本發(fā)明涉及一種同步制備油莎豆油和油莎豆分離蛋白的方法,屬于農(nóng)產(chǎn)品綜合加工。
背景技術(shù):
1、油莎豆(tiger?nut,cyperus?esculentus?l.)素有“地下核桃”的美稱,營養(yǎng)成分主要為脂肪(22.14%~44.92%)、蛋白質(zhì)(3.28%~8.45%)、淀粉(23.21%~48.12%)、纖維(8.26%~15.47%),以及礦物質(zhì)、植物甾醇、有機(jī)酸、生物堿、皂苷、酚類等活性物質(zhì)。油莎豆富含不飽和脂肪酸(油酸67.70%~74.60%),其脂肪酸組成類似于橄欖油,營養(yǎng)價(jià)值較高。油莎豆蛋白質(zhì)中必需氨基酸占比約46%,且具有良好的功能性質(zhì),被視為優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)來源。豐富的營養(yǎng)素和生物活性物質(zhì)賦予油莎豆較高的營養(yǎng)價(jià)值,油莎豆已成為一種前景廣闊的糧食、油料、生物活性物質(zhì)的生產(chǎn)資源,可以滿足人類日益增長的膳食需求。
2、油莎豆綜合利用的思路一般如下:
3、(1)以壓榨法或溶劑浸出法提取油莎豆油,再以油莎豆粕為原料進(jìn)行蛋白質(zhì)、淀粉等成分的提取,但這兩種方法的缺點(diǎn)也很明顯。壓榨法的油提取率較低,僅為50%左右。溶劑浸出法可以最大限度地提取油莎豆油;比如:cn107307175a公開了一種綜合利用油莎豆粕的方法,其是利用有機(jī)溶劑浸出油莎豆粕提取油莎豆分離蛋白的方法,其蛋白質(zhì)含量可達(dá)91%及以上,但該方法易造成有機(jī)溶劑殘留,且不符合綠色加工。
4、(2)以水媒法提取油莎豆油,現(xiàn)有技術(shù)都涉及到酶制劑的使用。比如:cn110200123a公開了一種酶法制備油莎豆分離蛋白的方法,其是利用油莎豆粕提取分離蛋白的方法,其原料為脫脂油莎豆粕,且該技術(shù)的酶添加量較大(3%~5%),存在生產(chǎn)成本較高和工藝復(fù)雜的問題;cn102311867a公開了一種水酶法-凍融耦合技術(shù)提取油莎豆油的方法其是先粉碎油莎豆,再加水浸泡,使用堿性蛋白酶和纖維素酶進(jìn)行酶解,然后冷凍至-30℃保持30min,室溫融解后二次離心得到油莎豆油的方法,該方法存在酶解時(shí)間長(6h)和酶添加量高(2.5%),并且蛋白質(zhì)被水解的問題;cn102234335a公開了一種連續(xù)提取油莎豆淀粉、油脂和糖的生產(chǎn)工藝,其是先粉碎油莎豆,再加水進(jìn)行磨漿,漿液調(diào)節(jié)至ph?4.5離心得到蛋白質(zhì)混合物,干燥后用作飼料,上層乳化液酶解得到油莎豆油,該方法存在蛋白質(zhì)純度不高(飼料級),以及油得率低(70%)的問題;cn117844566a公開了一種同時(shí)制備油莎豆淀粉糖和油莎豆油的方法,其是先粉碎油莎豆,再水洗、離心得到渣相、油相和乳狀液,然后冷凍乳狀液(-20℃、12h)進(jìn)行破乳得到油莎豆油,渣相進(jìn)行液化和糖化得到油莎豆淀粉糖的方法,該方法油提取率為89.40%,但并未涉及蛋白部分的利用;cn108504442a公開了一種酶法提取油莎豆油的方法和cn107099375a公開了一種油莎豆油和油莎豆分的制備方法,都是利用酶制劑水解蛋白質(zhì)和細(xì)胞壁達(dá)到釋放油脂的目的。
5、上述這些方法均需要采用溶劑或者酶制劑進(jìn)行油莎豆油和油莎豆分離蛋白的制備,成本高或者存在有機(jī)溶劑殘留。
6、目前,也有文獻(xiàn)提及采用無溶劑的方法進(jìn)行提取,比如:cn109879975a公開了油莎豆成分的快速分離方法;具體是制油莎豆粗粉;制油莎豆粗漿;制油莎豆豆皮皮渣,油莎豆脫皮漿料;制脫皮稀漿料;制油莎豆皮渣粉;制膳食纖維和脫纖維漿料;膳食纖維經(jīng)離心脫水、干燥,得油莎豆膳食纖維;調(diào)脫纖維漿料的ph值;制油莎豆淀粉;調(diào)淺褐色糖液ph,做下一批油莎豆粗粉的打漿用水;分離油脂層和水層;制油莎豆油;制淺褐色膏狀物;制產(chǎn)物油莎豆粗蛋白粉;制油莎豆糖;但是其從100公斤的油莎豆中僅能得到16.85公斤的油沙豆油,4.55公斤的油莎豆粗蛋白粉;提取率很低,且并未提及蛋白質(zhì)含量。
7、另外,油莎豆蛋白的常規(guī)提取工藝為堿溶酸沉法,酸沉ph基本為4.5;比如:文獻(xiàn)(王琳,周國衛(wèi),于志超,等.ph值偏移處理對油莎豆蛋白結(jié)構(gòu)及乳化性質(zhì)的影響[j].食品科學(xué),2020,41(22):8.doi:10.7506/spkx1002-6630-20191014-113.)、cn110200123a(一種酶法制備油莎豆分離蛋白粉的方法)等;并未提及如何調(diào)整酸沉ph能進(jìn)一步增加產(chǎn)品的蛋白質(zhì)含量。
8、此外,常規(guī)植物蛋白一般來源于油料種子或者谷物,以大豆和小麥為例,大豆的蛋白質(zhì)主要由球蛋白(約90%)和清蛋白(約10%)組成;小麥蛋白質(zhì)主要由醇溶蛋白(約45%)、谷蛋白(約40%)、清蛋白(約5%)和球蛋白(約10%)組成。而油莎豆蛋白與常規(guī)的植物蛋白有較大區(qū)別,其蛋白質(zhì)組成主要為清蛋白(82%~92%),球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白的含量都為3%~7.5%。清蛋白在ph?4.5時(shí)的沉降率較低,所以在提取蛋白質(zhì)時(shí)并不能完全借鑒已有工藝。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、[技術(shù)問題]
2、常規(guī)采用酶制劑、有機(jī)溶劑提取油莎豆油和油莎豆蛋白的方法會(huì)存在溶劑殘留與成本高的問題;
3、無溶劑提取油莎豆油和油莎豆蛋白的方法存在提取率低、純度低的問題;
4、油莎豆蛋白和一般的植物蛋白存在區(qū)別。
5、[技術(shù)方案]
6、為了解決上述問題,本發(fā)明提供了一種同步制備油莎豆油和油莎豆分離蛋白的方法,不需要有機(jī)溶劑萃取,且油莎豆油的提取率高,能達(dá)到90%以上;且制備的油莎豆分離蛋白純度高,并具有良好的酸穩(wěn)定性,適用于酸性乳飲料等產(chǎn)品中。
7、本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種同步制備油莎豆油和油莎豆分離蛋白的方法,包括如下步驟:
8、(1)將油莎豆粉和水混合,調(diào)節(jié)ph為7.0~9.0,進(jìn)行攪拌,離心,去除固渣,清液即為油莎豆?jié){液;
9、(2)將油莎豆?jié){液在-30~-5℃下冷凍6~14h,取出;在30~60℃下加熱攪拌0.5~2h,離心,得到油莎豆油和水相;
10、(3)將水相的溫度調(diào)節(jié)至30~70℃,調(diào)節(jié)ph至4.5~6.5,攪拌0.5~2h后,離心,取沉淀,即為油莎豆分離蛋白。
11、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中,步驟(1)中油莎豆粉是將油莎豆進(jìn)行干法粉碎得到的;油莎豆粉的粒徑大小為100~150目。
12、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中,步驟(1)中油莎豆粉和水的質(zhì)量比為1:6~8,進(jìn)一步優(yōu)選為1:7。
13、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中,步驟(1)中調(diào)節(jié)ph采用的溶液為naoh水溶液,濃度為1.5~2.5mol/l。
14、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中,步驟(1)中調(diào)節(jié)ph為8.0。
15、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中,步驟(1)中攪拌是在20~30℃(室溫)、100~200rpm下攪拌0.5~2h。
16、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中,步驟(1)中離心是1000~5000g下離心10~20min,進(jìn)一步優(yōu)選為3000g離心15min。
17、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中,步驟(1)中固渣可以繼續(xù)加水洗滌再次離心,重復(fù)1~3次,單次加水量為原料質(zhì)量的4~6倍,將所得清液合并,即為油莎豆?jié){液。
18、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中,步驟(2)中冷凍是在-18℃下冷凍8h。
19、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中,步驟(2)中加熱攪拌是在水浴鍋中進(jìn)行加熱;加熱攪拌是在40℃、100~200rpm下加熱攪拌1h。
20、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中,步驟(2)中離心是在3000~12000g下離心15~30min;進(jìn)一步優(yōu)選為10000g離心20min。
21、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中,步驟(3)中溫度調(diào)節(jié)是采用水浴鍋。
22、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中,步驟(3)中調(diào)節(jié)ph是采用hcl水溶液,濃度為1.5~2.5mol/l。
23、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中,步驟(3)中攪拌是在60℃、100~200rpm下攪拌0.5~2h。
24、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中,步驟(3)中離心是在3000~6000g下離心15~30min;進(jìn)一步優(yōu)選為5000g離心20min。
25、本發(fā)明的第二個(gè)目的是本發(fā)明所述的方法制備得到的油莎豆分離蛋白。
26、本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種從油莎豆中提取更多的油莎豆油、蛋白質(zhì)含量更高的油莎豆分離蛋白的方法,其采用了本發(fā)明所述的同步制備油莎豆油和油莎豆分離蛋白的方法。
27、本發(fā)明的第四個(gè)目的是提供一種提升油莎豆分離蛋白中蛋白質(zhì)含量的方法,其采用了本發(fā)明所述的同步制備油莎豆油和油莎豆分離蛋白的方法。
28、本發(fā)明的第五個(gè)目的是提供一種提升油莎豆分離蛋白中清蛋白比例的方法,其采用了本發(fā)明所述的同步制備油莎豆油和油莎豆分離蛋白的方法。
29、本發(fā)明的第六個(gè)目的是提供一種提升油莎豆分離蛋白的酸穩(wěn)定性的方法,其采用了本發(fā)明所述的同步制備油莎豆油和油莎豆分離蛋白的方法。
30、本發(fā)明的第七個(gè)目的是本發(fā)明所述的油莎豆分離蛋白在食品領(lǐng)域的應(yīng)用。
31、在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中,所述的食品為酸性乳飲料。
32、[有益效果]
33、(1)本發(fā)明對油莎豆進(jìn)行了綜合利用,相較于現(xiàn)有技術(shù),無有機(jī)溶劑和酶制劑的引入,更加綠色安全,實(shí)現(xiàn)了油莎豆的高價(jià)值利用。
34、(2)本發(fā)明的方法能夠有效的提取油莎豆油和油莎豆分離蛋白;最終油莎豆油的提取率高達(dá)92.56%±0.21%;油莎豆分離蛋白純度高,蛋白質(zhì)含量可達(dá)91.83%±0.06%,酸穩(wěn)定性為93.37%±1.05%,蛋白質(zhì)提取率為65.65%±0.12%。