一种大豆油脂的提取方法

专利名称：：一种大豆油脂的提取方法
技术领域：
：本发明涉及一种植物油脂的提取方法，尤其涉及大豆油脂的提取方法，属于植物油脂的提取加工领域。
背景技术：
：水酶法是釆用生物酶法水解大豆原料，提油条件温和，油料蛋白的性能几乎不发生变化，无论是水相中直接加工利用，还是回收分离蛋白再利用，效果都十分理想。但是水为溶剂提取植物油的方法应用于向大豆这样低含油量的油料，效果较差，油脂提取率低。而大豆中所含的蛋白不仅量多，而且质量优异，是植物蛋白中的精品，因此，解决低含油量大豆油料水酶法提取油脂的难题，意义重大。在上世纪50年代国外就有学者把生物技术(酶)应用于油脂以探求更科学、健康、安全的提取方法。到上世纪90年代，水酶法提油技术再次引起国内外学者的关注，因为水酶法技术不仅可以克服常规制油工艺在经济、环境、安全等多方面的弊端，且在提取油的同时可以有效的回收油料中其他营养物质。水酶法提取的研究逐步成为当前国内外食品工业的热点，至今已对近二十种油料进行了实验，研究涉及的酶有近十种。实验表明，对多种油料的水酶法制油工艺均能提高得油率，提高油的品质及副产物质量。水酶法提取技术是利用油料同时得到油脂和蛋白最理想方法，但也是研究难度较大的工艺方法，特别是对于低含油量的油料(最典型的是大豆)，存在得油率较低，以及酶解后蛋白与油脂所形成的乳状液难以破乳分离等技术难题。1973-1977年意大利科学家Montedoro,G和Petruccioli,G对酶法提取橄榄油进行相关的研究。1979年，Olsen将微生物蛋白酶Alcalase运用到大豆油和蛋白质的水法分离中，用酶降解蛋白质分子以释放其所有吸附的油，使油的得率接近60%，蛋白质的得率接近40%。1983年美国Fullbook用酶从西瓜籽中制取营养性的可溶性水解蛋白时，发现随着水解的进行，部分油被释放出来。随后他用酶从菜籽与大豆中提取油与蛋白质，取得了预期的效果。1986年McGlone，o.C.和Canales,A丄.M利用新的酶法技术成功的提取椰子油。1987年马来西亚科学家Cheah,S.C.，Augustin，M.A.利用酶法成功的提取了棕榈油。1988年泰国科学家Olsen，H.S.研究了多种植物种子水酶法制油初探。1993年Dominguez等对利用水酶法从大豆和向日葵籽中提取油脂进行相关研究，1995年他们又对酶处理后正己垸浸提大豆油脂进行相关研究。1994年意大利科学家Ranalli,A,和Costantini,N.利用生物技术提取橄榄油，1995年Ranalli，A,和Costantini,N利用当时已有的技术和研究成果进一步研究了引入蛋白水解酶对橄榄油提取率的影响，1996年他们分析了蛋白水解酶制取橄榄油的物理和化学特性并且提出了工艺参^对橄榄油数量和质量的影响，并且针对蛋白酶的添加量对橄榄油得率的影响进行了分析。1997年巴西禾斗学家Pereira-Freitas、Hartman和Couri等首次将轧坯后湿法挤压膨化技术应用于水酶法提取大豆油当中，他们指出经过热塑性挤压过程，有利于酶对细胞结构的破坏作用，减少非水化磷脂和促进蛋白质变性，减少乳液稳定性，从而提高提油率，并且经他们^f究表明影响出油率的主要参数是挤压机的套筒温度和模孔孔径，酶解过程中的料水比、加酶量以及酶解时间。他们得出的最佳挤压参数参数为套筒温度为9(TC、模孔孔径为6mm，酶解时间为6h、料水比为l:10以及酶的添加量为6%w/w，利用以上的工艺参数可使水酶法提油率提高到88%左右。1998年Sarker，B.C和Singh，B.P.N等对水酶法提取菜籽油的酶解工艺条件的优化进行相关研究，并且得到相应的优化参数。1997年Picuric-Jovanovic和K，Vrvaski等对利用水酶法成功的提取李子核仁油，并且在第二年他们又研究个水酶法提取油脂的工艺条件对李子核仁油的氧化稳定性的影响。2001年Y.B.CheMan和Suhardiyono等用Alcalase蛋白酶通过水酶法成功的提取了米糠油，经过响应面分析方法他指出酶的添加量对米糠油和蛋白的提取率影响最大，而酶解温度和酶解时间对其影响不显著，并且通过响应面寻优的方法和验证实验得到了最大提油率为79%和蛋白提取率为68%。综合国外研究报道，可以看到水酶法制油在2005年以前仅局限于高含油作物，而对于低含油的大豆研究较少。在2005-2008年美国科学家已经把目光投入到水酶法制取大豆油中，2006年美国科学家B.P.Lamsala、P.A.Murphyb和L.A.Johnsona,b将轧坯后湿法挤压预处理技术应有到水酶法提取大豆油当中，他们利用纤维素酶、蛋白酶以及两种酶的混合物酶解后提取轧坯后湿法挤压的全脂豆粉中的大豆油。试验证明轧坯后挤压的全脂豆粉直接用水剂法提取油脂其提油率为68%，加入蛋白酶后利用水酶法提取大豆油脂可以使提油率提高到88%，而加入纤维酶对提油率没有显著影响。他们分析是轧坯后挤压可以增强蛋白质的酶解效果使游离油在酶解后得到极大的释放。2007年B.P.Lamsal和L.A.Johnson对水酶法提取大豆油脂的破乳进行研究，他们指出近年来研究表明通过轧坯后挤压膨化预处理后，可使水酶法提油(复合酶)的提油率提高到88%，利用水酶法提取全脂大豆粉当中的油脂酶解离心后得到三相①游离油②乳状液③水解液，经过研究他们得出无论应用轧坯挤压预处理后水酶法或水剂法提取大豆油，大豆蛋白的亚基都存在于乳状液中起乳化作用，使大豆油很难分离出来。他们针对以上问题对热破乳、冷冻-解冻破乳以及磷脂酶法破乳进行了对比研究，研究表明冷冻-解冻破乳效果最佳，但工艺复杂。磷脂酶破乳工艺简单且效果较好，利用此方法可以使游离油的收得率达到70-80%。他们打破了以前水酶法只适合高含油作物提油的限制，使水酶法制取大豆油变得可行(提油率在88%左右)。4我国对水酶法提油的技术研究相对国外较晚。1992年自无锡轻工大学首次对酶法从全脂豆粉中同时制取大豆油和大豆水解蛋白的工艺进行初步研究。路线包括三步:第一，采取水提法将大豆中的蛋白质和油脂与不溶性残渣分离从而达到初步提取蛋白质和油的目的；第二步是采取酶法将与蛋白质相结合的油脂分离出来;第三步是通过破乳从乳化油制备高质量的油脂。其具体工艺路线见图1。从该工艺路线可以看出，原料没有进行预处理，且在提取油脂过程中经过两次酶解，由于当时生物酶技术的限制，所以只采用了碱性蛋白酶和中性蛋白酶进行水解，且工艺复杂，油脂提取率仅能达到65%左右。由于预处理技术、生物酶技术以及破乳技术不成熟等限制自1994年后国内未见相关论文发表。2000年浙江大学何国庆教授指导博士研究生钱俊青对水酶有机溶剂提取大豆油进行了系统研究，经过研究得到了最佳酶的选择以及最佳酶解工艺条件和萃取条件，大豆油提取率的达到84%左右，但由于当时技术的限制，他们并没有摆脱有机溶剂的使用以从根本上解决水酶法提取大豆油的难点。公开号CN101401658A的发明专利公开了一种水酶法从花生中提取油与水解蛋白的中试方法，该方法采用水酶法从花生中提取油与水解蛋白的中试方法，它以花生为原料，用单一的碱性蛋白酶进行酶解，引入三相分离机同时分离油、油水混合物和不溶残渣，并使用碟片式离心机对分离得到的油水混合物进一步分离，得到乳状液和水解液，其中乳状液经冷冻解冻破乳后得到破乳油，水解液经喷雾干燥后得到花生水解蛋白粉。此方法是适用于花生这种高含油作物提取制油工艺，因此提油较易，工艺相对来说较简单，对原料的预处理采用的是粉碎后进行碱提，破乳采用的是解冻破乳。目前大豆油脂制取工艺有两种，一种是溶剂浸出法和挤压膨化一浸出法，另一种是机械压榨法。出油率比较大的溶剂浸出法，粕残油率低(〈1%，干基)，溶剂会有一些残留，往往是氢汽油的成分，尽量控制在一定的安全层面上，但是很难说有的时候一个地方工艺上有问题的话会造成氢气油残留或者进出油残留的超标。六号抽取溶剂作为主要浸出用溶剂，其主要成分是正已垸和庚烷，此外还含有少量苯、甲苯等有害物质，对人体神经系统、脏器会有一定的伤害，使神经细胞内类脂平衡失调，导致各种人体机能紊乱。食用油中溶剂残留量过高，长期食用会导致人精神麻痹甚至瘫痪。另一种溶剂正已垸，对膜脂质有损伤作用，并且正己烷的急性吸入可引起或增强机体活性氧自由基的损伤反应，导致脂质过氧化损伤。湿粕在高温脱溶过程中变性严重，并且使用有机溶剂增加了工艺的繁琐性，设备投资大，能耗大，降低生产的安全性，造成环境污染。蛋白质变性严重。压榨法是靠物理挤压出来的油，还有其它溶解性的东西也会出来，影响油的感官；经过后期高温长时间处理，油、饼质量差，豆粕中的残油率高(5%7%，干基)；豆粕中蛋白变性严重，只能用作肥料，而目前营养界经研究发现大豆活性肽具有很高的营养价值及广泛的功能活性(类吗啡样活性、激素和调节激素的作用，对生物体内的酶具有调节和抑制功能，改善和提高矿物质运输和吸收，抗菌和病毒，提高免疫力，抗氧化，清除自由基抗衰老以及抗高血压和高血脂等。)，所以此方法造成大量优质植物蛋白的浪费。新出台的国家标准规定，一二级浸出色拉油溶剂残留标准每公斤不得超过IO毫克，三四级不应超过50毫克，这说明合格油品中仍然含有溶剂残留。最近美国著名的营养学家阿德勒"戴维斯博士研究指出，未经精炼的植物油中所含的维生素E可以防止胡萝卜素、肾上腺素、性激素及维生素A、D、K的氧化破坏。但是，溶剂浸出与机械压榨所得的大豆油必须经过碱炼、脱酸等多道精炼工序才能作为食用油脂，而精炼过程又会使某些营养成分损失，其中维生素E极易被氧化，在精炼油中，维生素E已荡然无存，同时溶剂残留对人体健康直接造成不良影响，油脂精炼后被氧化，虽不易腐败，但只能供给能量，没有其他营养价值。目前，溶剂浸提和压榨制油后豆粕主要用作饲料，在食品方面应用极少，而且只限于酿造食品。
发明内容本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种新的大豆油脂的提取方法。本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的一种大豆油脂的提取方法，包括以下步骤(1)大豆粉碎后用双螺杆挤压机进行挤压膨化；(2)将挤压膨化后的大豆产物与水混合得到混合液；向混合液中加入蛋白酶进行酶解；(3)将酶解液灭酶，离心分离，即得。为了达到更好的提取效果，步骤(1)中所大豆粉碎后将其含水率调整为10%-18%(w/w)(优选为14.5%(w/w))再挤压膨化；其中，所述的挤压膨化优选在以下条件下进行双螺杆挤压机模孔的孔径优选为14-26mm，更优选为20mm;双螺杆挤压机螺杆转速优选为70-160r/min，更优选为105r/min;双螺杆挤压机套筒温度优选为75。C-120°C,更优选为90。C。步骤(2)中，优选的，将挤压膨化后的大豆产物与水按照l:3.5-9的重量比例进行混合，更优选的，将其按照l:6.5的重量比例进行混合，得到混合液;将混合液的pH值调节为8-12，更优选的，将混合液的pH值调节为9.5;所加入的蛋白酶可以是碱性内切蛋白酶，风味蛋白酶，木瓜蛋白酶，复合蛋白酶或中性蛋白酶，优选为Alcalase碱性内切蛋白酶；其中，按重量百分比计，所加入的酶的用量优选为占反应混合物总重量的1.2-3%，更优选为2%;其中，所述的酶解温度优选为45""C-65°C，更优选为57'C;酶解时间优选为2-6小时，更优选为3小时45分钟；步骤(3)中所述的离心优选为离心转速为4500r/min;离心时间为30min;本发明方法是在机械破碎的基础上，采用能降解植物油料细胞的酶或对脂蛋白、脂多糖等复合体有降解作用的酶作用于油料，使油脂易于从油料固体中释放出来，利用非油成分(蛋白和碳水化合物)对油和水的亲和力差异，同时利用油水比重不同而将油和非油成分分离。本发明方法中，酶除了能降解油料细胞、分解脂蛋白、脂多糖等复合体外，还能破坏油料在磨桨等过程中形成的包裹在油滴表面的脂蛋白膜，降低乳状液的稳定性，从而提高游离油得率。本发明方法利用粉碎挤压膨化预处理和生物酶相结合的水酶法分离大豆油脂，所需要的设备简单、操作安全、所得大豆油无溶剂残留，分离得到的乳化油经破乳后无需精炼即可获得高质量的油，营养价值高，大豆蛋白与大豆肽可利用价值高和投资少。经过验证与对比试验，在本发明酶解工艺条件下总油提取率可达到93.18%左右。本发明方法作用条件温和(常温、无有机溶剂、无剧烈化学反应)，体系中的降解产物一般不会与提取物发生反应，可以有效地保护油脂、蛋白质以及胶质等可利用成分的品质。本发明水酶法制取大豆油与传统制油工艺相比主要具有以下工艺优点①从全脂豆粉中同时分离油和蛋白质。②设备简单、操作安全、植物油无溶剂残留和投资少。③能除去豆中的豆腥成分、营养抑制剂因子和产气因子。④由酶法分离得到的等电点可溶大豆水解蛋白含油很高(约90%)的大豆深加工产品，能广泛应用于多种食品体系。⑤蛋白质变性率低。⑥由酶法分离得到的乳化油经破乳后无需处理即可获得高质量的油。图1现有的水酶法提取大豆油的工艺路线图;图2本发明方法的工艺路线图3不同酶的种类对总油提取率的影响；图4加酶量对总油提取率的影响；图5酶解温度对总油提取率的影响；图6酶解时间对总油提取率的影响图7料水比对总油提取率的影响；具体实施例方式下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。实验例l大豆蛋白酶解工艺条件最佳参数的筛选实验1材料与方法1.1材料、试剂大豆黑龙江农业科学院培植的垦农42Alcalase碱性内切蛋白酶丹麦novo公司风味蛋白酶丹麦novo公司木瓜蛋白酶丹麦novo公司复合蛋白酶丹麦novo公司AS1398中性蛋白酶丹麦novo公司pH对总油提取率的影响；各因素对考察指标的降维分析Pffc,xJ的响应面；PfTuJ的响应面；F=ffc,^J的响应面；^ffc,xj的响应面；的响应面；的响应面；Pffc,W的响应面；Pf6^xJ的响应面；不同酶的种类对总油提取率的影响;各因素对考察指标的降维分析的等高线与响应面；F=fxj的等高线与响应面；^ffc,W的等高线与响应面；F=f;^的等高线与响应面；F^fc,^J的等高线与响应面；89o256789o222222图81.2主要仪器设备pHS-25型酸度计电子分析天平上海伟业仪器厂梅勒特-托利多仪器(上海)有限公司北京医用离心机厂江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司余姚市东方电工仪器厂上海新嘉电子有限公司上海纤检仪器有限公司中国天津泰斯特仪器有限公司天津玻璃仪器厂江苏牧羊集团离心机精密电动搅拌机电热恒温水浴锅半自动定氮仪消化仪锤片式粉碎机索氏抽提器双螺杆挤压机MY146X2螺杆直径(mm)146主轴动力(kW)315调质器功率(kw)22喂料器功率(kw)2.21.3实验方法1.3.l大豆的成分测定水分的测定GB304—87进行测定；粗脂肪的测定GB5512—85中索氏抽提法进行测定；粗蛋白的测定GB6432—94标准方法进行；灰分测定GB5009.4-85;原料成分测定利用近红外分析仪进行测定1.3.2工艺流程大豆一清理一粉碎一水分调节一挤压膨化(模孔孔径18腿、套筒温度90。C、物料含水率14%、螺杆转速100rpm)—粉碎一调节pH值和温度一酶解一灭酶一离心一大豆油1.3.3计算公式总油提取率(％)=(原料大豆所用克数*大豆中油的质量分数-酶解后残渣中残油量)/原料大豆所用克数*大豆中油的质量分数2结果与讨论2.1酶的选择称取经过挤压膨化再粉碎的全脂豆粉50g置于5个四颈瓶中，按相同加酶量、料水比、酶解时间，以总油提取率为考察指标，固定各种蛋白酶(碱性蛋白酶、中性蛋白酶、木瓜蛋白酶、复合蛋白酶、风味蛋白酶)的酶解pH值和温度(根据商标上建议最适pH值和温度)，根据查阅的国内外文献固定料水比，水解时间都固定为3h,分别在酶的添加量为4000U/g、6000U/g、8000U/g、10000U/g、12000U/g的条件下进行水解。选出最适合挤压膨化预处理后水酶法提取大豆油酶的种类，结果见图3。由图3结果可以看出碱性蛋白酶优势最大，所以本实验选择碱性蛋白酶。2.2酶解工艺单因素条件对总油提取率的影响2.2.1碱性蛋白酶的加酶量对总油提取率的影响在料水比l:5，酶解时间4h，酶解温度55。C，酶解pH为9，4500r/min离心30min条件下，考察加酶量对总油提取率的影响，结果见图4。由图4结果可以看出当加酶量大于1.5%时总油提取率明显增加，所以在下面的响应面试验设计中加酶量水平选择1.4-2.2%。2.2.2酶解温度对总油提取率的影响在加酶量2%，料水比1:5，酶解时间4h，酶解pH为9，4500r/min离心30min条件下，考察酶解温度对总油提取率的影响，结果见图5。由图5结果可以看出酶解温度在55'C附近总油提取率有较大值出现，因为考虑到交互作用，所以在下面的响应面试验设计中酶解温度选择在45-65°C。2.2.3酶解时间对总油提取率的影响在加酶量2%，料水比l:5，酶解温度55。C，酶解pH为9，4500r/min离心30min条件下，考察酶解时间对总油提取率的影响，结果见图6。由图6结果可以看出酶解时间大于2h总油提取率明显增加，但当酶解时间大于4h，总油提取率无明显变化，所以在下面的响应面试验设计中酶解时间选择2-4h。2.2.4料水比对总油提取率的影响在加酶量2%，酶解温度55。C，酶解时间4h，酶解pH为9，4500r/min离心30min条件下，考察料水比对总油提取率的影响，结果见图7。由图7结果可以看出料水比大于l:4总油提取率明显增加，但当料水比大于l:8，总油提取率呈下降趋势，所以在下面的响应面试验设计中料水比选择l:4-1:8。2.2.5pH对总油提取率的影响在加酶量2%，酶解温度55'C，酶解时间4h，料水比l:5，4500r/min离心30min条件下，考察pH对总油提取率的影响，结果见图8。由图8结果可以看出pH在9-10附近有较大值出现，所以在下面的响应面试验设计中pH选择8.5-10.5。2.3酶解工艺的响应面实验优化反应条件2.3.1实验因素水平编码表在单因素研究的基础上，选取加酶量、酶解温度、酶解时间、料水比和酶解pH5个因素为自变量，以总油提取率为响应值，根据中心组合设计原理，设计响应面分析实验，其因素水平编码表见表l。表l因素水平编码表因素编码力口酶量x丄酶解温度x2酶解时间x3料水比X4酶解pHx5(%)(°C)(h)-21.44521:48.5-l1.6502.51:5901.85531:69.512.0603.51:710<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>2.3.3响应面实验结果分析通过统计分析软件SAS9.1进行数据分析，建立二次响应面回归模型如下P朋.7S5+丄3&f,0.65&^+LS7&f,丄26feza05xs—0.必6x/—137&^厂L厂丄W&a—J.555&x3+L84&aW.793&&—0.994x/+0.L6Wx/W.563^xsS23x/回归分析与方差分析结果见表3，响应面寻优见表4,降维分析见图8，交互相显著的响应面分析见图9-图16。表3回归与方差分析结果变量自由度平方和均方F值Pr>F144.390444.390428.45609O細l&110.4016710.401676.6678990.018788184.6001584.6001554.23220.0001x窣138.405438.405424.619450.000101x510.060.060.0384620.84671417.5466137.5466134.8376910.041152早2130.360130.360119.462080細337152.562552.562533.694740.0001123.619623.619615.141140.00107乂力138.688438.688424.800870.0001154.169654.169634.72496O扁lX力151.408951.408932.95523O扁lx/131.6410131.6410120.28320.000275113.838413.83848.8709880.008054x皁191.4628191.4628158.631450.0001139.062539.062525.040680.00011106.3611106.361168.181880.0001回归n718.579242.2693627.09641O細l剩余1828.079311.559962失拟910.777711.1975230.6229310.754109总和35746.6585注经分析，总回归的相关性系数(R2)为96.24%，决定系数(R2Adj)为92.69%由表3可知，方程因变量与自变量之间的线性关系明显，该模型回归显著(p<0.0001),失拟项不显著，并且该模型R2=96.24%，R2Adj=92.69%，说明该模型与实验拟合良好，自变量与响应值之间线性关系显著，可以用于该反应的理论推测。由F检验可以得到因子贡献率为X3〉a〉^〉&〉;^即酶解时间〉加酶量〉料液比〉酶解温度〉pH。由图9可以看出各因素对考察指标总油提取率的影响规律。应用响应面寻优分析方法对回归模型进行分析，寻找最优响应结果见表4，由表4可知当加酶量为2.04%,温度为57°C,酶解时间为2.87h，料水比为1:6.46，pH为9.5，响应面有最优值在90.99524士0.571%。表4响应面寻优结果因素水平值实际值加酶量A(%)1.202362.0405温度arc)0.4251557.125812<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>2.4验证实验与对比试验在响应面分析法求得的最佳条件下，即加酶量为2%，温度为57'C，酶解时间为3h，料水比为1:6.5，pH为9.5进行3次平行实验，总油提取率3次平行实验的平均值为91.67%。总油提取率预测值为90.99524±0.571%。说明响应值的实验值与回归方程预测值吻合良好。在相同的酶解条件下利用传统的湿热处理方法总油提取率仅为72.54%。3实验结论利用响应面分析方法对挤压膨化预处理后的水酶法提取大豆油的酶解工艺参数进行了优化。建立了相应的数学模型为以后的中试以及工业化生产提供理论基础，并且得到了最优酶解工艺条件为加酶量为2%，温度为57°C，酶解时间为3h，料水比为1:6.5，pH为9.5。经过验证与对比试验可知在最优酶解工艺条件下总油提取率可达到91.67%左右，比传统的湿热预处理后酶解的总油提取率提高了19个百分点。实验例2酶解前原料的粉碎挤压膨化预处理工艺的工艺参数优选实验基于实验例1所确定的最佳水酶法提取大豆油及蛋白的工艺，进行单因素挤压试验，确定各挤压膨化系统参数(套筒温度、模孔孔径、螺杆转速、物料含水率)的范围。以提油率、蛋白提取率、水解液中总糖得率为考察指标，进行响应面设计5因素5水平试验2.2主要仪器设备pHS-25型酸度计上海伟业仪器厂电子分析天平梅勒特-托利多仪器(上海)有限公离心机精密电动搅拌机扫描电子显微镜锤片式粉碎机索氏抽提器电热恒^^水浴锅半自动定氮仪消化仪司北京医用离心机厂江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司余姚市东方电工仪器厂上海纤检仪器有限公司上海纤检仪器有限公司公司中国天津泰斯特仪器有限公司天津玻璃仪器厂双螺杆挤压机MY146X2江苏牧羊集团螺杆直径(mm)146主轴动力(kW)315调质器功率(kw)22喂料器功率(kw)2.22.3实验方法1.3.l大豆的成分测定水分的测定GB304—87进行测定；粗脂肪的测定GB5512—85中索氏抽提法进行测定；粗蛋白的测定GB6432—94标准方法进行；灰分测定GB5009.4-85;原料成分测定利用近红外分析仪进行测定1.3.2工艺流程大豆一清理一粉碎一水分调节一挤压膨化一粉碎一调节pH值和温度—酶解(Alcalase碱性内切蛋白酶，工艺条件为加酶量为2%，温度为57°C，酶解时间为3h40min，料水比为1:6.5，pH为9.5)—灭酶一离心分离一大豆油I(残渣收集测定残油质量)大豆多肽粉一喷雾干燥一大豆水解液、乳状液一破乳一大豆油1.3.3计算公式,曰取率(q/)_原料大豆所用克数x大豆中油脂的质量分数-酶解后残渣中油脂j'"0_原料大豆所用克数x大豆中油脂的质量分数1.3.4挤压膨化系统参数的选择在前人的研究基础之上，综合单因素试验以及双螺杆挤压机的稳定性，选定四因素五水平12个中心点响应曲面设计方案见表5表5因素水平编码表<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>12216130105226181601202结果与讨论2.1原料基本成分表6原料大豆主要成分成分水分蛋白质脂肪灰分原料大豆10.641.620.84.32.2酶的选择分别称取经过挤压膨化再粉碎的全脂豆粉50g置于5个四颈瓶中，按相同加酶量、料水比、酶解时间及建议酶解条件附近进行酶解，以总油提取率为考察指标，选出最适合挤压膨化预处理后水酶法提取大豆油酶的种类，结果见图18。由图18结果可以看出碱性蛋白酶优势最大，所以本研究选择碱性蛋白酶，以总油提取率为考査指标蛋白酶水解条件为因素，得到最佳蛋白酶水解工艺为加酶量为2%，温度为57'C,酶解时间为3h，料水比为l:6.5，pH为9.5。以下试验均采用此工艺进行酶解。2.3响应面实验安排及实验结果本实验应用响应面优化法进行过程优化。以X,、X2、X3、X4为自变量，以总油提取率为响应值Y，响应面实验方案及结果见表3。实验号l-24为析因实验，25-36为12个中心试验，用以估计实验误差。表7响应面实验方案及实验结果实验号模孔孔径Xl物料含水率螺杆转速x3套筒温度x4总油提取率x2(%)(r/min)(°C)y(%)11412707593.04214127010587.28314121307591.784141213010588.7451416707588.22614167010581.2171416130了595.028141613010591.5292212707594.411022127010593.541122121307585.9112221213010587.26132216707591.401422167010590.361522161307591.2616221613010593.631710141009088.161826141009091.68191810訓9088.062018181009086.39211814409092.332218141609094.342318141006087.3624181410012085.282518141009093.042618141009091.312718141009092.962818141009091.852918141009092.733018141009093.683118141009092.753218141009094.833318141009092.343418141009092.473518141009093.693618141009091.76响应面实验结果分析通过统计分析软件SAS9.1进行数据分析，建立二次响应面回归模型如下(1)水平值回归方程^=92.784+0.75&—0.112x2+0.403x3—0.903x4—0.535x！2+0.65义^2—1.81^x3+1.32平4-1.209x!+2.176jc2x3-0.054jc2;c4+0.319x32+0.741jc3jc4-1.435x42Xl、X2、X3、X4为因素水平值(2)实际值回归方程y=68.392-0.218^+3.477;c2+0.442jc3-0.552jc4-0.033a2+0.081平2-0.015^;<:3+0.022;c!x4-0.302x22+0.036jc2x3-0.002;c2x4+0.0004jc32+0.002jc3x4-0.006;c42X,、X2、X3、X4为因素实际值回归分析与方差分析结果见表8，降维分析见图19，交互相显著的响应面与等高线分析见图20-图24。表8回归与方差分析结果变量自由度平方和均方F值Pr>F113.513.513.801520.00128110.2992670.2992670.3059510.58601713.9042673.9042673.9914680.058848119.5481519.5481519.984750.00021119.15929.15929.3637690.00594516.766.766.9109830.01569152.417652.417653.588330.0001127.878427.878428.501060.0001146.7544546.7544547.79870.0001175.7770375.7770377.469490.0001<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>注经分析，总回归的相关性系数(R2)为94.21%,决定系数(R2Adj)为90.34%，CV为1.088296由表8可知，方程因变量与自变量之间的线性关系明显，该模型回归显著(p〈0.0001)，失拟项不显著(p〉0.05)'并且该模型R^94.21%,R2Adj=90.34%,说明该模型与实验拟合良好，自变量与响应值之间线性关系显著，可以用于该反应的理论推测。由F检验可以得到因子贡献率为a〉a〉^〉;^即套筒温度〉模孔孔径〉螺杆转速〉物料含水率。由图19可以看出各因素对考察指标总油提取率的影响规律。总油提取率随模孔孔径Xl的增大先增加后变化不大。总蛋白提取率随物料含水率&的增加先增加后减小。总蛋白提取率随螺杆转速X3增加，先变化不大后增加。总蛋白提取率随套筒温度增加先增加，后急剧减小。应用响应面寻优分析方法对回归模型进行分析，可知当模孔孔径为20mm，物料含水率为14.5%，螺杆转速为105r/min，套筒温度为9(TC，响应面有最优值在93.02±0.29%。2.4验证实验与对比试验在响应面分析法求得的最佳条件下，即加酶量2%，温度57'C，酶解时间3h45min，料水比1:6.5，pH9.5进行3次平行实验，总油提取率3次平行实验的平均值为93.18%。说明响应值的实验值与回归方程预测值吻合良好。在相同的酶解条件下利用传统的湿热处理方法总油提取率仅为72.54%。权利要求1、一种大豆油脂的提取方法，包括以下步骤(1)大豆粉碎后用双螺杆挤压机进行挤压膨化；(2)将挤压膨化后的大豆产物与水混合得到混合液；向混合液中加入蛋白酶进行酶解；(3)将酶解液灭酶，离心分离，得到游离的大豆油脂。2、按照权利要求1所述的提取方法，其特征在于按重量百分比计，步骤(1)中将大豆粉碎后调整含水率为10%-18%，优选为14.5%。3、按照权利要求1所述的提取方法，其特征在于所述的挤压膨化在以下工艺参数下进行双螺杆挤压机模孔的孔径为14-26mm;双螺杆挤压机螺杆转速为70-160r/min;双螺杆挤压机套筒温度为75°C-120°C。4、按照权利要求3所述的提取方法，其特征在于所述的挤压膨化在以下工艺参数下进行双螺杆挤压机模孔的孔径为20mm;双螺杆挤压机螺杆转速为105r/min;双螺杆挤压机套筒温度为90°C。5、按照权利要求l所述的提取方法，其特征在于步骤(2)中将挤压膨化后的大豆产物与水按照l:3.5-9的重量比例进行混合，得到混合液；优选的，将挤压膨化后的大豆产物与水按照l:6.5的重量比例进行混合，得到混合液。6、按照权利要求1所述的提取方法，其特征在于步骤(2)中将混合液的pH值调节为8-12，优选的，将混合液的pH值调节为9.5。7、按照权利要求l所述的提取方法，其特征在于步骤(2)中所加入的蛋白酶选自碱性内切蛋白酶，风味蛋白酶，木瓜蛋白酶，复合蛋白酶或中性蛋白酶；优选为Alcalase碱性内切蛋白酶。8、按照权利要求7所述的提取方法，其特征在于按重量百分比计，所加入的酶的用量占反应混合物总重量的1.2-3%，优选为2%。9、按照权利要求1所述的提取方法，其特征在于步骤(2)中所述的酶解温度为45°C-65°C，优选为57°C;酶解时间为2-6小时，优选为3小时45分钟。10、按照权利要求1所述的提取方法，其特征在于步骤(3)中所述的离心转速为4500r/min;离心时间为30min。全文摘要本发明公开了一种大豆油脂的提取方法。包括以下步骤(1)大豆粉碎后用双螺杆挤压机挤压膨化；(2)挤压膨化后的大豆产物与水混合；加入蛋白酶进行酶解；(3)灭酶，离心分离，即得。本发明方法利用粉碎挤压膨化预处理和生物酶相结合的方法分离大豆油脂，分离得到的乳化油经破乳后无需精炼即可获得高质量的油，营养价值高，大豆蛋白与大豆肽可利用价值高和投资少，本发明方法总油提取率可达到93.18％。本发明方法所需要设备简单、操作安全、所得大豆油无溶剂残留，此外，本发明方法作用条件温和，体系中的降解产物不与提取物发生反应，可以有效地保护各成分的品质，本发明方法能从全脂豆粉中同时分离油和蛋白质，蛋白质变性率低。文档编号C11B1/00GK101602979SQ20091015727公开日2009年12月16日申请日期2009年7月6日优先权日2009年6月9日发明者吴海波,朱秀清,扬李,柳杨,江连洲,晶许申请人:东北农业大学;国家大豆工程技术研究中心