admin管理员组

文章数量:866648

本发明公开了一种从脱脂火麻仁残渣中制取火麻蛋白粉的方法,涉及火麻的开发技术及其应用技术领域。该方法以脱脂火麻仁残渣为原料,经热水提取蛋白,滤过,滤液浓缩,助干剂辅助干燥,得到火麻仁蛋白粉。本发明以热水作为提取剂,提高了火麻蛋白提取效率,不引入有机溶剂、酸碱试剂等杂质,提取的火麻蛋白不需要纯化,剩余的火麻仁残渣不受污染,可以用于制作饲料或肥料等副产品,提高了火麻仁的综合利用价值。

1.一种从脱脂火麻仁残渣中制取火麻蛋白粉的方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:(1)蛋白提取:脱脂火麻仁残渣中加入热水,浸泡,滤过,取滤液;(2)滤液浓缩:将滤液进行浓缩,得到浓缩液;(3)混合药液制备:往浓缩液中加入与浓缩液可溶性固形物重量成一定比例的助干剂,得到混合药液;(4)蛋白制粉:将混合药液进行干燥,制粉,得到火麻仁蛋白粉;所述热水为50-90℃热水;所述热水为4-8倍脱脂火麻仁残渣重量的热水。    2.根据权利要求1所述的一种脱脂火麻仁残渣中提取火麻蛋白粉的方法,其特征在于:在步骤(1)中,所述浸泡为浸泡1-3小时。 3.根据权利要求1或2所述的一种从脱脂火麻仁残渣中制取火麻蛋白粉的方法,其特征在于:在步骤(1)中,所述蛋白提取重复操作1-3次,将滤液合并。 4.根据权利要求1所述的一种从脱脂火麻仁残渣中制取火麻蛋白粉的方法,其特征在于:在步骤(2)中,所述滤液浓缩为将滤液在于55-65℃下减压浓缩。 5.根据权利要求1或4所述的一种从脱脂火麻仁残渣中制取火麻蛋白粉的方法,其特征在于:在步骤(2)中,所述浓缩液为55-65℃时相对密度达到1.10-1.15的浓缩液。 6.根据权利要求1所述的一种从脱脂火麻仁残渣中制取火麻蛋白粉的方法,其特征在于:在步骤(3)中,所述助干剂为糊精、麦芽糊精、乳糖、糖粉中的一种或多种。 7.根据权利要求1或6所述的一种从脱脂火麻仁残渣中制取火麻蛋白粉的方法,其特征在于:所述助干剂为0.6-0.8份浓缩液可溶性固形物的重量的助干剂。 8.根据权利要求1所述的一种从脱脂火麻仁残渣中制取火麻蛋白粉的方法,其特征在于:在步骤(4)中,所述干燥为减压干燥或喷雾干燥。 9.根据权利要求8所述的一种从脱脂火麻仁残渣中制取火麻蛋白粉的方法,其特征在于:所述减压干燥为温度55-65℃,真空度-0.08MPa~-0.1Mpa的减压干燥。 10.根据权利要求8所述的一种从脱脂火麻仁残渣中制取火麻蛋白粉的方法,其特征在于:所述喷雾干燥为保持药液温度55-65℃,进风温度170-190℃,进液速度450-550ml/min的喷雾干燥。

技术领域

本发明涉及火麻的开发技术及其应用技术领域,具体是一种从脱脂火麻仁残渣中制取火麻蛋白粉的方法。

背景技术

火麻仁俗称火麻子、大麻籽、麻仁,是我国中医用的药材和保健食品原料之一。《中国药典》2010年版记载:火麻仁为桑科植物大麻Cannabis sativa L.的干燥成熟果实。国家卫生部卫法监发[2002]51号文件《卫生部关于进一步规范保健食品原料管理的通知》,将火麻仁列入“既是食品又是药品的物品名单”。研究表明,火麻含有丰富的蛋白质,主要含有麻仁球蛋白和麻仁白蛋白,是容易消化的全价蛋白质,能够增强机体抗疲劳和免疫功能,其中富含人体所必需的各种氨基酸。本课题组前期研究结果表明,广西不同产地火麻仁蛋白质含量在20.73%~24.29%之间,平均含量22.38%,可以考虑将其作为一种植物蛋白质资源开发。

目前市场上火麻产品主要有火麻果仁、火麻油、火麻汤,品种较为单一,且多为粗加工产品。因此,对火麻仁深层次、高价值的综合开发利用,具有重要的意义。首先对火麻仁进行低温压榨脱脂可得到火麻仁油,提取后的残渣可进一步提纯蛋白,其综合利用效益和前景将非常可观。

火麻仁蛋白有多种提取方法,如氯化钠溶液提取法、有机溶剂萃取法、碱液抽提法、酶法等。中国专利201310068420.9(申请号)公开了一种火麻仁球蛋白提取工艺,该工艺采用氯化钠溶液提取火麻仁球蛋白,将经过压榨去油的火麻仁饼粕溶解于20倍量的氯化钠溶液中,氯化钠浓度为4%-6%,加热至55-65℃后,搅拌60分钟,在保温的环境中进行液固分离处理,将分离出的提取液,降温至0-4℃,并在0-4℃的温度中沉降获取蛋白泥,利用纯净水去盐、无水乙醇去水后,将去盐去水的蛋白泥烘干,获得高纯度的火麻仁球蛋白。中国专利 200410022197.5(申请号)公开了一种火麻仁蛋白粉及其制备方法和应用,该专利采用有机溶剂萃取法提取火麻仁蛋白,火麻籽为经过筛选除杂、精选分级、经快速加热、快速冷却、机械碧碾脱壳、常温机械冷榨分离油脂、制成脱壳冷榨麻仁蛋白胚片,将蛋白胚片投入萃取罐内,采用丙烷或丁烷萃取胚片中的油脂并分离出蛋白质,经4-6次萃取分离后,获得分离油脂后的麻仁蛋白湿粕,经减压气化、抽真空脱溶和压缩回收溶剂,获得脱脂麻仁蛋白粕,经进一步制粉和筛除杂质后即为所需的火麻仁蛋白粉。中文文献“碱溶酸沉法制备火麻仁蛋白工艺研究”(《中国酿造》)公开了一种碱液提取火麻仁蛋白的方法,该方法以火麻仁为原料, 对其进行脱脂处理后, 利用碱溶酸沉法制备火麻仁分离蛋白并确定其最佳工艺条件,试验表明, 提取温度50 ℃ ,碱提时间0.5h , pH1.0,料液比1:20,酸沉pH5.0为最佳工艺条件,在此条件下蛋白质的提取率为29.54%。中文文献“火麻仁蛋白水酶法制备工艺研究”(《中国酿造》)公开了一种用酶法提取火麻仁蛋白的工艺,该工艺流程为火麻仁→清理及筛选→粉碎→浸提法提油→烘干→脱脂火麻仁粉→酶解→灭酶→过滤、水洗→蛋白液。

以上几种火麻蛋白提取方法中,氯化钠提取火麻仁球蛋白法中提取液需要降温到0-4℃,耗能较多,提纯过程还需要去盐去水,操作较繁琐;有机溶剂萃取法需要加入有机溶剂,后期难以去除,影响蛋白品质;碱液提取法对工艺参数要求比较严格,需要较多实验设备;酶法提取使用的酶制剂价格比较昂贵,生产成本高。这几种方法都只能提取到部分的火麻仁蛋白,火麻仁残渣中还剩余一部分蛋白质和其他营养成分,但是由于提取过程中引入了酸、碱、盐等杂质,提取蛋白后的残渣不适于其他用途。

火麻蛋白溶于纯水,用水来提取火麻蛋白可以避免引入杂质,提取的火麻蛋白和剩余的火麻仁残渣不需要提纯,利于进一步加工,但是常温下火麻蛋白在水中的溶解度较小,提取效率很低,达不到工业生产的要求。因此,纯水提取火麻蛋白的工艺需要加以改进,增加火麻蛋白在水中的溶解度,提高火麻蛋白的提取效率。

发明内容

为了解决现有火麻仁提取技术的不足,本发明提供一种从脱脂火麻仁残渣中制取火麻蛋白的方法,火麻蛋白在热水中溶解度较大,使用热水提取火麻蛋白,提高火麻蛋白提取效率,同时不引入有机溶剂、酸碱试剂等杂质,提取的火麻蛋白不需要纯化,剩余的火麻仁残渣不受污染,可以用于制作饲料或肥料等副产品,提高了火麻仁的综合利用价值,该方法包括如下步骤: 

(1)蛋白提取:脱脂火麻仁残渣中加入热水,浸泡,滤过,取滤液,收集滤渣;

(2)滤液浓缩:将滤液进行浓缩,得到浓缩液;

(3)混合药剂制备:往浓缩液中加入助干剂,成混合药液;

(4)蛋白制粉:将混合药液进行干燥,制粉,得到火麻仁蛋白粉;

所述热水为50-90℃的热水;所述热水为4-8倍脱脂火麻仁残渣重量的热水。 

作为本发明的进一步限定,在步骤(1)中,所述浸泡为浸泡1-3小时。

作为本发明的进一步限定,在步骤(1)中,所述蛋白提取重复操作1-3次,将滤液合并。蛋白提取过程重复操作1-3次保证火麻仁残渣中的蛋白完全溶出,提高蛋白提取率。

作为本发明的进一步限定,在步骤(2)中,所述浓缩为55-65℃减压浓缩。

作为本发明的进一步限定,在步骤(2)中,所述浓缩液为55-65℃时相对密度达到1.10-1.15的浓缩液。

作为本发明的进一步限定,在步骤(3)中,所述助干剂为糊精、麦芽糊精、乳糖、糖粉中的一种或多种。

作为本发明的进一步限定,所述助干剂为0.6-0.8份浓缩液可溶性固形物的重量的助干剂。为了使本发明公开更充分,在步骤(3)中,浓缩液可溶性固形物的重量的计算方法为:精确称量浓缩液总重量,称取少量浓缩液,置已干燥至恒重的洁净蒸发皿中,水浴蒸干,移入烘箱干燥,取出,置干燥器内冷却至恒重,精确称量蒸发皿中少量浓缩液的可溶性固形物,浓缩液中所有可溶性固形物的重量=(少量浓缩液的可溶性固形物/少量浓缩液重量 )×浓缩液总重量。

作为本发明的进一步限定,在步骤(4)中,所述干燥为减压干燥或喷雾干燥。

作为本发明的进一步限定,所述减压干燥为温度55-65℃,真空度-0.08MPa~-0.1Mpa的减压干燥。

作为本发明的进一步限定,所述喷雾干燥为保持药液温度55-65℃,进风温度170-190℃,进液速度450-550ml/min,进行喷雾干燥。

与现有技术相比,本发明具有以下优点:

(1)火麻蛋白在热水中溶解度比在常温水中溶解度大,使用热水提取火麻蛋白,火麻蛋白提取率从常温时的1.5-2%提高到热水时的10-12%。

(2)以热水提取火麻蛋白,不引入有机溶剂、酸碱试剂等杂质,提取的火麻蛋白不需要纯化,简化了工艺流程。

(3)提取火麻蛋白后剩余的火麻仁残渣没有污染,可以用于制作饲料或肥料等副产品,提高了火麻仁的综合利用价值。

(4)浓缩液加入助干剂进行干燥制粉,提高了蛋白粉干燥速率,降低了生产能耗。

(5)浓缩液在减压干燥或喷雾干燥中维持较低温度,可以保持火麻仁蛋白在干燥过程中中不发生变性,且两种干燥方法效率高,提高了产品的加工速率。

(6)蛋白粉中火麻蛋白含量达到75-80%,营养价值高,市场前景好。

(7)该方法所用的热水和助干剂价格低廉,仪器设备简单,生产成本较低。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

(1)称取火麻仁残渣50g,浸提过程:残渣投料于提取罐中,往提取罐中加4倍重量的50℃热水作为提取剂,搅拌后于50℃下恒温浸提1小时,滤过,取滤液置于浓缩罐中,收集残渣。

(2)重复上述步骤(1)浸提过程1次,合并滤液于浓缩罐中。

(3)将步骤(2)浓缩罐中的滤液于55℃减压浓缩至相对密度1.10(55℃时测量值)的浓缩液,精确称量浓缩液总重量为12.81g。

(4)精确称量浓缩液2g,置已干燥至恒重的洁净蒸发皿中,水浴蒸干,105℃烘箱干燥3小时,取出,置干燥器内冷却30分钟至恒重,精确称量蒸发皿中少量浓缩液的可溶性固形物为0.5933 g,步骤(3)所得浓缩液中所有可溶性固形物的量=(少量浓缩液的可溶性固形物/少量浓缩液重量 )×浓缩液总重量=3.84g。

(5)往步骤(3)所得浓缩液中加入麦芽糊精作为助干剂,助干剂与火麻仁可溶性固形物重量比为0.6:1,即2.30g,搅拌均匀。

(6)将步骤(5)所得混合药剂置于烘箱,55℃,-0.08MPa减压干燥制成粉末,得到火麻仁蛋白粉3.56g。

火麻仁蛋白提取率为9.7%,蛋白粉中蛋白含量为75.4%。

实施例2

(1)称取火麻仁残渣50g,浸提过程:残渣投料于提取罐中,往提取罐中加6倍重量的70℃热水作为提取剂,搅拌后于70℃下恒温浸提2小时,滤过,取滤液置于浓缩罐中,收集残渣。

(2)重复上述步骤(1)浸提过程2次,合并滤液于浓缩罐中。

(3)将步骤(2)浓缩罐中的滤液于60℃减压浓缩至相对密度1.10(60℃时测量值)的浓缩液,精确称量浓缩液总重量为13.67g。

(4)精确称量浓缩液2g,置已干燥至恒重的洁净蒸发皿中,水浴蒸干,105℃烘箱干燥3小时,取出,置干燥器内冷却30分钟至恒重,精确称量蒸发皿中少量浓缩液的可溶性固形物为0.6850 g,步骤(3)所得浓缩液中所有可溶性固形物的量=(少量浓缩液的可溶性固形物/少量浓缩液重量 )×浓缩液总重量=4.68g。

(5)往步骤(3)所得浓缩液中加入糊精作为助干剂,助干剂与火麻仁可溶性固形物重量比为0.7:1,即3.28g,搅拌均匀。

(6)将步骤(5)所得混合药剂保持药液温度60℃,进行喷雾干燥,进风温度为170℃,进液速度450ml/min,得到火麻仁蛋白粉4.20g。

火麻仁蛋白提取率为11.8%,蛋白粉中蛋白含量为77.8%。

实施例3

(1)称取火麻仁残渣50g,浸提过程:残渣投料于提取罐中,往提取罐中加8倍重量的90℃热水作为提取剂,搅拌后于90℃下恒温浸提3小时,滤过,取滤液置于浓缩罐中,收集残渣。

(2)重复上述步骤(1)浸提过程1次,合并滤液于浓缩罐中。

(3)将步骤(2)浓缩罐中的滤液于65℃减压浓缩至相对密度1.12(65℃时测量值)的浓缩液,精确称量浓缩液总重量为13.16g。

(4)精确称量浓缩液2g,置已干燥至恒重的洁净蒸发皿中,水浴蒸干,105℃烘箱干燥3小时,取出,置干燥器内冷却30分钟至恒重,精确称量蒸发皿中少量浓缩液的可溶性固形物为0.6641 g,步骤(3)所得浓缩液中所有可溶性固形物的量=(少量浓缩液的可溶性固形物/少量浓缩液重量 )×浓缩液总重量=4.37g。

(5)往步骤(3)所得浓缩液中加入乳糖作为助干剂,助干剂与火麻仁可溶性固形物重量比为0.8:1,即3.50g,搅拌均匀。

(6)将步骤(5)所得混合药剂置于烘箱,65℃,-0.09MPa减压干燥制成粉末,得到火麻仁蛋白粉4.05g。

火麻仁蛋白提取率为11.2%,蛋白粉中蛋白含量为76.5%。

实施例4

(1)称取火麻仁残渣50g,浸提过程:残渣投料于提取罐中,往提取罐中加4倍重量的70℃热水作为提取剂,搅拌后于70℃下恒温浸提3小时,滤过,取滤液置于浓缩罐中,收集残渣。

(2)重复上述步骤(1)浸提过程3次,合并滤液于浓缩罐中。

(3)将步骤(2)浓缩罐中的滤液于65℃减压浓缩至相对密度1.12(65℃时测量值)的浓缩液,精确称量浓缩液总重量为14.47g。

(4)精确称量浓缩液2g,置已干燥至恒重的洁净蒸发皿中,水浴蒸干,105℃烘箱干燥3小时,取出,置干燥器内冷却30分钟至恒重,精确称量蒸发皿中少量浓缩液的可溶性固形物为0.6073 g,步骤(3)所得浓缩液中所有可溶性固形物的量=(少量浓缩液的可溶性固形物/少量浓缩液重量 )×浓缩液总重量=4.39g。

(5)往步骤(3)所得浓缩液中加入糖粉作为助干剂,助干剂与火麻仁可溶性固形物重量比为0.7:1,即3.07g,搅拌均匀。

(6)将步骤(5)所得混合药剂保持药液温度65℃,进行喷雾干燥,进风温度为180℃,进液速度500ml/min,得到火麻仁蛋白粉4.30g。

火麻仁蛋白提取率为12.3%,蛋白粉中蛋白含量为79.2%。

实施例5

(1)称取火麻仁残渣50g,浸提过程:残渣投料于提取罐中,往提取罐中加6倍重量的90℃热水作为提取剂,搅拌后于90℃下恒温浸提1小时,滤过,取滤液置于浓缩罐中,收集残渣。

(2)重复上述步骤(1)浸提过程1次,合并滤液于浓缩罐中。

(3)将步骤(2)浓缩罐中的滤液于55℃减压浓缩至相对密度1.13(55℃时测量值)的浓缩液,精确称量浓缩液总重量为14.74g。

(4)精确称量浓缩液2g,置已干燥至恒重的洁净蒸发皿中,水浴蒸干,105℃烘箱干燥3小时,取出,置干燥器内冷却30分钟至恒重,精确称量蒸发皿中少量浓缩液的可溶性固形物为0.6103 g,步骤(3)所得浓缩液中所有可溶性固形物的量=(少量浓缩液的可溶性固形物/少量浓缩液重量 )×浓缩液总重量=4.50g。

(5)往步骤(3)所得浓缩液中加入糊精、乳糖作为助干剂,助干剂与火麻仁可溶性固形物重量比为0.6:1,即糊精、乳糖各加入1.35g,搅拌均匀。

(6)将步骤(5)所得混合药剂保持药液温度55℃,进行喷雾干燥,进风温度为190℃,进液速度550ml/min,得到火麻仁蛋白粉3.87g。

火麻仁蛋白提取率为10.8%,蛋白粉中蛋白含量为77.2%。

实施例6

(1)称取火麻仁残渣50g,浸提过程:残渣投料于提取罐中,往提取罐中加8倍重量的50℃热水作为提取剂,搅拌后于50℃下恒温浸提2小时,滤过,取滤液置于浓缩罐中,收集残渣。

(2)重复上述步骤(1)浸提过程2次,合并滤液于浓缩罐中。

(3)将步骤(3)浓缩罐中的滤液于60℃减压浓缩至相对密度1.13(60℃时测量值)的浓缩液,精确称量浓缩液总重量为13.45g。

(4)精确称量浓缩液2g,置已干燥至恒重的洁净蒸发皿中,水浴蒸干,105℃烘箱干燥3小时,取出,置干燥器内冷却30分钟至恒重,精确称量蒸发皿中少量浓缩液的可溶性固形物为0.6341 g,步骤(3)所得浓缩液中所有可溶性固形物的量=(少量浓缩液的可溶性固形物/少量浓缩液重量 )×浓缩液总重量=4.26g。

(5)往步骤(3)所得浓缩液中加入麦芽糊精、乳糖、糖粉作为助干剂,助干剂与火麻仁可溶性固形物重量比为0.8:1,即麦芽糊精、乳糖、糖粉各加入1.14g,搅拌均匀。

(6)将步骤(5)所得混合药剂保持药液温度60℃,进行喷雾干燥,进风温度为180℃,进液速度500ml/min,得到火麻仁蛋白粉3.85g。

火麻仁蛋白提取率为10.6%,蛋白粉中蛋白含量为76.3%。

实施例7

(1)称取火麻仁残渣50g,浸提过程:残渣投料于提取罐中,往提取罐中加4倍重量的90℃热水作为提取剂,搅拌后于90℃下恒温浸提2小时,滤过,取滤液置于浓缩罐中,收集残渣。

(2)重复上述步骤(1)浸提过程3次,合并滤液于浓缩罐中。

(3)将步骤(2)浓缩罐中的滤液于55℃减压浓缩至相对密度1.14(55℃时测量值)的浓缩液,精确称量浓缩液总重量为13.66g。

(4)精确称量浓缩液2g,置已干燥至恒重的洁净蒸发皿中,水浴蒸干,105℃烘箱干燥3小时,取出,置干燥器内冷却30分钟至恒重,精确称量蒸发皿中少量浓缩液的可溶性固形物为0.6434 g,步骤(3)所得浓缩液中所有可溶性固形物的量=(少量浓缩液的可溶性固形物/少量浓缩液重量 )×浓缩液总重量=4.39g。

(5)往步骤(3)所得浓缩液中加入糊精、麦芽糊精、乳糖、糖粉作为助干剂,助干剂与火麻仁可溶性固形物重量比为0.8:1,即糊精、麦芽糊精、乳糖、糖粉各加入0.88g,搅拌均匀。

(6)将步骤(5)所得混合药剂置于烘箱,55℃,-0.1MPa减压干燥。得到火麻仁蛋白粉4.00g。

火麻仁蛋白提取率为10.9%,蛋白粉中蛋白含量为75.4%。

实施例8

(1)称取火麻仁残渣50g,浸提过程:残渣投料于提取罐中,往提取罐中加6倍重量的50℃热水作为提取剂,搅拌后于50℃下恒温浸提3小时,滤过,取滤液置于浓缩罐中,收集残渣。

(2)重复上述步骤(1)浸提过程2次,合并滤液于浓缩罐中。

(3)将步骤(2)浓缩罐中的滤液于65℃减压浓缩至相对密度1.15(65℃时测量值)的浓缩液,精确称量浓缩液总重量为14.12g。

(4)精确称量浓缩液2g,置已干燥至恒重的洁净蒸发皿中,水浴蒸干,105℃烘箱干燥3小时,取出,置干燥器内冷却30分钟至恒重,精确称量蒸发皿中少量浓缩液的可溶性固形物为0.6845 g,步骤(3)所得浓缩液中所有可溶性固形物的量=(少量浓缩液的可溶性固形物/少量浓缩液重量 )×浓缩液总重量=4.83g。

(5)往步骤(3)所得浓缩液中加入乳糖、糖粉作为助干剂,助干剂与火麻仁可溶性固形物重量比为0.7:1,即乳糖、糖粉各加入1.69g,搅拌均匀。

(6)将步骤(5)所得混合药剂置于烘箱,65℃,-0.08MPa减压干燥。得到火麻仁蛋白粉4.07g。

火麻仁蛋白提取率为11.3%,蛋白粉中蛋白含量为76.9%。

实施例9

(1)称取火麻仁残渣50g,浸提过程:残渣投料于提取罐中,往提取罐中加8倍重量的70℃热水作为提取剂,搅拌后于70℃下恒温浸提1小时,滤过,取滤液置于浓缩罐中,收集残渣。

(2)重复上述步骤(1)浸提过程1次,合并滤液于浓缩罐中。

(3)将步骤(2)浓缩罐中的滤液于60℃减压浓缩至相对密度1.15(60℃时测量值)的浓缩液,精确称量浓缩液总重量为13.85g。

(4)精确称量浓缩液2g,置已干燥至恒重的洁净蒸发皿中,水浴蒸干,105℃烘箱干燥3小时,取出,置干燥器内冷却30分钟至恒重,精确称量蒸发皿中少量浓缩液的可溶性固形物为0.6286 g,步骤(3)所得浓缩液中所有可溶性固形物的量=(少量浓缩液的可溶性固形物/少量浓缩液重量 )×浓缩液总重量=4.35g。

(5)往步骤(3)所得浓缩液中加入麦芽糊精、糖粉作为助干剂,助干剂与火麻仁可溶性固形物重量比为0.6:1,即麦芽糊精、糖粉各加入1.36g,搅拌均匀。

(6)将步骤(5)所得混合药剂保持药液温度60℃,进行喷雾干燥,进风温度为190℃,进液速度550ml/min,得到火麻仁蛋白粉3.94g。

火麻仁蛋白提取率为11.1%,蛋白粉中蛋白含量为78.3%。

本文标签: 火麻仁残渣蛋白粉方法