三相分离技术提取大豆油

发布时间：2022-02-26所属分类：农业论文浏览：1次

摘 要： 摘要：采用三相分离技术进行大豆油的提取，研究了提取时间、硫酸铵质量浓度、叔丁醇比率、提取温度等因素对大豆油提取率的影响.结果表明，各因素对油脂提取率有不同程度的影响，其中提取温度和叔丁醇比率影响最大.与索氏抽提法所得油相比，三相分离技术提取的大豆油含

　　摘要：采用三相分离技术进行大豆油的提取，研究了提取时间、硫酸铵质量浓度、叔丁醇比率、提取温度等因素对大豆油提取率的影响.结果表明，各因素对油脂提取率有不同程度的影响，其中提取温度和叔丁醇比率影响最大.与索氏抽提法所得油相比，三相分离技术提取的大豆油含磷量显著降低.

　　关键词：三相分离;大豆油;叔丁醇

　　0 前言

　　植物油料是食用油脂和植物蛋白的重要来源.在传统工业模式中，油料作物的这两种利用方式是分别进行的，分属于油脂加工和蛋白加工两个范畴.油料中的油脂通常采用压榨法或浸出法进行提取，饼粕作为蛋白原料进一步加以利用.采用压榨法进行油脂提取时需经过生坯蒸炒的工序，目的是破坏油料细胞，使油脂聚集，降低其黏度和表面张力，提高压榨出油率.该工序同时也使饼粕中蛋白质严重变性.并且与油料中的脂肪、磷脂、糖类等发生结合反应，导致蛋白利用率低.浸出法应用固.液萃取原理，选用己烷等非极性或弱极性溶剂，经过对油料的喷淋和浸泡作用，使油料中的油脂被萃取出来….油料浸出后的饼粕一般含有25%左右的溶剂，需经高温脱溶处理，有机溶剂接触和高温脱溶过程均会引起蛋白变性，不利于后续蛋白的生产.

　　三相分离技术建立于1982年，主要用于蛋白质的分离、浓缩和纯化.在粗样品水溶液中加入盐 (通常为硫酸铵)和有机溶剂(通常为叔丁醇)，经过一定时间即可形成三相，上相为有机相，包括油脂、色素等油溶性物质;下相为水相，包括糖类等水溶性物质;而蛋白质则在有机相和水相中间析出形成第三相.从而实现蛋白的分离和纯化旧。1.该法简单快速，试剂可重复使用，叔丁醇沸点84℃，高于常规浸出溶剂己烷的沸点(69℃)，因此排放到大气中的挥发性有机化合物含量将大大减少，更为安全环保。叔丁醇冰点25℃，远高于己烷(一95℃)，可以采用冷却结晶法脱溶，相对于蒸发法更为节能。此外，叔丁醇还能够稳定蛋白质结构而不是使之变性，并能防止蛋白质水解及蛋白质之间的相互作用H‘51，因此，三相分离法有可能进一步开发成同时提取油脂和优质蛋白的方法.本研究将三相分离技术用于大豆油的提取，对影响油得率的因素如提取时间、硫酸铵用量、叔丁醇比率、提取温度等进行了初步研究.

　　1 材料与方法

　　1.1材料与设备

　　大豆：当地市场.

　　叔丁醇、硫酸铵、己烷、氢氧化钠、盐酸等均为分析纯.

　　HR一1707飞利浦搅拌机：珠海经济特区飞利浦家庭电器有限公司;DF—101D恒温加热磁力搅拌器：巩义市予华仪器有限公司;KDN枷8c 凯氏定氮仪：上海洪纪仪器设备有限公司;TDSA—WS离心机：长沙湘仪离心机仪器有限公司.

　　1.2试验方法

　　1.2.1 三相分离法提取大豆油

　　大豆去皮粉碎，按一定比例加入蒸馏水制成匀浆，加入一定量的硫酸铵，搅拌使其溶解，加入一定体积叔丁醇，在一定的温度下进行提取， 3 000 r/min离心15 min，形成三相.收集上层溶液进行旋转蒸发减压脱溶.

　　1.2.2指标测定

　　大豆含油率：GB/T14488.2—2008.

　　油脂酸值测定：GB/T5530一1985.

　　油脂过氧化值测定：GB/T5538—1995.

　　油脂含磷量测定：GB5537—85.

　　油脂色泽测定：GB/T 22460—2008.

　　2 结果与讨论

　　2.1 加水量对大豆油提取率的影响

　　三相分离时大豆悬浮液中蒸馏水的用量对大豆油提取率的影响见图1.

　　由图1可以看出，随着蒸馏水用量的增加，大豆油提取率略有提高.在水与大豆粉末质量比为4时基本稳定，此后继续增加水用量提取率无明显变化.在三相分离过程中，水与硫酸铵一起构成水相，此外，还起到分散悬浮原料的作用.在水用量较低时，大豆粉末不能很好的分散均匀，有结块现象，因此导致提取率下降.考虑到离心管容量和叔丁醇用量。水与大豆粉末质量比为4较为合适.

　　2.2提取时间对大豆油提取率的影响

　　提取时间从加入叔丁醇开始计，到离心结束为止.固定离心时间为15 min，改变离心前混合搅拌时间，硫酸铵用量30%，叔丁醇：料液(Ⅳy)为 1：1.提取时间对大豆提取率的影响如图2所示.

　　从图2可以看出，随提取时间延长，大豆油提取率随之增加，20 min以后基本稳定，维持在 55%左右.三相分离过程中，离心的作用主要是分相，促进三相形成，大豆粉末中油脂的溶出主要在加入有机相后的分散搅拌过程中实现.从实验结果可知，搅拌5 min即可达到平衡，最高提取率 55.43%，继续延长时间提取率无显著提高，可知 20 min的提取时间较为合适.

　　2.3提取温度对大豆油提取率的影响

　　提取温度对大豆油提取率的影响如图3所示.考虑到叔丁醇的沸点(82.5℃)，最高温度设为80℃，固定硫酸铵用量30%，叔丁醇：料液 (Ⅳy)为1：1.

　　从图3可以看出，大豆油的提取率随温度升高显著增大.油脂的溶出属分子扩散控制过程，温度升高，分子扩散系数增大，扩散速度提高，因而提取率增加.为避免蛋白变性及溶剂损失，不宜设置过高的提取温度，以不超过60℃为宜.

　　2.4硫酸铵质量浓度对大豆油提取率的影响

　　在叔丁醇：料液(Ⅳy)为1：1、提取温度60℃ 条件下，硫酸铵质量浓度对大豆油提取率的影响如图4所示.

　　从图4可以看出，在较低用量条件下，随着硫酸铵质量浓度的升高，大豆油提取率随之提高，在硫酸铵质量浓度为400 g/L时达到最大 (70.72%)，此后继续增加硫酸铵质量浓度提取率略有下降.在三相分离过程中，硫酸铵主要起盐析作用，具体作用情况依油料品种而异，对于大豆油，一般认为质量浓度为300 g/L可获得最佳提取效果，本研究结果显示，硫酸铵质量浓度为 400 g/L较为合适，可能与油料来源有关∞。1.

　　2.5叔丁醇用量对大豆油提取率的影响

　　叔丁醇用量以料液与叔丁醇的体积比计.在硫酸铵质量浓度400 g/L，提取温度为60℃条件下，改变叔丁醇用量，试验结果如图5所示.

　　由图5可知，料液：叔丁醇从1：0.5变化到 1：1时，大豆油提取率增加较快，这是因为溶剂量的增加有助于增加单位体积内油脂在物料和溶剂间的浓度梯度，有利于传质，因而萃取率随之增大.料液比大于l：1后，大豆油提取率基本保持不变，说明物料中的油脂大部分已被提出，因此选取料液比1：1更加经济有效.叔丁醇是一种独特的一元醇，一般情况下它可以与水混溶，但是当加入足够的硫酸铵后就会分成两相：上相叔丁醇相和下相水相.在进行三相分离时，原料中的极性和非极性物质分别进入水相和叔丁醇相，而蛋白质在中间析出形成第三相.在此过程中，叔丁醇除作为有机溶剂外，还起了醇沉淀和浮选剂作用，通过与蛋白质分子结合促进其沉淀，并提高其浮力悼J.

　　从表1可以看出，几种因素对大豆油提取率的影响顺序依次为：提取温度>叔丁醇比率>硫酸铵用量，可见提取温度是决定大豆油提取率的关键因素，采用较高的提取温度有助于油脂的溶出.在实际应用过程中，如需考虑蛋白品质，则需适当降低温度，避免蛋白热变性.只考虑油脂提取率，由表1可知，A。B，C，和A：日：C，两组实验结果较好，提取率分别为81.53%和80.25%，但仍然低于溶剂浸出法.油脂存在于油料细胞内部，并能与蛋白质等结合，三相分离技术提取时间短、温度低，致使油脂不能有效溶出.根据文献报道，采用纤维素酶、蛋白酶等进行处理，破坏细胞壁和油脂复合体可有效提高油脂提取率∞’81.

　　2.7油脂品质分析

　　分别测定三相分离法和索氏抽提法得到的大豆油的酸价、过氧化值、折光指数等参数，结果如表2所示.

　　由表2可以看出，三相分离法所得的大豆油的酸价和过氧化值略高于索氏提取法所得大豆油，折光指数略低，色泽略深，总体而言无明显差异.采用三相分离技术提取的大豆油含磷量显著低于索氏抽提所得大豆油，这是由于磷脂易溶于石油醚等烃类溶剂，只部分溶于醇类溶剂，因而含磷量显著降低。这一结果提示采用三相分离技术提取大豆油可以减少后续脱胶压力，有效降低精炼成本.

　　3 结论

　　采用三相分离技术提取大豆油时，提取温度和叔丁醇比率是影响提取率的主要因素.通过正交试验确定的最佳提取条件为：硫酸铵质量浓度 400 g/L，料液：叔丁醇(∥y)为1：1.5，温度 75℃，该条件下大豆油提取率为81.53%.与索氏抽提法相比，采用三相分离技术提取的大豆油含磷量显著降低，酸价、过氧化值、折光指数、色泽无显著差异.——论文作者：胡静波，张玉军，谷利军

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