留測(cè)定。20g南瓜籽經(jīng)水相酶解有機(jī)溶劑提取油脂后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得油脂8.7837g。將其置于5(TC烘箱中，每隔30min稱量，確定殘留溶劑的恒重時(shí)間為4h。表5殘留溶劑蒸發(fā)時(shí)間確定的l式驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>樣品中正己烷峰面積為7.5,代入^己烷標(biāo)準(zhǔn)曲線，得出水相酶解有機(jī)溶劑法提取南瓜籽油溶劑正己烷殘留為46.60mg/kg。中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB2716-2005食用植物油衛(wèi)生+示準(zhǔn)中規(guī)定食用植物油浸出汕溶劑殘留^50mg/kg。故木實(shí)驗(yàn)水相酶解A機(jī)溶劑提取南瓜籽油溶劑殘留指標(biāo)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施方式3:水相酶解水法提取南瓜籽油采用高速萬(wàn)能細(xì)胞粉碎機(jī)將南瓜籽粉碎5s(注意粉碎程度不要過(guò)高)，取7g過(guò)0.5mm孔徑篩的南瓜籽粉，加入復(fù)合酶25500U，再加入0.1mol/L乙酸-乙酸鈉緩沖溶液至21mL，在pH值為4，4(TC酶解4h，將酶解后所得溶液高速離心(300010000r/min)破乳，向離心液中加入水溶液提取油脂，加入破乳劑飽和NaCl溶液515mL，提取34次，向所得油相中加入0.10.3g無(wú)水CaCl2干燥，離心后得到澄清、黃綠色油脂，南瓜籽出油率為37.40%。賴;取100g預(yù)處理過(guò)的南瓜籽，按上述水相酶解水提油工藝條件進(jìn)行擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)，所得油脂品質(zhì)不變，出油率為37.98%。水酶法提取南瓜籽油，部分營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)及理化指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果如表6所示表6南瓜籽油部分營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)及理化指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1.一種水酶法提取南瓜籽油的方法，包括將南瓜籽從瓜囊中摘出、清洗、晾曬、粉碎、過(guò)篩，其特征在于①過(guò)篩后南瓜籽粉粒徑控制在0.3～1.5mm內(nèi)；②在復(fù)合酶用量15000～30000U、溶液pH值1～7、提取時(shí)間2～8h、提取溫度20～60℃的酶解條件下緩沖液酶解；③高速離心破乳；④向離心液中加入水溶液后，再加入破乳劑，分液漏斗分層，加入干燥劑，離心后得到油脂，或者向離心液中加入有機(jī)溶劑萃取后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溶劑得到油脂。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述水酶法提取南瓜籽油的方法，其特征在于所述的酶解使用的緩沖液為O.lmol/L乙酸-乙酸鈉溶液。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述水酶法提取南瓜籽油的方法，其特征在于所述的由酶和緩沖液組成的酶解溶液體積ml與南瓜籽粉質(zhì)量g的比值在1~5范圍內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述水酶法提取南瓜籽油的方法，其特征在于所述的復(fù)合酶由蛋白酶、纖維素酶和果膠酶組成，其最佳配比控制在2:13:222:17:30范圍內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述水酶法提取南瓜籽油的方法，其特征在于高速離心破乳時(shí)轉(zhuǎn)速控制在300010000r/min范圍內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求l所述水酶法提取南瓜籽油的方法，其特征在于有機(jī)溶劑萃取南瓜籽油選用的溶劑為正己烷。7.根據(jù)權(quán)利要求l所述水酶法提取南瓜籽油的方法，其特征在于所述的破乳劑為飽和NaCl溶液。8.根據(jù)權(quán)利要求l所述水酶法提取南瓜籽油的方法，其特征在于所述的干燥劑為無(wú)水CaCl2。全文摘要水酶法提取南瓜籽油的方法屬于植物油提取技術(shù)；使用過(guò)篩后粒徑在0.3～1.5mm內(nèi)的南瓜籽粉、在復(fù)合酶用量15000～30000U、溶液pH值1～7、提取時(shí)間2～8h、提取溫度20～60℃的酶解條件下緩沖液酶解，高速離心破乳后，向離心液中加入水溶液，再加入破乳劑，分液漏斗分層，加入干燥劑，離心后得到油脂，或向離心液中加入有機(jī)溶劑，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溶劑得到油脂；本方法出油率高，油脂質(zhì)量好，工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，能耗低，加工程序少，易于工業(yè)化生產(chǎn)使用。文檔編號(hào)A23D9/02GK101455240SQ20081020982公開日2009年6月17日申請(qǐng)日期2008年12月29日優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日發(fā)明者欣孫,徐雅琴,昱楊申請(qǐng)人:東北農(nóng)業(yè)大學(xué)