乌桕籽综合利用与开发的研究

来源 :武汉轻工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mowei1991
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乌桕是我国传统的木本植物,由于乌桕深加工发展落后,缺少对乌桕籽产品的研发,影响了我国乌桕产业的发展。因此,本论文以乌桕籽为研究对象进行综合开发利用。以乌桕脂(CTO)为原料,采用脂肪酶催化合成乌桕脂基起酥油基料油,解决乌桕产业中CTO开发应用较少、利用效率低下的问题;比较不同溶剂对乌桕籽油(SSO)理化性质和抗氧化效果的影响,得到SSO的最佳提取方法,生产高质量工业用SSO;利用榨油之后的乌桕籽饼粕提取纯化乌桕籽蛋白,优化提取和纯化工艺,为乌桕籽蛋白开发利用提供指导。主要研究结果如下:首先,选择大豆油(SO)为液相油脂,CTO为固相油脂,采用脂肪酶催化合成乌桕脂基起酥油基料油(EIE),并对反应后CTO与SO的混合物相容性开展检测。还考察了温度、酶添加量及时间这三个因素对酶法合成工艺的的影响。研究结果发现,CTO:SO的质量比为6:4时相容性最好;以反应后混合物的固体脂肪含量(SFC)及滑动熔点(SMP)为目标值进行优化,得到酶法酯交换反应的最佳条件为:Lipozyme TL IM固定化脂肪酶添加量为2.0%(w/w),在60.0℃环境中反应240.0 min。研究结果进一步显示,混合体系酯交换后,EIE的物理性质符合宽塑性起酥油的国家标准GB/T 38069-2019;脂肪酸中不饱和脂肪酸(USFA)含量达到50.31%且不含反式脂肪酸(TFA);甘油三酯(TG)种类增加;熔点降低为41.3℃;晶型由β结晶占据主导地位转变为以β’晶型占据主导地位;相较于反应前陡峭的SFC曲线,反应之后变得更平滑,EIE塑性范围达到了17.5℃、打发度为1.85 m L/g。制备的EIE与市售宽塑性起酥油性质相当,证明CTO可经过酶法酯交换合成起酥油。其次,为了得到工业用SSO的最佳提取方法,采用正己烷、乙酸乙酯、异丙醇、无水乙醇、乙醚、丙酮、Folch和石油醚等8种溶剂进行油脂浸出和压榨法制油,对比不同浸出溶剂对SSO理化特性和抗氧化效果的影响,通过主成分分析法(PCA)找出合适的SSO浸出工艺。研究结果表明,浸出法得油率远高于压榨法,溶剂对得油率影响较大,无水乙醇浸出得油率达到30.07%;浸出SSO的酸价、过氧化值均低于压榨SSO。无水乙醇浸出SSO的生育酚总量(642.71 mg/kg)、甾醇总量(1043.70mg/kg)均为最高,氧化诱导时间(6.54 h)最长,DPPH非极性、DPPH全油、ABTS和FRAP自由基清除能力分别达到了1260.93、1385.81、78.24和179.04μmol TE/kg,具有较好的自由基清除效果。PCA结果显示,无水乙醇浸出提取的SSO抗氧化能力更强,生物活性物质提取率更高,上述结果表明无水乙醇浸出是合适的的SSO工业用油提取方法。最后,以榨油剩余的乌桕籽粕为原料,以碱溶时间、p H、料液比和碱溶温度这四个因素为指标,将乌桕籽粗蛋白提取率设定为目标值。结合单因素试验和Box-Behnken响应面法对碱溶酸沉提取乌桕籽粗蛋白工艺进行优化。结果表明,碱溶酸沉法提取乌桕籽粗蛋白最佳提取工艺为按照料液比为1:20 g/m L加水溶解后调节p H为9.0,在碱溶温度为50.0℃的环境中反应180.0 min,此条件下乌桕籽粗蛋白的提取率为47.39%。以碱溶酸沉提取的乌桕籽粗蛋白为原料,采用糖化酶将其纯化,在单因素实验的基础上,采用正交试验比较酶解温度、酶解p H、酶解时间、糖化酶用量四个因素对乌桕籽蛋白纯度的影响,对乌桕籽蛋白纯化工艺进一步的确定。实验结果表明,乌桕籽粗蛋白提纯工艺的最佳条件为糖化酶添加量为0.6%(w/w)、酶解时间为120.0 min、酶解p H为3.5和酶解温度为40.0℃,最终得到纯化后的乌桕籽蛋白纯度为88.86%。综上,本试验首次开发了以CTO为原料酶法酯交换合成起酥油基料油,优化了酶法酯交换合成工艺,增加了CTO的利用途径;确定了SSO的最佳提取溶剂,为生产高质量工业用SSO提供指导;以乌桕籽饼粕提取纯化乌桕籽蛋白,确认乌桕籽蛋白了提取和纯化的最佳工艺,为乌桕籽蛋白开发利用提供理论指导。
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