CN104629892A - 一种从蚕蛹中分离无臭蚕蛹油和蚕蛹蛋白的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从蚕蛹中分离无臭蚕蛹油和蚕蛹蛋白的方法，该方法是将新鲜存活的蚕蛹置于冷库中冷冻，冷冻后的蚕蛹和水一起加入到刀片搅拌器中进行搅拌切碎，得到混合物；所得混合物经过过筛后，滤液采用三相离心机离心分离，分别得到油层、水层和固体层，油层即蚕蛹生物油，固体层即非水溶性蚕蛹蛋白，水层经浓缩、喷雾干燥，得到水溶性蚕蛹蛋白；该方法以新鲜存活蚕蛹为原料通过简单工艺高效率提取无臭、色泽好的高品质蚕蛹油和蚕蛹蛋白，且避免使用有机溶剂，成本低、环保，满足工业化生产。

Description

一种从蚕蛹中分离无臭蚕蛹油和蚕蛹蛋白的方法
技术领域
本发明涉及一种从蚕蛹中分离无臭蚕蛹油和蚕蛹蛋白的方法，属于生物加工技术领域。
背景技术
蚕蛹又名小蜂、蝶元、蚕女，为蚕蛾科家蚕的蛹，我国蚕蛹资源丰富，年产蚕蛹30万吨以上，约占全世界总产量的80％。现代研究表明，蚕蛹不仅具有很高的营养价值，还具有促进脂肪代谢、保护肝脏、肝细胞再生、增长智力、保护视力、延缓衰老、提高免疫机能、强壮、降血糖和抗癌等多种药理作用。近代《中药大辞典》、《中药志》、《中华药海》、《中药辞海》等均将蚕蛹作为中药收录，作为补益药物用于治疗疳积劳累等营养不良病症。因此，蚕蛹是一种药食两用的宝贵资源。
蚕蛹中油脂含量相当丰富，占干蚕蛹28％～30％，含有大量不饱和脂肪酸甘油酯。蚕蛹油能水解成各种脂肪酸，其中不饱和脂肪酸约占75％，主要是油酸、亚油酸及亚麻酸等，饱和脂肪酸主要为棕榈酸和硬脂酸，由于蛹油中含有大量具有三个不饱和双键的α-亚麻酸，故蛹油的不饱和程度相当高。粗蛹油可作为工业原料，生产表面活性剂磺化蚕蛹油和塑料改性添加剂环氧蛹油，也可与其它油脂混合制成优质肥皂；环氧蛹油酯用于塑料、薄膜、电缆线、皮革等加工及尼龙合成；蛹油还可以制作消泡剂、高级润滑油、皮鞋油、鞋墨添加剂，也可制化妆品原料，有防紫外线照射、使皮肤新陈代谢旺盛及柔软的功效。蛹油中含量最高的油酸，对人体生长发育有很好的促进作用；而亚油酸是人体必不可少的脂肪酸，人体要靠亚油酸合成花生四烯酸，进而生成***素，以调解人体的各种机能，特别对降低血清胆固醇作用明显。蛹油中亚麻酸的含量很高，可达30％以上。亚麻酸是一种多功能保健品成份，是人体内合成二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)的原料，对增强智力和记忆力，保护视力有明显作用，同时还有持续降低血酯、胆固醇和抗血小板凝集作用，还能降血压、防治血栓形成，预防心血管疾病等等功能。因此，可以说蚕蛹油是一种营养保健价值相当高的特种动物油，而其作为保健食品及化妆品的原料，前景也被看好。
同时蚕蛹富含蛋白质，占干蚕蛹的50％～60％，且主要为优质球蛋白，是人类理想的动物性蛋白质资源和营养食品。蚕蛹蛋白是一种完全蛋白，含有18～20种氨基酸，其中为人体必需的氨基酸有8种，如色氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸及缬氨酸等。它们的含量占氨基酸的40％以上，符合FAO WHO规定的氨基酸模式。据分析，以蛋白质含量计算：100kg鲜蛹相当于85kg瘦猪肉、96kg鸡蛋或l00kg鲫鱼。蚕蛹蛋白还富含核黄素、尼克酸、锌、铁、铜等营养素，具有补充机体营养、促进生长发育的作用，可广泛用于婴幼儿、孕妇、老人、久病体弱者及运动员的营养食品添加剂和滋补剂。家蚕是极易繁殖的经济昆虫，蚕蛹又是极具潜力的天然蛋白质资源。近年来，我国蚕蛹蛋白开发利用研究取得了长足进步，在营养保健食品、医药化工、畜禽饲料等领域的应用呈现出良好的发展态势。
然而，从蚕蛹中提取的蚕蛹油和蚕蛹蛋白颜色呈暗褐色且有强烈的异味，如不去除，直接作为食品是难以接受的，即使作为动物饲料，还会在动物肉质、禽蛋中残留，限制了蚕蛹的开发和利用。目前蚕蛹脱臭脱色的方法主要有：双氧水氧化法，有机溶剂浸渍法及活性炭吸附法。双氧水氧化法的脱色效果较好，但是对氨基酸的破坏严重，在食品中应用的安全性收到质疑；活性炭脱色脱臭效果较好，但是活性炭很难从蚕蛹油和蚕蛹蛋白中分离，造成脱色脱臭的后续处理非常困难，且活性炭对蚕蛹油和蚕蛹蛋白有一定的吸附作用，影响产品收率；有机溶剂浸渍法只能出去亲油的、低沸点的发稠物质，脱色效果不理想。
发明内容
现有技术中的各种蚕蛹油和蛋白的提取工艺，都避不开脱色和脱臭的处理过程，主要是采用干燥的蚕蛹进行提取，然后再想办法除去颜色和臭味，导致提取工艺误入了歧途；由于蚕蛹在干燥的过程中，微生物活动剧烈，蛋白质腐败变性，产生氨性气体和色素使提取出的蚕蛹油和蚕蛹蛋白颜色差，并有强烈的异味。针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种以新鲜存活蚕蛹为原料通过简单工艺高效率提取无臭、色泽好的高品质蚕蛹油和蚕蛹蛋白，该工艺避免使用有机溶剂，成本低、环保，满足工业化生产。
本发明提供了一种从蚕蛹中分离无臭蚕蛹油和蚕蛹蛋白的方法，该方法是将新鲜存活的蚕蛹置于冷库中冷冻，冷冻后的蚕蛹和水一起加入到刀片搅拌器中进行搅拌切碎，得到混合物；所得混合物经过过筛后，滤液采用三相离心机离心分离，分别得到油层、水层和固体层，油层即蚕蛹生物油，固体层即非水溶性蚕蛹蛋白，水层经浓缩、喷雾干燥，得到水溶性蚕蛹蛋白。
本发明的从蚕蛹中分离无臭蚕蛹生物油和蚕蛹生物蛋白的方法还包括以下优选方案：
优选的方案中冷冻温度为-5℃～-30℃。
进一步优选的方案中冷冻时间为1～10h。
优选的方案中蚕蛹和水按质量比1:1～5加入到刀片搅拌器中。
优选的方案中刀片搅拌器的转速为100～300rpm。
优选的方案中搅拌切碎的时间为1～5h。
优选的方案中经刀片搅拌器搅拌切碎得到混合物过20～100目筛网。
优选的方案中三相离心机转速为10000～50000rpm。
优选的方案中浓缩时将水层浓缩至20～40泊美稠膏。
优选的方案中固体层采用冷冻干燥，冷冻干燥程序为：0～2h，温度为-50～-40℃；2～4h，真空度为13～15Pa；4～12h，温度为20～30℃；12～24h，温度为60～70℃。
本发明采用的三相离心机：GF/GQ125，三相离心机是一种新型的卧螺离心机，其工作原理是二种液相和一种固相进入离心机后，利用固-液-液比重差，并依靠离心力场使之扩大几千倍，固相在离心力的作用下被沉降，二种液相也出现分层，从而实现固-液-液三相分离，并在特殊结构的作用下分别排出机体。整个进料和分离过程均是连续、封闭、自动的完成。
本发明采用的刀片搅拌器：JBJ2-800，利用搅拌器上的刀片将物料切碎成指定大小。
相对现有技术，本发明的技术优势：本发明首次采用新鲜的蚕蛹为原料，结合冷冻、切碎、三相离心分离等工艺高效率提取无臭、色泽好的蚕蛹油和蚕蛹蛋白。本发明采用鲜活的蚕蛹为原料，其本身并没有很大异味，颜色也较好，结合本发明的冷冻过程，将微生物的大部分微生物杀死或大大降低其活性，有效防止蚕蛹中微生物对蚕蛹油和蚕蛹蛋白的破坏，在此基础上利用介质水结合三相离心分离工艺即可实现蚕蛹油和蚕蛹蛋白的分离。
相对现有技术，本发明的技术带来的有益效果：1、对蚕蛹油和蚕蛹蛋白的提取效率高，且纯度高。2、本发明的工艺无需采用任何有机试剂进行提取分离，不会影响蚕蛹油和蚕蛹蛋白的品质，同时也大大降低了提取的成本，并有利于环境保护。2、本发明的工艺无需进行高温处理，提取的蚕蛹油和蚕蛹蛋白色泽好也无任何异味，省去了后续的脱色和脱臭的繁琐工艺，大大简化工艺，而且没有经过高温处理，不会使蚕蛹生物油和蚕蛹生物蛋白变性，所制得得产品营养价格价值更加丰富。
具体实施方式
以下实施例旨在进一步说明本发明内容，而本发明的保护范围不受实施例限制。
实施例1
将新鲜存活蚕蛹迅速置于-5℃温度的冷库中冷冻2h；将冷冻过的蚕蛹加入2倍量纯水中，用100rpm刀片搅拌器搅拌1h；将打碎的蚕蛹用40目数筛网过滤，滤液用10000rpm三相离心机离心，分离得浅黄色油层，即为蚕蛹油，以新鲜蚕蛹计收率为7.5％；乳白色水层和固体层；将水层减压浓缩至20泊美稠膏，喷雾干燥，得白色水溶性蚕蛹蛋白，以新鲜蚕蛹计收率为6.5％，将固体层冷冻干燥，冷冻干燥程序为0～2h，温度为-50℃；2～4h，真空度为13Pa；4～12h，温度为30℃；12～24h，温度为70℃，得白色非水溶性蚕蛹蛋白，以新鲜蚕蛹计收率为6.8％。
表1提取的蚕蛹油参数
名称 方法 含量
颜色 浅黄色
过氧化值 GB/T 5538-2005 6.2
酸价 GB/T 5009.37-2003 0.25
不皂化物 GB/T 5534-2008 0.28
不饱和脂肪酸总含量 GB T 22223-2008 71.5
亚麻酸含量 GB 28404-2012 42
重金属含量 GB74XX--87 ≤10ppm
表2提取的水溶性蚕蛹蛋白参数
名称 方法 含量
颜色 白色或黄白色
蛋白质 GB 5009.5-2010 68
脂肪 GB/T 5009.6-2003 1.5
灰分 GB 5009.4-2010 4.5
水分 GB/T 5009.6-2003 6.5
重金属含量 GB74XX--87 ≤10ppm
表3提取的非水溶性蚕蛹蛋白参数
名称 方法 含量
颜色 白色或黄白色
蛋白质 GB 5009.5-2010 71.5
脂肪 GB/T 5009.6-2003 2.5
灰分 GB 5009.4-2010 3.5
水分 GB/T 5009.6-2003 6.8
重金属含量 GB74XX--87 ≤10ppm
实施例2
将新鲜存活蚕蛹迅速置于-15℃温度的冷库中冷冻4h；将冷冻过的蚕蛹加入3倍量纯水中，用150rpm刀片搅拌器搅拌1h；将打碎的蚕蛹用40目数筛网过滤，滤液用15000rpm三相离心机离心，分离得金黄色油层，即为蚕蛹油，收率为以新鲜蚕蛹计6.4％；乳白色水层和固体层；将水层减压浓缩至25泊美稠膏，喷雾干燥，得白色水溶性蚕蛹蛋白，以新鲜蚕蛹计收率为5.5％，将固体层冷冻干燥，冷冻干燥程序为0～2h，温度为-50℃；2～4h，真空度为15Pa；4～12h，温度为20℃；12～24h，温度为60℃，得白色非水溶性蚕蛹蛋白，以新鲜蚕蛹计收率为6.3％。
表4提取的蚕蛹油参数
名称 方法 含量
颜色 浅黄色
过氧化值 GB/T 5538-2005 6.5
酸价 GB/T 5009.37-2003 0.35
不皂化物 GB/T 5534-2008 0.20
不饱和脂肪酸总含量 GB T 22223-2008 65.5
亚麻酸含量 GB 28404-2012 41
重金属含量 GB74XX--87 ≤10ppm
表5提取的水溶性蚕蛹蛋白参数
名称 方法 含量
颜色 白色或黄白色
蛋白质 GB 5009.5-2010 63.5
脂肪 GB/T 5009.6-2003 1.2
灰分 GB 5009.4-2010 4.3
水分 GB/T 5009.6-2003 4.8
重金属含量 GB74XX--87 ≤10ppm
表6提取的非水溶性蚕蛹蛋白参数
名称 方法 含量
颜色 白色或黄白色
蛋白质 GB 5009.5-2010 70.8
脂肪 GB/T 5009.6-2003 3.5
灰分 GB 5009.4-2010 2.5
水分 GB/T 5009.6-2003 5.6
重金属含量 GB74XX--87 ≤10ppm
实施例3
将新鲜存活蚕蛹迅速置于-25℃温度的冷库中冷冻4h；将冷冻过的蚕蛹加入3倍量纯水中，用150rpm刀片搅拌器搅拌2h；将打碎的蚕蛹用40目数筛网过滤，滤液用18000rpm三相离心机离心，分离得金黄色油层，即为蚕蛹油，以新鲜蚕蛹计收率为6.8％；乳白色水层和固体层；将水层减压浓缩至20泊美稠膏，喷雾干燥，得白色水溶性蚕蛹蛋白，收率为以新鲜蚕蛹计6.5％，将固体层冷冻干燥，冷冻干燥程序为0～2h，温度为-50℃；2～4h，真空度为15Pa；4～12h，温度为25℃；12～24h，温度为60℃，得白色非水溶性蚕蛹蛋白，以新鲜蚕蛹计收率为6.3％。
表7提取的蚕蛹油参数
名称 方法 含量
颜色 浅黄色
过氧化值 GB/T 5538-2005 5.2
酸价 GB/T 5009.37-2003 0.35
不皂化物 GB/T 5534-2008 0.18
不饱和脂肪酸总含量 GB T 22223-2008 65.5
亚麻酸含量 GB 28404-2012 43
重金属含量 GB74XX--87 ≤10ppm
表8提取的水溶性蛋白参数
名称 方法 含量
颜色 白色或黄白色
蛋白质 GB 5009.5-2010 67
脂肪 GB/T 5009.6-2003 2.5
灰分 GB 5009.4-2010 4.8
水分 GB/T 5009.6-2003 3.5
重金属含量 GB74XX--87 ≤10ppm
表9提取的水不溶性蛋白参数
名称 方法 含量
颜色 白色或黄白色
蛋白质 GB 5009.5-2010 66.5
脂肪 GB/T 5009.6-2003 2.9
灰分 GB 5009.4-2010 3.2
水分 GB/T 5009.6-2003 4.8
重金属含量 GB74XX--87 ≤10ppm
实施例4
将新鲜存活蚕蛹迅速置于-20℃温度的冷库中冷冻8h；将冷冻过的蚕蛹加入4倍量纯水中，用100rpm刀片搅拌器搅拌4h；将打碎的蚕蛹用60目数筛网过滤，滤液用18000rpm三相离心机离心，分离得金黄色油层，即为蚕蛹油，以新鲜蚕蛹计收率为5.8％；乳白色水层和固体层；将水层减压浓缩至30泊美稠膏，喷雾干燥，得白色水溶性蚕蛹蛋白，以新鲜蚕蛹计收率为6.1％，将固体层冷冻干燥，冷冻干燥程序为0～2h，温度为-40℃；2～4h，真空度为15Pa；4～12h，温度为25℃；12～24h，温度为65℃，得白色非水溶性蚕蛹蛋白，以新鲜蚕蛹计收率为7.1％。
表10提取的蚕蛹油参数
名称 方法 含量
颜色 浅黄色
过氧化值 GB/T 5538-2005 4.2
酸价 GB/T 5009.37-2003 0.29
不皂化物 GB/T 5534-2008 0.18
不饱和脂肪酸总含量 GB T 22223-2008 70.5
亚麻酸含量 GB 28404-2012 45
重金属含量 GB74XX--87 ≤10ppm
表11提取的水溶性蛋白参数
名称 方法 含量
颜色 白色或黄白色
蛋白质 GB 5009.5-2010 72
脂肪 GB/T 5009.6-2003 1.6
灰分 GB 5009.4-2010 4.3
水分 GB/T 5009.6-2003 6.3
重金属含量 GB74XX--87 ≤10ppm
表12提取的非水溶性蛋白参数
名称 方法 含量
颜色 白色或黄白色
蛋白质 GB 5009.5-2010 70.5
脂肪 GB/T 5009.6-2003 2.4
灰分 GB 5009.4-2010 4.5
水分 GB/T 5009.6-2003 2.8
重金属含量 GB74XX--87 ≤10ppm

Claims (9)

1.一种从蚕蛹中分离无臭蚕蛹油和蚕蛹蛋白的方法，其特征在于，将新鲜存活的蚕蛹置于冷库中冷冻，冷冻后的蚕蛹和水一起加入到刀片搅拌器中进行搅拌切碎，得到混合物；所得混合物经过过筛后，滤液采用三相离心机离心分离，分别得到油层、水层和固体层，油层即蚕蛹生物油，固体层即非水溶性蚕蛹蛋白，水层经浓缩、喷雾干燥，得到水溶性蚕蛹蛋白。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，冷冻温度为-5℃～-30℃。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，冷冻时间为1～10h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，蚕蛹和水按质量比1:1～5加入到刀片搅拌器中。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，刀片搅拌器的转速为100～300rpm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，搅拌切碎的时间为1～5h。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经刀片搅拌器搅拌切碎得到混合物过20～100目筛网。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的三相离心机转速为10000～50000rpm。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的浓缩时将水层浓缩至20～40泊美稠膏。
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