[发明专利]提取大豆油脂和蛋白的微生物发酵酶解法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大豆油脂和蛋白的提取方法，尤其涉及一种挤压膨化预处理后的大豆经微生物发酵液酶解同时提取油脂和蛋白的方法，属于大豆油脂的提取领域。 

背景技术

目前大豆油制取工艺有两种，一种是溶剂浸出法，另一种是机械压榨法。这两种方法各存在以下的优缺点：溶剂浸出法的优点是出油率较高，但该方法溶剂易残留，对人体有较大伤害，而且湿粕在高温脱溶过程中蛋白变性严重，有机溶剂的使用增加了工艺的繁琐性，设备投资大，能耗大，生产安全性差，给环境造成污染等缺陷。压榨法制油工艺所得的油、饼质量差，且豆粕中残油率高(5％～7％，干基)，粕中蛋白变性严重以致只能用作肥料，造成大量优质植物蛋白浪费。 

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经过碱炼、脱酸等多道精炼工序使维生素E氧化，在精炼油中，维生素E已荡然无存，虽不易腐败，但只能供给能量，没有其他营养价值。在上世纪50年代国外就有学者把生物技术(酶)应用于油脂提取以探求更科学、健康、安全的提取方法。到上世纪90年代，水酶法提油技术引起国内外学者的关注。 

水酶法提取技术是利用酶水解油料同时得到油和蛋白最理想的方法，其工艺操作安全、设备简单、污染少，所得大豆油无溶剂残留且无需精炼即可食用，油中有益成分破坏少，营养价值高，蛋白变性程度低。但是水酶法提取技术也是难度较大的工艺方法，特别是低含油量的油料(最典型的是大豆)具有得油率较低的特点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。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。1995年Dominguez等对酶处理后 的大豆用正己烷浸提大豆油脂进行相关研究。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。2001年Y.B.Che Man和Suhardiyono等用Alcalase蛋白酶成功的提取了米糠油，通过响应面分析方法发现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，其优化后的最高提油率为79％、蛋白提取率为68％。 

中国对水酶法提油的技术研究相对国外较晚。1992年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蛋白的工艺进行研究。该工艺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，不仅工艺复杂，而且油脂提取率仅能达到65％左右。2000年浙江大学何国庆教授对水酶有机溶剂提取大豆油进行研究，得到了最佳酶的选择以及最佳酶解工艺条件和萃取条件，大豆油提取率达到84％左右，但由于当时技术的限制，这些方法并没有摆脱有机溶剂的使用。 

在植物油料中，油脂存在于油料细胞内，并通常与其他大分子(蛋白质和碳水化合物)结合在一起，构成脂多糖、脂蛋白等复合体。水酶法提油工艺是在机械破碎的基础上，利用酶进一步破坏细胞，分解脂蛋白、脂多糖等，使油从非油相中释放出来，从而同时得到蛋白与油脂。 

由于碱性蛋白酶对蛋白的水解能力最强，破坏程度最大，因而大多数水酶法都采用单一的碱性蛋白酶提取油脂与蛋白，还没有人用多种蛋白酶系提取油与蛋白取得较好的效果。 

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，它以花生为原料，用单一的碱性蛋白酶——Alcalase碱性内切蛋白酶进行酶解。公开号CN101602979A的发明专利公开了一种水酶法从大豆中提取油与蛋白的方法，该方法采用单一的Alcalase碱性内切蛋白酶从大豆中提取油与蛋白。 

以上两项专利采用的Alcalase碱性内切蛋白酶仅能从蛋白肽链内部水解蛋白，共同的缺点是生产的蛋白具有较明显的苦味，限制了其应用。此外，上述专利中所用的商品纯酶在水解过程中为了保持酶良好的活性和适宜的pH作用条件，需不断向豆粉中滴加碱液以保持恒定的pH值，但这样所产生的后果便是终产品蛋白中含有大量的盐，增加了水洗工艺的工作量(需除盐)。另外，现在商品酶的价格较高，而且酶的活性易受外界环境影响，这样就给交通运输和贮藏提出了较高的要求，因此用纯商品酶提取大豆中的油和蛋白，使生产成本增加。