發(fā)布時間：2019-12-03 07:40

【摘要】：水酶法提取植物油工藝可實現(xiàn)同時提取花生油和蛋白質(zhì),具有反應(yīng)條件溫和、毛油品質(zhì)高、設(shè)備投入成本低、資源利用率高、綠色環(huán)保等特點,因此一直備受關(guān)注。水酶法提取花生油和蛋白質(zhì)的相關(guān)研究已有半個多世紀,但至今未實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,其原因是一系列的原理、工藝、設(shè)備、成本和資源充分利用等問題沒有根本解決。本論文對傳統(tǒng)水酶法工藝進行改造,提出了新型水酶法提取工藝(IEAEP),酶的用量減少到傳統(tǒng)水酶法的1/10,在減少成本的同時,保護了94%的蛋白質(zhì)不被酶過度水解,加上花生粉碎、反應(yīng)、破乳和分離等工業(yè)化技術(shù)與裝備的突破,最終實現(xiàn)了水酶法同時提取花生油和蛋白質(zhì)的產(chǎn)業(yè)化。本文的主要研究內(nèi)容包括花生原料的烘烤、粉碎、乳狀液的破乳、花生蛋白質(zhì)及其水解蛋白產(chǎn)物的功能性質(zhì)、新型水酶法工藝的中試及新型水酶法花生油的風味和保藏特性等。首先研究了烘烤對花生油和蛋白質(zhì)提取率的影響。結(jié)果表明,隨著烘烤溫度的增加,油提取率呈先上升后下降的趨勢。采用150℃烘烤得到的油提取率最高,為92.2%,但是蛋白質(zhì)提取率則呈下降趨勢,相對應(yīng)地渣中的蛋白質(zhì)含量增加。通過激光共聚焦顯微鏡(CLSM)觀察花生原料和破碎后樣品的微觀結(jié)構(gòu)和測定花生的粉碎粒徑結(jié)果表明,在相同的粉碎條件下,烘烤后(150℃)的花生比未烘烤花生更容易破碎。當花生原料的粒徑分布范圍在1.38-104.60μm或平均粒徑(d0.5)達到15.2μm以下時,通過CLSM找不到完整的花生子葉細胞。另外,新型水酶法渣的微結(jié)構(gòu)和含油量結(jié)果表明,烘烤花生渣中的殘油量明顯高于未烘烤花生渣中的殘油量。從微結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn),烘烤花生渣中殘留的油脂多以吸附在固體顆粒表面的形式存在,而不是被物理截留,這與未烘烤花生渣的微觀結(jié)構(gòu)截然不同。針對新型水酶法產(chǎn)生乳狀液的組成和微觀結(jié)構(gòu)的研究結(jié)果表明,乳狀液的穩(wěn)定性對p H值敏感,尤其是在花生蛋白質(zhì)的等電點處(p H 4.5)穩(wěn)定性最差,破乳率可達到85.71%。通過比較不同的破乳方法,結(jié)果表明酶法破乳的效果最佳,5種復(fù)合蛋白酶(酶A、酶B、酶C、酶D、酶E,添加量為1.5%,w/w)和1種磷脂酶(酶F,添加量為1.5%,w/w)的破乳率由大至小依次為:酶E(94.89%)酶D(93.10%)酶C(86.89%)酶A(84.51%)酶B(80.76%)酶F(56.69%)。利用激光共聚焦顯微鏡觀察花生中油脂的分布和乳狀液的微觀結(jié)構(gòu),闡明了兩種不同的酶法破乳機制。(a)酶和p H值協(xié)同作用實現(xiàn)乳狀液的破乳;(b)酶解產(chǎn)生的小分子肽競爭吸附到油水界面導(dǎo)致蛋白質(zhì)膜失去原有的穩(wěn)定性而實現(xiàn)乳狀液的破乳。通過研究花生蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)結(jié)果表明,新型水酶法得到的分離蛋白比壓榨結(jié)合溶劑浸出脫脂后進行提取得到的花生分離蛋白質(zhì)具有更好的乳化性質(zhì)、起泡性以及持油(水)性。同時花生蛋白質(zhì)的起泡性、泡沫穩(wěn)定性和持油性均高于大豆分離蛋白質(zhì)。本論文也針對酶法破乳過程中蛋白質(zhì)的水解度、溶解度、乳化性質(zhì)、相對分子質(zhì)量和二級結(jié)構(gòu)的變化進行了研究。結(jié)果表明,乳狀液中的蛋白質(zhì)70%以上被水解成分子質(zhì)量小于1 k Da的小分子多肽,同時蛋白質(zhì)水解物的溶解度均有不同程度的增加,但是乳化穩(wěn)定性普遍降低。由于酶添加的首要目的是破乳而不是獲得品質(zhì)高和功能性較好的蛋白質(zhì)水解物,因此很難同時實現(xiàn)較高的乳狀液破乳率和獲得功能性質(zhì)很高的水解蛋白質(zhì)。在小試的基礎(chǔ)上,開展了新型水酶法提取花生油和蛋白質(zhì)的中試和生產(chǎn)性試驗。新型水酶法中試(投料500 kg)的油提取率可以達到89.4%以上,渣和水相中的殘油量分別為1.1%和3.4%,中試結(jié)果達到了小試水平。在此基礎(chǔ)上建立了一條日處理50噸花生的新型水酶法提取花生油和蛋白質(zhì)的生產(chǎn)線,油提取率達到92%以上,蛋白質(zhì)提取率達到86.2%。本論文對新型水酶法花生油的品質(zhì)及其保藏過程中油脂的氧化穩(wěn)定性的研究結(jié)果表明,新型水酶法花生油中未檢測出含有縮水甘油酯和3-氯丙醇酯,而熱榨和浸出商品花生油和壓榨毛油中均則檢測出含有以上兩種有害物質(zhì)。另一方面,新型水酶法花生油的反式脂肪酸含量比市售的4種壓榨花生油中的反式脂肪酸含量更低。在不添加抗氧化劑的情況下,新型水酶法花生油在150天的保藏時間內(nèi)保持良好的品質(zhì),過氧化值分別為3.62±0.28 mmol/kg,且均處于油脂氧化的第一階段。最后,通過HS-SPME-GC/MS、感官評定和電子鼻(EN)相結(jié)合分析了烘烤溫度對新型水酶法和壓榨法花生油揮發(fā)性風味成分的影響。在新型水酶法花生油的HS-SPMEGC/MS結(jié)果中檢測到95種主要的揮發(fā)性風味化合物,吡嗪類化合物貢獻了花生油的特殊烘烤花生風味。在相同的烘烤條件下,新型水酶法花生油風味中的吡嗪類化合物含量較壓榨法花生油的含量低。煎炸馬鈴薯條樣品揮發(fā)性風味化合物的結(jié)果顯示,花生油中的吡嗪類化合物易揮發(fā),在高溫煎炸的過程中損失,因此花生油本身的風味對炸薯條的風味無影響。電子鼻分析結(jié)果與GC-MS相似。
【圖文】：

緒論第一章 緒論hishypogaea L.）又稱落花生，地果和香果，屬薔薇目，豆科種古老的油料作物，最早出現(xiàn)在南美洲，大約在公元前 20期，人們最開始大規(guī)模種植花生是為了替代價格更高的橄欖榨油機械的發(fā)展，花生及花生油才迅速傳遍世界。2015-20植面積達到 2474 萬公頃，主要集中在印度、中國、美國、為世界六大油料作物之一，其產(chǎn)量占世界總油料作物產(chǎn)量的界食用植物油總產(chǎn)量的 3.1%[2]。在我國，花生的種植面積達植面積第二大，產(chǎn)量世界第一的國家。2015 年，，我國花生總產(chǎn)量的 40.8%[3]（圖 1-1）。

量的 40.8%[3]（圖 1-1）。 1-1 2015-2016 年度世界范圍內(nèi)花生主要產(chǎn)區(qū)的種植面積及產(chǎn)量re 1-1 Peanut area yield and production in the worldwide (2015-2016)植分布非常廣泛，根據(jù)國家統(tǒng)計局 2014 年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯海和寧夏回族自治區(qū)之外均有大面積種植，但主要集中在五省，占全國花生產(chǎn)量的 68.6%[3]（圖 1-2）。
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TS224;TQ936.2

【引證文獻】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 王麗;木瓜籽油的提取及其籽粕多糖結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特性研究[D];鄭州大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 宋媛媛;乙醇輔助水酶法提取牡丹籽油工藝研究[D];江南大學(xué);2018年

2 趙琦琰;磷脂在花生水酶法提油中的遷移及其對油氧化穩(wěn)定性影響[D];江南大學(xué);2018年

3 鄧博心;預(yù)烘烤對花生水酶法制油油脂釋放行為及品質(zhì)的影響[D];江南大學(xué);2018年

4 朱楚楚;金瓜籽水酶法提油及抗氧化活性肽的研究[D];上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué);2018年

5 王小花;花生水劑法提油過程中蛋白質(zhì)的回收及其功能性質(zhì)研究[D];河南工業(yè)大學(xué);2018年

本文編號：2569112