食品科學(xué)與工程論文 (2).doc

食品科學(xué)與工程論文題 目：水酶法提取桃仁油脂的研究 專 業(yè)： 食品科學(xué)與工程 iii水酶法提取桃仁油脂的研究摘 要本實(shí)驗(yàn)對(duì)水酶法提取桃仁油脂工藝及其參數(shù)進(jìn)行了大量的研究，通過(guò)多次單因素實(shí)驗(yàn)和l9(34)正交實(shí)驗(yàn)分別研究了預(yù)處理，酶解條件和離心參數(shù)對(duì)桃仁提油率的影響。結(jié)果表明：桃仁的預(yù)處理對(duì)提油率的影響比較明顯，經(jīng)堿液去皮后提油明顯下降；粉碎度對(duì)提油率的影響較為明顯，最適粉碎時(shí)間為80s；1/15mol/l磷酸氫二鈉磷酸二氫鉀緩沖溶液浸泡解決了酶解ph，另一方面為了初步降解桃仁細(xì)胞壁，增大酶解作用面積，研究表明ph8，浸泡溫度50，浸泡時(shí)間2h效果最好；酶解條件對(duì)提油率具有非常重要的影響，通過(guò)對(duì)正交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析得出最適的酶解條件為：酶解溫度為45，酶解時(shí)間為4h；酶濃度為1%，固液比為1:5。離心參數(shù)對(duì)提油率影響很明顯，綜合考慮能耗魚提油效果本實(shí)驗(yàn)選用離心參數(shù)如下：轉(zhuǎn)速8000r/min，離心時(shí)間為30min。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)提油量為31.5%。關(guān)鍵詞：水酶法， 酶法水解，桃仁，提油率，工藝參數(shù)hydrolysis enzymatic extraction of peach kernel oil researchabstractin this experiment hydrolysis enzymatic extraction of peach kernel oil was studied .the results showed that: the rate of peach kernel oil decreased obviously after the lye peeled; crushing degree had an obvious effect on oil extractio ratio, and the optimum time of smash was 80s; 1/15mol/l disodium hydrogen phosphate - potassium dihydrogen phosphate buffer solution of the enzyme soaking solutionph, on the other hand, peach kernel for the initial degradation of the cell wall, increasing the area of enzyme function, the study was shown that ph8, water temperature 50 , the effect of soaking time 2h best; hydrolysis conditions on oil rates to a very significant impact, through the analysis of orthogonal experiments the optimum conditions for the enzyme: hydrolysis temperature of 45 , hydrolysis time of 4h; enzyme concentration of 1 %, solid-liquid ratio is 1:5. centrifugal was mentioned parameters on the rate of thimpact of the oil it was cleared that considering the effect of energy consumption of fish oil to the centrifugal parameters was chosen in this experiment as follows: speed of 8000r/min, centrifugation time for 30min. experiment to verify that oil was 31.5%. key words: water enzymatic，enzymatic hydrolysis，peach kernel，extraction rate， processing parameters目 錄摘 要iabstractii目 錄iii第1章 前 言11.1水酶法提油技術(shù)簡(jiǎn)介11.1.1水酶法提油原理及特點(diǎn)11.1.2 水酶法提油技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀11.2桃仁21.2.1 桃仁概述21.2.2 桃仁的藥理作用41.3本課題研究的意義51.3.1 在我國(guó)開發(fā)和合理利用桃仁資源有重要經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益61.3.2研究水酶法提取桃仁油的重要意義6第2章 材料與方法72.1主要材料及實(shí)驗(yàn)設(shè)備72.1.1 材料與試劑72.1.2主要儀器與設(shè)備72.1.3主要試劑特性介紹82.2實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)102.2.1桃仁理化性質(zhì)指標(biāo)測(cè)定102.2.2水酶法提油工藝流程102.2.3操作要點(diǎn)11第3章 結(jié)果與分析153.1桃仁的理化指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果153.2預(yù)處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果153.2.1水酶法預(yù)處理153.2.2 粉碎度對(duì)桃仁提油率的影響153.3 單一酶的提油實(shí)驗(yàn)結(jié)果163.4堿性蛋白酶的單因素實(shí)驗(yàn)173.5正交實(shí)驗(yàn)203.6離心參數(shù)對(duì)提油率的影響21第4章 結(jié) 論24致 謝25參考文獻(xiàn)2625水酶法提取桃仁油脂工藝研究第1章 前 言1.1水酶法提油技術(shù)簡(jiǎn)介1.1.1水酶法提油原理及特點(diǎn)水酶法制油工藝的研究是在水溶劑法應(yīng)用的基礎(chǔ)上，采用蛋白酶，淀粉酶，纖維素酶，半纖維素或果膠酶來(lái)破壞油料的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，提高油脂的提取率。水酶法亦是近年來(lái)研究和應(yīng)用的一種新的提油工藝，它是以機(jī)械和酶解為手段降解植物細(xì)胞壁，使油脂得以釋放，以水為溶劑，使親水性物質(zhì)進(jìn)入水相，再利用物理手段是油水分離。油料水酶法處理的作用機(jī)理：酶處理采用能降解植物油籽細(xì)胞壁、脂類體及其復(fù)合體（脂蛋白、脂多糖）的酶制劑，在油籽被機(jī)械破壞的基礎(chǔ)上，在一定條件下，與料坯接觸，進(jìn)一步將細(xì)胞壁“打開”，同時(shí)，使油脂從分解的“復(fù)合體”中被釋放出來(lái)，從而達(dá)到“預(yù)處理、制坯” 的目的。這一類酶很多例如能降解、軟化細(xì)胞壁的纖維素酶（ce） 、半纖維素酶（hc） 、果膠酶（pe） 、以及蛋白酶（pr） 、-淀粉酶（-am ）、-聚半乳糖醛酶（-pg）、-葡聚糖酶（-gl） 等，對(duì)它們的作用機(jī)理研究及其應(yīng)用日趨成熟。酶法預(yù)處理工藝效果也已得到世人的認(rèn)同。提高出油率與產(chǎn)品質(zhì)量的具體作用：利用復(fù)合纖維素酶，可以降解植物細(xì)胞壁的纖維素骨架、崩潰細(xì)胞壁。是油脂容易游離出來(lái)。尤其適合于纖維，半纖維質(zhì)含量較高的油籽細(xì)胞，如卡諾拉油菜籽、玉米胚芽等多種帶皮、殼油料；利用蛋白酶等對(duì)蛋白質(zhì)的水解作用，對(duì)細(xì)胞中的脂蛋白，或者由于在磨漿制油工藝（如水劑法制花生蛋白、椰子和油橄欖漿汁制油）過(guò)程中，磷脂與蛋白質(zhì)形成的、包絡(luò)于油滴外的一層蛋白膜進(jìn)行破壞，使油脂被釋放出來(lái)，因而容易被分離；利用-am、pe、-gl等對(duì)淀粉、脂多糖、果膠質(zhì)的水解與分離作用條件，不僅有利于提取油脂，而且由于其溫和的作用條件（常溫、無(wú)化學(xué)反應(yīng)）、降解產(chǎn)物不與提取物發(fā)生反應(yīng)。從而可以有效保護(hù)油脂、蛋白質(zhì)以及較之等可利用成分的品質(zhì)。1.1.2 水酶法提油技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀植物油脂提取的傳統(tǒng)方法是壓榨法和溶劑萃取法（浸出法）。壓榨法制油工藝，油脂的得率較低，餅中殘油較多，并且在制油過(guò)程會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，不利于蛋白的綜合利用。浸出制油，存在溶劑回收和溶劑殘留問(wèn)題， 由此以來(lái)，傳統(tǒng)方法中存在的工藝與使用安全等問(wèn)題嚴(yán)重制約著提油工業(yè)的發(fā)展。在上世紀(jì)80年代水劑法提油成為一項(xiàng)新的提油技術(shù)在我國(guó)發(fā)展起來(lái)，與傳統(tǒng)的浸出法相比，具有以下特點(diǎn)：水作“溶劑”，無(wú)易燃易爆的危險(xiǎn)、減少了空氣污染；可以生產(chǎn)油脂和蛋白粉，工藝簡(jiǎn)化，出油率一般為92%以上；所提植物油純度高、磷脂含量低、色澤淺、品質(zhì)好。但也存在限制其發(fā)展的技術(shù)障礙，如：蛋白漿于油之間的乳化現(xiàn)象造成離心分離的困難，不僅影響得率而且需要多次破乳、分離耗能大、工藝路線長(zhǎng)、衛(wèi)生要求高；水消耗量大而產(chǎn)生的大量乳清液需要回收；蛋白質(zhì)產(chǎn)品中含油的問(wèn)題限制了植物蛋白的品質(zhì)和應(yīng)用。由于這些問(wèn)題的存在水酶法提油應(yīng)運(yùn)而生。有關(guān)應(yīng)用酶制劑預(yù)處理油料，提高制油工藝效率的研究與實(shí)踐早在20世紀(jì)50年代已有人提出。只是從1984年fullbrook等人用蛋白水解酶等對(duì)西瓜籽 、大豆和油菜籽等油料進(jìn)行預(yù)處理，并取得較滿意的提油工藝效果才開始。經(jīng)過(guò)多年對(duì)各種油料，尤其高油分軟質(zhì)油料(如花生仁、卡諾拉油菜籽，大豆和油菜籽、葵花籽、油梨、可可豆、椰子、玉米胚芽等)的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，已取得長(zhǎng)足進(jìn)展。其結(jié)果初步證明：水酶法預(yù)處理制油工藝具有以下明顯的特點(diǎn)：不僅可以提高出油率，而且所得的毛油質(zhì)量也較高，色澤淺、易于精煉；酶法處理?xiàng)l件溫和，脫脂后的餅粕蛋白質(zhì)變性率低，可利用性好；油與餅粕（渣）易分離；將水酶法預(yù)處理與傳統(tǒng)直接浸出工藝相結(jié)合，使高油分油料制油變得更加有效；生產(chǎn)過(guò)程相對(duì)耗能低、廢水中bod和cod值大為下降（35%75%），易于處理。由此可見(jiàn)，水酶法預(yù)處理制油技術(shù)具有廣泛的實(shí)際應(yīng)用前景。在國(guó)內(nèi)據(jù)報(bào)道：江南大學(xué)食品學(xué)院食品科學(xué)研究所王璋、許時(shí)嬰、王瑛瑤、錢志娟等多位專家，經(jīng)過(guò)近二十的研究，在水酶法提油技術(shù)方面取得了巨大的進(jìn)展。他們于1987年率先在國(guó)內(nèi)指導(dǎo)研究生開展水酶法提取油脂的研究，并逐步把此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于芝麻、大豆、花生、玉米胚芽等油料種子的油脂提取?，F(xiàn)已在中試基礎(chǔ)上，成功研制出簡(jiǎn)單可行的水酶法提取玉米胚芽油和花生油的工藝路線，且得率達(dá)88%92%，居國(guó)際領(lǐng)先水平 。 1.2桃仁1.2.1 桃仁概述桃是我國(guó)桃僅次于蘋果、梨的第三大落葉果樹，2007年我國(guó)桃的栽培面積為60萬(wàn)公頃，產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量近40%，為世界第一產(chǎn)桃大國(guó)。但我國(guó)桃出口量只有4084噸，僅占世界總出口量的0.5。因此進(jìn)行桃深加工研究，對(duì)于提高我國(guó)桃產(chǎn)品的附加值以及國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的意義。桃屬于李屬prunus、桃亞屬amygladus薔薇科植物。中國(guó)是桃亞屬植物的起源中心，有著豐富的資源。桃仁為桃和山桃的種仁，味甘、苦，性平，具有活血化淤、潤(rùn)腸通便、改善血液循環(huán)、抗過(guò)敏、鎮(zhèn)痛止咳、抗炎、保肝、抗衰老等功效。桃仁雖有很好的醫(yī)療和保健作用，但目前其產(chǎn)品開發(fā)力度不夠，對(duì)桃仁成分的研究甚少。 桃仁主要含有苦杏仁甙約3.6%、揮發(fā)油0.4%、脂肪油45%、苦杏仁酶及蛋白質(zhì)50%。研究表明桃仁蛋白質(zhì)，具有相當(dāng)強(qiáng)的sod樣活性，以及免疫調(diào)節(jié)和抗腫瘤作用。桃仁在食品加工，一般作為廢棄物而拋棄，造成了極大的環(huán)境污染和嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。開發(fā)和利用桃仁資源不僅可變廢為寶，還可以提高桃加工廠的經(jīng)濟(jì)效益。目前對(duì)于桃仁的食用開發(fā)研究較少，我國(guó)是蛋白質(zhì)資源嚴(yán)重缺乏的地區(qū)，將大量的廉價(jià)的桃仁蛋白轉(zhuǎn)化為人類優(yōu)質(zhì)的食品蛋白源具有重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。因此，本研究將借鑒前人對(duì)果蔬仁、籽蛋白質(zhì)（核桃仁、櫻桃仁、杏仁，蘋果籽、葡萄籽等）一些比較成熟的研究方法，提取桃仁蛋白質(zhì)并對(duì)其的幾種重要功能性質(zhì)進(jìn)行了研究，為桃仁的開發(fā)利用開辟一條新思路，提高產(chǎn)品附加值。（1）桃仁的形態(tài)特征與生態(tài)習(xí)性桃仁（semem persicae）又名桃核仁，為薔薇科植物桃prunus persica（l）.bastsch或山桃prunusdavidiana(carr.)franch的干燥成熟種子。桃樹全國(guó)各地普遍種植，67月果實(shí)成熟時(shí)采摘，將桃除去果肉及核殼，取出種子，曬干，即做藥用。1桃仁性平，味苦、甘、有小毒，主歸心、肝、肺、大腸經(jīng)。名醫(yī)別錄載：本品有“止咳逆上氣”的作用，用于肺癰、腸癰初起，主要針對(duì)其病機(jī)為熱郁氣血瘀滯，以“泄滯血，又去血中之熱”；是齋百一選方載：治氣血凝滯疝氣，膀胱、小腸氣痛不可忍；傳統(tǒng)亦用治淋證、小便不利；可用于咽痛、牙痛、聹耳等口腔、五官科疾病，有活血解毒止痛作用，內(nèi)服外用均有效；神農(nóng)本草經(jīng)載：本品“主邪氣，殺小蟲”，臨床用治熱郁瘡疹，蟲母陰蝕。桃仁具有破血行瘀、疏通血脈、潤(rùn)燥滑腸的功效，用于治經(jīng)閉、癓瘕痞塊、熱病蓄血、風(fēng)痹、瘧疾、跌打損傷、淤血腫痛、血燥便秘等癥。1-2桃仁含有多種營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)，是臨床療效顯著的天然藥物。其水煎劑及提取物還有一定的抗菌鎮(zhèn)痛、抗過(guò)敏、抗腫瘤等作用。隨著對(duì)桃仁有效化學(xué)成分的分析及藥理學(xué)活性的深入研究，必將推動(dòng)我國(guó)桃仁產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。（2）桃仁的生產(chǎn)和銷售現(xiàn)狀世界上桃仁生產(chǎn)國(guó)較多， 但栽培較集中的主要有美國(guó)、土耳其、中國(guó)、意大利、獨(dú)聯(lián)體、南斯拉夫、法國(guó)等， 其中以美國(guó)、土耳其和中國(guó)產(chǎn)量最多。美國(guó)年產(chǎn)約 20 wt(噸)， 土耳其 17 wt， 中國(guó) 12 wt， 意大利、南斯拉夫、羅馬尼亞、法國(guó)年產(chǎn) 3 wt 以上， 保加利亞、德國(guó)、匈牙利、印度、獨(dú)聯(lián)體年產(chǎn)不到 2 wt 。各生產(chǎn)國(guó)幾乎都有一定數(shù)量的產(chǎn)品出口供應(yīng)國(guó)際市場(chǎng)， 但是不同國(guó)家出口數(shù)量占其總產(chǎn)量的比例相差很大， 美國(guó) 20% 左右， 中國(guó)常年維持在 20% 30% ， 法國(guó)達(dá) 3813% ， 而土耳其、意大利等國(guó)僅 3% 8%。目前桃仁在國(guó)際市場(chǎng)上的年貿(mào)易量 12 wt 左右。桃仁的銷售主要有桃仁原品和桃仁兩種形式， 銷售量基本上各占一半。目前桃仁的進(jìn)口國(guó)主要有德國(guó)、西班牙、英國(guó)， 其次是北歐、東歐和中東的一些國(guó)家， 其中， 德國(guó)進(jìn)口桃仁最多， 年進(jìn)口量約 2 wt。進(jìn)口桃仁的國(guó)家主要是加拿大， 年進(jìn)口量約占世界貿(mào)易量的一半， 其次是日本、英國(guó)、澳大利亞和新西蘭等國(guó)。桃仁銷售有季節(jié)性特點(diǎn)， 桃仁原品銷售多集中于每年12 月 6 日的尼古拉斯節(jié)和 12 月 25 日的圣誕節(jié)， 據(jù)統(tǒng)計(jì)節(jié)日銷售約占全年銷售總量的 85% 以上。桃仁的銷售主要在冬春季， 氣候轉(zhuǎn)暖后， 消費(fèi)量顯著減少。在國(guó)際市場(chǎng)上， 由于桃仁出口國(guó)校多， 加之銷售市場(chǎng)又比較集中， 因而市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。為提高桃仁的產(chǎn)量， 增進(jìn)品質(zhì)， 提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力， 目前各國(guó)都非常重視桃仁的生產(chǎn)與科研， 并取得了明顯的進(jìn)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 目前我國(guó)桃仁的栽培面積和株數(shù)均居世界首位， 主產(chǎn)區(qū)在云南、山西、陜西、四川、甘肅、河北及河南等， 這些產(chǎn)區(qū)栽培面積大、產(chǎn)量高， 是我國(guó)桃仁生產(chǎn)發(fā)展的主要基地。隨著果樹生產(chǎn)形勢(shì)的發(fā)展和技術(shù)管理的加強(qiáng)， 桃仁生產(chǎn)正從過(guò)去的粗放、半放任的經(jīng)營(yíng)狀態(tài)向科學(xué)管理、集約經(jīng)營(yíng)方向轉(zhuǎn)變， 通過(guò)普及推廣桃仁實(shí)用增產(chǎn)技術(shù)和優(yōu)良品種， 桃仁產(chǎn)量和品質(zhì)都有了明顯的提高，商品性狀也有較大地改進(jìn)。19861990 年， 全國(guó)桃仁平均年產(chǎn)15141 wt 。以1990 年為例， 當(dāng)年全國(guó)桃仁總產(chǎn)量為14196 wt ，其中產(chǎn)量名列前5 名的省份是云南、山西、陜西、四川和甘肅， 5 省的總產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)量的68145 %。年產(chǎn)1 000t 以上的縣有7 個(gè)， 占全國(guó)總產(chǎn)量的14.43 %。桃仁是我國(guó)傳統(tǒng)的出口商品。我國(guó)的桃仁品質(zhì)好， 等級(jí)細(xì)， 在國(guó)際市場(chǎng)上聲譽(yù)很高。主要出口到德國(guó)、英國(guó)、瑞士、新加坡、加拿大、敘利亞、約旦、科威特和澳大利亞等國(guó)家。20 世紀(jì)60 年代我國(guó)桃仁出口同法國(guó)、意大利形成鼎足之勢(shì)， 出口量約占世界桃仁市場(chǎng)的40 %50 %。從20 世紀(jì)70 年代開始，美國(guó)桃仁產(chǎn)量和品質(zhì)提高， 一躍成為桃仁出口大國(guó)，使我國(guó)桃仁外銷受到很大沖擊， 出口量下降許多， 約為世界桃仁總出口量的20 %30 %。尤其近10 年來(lái)， 美國(guó)桃仁以外觀整齊、品質(zhì)劃一而占據(jù)優(yōu)勢(shì)， 大量?jī)A銷國(guó)際市場(chǎng)， 我國(guó)桃仁因果形不一， 品種混雜，果殼厚薄不均， 出仁率差別懸殊， 與美國(guó)的鉆石桃仁相比競(jìng)爭(zhēng)不利。當(dāng)前世界桃仁年貿(mào)易量約12 wt ， 我國(guó)每年出口桃仁1.52 wt ， 桃仁0.61 wt ， 出口量占全國(guó)桃仁產(chǎn)量的25 % ， 占世界總出口量的20 %以下， 這與面積和株數(shù)僅為我國(guó)1/ 10 的美國(guó)相比懸殊太大， 而且， 我國(guó)桃仁的銷售價(jià)格比美國(guó)低25 %34 % ， 使我國(guó)桃仁銷售遭受到極大的損失。1.2.2 桃仁的藥理作用（1）抗凝血作用桃仁的醇提取物有抗凝血作用和弱的溶血作用，其所含三油酸甘油酯具有抗凝血活性，凝血時(shí)間延長(zhǎng)率為37%，其對(duì)改善血液流變性有一定作用。翁維良等采用家兔靜注150g/l分子量為20萬(wàn)的高分子右旋糖酐復(fù)制實(shí)驗(yàn)性瘀血?jiǎng)游锬?