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行业时讯
复合酶法制备椰子种皮油的研究
 
所属分类:行业时讯   阅读:1384   日期:2017-06-13
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摘要:摘要:采用复合酶法从椰子种皮中提取高品质椰子种皮油。研究了椰子种皮原浆的预处理、复合酶组成、酶解温度和酶解时间对椰子种皮提油率和油品质量的影响。结果表明,复合酶法提取椰子种皮油的最佳工艺条件为:在100 ℃将椰子种皮原浆预煮2 h,加入20%的水,再添加0.1%木瓜蛋白酶、0.1%纤维素酶和0.2%果胶酶(均以椰子种皮原浆质量计),50 ℃酶解15 h。在最佳工艺条件下,椰子种皮提油率为16.8%;所得椰子种皮油品质良好,酸值(KOH)为2.19 mg/g, 总酚酸含量为0.49 mg/mL,各项指标均比市售干法椰子种皮油显著提高。

张建国,唐敏敏,宋 菲,王 挥,李 瑞,夏秋瑜
(中国热带农业科学院 椰子研究所,海南 文昌 571339)


摘要:采用复合酶法从椰子种皮中提取高品质椰子种皮油。研究了椰子种皮原浆的预处理、复合酶组成、酶解温度和酶解时间对椰子种皮提油率和油品质量的影响。结果表明,复合酶法提取椰子种皮油的最佳工艺条件为:在100 ℃将椰子种皮原浆预煮2 h,加入20%的水,再添加0.1%木瓜蛋白酶、0.1%纤维素酶和0.2%果胶酶(均以椰子种皮原浆质量计),50 ℃酶解15 h。在最佳工艺条件下,椰子种皮提油率为16.8%;所得椰子种皮油品质良好,酸值(KOH)为2.19 mg/g, 总酚酸含量为0.49 mg/mL,各项指标均比市售干法椰子种皮油显著提高。
关键词:椰子种皮油;复合酶法;品质分析
中图分类号:TS224;TQ644    文献标识码:A
文章编号:1003-7969(2017)05-0005-04

Extraction of coconut endocarp oil by complex enzyme
ZHANG Jianguo, TANG Minmin, SONG Fei, WANG Hui, LI Rui, XIA Qiuyu
(Coconut Research Institute of Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences,
Wenchang 571339, Hainan,China)


Abstract:Complex enzyme process was used to extract coconut endocarp oil, and the effects of pretreatment of coconut endocarp cream, composition of complex enzyme, enzymolysis temperature and enzymolysis time on the oil extraction rate and quality of coconut endocarp oil were studied. The results showed that the optimal extraction conditions of coconut endocarp oil were obtained as follows: coconut endocarp cream boiled at 100 ℃ for 2 h, adding 20% of water, adding 0.1% of papain, 0.1% of cellulose and 0.2% of pectinase (all based on the mass of coconut endocarp cream), enzymolysis time 15 h, and enzymolysis temperature 50 ℃. Under the optimal conditions, the oil extraction rate was 16.8%, and the quality of obtained coconut endocarp oil was good. The acid value and total polyphenol content of obtained coconut endocarp oil were 2.19 mgKOH/g and 0.49 mg/mL respectively, and its physicochemical indexes improved significantly than dry process coconut endocarp oil saled in the market.
Key words:coconut endocarp oil; complex enzyme; quality analysis


  椰子(Cocos nucifera L.)属棕榈科椰子属单子叶多年生常绿乔木,是一种典型的热带木本油料作物,享有“生命树”的美誉。椰子果呈椭圆形,椰肉外层由一层褐色的种皮包裹着。资料[1]显示,椰子加工时所得副产物椰子种皮的质量占去椰衣椰子质量的3.6%~6.0%,椰子种皮的干基含油量为55%左右,并且椰子油脂肪酸组成中辛酸、癸酸和月桂酸含量较高。同时椰子种皮中的多酚含量也非常丰富,提取的椰子种皮油也含有丰富的多酚类物质[2]。

 

 


     酶法制油是在机械破碎的基础上,采用能降解植物油料
细胞壁的酶,使油脂易于从油料细胞中释放出来[3-4]。与传统提油方法相比,水酶法成本低,所提油脂品质较高,有利于副产品的综合利用[5-6] 。由于其加工方法较传统工艺温和,故提取出的椰子油尽可能地保持了椰肉中微量成分及生物活性,有清香的椰子风味,并且比一般椰子油含有更多的未皂化成分,特别是多酚类化合物和VC,具有显著的抗氧化活性[7-9] 。本文使用复合酶法提取椰子种皮中的油脂,为椰子加工副产物的综合利用提供理论依据,有利于促进椰子产品附加值的提高,增加产业收益。

 

 


1 材料与方法


 

1.1 实验材料


     椰子种皮:由中国热带农业科学院椰子研究所中试工厂提供。

     木瓜蛋白酶(货号1129602,酶活≥ 3 U/mg)、果胶酶(货号1127959,酶活为30 000 U/g)、纤维素酶(货号1127948,酶活为10 000 U/g);阿拉丁试剂,上海晶纯实业有限公司;其他试剂均为分析纯。

 

     Universal 32型冷冻离心机,德国 Hettich 公司;WF-A 2000型果汁机,浙江省永康市天歌电器有限公司;HH-6型恒温水浴锅;P70D20P-N9(W0)型微波炉(功率700~1 180 W),格兰仕微波炉电器有限公司;WF-300E型超声波清洗机(功率300 W),宁波海曙五方超声设备有限公司;WSL型比色仪,杭州大吉光电仪器有限公司。


1.2 实验方法


1.2.1 椰子种皮原浆的预处理


     将新鲜椰子种皮用温水清洗后,用磨浆机磨浆,然后将浆液用200目纱布过滤得到椰子种皮原浆,将6.0 kg种皮原浆分别分成5组,每组为1.2 kg,标记为A组、B组、C组、D组和E组,将A、B、C、D 4组分别进行预处理,A组为100 ℃煮2 h,B组为120 ℃高压灭菌处理30 min,C组为室温(25 ℃)微波(700 W)处理2 h,D组为室温超声波处理2 h,E组为空白对照组,添加水使预处理前后种皮原浆总质量一致。每组重复3次,结果取平均值。

 


1.2.2 椰子种皮油的提取


     椰子种皮原浆预处理后降至室温,以椰子种皮原浆质量计加入一定量的复合酶和20%水,搅拌均匀后置于水浴中酶解一段时间,不时搅拌,在酶解结束前2 h用磨浆机进行再次磨碎再一次榨汁(由于椰子种皮非常硬,出汁率低),酶解结束后放入-20 ℃冰箱至少冷冻5 h,然后置于50 ℃水浴中解冻,解冻后移除最下层的水层,然后用300目纱布过滤。将滤液进行两次离心,第一次离心条件4 ℃、4 000 r/min、30 min,使离心管中的油脂在低温下凝固分层去除水分,然后取上层固体油在50 ℃水浴融化后再次离心,离心条件为30 ℃、10 000 r/min、30 min。分离上层油品后即得椰子种皮油。

 


1.2.3 提油率测定


     原料含油率及残渣中油含量测定采用GB/T 5009.6—2003第一法。
     提油率=(原料中油的质量-残渣中油的质量)/原料中油的质量×100%

1.2.4 椰子种皮油品质分析

     酸值测定参考GB/T 5009.37—2003方法,过氧化值的测定参考GB/T 5009.37—2003方法, 皂化值的测定参考GB/T 5534—2008方法,碘值的测定参考GB/T 5532—2008方法,总酚酸的提取参照文献[10-12]方法,总酚酸含量测定参照文献[13]方法。

 


2 结果与分析


2.1 预处理条件的确定


     椰子种皮中的白椰肉与单宁、纤维素、半纤维素等褐色的表皮组织紧密结合,所以椰子种皮比较硬、脆,用普通的榨汁机榨汁出汁率非常低,所以需要用磨浆机磨浆,并且还需要特别的预处理以促进椰子种皮中的酶失活,并且破坏椰子种皮细胞结构,以提高出汁率,同时提高酶解效率和提油率。按照1.2.1中的方法对各组椰子种皮原浆进行预处理,然后添加0.1%木瓜蛋白酶,0.1%纤维素酶,0.2%果胶酶和15%的水,然后在50 ℃条件下酶解10 h,得到椰子种皮油,其酸值和提油率如表1所示。


  由表1可见,椰子种皮原浆经过不同的预处理后,酸值均低于空白对照组(E组);除超声波处理(D组)提油率较空白对照组有所下降外,其余各组预处理后提油率较空白对照组均有所提升。其中最佳的预处理条件是100 ℃煮2 h,此时提油率最高,为15?01%,酸值(KOH)为4.57 mg/g,明显低于其他处理组的。需注意的是,100 ℃煮2 h的过程中,必须及时补充蒸发的水分,防止干烧和椰子种皮原浆飞溅。在100 ℃高温处理过程中,不断搅拌也可使椰子种皮原浆受热均匀,促进种皮原浆中的酶失活和细胞壁适度破碎。

 


2.2 酶种类与用量的确定


     将椰子种皮原浆经过100 ℃预处理2 h后,添加20%的水,再分别加入0.2%木瓜蛋白酶、0.1%木瓜蛋白酶+0.2%果胶酶、0.4%果胶酶、0.1%木瓜蛋白酶+0.1%纤维素酶+0.2%果胶酶进行酶解,酶解温度为50 ℃,酶解时间为10 h,提取椰子种皮油后测定各组提油率和酸值,结果如表2所示。

 


  由表2可见,最佳酶组合为0.1%木瓜蛋白酶+0.1%纤维素酶+0.2%果胶酶。在此组合及用量下的提油率最高,为15.04%,同时得到的椰子种皮油酸值(KOH)较低,为4.37 mg/g。

 


2.3 酶解温度的确定


     酶解温度影响酶的活力和酶解速率。椰子种皮原浆经100 ℃预处理2 h后,以椰子种皮原浆质量计加入20%的水,采用0.1%木瓜蛋白酶+0.1%纤维素酶+0.2%果胶酶进行酶解,分别在不同的酶解温度(40、50、60 ℃)下酶解,酶解时间为10 h,所得椰子种皮油的酸值和提油率如表3所示。

 

  由表3可见,酶解温度为50 ℃时,提油率为15?21%,明显高于40 ℃和60 ℃,且3个酶解温度下得到的椰子种皮油的酸值均较低。因此,复合酶对椰子种皮原浆的最佳酶解温度为50 ℃,在3种酶制剂的使用温度范围内。

 


2.4 酶解时间的确定


     椰子种皮原浆经100 ℃预处理2 h后,以椰子种皮原浆质量计加入20%的水,采用0.1%木瓜蛋白酶+0.1%纤维素酶+0.2%果胶酶在50 ℃下酶解,分别在不同的酶解时间(5、10、15、20、25 h)完成酶解,所得椰子种皮油的酸值和提油率如表4所示。


  由表4可见,当酶解时间在5~15 h内,提油率随着酶解时间的延长而显著增加,并在15 h时达到最大16.80%,酸值(KOH)为2.19 mg/g。椰子种皮油在长时间酶解过程中可能会由于微生物的污染而导致氧化,另外酶解时间过长也可能通过影响油脂与蛋白质乳化体系的乳化状态而影响油脂分离,所以酶解时间不能太长。因此,酶解时间为15 h适宜。

 

2.5 椰子种皮油品质分析


     在最优条件(椰子种皮原浆经100 ℃预处理2 h后,以椰子种皮原浆质量计加入20%的水,采用0.1%木瓜蛋白酶+0.1%纤维素酶+0.2%果胶酶在50 ℃下酶解15 h)下处理椰子种皮原浆制备椰子种皮油,以从文昌东郊椰子种皮榨油厂采集的干法椰子种皮油(椰子种皮晒干后压榨制备)为对照,分别分析两种油脂的理化指标,并测定油脂中的总酚酸含量,结果如表5所示。

  由表5可见,与市售干法制备的椰子种皮油相比,采用复合酶法制备的椰子种皮油质量显著提高,酸值约是市售椰子种皮油的1/12,过氧化值约是其的1/5。此外,酶法制备的椰子种皮油无异味,总酚酸含量达0.49 mg/mL,为市售椰子种皮油总酚酸含量的5倍多。因此,本方法制备的椰子种皮油品质优越,可以直接食用。而市售椰子种皮油有明显的哈败味,只能作为工业原料或作为粗椰油进行进一步精炼。

 


3 结 论


     实验确定了复合酶法从椰子种皮中提取椰子种皮油的适宜工艺条件为:在100 ℃将椰子种皮原浆预煮2 h,加入20%的水,再添加0.1%木瓜蛋白酶、0.1%纤维素酶和0.2%果胶酶(均以椰子种皮原浆质量计),50 ℃酶解15 h,此时提油率为16.8%。所得椰子种皮油品质良好,为具有椰香的淡黄色液体,酸值(KOH)2.19 mg/g,总酚酸含量0.49 mg/mL,理化指标比市售干法椰子种皮油显著提高。

 

     实验采用的酶制剂价格较高,应用于工厂化生产时需要采取别的水解粗酶制剂来代替,从而能够降低成本。本方法最大程度保留了椰子种皮中的多酚物质,以后有必要进一步深入研究,分析具体酚酸的种类和含量,并分析其生理活性以促进椰子种皮的开发利用。


参考文献:
[1] 肖红,易美华.椰子的开发利用[J]. 海南大学学报(自然科学版),2003,21(2):184-189.
[2] 赵松林.椰子综合加工技术[M].北京:中国农业出版社,2007.
[3] DOMINGUEZ H,NUNEZ M J,LEMA J M. Enzymatic pretreatment to enhance oil extraction from fruits and oilseeds:a review[J]. Food Chem,1994,49(3):271-286.
[4] ROSENTHAL A,PYLE D L,NIRANJAN K. Aqueous and enzymatic processes for edible oil extraction[J]. Enzyme Microb Technol,1996,19(6):402-420.
[5] 吴祥庭.酶法提油技术的研究进展[J].粮油食品科技,2006,14(6):1-4.
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[10] NEVIN K G, RAJAMOHAN T. Beneficial effects of virgin coconut oil on lipid parameters and in vitro LDL oxidation[J]. Clin Biochem,2004,37(9): 830-835.
[11] HUI Y H.贝雷:油脂化学与工艺学[M].徐生庚,裘爱泳,译.5版.北京:中国轻工业出版社,2001.
[12] NEVIN K G, RAJAMOHAN T. Virgin coconut oil supplemented diet increases the antioxidant status in rats[J]. Food Chem,2006,99(2):260-266.
[13] KUMAR A, CHATTOPADHY S. DNA damage protecting activity and antioxidant potential of pudina extract[J]. Food Chem,2007,100(4):1377-1384.

来源:   编辑:中国油脂网编辑
 
关键词:椰子种皮油,复合酶法,品质分析
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