淺談南瓜籽蛋白粉的制取工藝

陳 杉,朱 云

1.河南華泰糧油機械股份有限公司 (安陽 456400) 2.江南大學(xué) (無錫 214122)

南瓜籽,是南瓜成熟后的主要副產(chǎn)品,其營養(yǎng)價值豐富,含油脂35%～50%,最高可達到60%以上,蛋白質(zhì)含量30%～40%。南瓜籽除了可以直接食用之外,還具有兩方面的應(yīng)用價值,即南瓜籽油和南瓜籽蛋白。近年來,我國對南瓜籽的研究越來越深入,研究表明:南瓜籽油富含多種不飽和脂肪酸,具有降血脂、抗血栓、降血壓、預(yù)防心肌梗死、抑制癌變、消除亞油酸攝取過量、防治前列腺病癥等功效;南瓜籽蛋白富含約20種氨基酸,其中具有人體必需的8種氨基酸和兒童必需的組氨酸,是一種優(yōu)質(zhì)的植物蛋白來源。因此,南瓜籽成為了目前一種極具開發(fā)前景的保健型植物原料[1]。

在我國,南瓜多產(chǎn)于陜西、新疆、內(nèi)蒙等地區(qū),隨著種植技術(shù)的發(fā)展,我國南瓜產(chǎn)量和質(zhì)量得到了提升,同時南瓜籽的產(chǎn)量也在增多。目前,南瓜籽多被用于榨取油脂,而南瓜籽被提取油脂后的副產(chǎn)物-南瓜籽粕也是一種優(yōu)質(zhì)的植物蛋白來源。根據(jù)試驗測定,南瓜籽粕的蛋白含量高達60%以上,且其蛋白質(zhì)的氨基酸組成非常豐富,營養(yǎng)價值很高。因此,由南瓜籽粕加工而成的南瓜籽蛋白粉已經(jīng)逐漸出現(xiàn)在市面上,人們有直接把南瓜籽蛋白粉加入到牛奶、豆?jié){、果汁或者早餐谷物中食用的,也有將南瓜籽蛋白粉加入面包等烘焙食品配方中的,還有食用南瓜籽蛋白粉制成的代餐、奶昔類商品的,同時一些加工廠還將南瓜籽蛋白作為輔料或者添加劑添加到醬油、飲料、火腿腸、面粉、餅干等產(chǎn)品中,均起到良好的效果[2]。由此可見,南瓜籽蛋白粉的市場前景非常好,這就驅(qū)動著人們盡快實現(xiàn)南瓜籽蛋白粉的規(guī)模化生產(chǎn)。

1 南瓜籽蛋白加工傳統(tǒng)工藝

目前,南瓜籽蛋白的工廠規(guī)?；a(chǎn)方法大致分為壓榨法、溶劑浸出法和超臨界流體萃取法[3-6]。

1.1 壓榨法

壓榨法是傳統(tǒng)的油脂提取方法,通過外力作用將油脂從油料中擠壓分離出來,最后得到脫脂南瓜籽蛋白粉。依據(jù)不同的制油溫度,壓榨法分為熱榨法和冷榨法,熱榨法是將南瓜籽仁蒸炒至120 ℃,水分控制在1.0%～1.5%進行壓榨,所得的油脂滋味濃郁,但是高溫加熱使得南瓜籽餅蛋白變性嚴重;冷榨法是將未蒸炒的油料在低于60 ℃的條件下進行機械壓榨,相比熱榨法,冷榨法能夠較好的保留生物活性功能,餅蛋白基本不變性,但是出油率低。

1.2 溶劑浸出法

溶劑浸出法是工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)的重要方法,利用油脂與有機溶劑互溶的特點進行萃取。常用的有機溶劑有正己烷,相比于傳統(tǒng)壓榨法,溶劑浸出法的油脂提取率比較高,粕蛋白變性程度低,有利于提升粕的價值;但是作為油脂萃取的介質(zhì)——有機溶劑,本身具有毒性且易燃易爆,提高了對生產(chǎn)管理的要求。

1.3 超臨界流體萃取法

采用CO2流體萃取南瓜籽油,提取溫度低,能保護南瓜籽粕蛋白的生物活性,且提取率高,無有機溶劑殘留,但是由于整個萃取過程需要處于高壓狀態(tài),對設(shè)備和管道的耐壓性要求比較高,因此萃取設(shè)備價格昂貴,限制了此方法的推廣應(yīng)用。

根據(jù)以上3種方法,本文對南瓜籽蛋白粉產(chǎn)品的制取工藝進行了優(yōu)化,將冷榨法和溶劑浸出法進行了結(jié)合,希望建立出一套最優(yōu)的能夠應(yīng)用于工廠規(guī)?；瘜嵺`加工的南瓜籽蛋白粉提取工藝方案。

2 南瓜子蛋白粉提取新工藝

2.1 工藝流程

南瓜子蛋白粉的制備工藝如下:

南瓜籽→清理→破碎→低溫調(diào)質(zhì)→壓榨→浸出→低溫脫溶→脫脂南瓜籽粕→干燥→粉碎→殺菌→脫脂南瓜籽蛋白粉

南瓜籽清理后,經(jīng)輸送設(shè)備輸送,先通過對輥式破碎機,破碎成5 mm以下的顆粒后,進入低溫調(diào)質(zhì)鍋,低溫調(diào)質(zhì)鍋底夾層通入熱水加熱,在50 ℃～70 ℃的低溫狀態(tài)下將物料的水分降低至5%～7%,既能達到最佳的壓榨條件,又能控制南瓜籽蛋白基本不變性。調(diào)質(zhì)后的南瓜籽進入專用螺旋榨油機,針對南瓜籽這類含油量高的油料,可直接進行壓榨?？刂评湔毫?.5～4.0 MPa,榨螺轉(zhuǎn)速36 r/min,其中一部分榨餅進行回榨,以增大榨膛壓力,提高出油率,剩余冷榨餅則進入浸出車間。整個壓榨過程,榨餅溫度不超過60 ℃,使得蛋白質(zhì)基本不變性。

進入浸出車間后,南瓜籽餅先經(jīng)過暫存箱暫存,再通過密封絞龍定量輸送至浸出器進行油脂萃取,采用傳統(tǒng)平轉(zhuǎn)浸出器,利用正己烷將油從物料中萃取出來,浸出溫度控制在55 ℃左右。取油后的的南瓜籽粕中含有大量的溶劑(正己烷),需進行脫溶處理,傳統(tǒng)的脫溶工藝采用高溫脫溶,通過直接蒸汽將溶劑脫除,而此時為了保證蛋白質(zhì)不變性,應(yīng)采用低溫脫溶的工藝方法。采用兩級臥式低溫脫溶裝置,南瓜籽粕先進入A筒,將溶劑汽化(69 ℃左右),溶劑蒸汽再與翻滾的南瓜籽粕物料直接接觸,快速的蒸發(fā)帶走物料表面的溶劑,溶劑氣體經(jīng)過沙克龍凈化后,干凈的溶劑氣體通過風(fēng)機一部分去冷凝系統(tǒng),一部分回到溶劑加熱器,經(jīng)加熱后重新回到A筒去除物料中的溶劑,由于溶劑沸點僅69 ℃左右,所以物料溫度始終保持70 ℃以下。表面溶劑去除以后,物料進入B筒,B筒的設(shè)計具有一定的真空度,通過真空將剩余的溶劑蒸發(fā)去除,溶劑氣體最終經(jīng)過捕集器凈化后,去真空系統(tǒng)。得到的脫脂南瓜籽粕經(jīng)過干燥、粉碎、殺菌處理后,就可以得到脫脂南瓜籽蛋白粉,最終將脫脂南瓜籽蛋白粉輸送至打包車間。

2.2 技術(shù)關(guān)鍵點

本方案的技術(shù)關(guān)鍵點是將傳統(tǒng)的冷榨法和溶劑浸出法進行結(jié)合,這樣,南瓜籽在經(jīng)過先冷榨后浸出后,不僅可以大大提高南瓜籽油的萃取率,使得南瓜籽粕殘油少,提高了瓜籽粕的蛋白占比,還保證了整個加工過程中溫度控制在80 ℃以下,大大降低粕蛋白的變性程度,較好保存了蛋白的生物活性,進而提高了南瓜籽蛋白粉的營養(yǎng)價值。

3 結(jié)束語

隨著人們生活水平的提高,對健康飲食的追求也越來越高,南瓜籽蛋白粉是一種功能多樣、營養(yǎng)豐富、安全無副作用的植物性蛋白粉,它不僅適合素食者和健康意識強的消費者,也適合所有想要提高生活質(zhì)量和預(yù)防慢性病的人群。因此,南瓜籽蛋白粉逐漸成為當(dāng)下的一個開發(fā)熱點。

本文提出的工藝方案同時兼顧了冷榨法和溶劑浸出法兩種傳統(tǒng)方法的優(yōu)勢,適用于工廠大規(guī)模的生產(chǎn)。伴隨著技術(shù)的發(fā)展和科研人員不斷深入的研究,南瓜籽蛋白粉在食品和保健品行業(yè)中應(yīng)用越發(fā)廣泛,南瓜籽蛋白粉工廠規(guī)?；a(chǎn)的需求也會逐漸增強。