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菠萝浆提取椰子油的工艺研究



全 文 :椰子油是一种重要的植物油, 是国际椰子加工
的主要产品, 也是国际油脂贸易的大宗产品, 在食
品、 化工和医药等领域中有着重要作用 [1]。 传统的
椰子油加工工艺包括干法和湿法。 干法加工工艺是
在高温下将椰肉制成椰干, 然后用榨油机将椰干压
榨得到椰子油 [2-4]。 由于椰干往往被污染并腐臭变
质, 得到的粗椰油质量不好, 一般需要经过精炼处
理, 所得椰子油的品质不高。 现代湿法加工工艺提
取椰子油是以新鲜椰肉为原料, 压榨得到椰奶, 然
后经加热、 液-液离心分离、 浓缩、 固-液离心分
离、 澄清、 干燥得到无色透明的椰子油。 湿法加工
工艺制成的椰子油品质优于干法加工所得椰子油,
但高速离心分离机价格昂贵, 设备投资大 [3-4]。 无
论是干法加工工艺还是湿法加工工艺, 目前在提取
椰子油后的副产物利用方面的深度和广度都不够,
副产品的利用价值不高。
菠萝含有活性菠萝蛋白酶(Bromelain), 它是一
种来源于菠萝的多肽水解酶, 属巯基蛋白酶, 广泛
应用于食品、 医药等行业 [5-7]。 本试验采用菠萝浆
与椰奶协同作用制备椰子油, 利用菠萝蛋白酶分解
椰奶中的蛋白质, 达到快速分离油脂的目的, 并优
化了提取工艺条件。
热带作物学报 2011, 32(8): 1567-1571
Chinese Journal of Tropical Crops
收稿日期: 2011-04-29 修回日期: 2011-07-25
基金项目: 公益性行业(农业)科研专项(No.20090326); 海南省社会发展科技专项(No.2010SF006)。
作者简介: 段岢君(1989 年—), 女, 在读本科。 *通讯作者: 李 瑞, E-mail: liruihn@163.com。
菠萝浆提取椰子油的工艺研究
段岢君 2, 李 瑞 1, 3*, 夏秋瑜 1, 3,
崔欣悦 2, 陈卫军 1, 3 ,赵松林 1, 3
1 中国热带农业科学院椰子研究所, 海南文昌 571339
2 海南大学食品学院, 海南海口 570228
3 海南省椰子深加工工程技术研究中心, 海南文昌 571339
摘 要 采用菠萝浆处理椰奶制备椰子油, 并分析了油脂的脂肪酸组成。 研究表明, 最佳的提取工艺为: 椰奶
经冷冻解冻处理, 反应体系中椰奶水分质量分数 70%, 菠萝浆用量为 30%(以椰奶质量计), 不调节反应体系的
pH, 反应温度 40 ℃, 反应时间为 5 h, 提取率高达 92.0%, 所得椰子油为淡黄色, 同时具有椰子及菠萝香气,
其主要脂肪酸与天然椰子油差异显著(p<0.05)。
关键词 菠萝浆; 椰子油; 提取工艺
中图分类号 S668.3 文献标识码 A
Coconut Oil Extraction by Pineapple Juice
and Its Properties Analysis
DUAN Kejun2, LI Rui1, 3, XIA Qiuyu1, 3, CUI Xinyue2,
CHEN Weijun1, 3, ZHAO Songlin1, 3
1 Coconut Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences1, Wenchang, Hainan 571339, China
2 College of Food, Hainan University, Haikou, Hainan 570228, China
3 Engineering and Technology Research Center for coconut deep process of Hainan Province, Wenchang, Hainan 571339 , China
Abstract Pineapple juice was used to extract coconut oil coconut cream, and the properties of the oil were
analyzed. The results showed that the optimal procedure with the highest extraction rate of 92.0% was as follows:
coconut cream with a water content of 70% was frozen and thawed before extraction, the amount of pineapple juice
was 30%(based on the quantity of coconut cream), the pH of the reaction system could not be adjusted, the reaction
temperature was 40 ℃ and the reaction time was 5 h. The coconut oil of the scent of coconut oil and pineapple
was white yellow. The main fatty acid had significant difference compared with the virgin coconut oil(p<0.05).
Key words Pineapple juice; Coconut oil; Extraction technology
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2011.08.038
第 32 卷热 带 作 物 学 报
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
菠萝: 6~8 成熟, 本地市场售; 椰子: 由中国
热带农业科学院椰子研究所提供。
WF-A2000 果汁机, 浙江省永康市天歌电器有
限公司; 7230G型分光光度计, 上海精密科学仪器
有限公司; J-26XP 高速冷冻离心机, Backerman
Avanti 公司 ; 全自动电位滴定仪 , 瑞士 Mettler
Toledo 集团; SER 148 型快速脂肪测定仪, 嘉盛
(香港 ) 科技有限公司 ; HP5890 气相色谱仪和
HP6890GC/5973MS 气相色谱-质谱联用仪 , 美国
Agilent Technologies 公司。
1.2 方法
1.2.1 工艺路线 菠萝原料→挑选→去皮→清
洗→切块→打浆→过滤→调节固形物含量→菠萝
浆; 椰肉→去椰衣、 椰壳及种皮→清洗→切块→榨
汁→椰奶→过滤→添加菠萝浆、 水→酶解(用保鲜
膜封口)→分离→提油→过滤→真空干燥。
1.2.2 操作要点
(1)将菠萝去皮, 打浆(菠萝 ∶ 水=1 ∶ 1), 过滤,
调节固形物含量为 5.0 oBrix, 备用。
(2)将椰肉按1 ∶ 1(椰肉 ∶水)榨汁, 完全冷冻, 提
取前解冻, 加入三角瓶中, 添加不同浓度的菠萝浆
(以椰奶质量计), 水浴, 然后在 6 000 r/min 离心
10 min, 取油, 称重。 将得到的椰子油在55~60 ℃、 真
空度 0.07~0.08MPa下干燥 0.5~1 h, 分析油脂性质。
椰子油提取率= (分离出椰子油的质量/椰奶中
的脂肪含量)×100%
1.2.3 单因素试验 通过单因素试验研究反应温
度、 椰奶水分含量、 菠萝浆用量和反应时间对提油
率的影响, 每组 3个重复。
1.2.4 正交试验 在单因素试验的基础上, 以反
应温度、 菠萝浆用量和酶解时间为试验因素, 进行
三因素三水平正交试验确定最佳工艺参数, 每组 3
个重复。
1.3 测定方法
1.3.1 水分及挥发物 按照 GB/T 5528-2008 动
植物油脂 水分及挥发物含量测定(ISO 662:1998,
IDT)。
1.3.2 脂肪含量 采用快速脂肪测定仪测定。
1.3.3 酸价 按照 GB/T 5009.37-2003 测定。
1.3.4 pH 采用 pH计测定。
1.3.5 糖度 采用手持糖度计测定。
1.3.6 固形物含量 采用烘箱干燥法。
1.3.7 脂肪酸组成分析 气相色谱条件: HP-5石英
毛细管柱(30mm× 0.32 mm×0.25 m), 柱温 150~280 °C,
程序升温 3℃/min, 柱流量为 1.5mL/min, 进样口温度
250 ℃, 氢火焰检测器温度 250 ℃, 进样量 1.0 L,
分流比 50 ∶ 1, 载气为高纯氮气。 气相色谱-质谱
条件, GC 条件: HP-5MS 石英毛细管柱(30 mm×
0 .25 mm×0.25 m); 柱温 120~260 ℃, 程序升温
3 ℃/min, 柱流量为 1.0mL /min, 进样口温度 250 ℃,
柱前压 100 kPa, 进样量 0.20 L, 分流比 10 ∶ 1, 载
气为高纯氦气。 MS 条件: 电离方式EI, 电子能量
70 eV, 传输线温度 250 ℃, 离子源温度 230 ℃,
四极杆温度 150 ℃, 质量范围 35~450 m/z, 采用
wiley7n.l标准谱库, 计算机检索定性。
2 结果与分析
2.1 提取时间对提油率和酸价的影响
由图 1可见, 随着反应的进行, 椰子油提取率
在 3~5 h 呈显著升高的趋势, 超过 6 h 后略有下
降, 这可能是因为酶解时间过长, 析出的椰子油和
反应体系中的其他物质如蛋白质发生乳化, 从而降
低了提油率。 油脂酸价在 3~5 h内变化不显著, 5 h
后上升明显。
2.2 椰奶水分含量对提油率和酸价的影响
由图 2 可知, 椰奶水分含量为 70%时, 提油
率最高。 水分是酶发挥作用所必需的条件, 水分含
量过多或过少都不利于酶解反应的进行 [8]。 水分含
量过低, 影响酶发挥其作用; 水分含量过高, 增加
了酶结构的柔性, 也使蛋白酶发生自水解作用, 酶
失活速率加快[9], 也不利于酶发挥其作用。

3 4 5 6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
提取时间/h


/(
m
gK
OH
/g

100
80
60
40
20
0



/%
图 1 提取时间对提取率和酸价的影响
提取率
酸价
不调节椰奶水分含量, 菠萝浆添加量 30%(以椰奶质量计 ),
不调节反应体系的pH, 提取温度为45 ℃, 提取时间分别为3、
4、 5、 6 h。
1568- -
第 8 期
水平
因素
A 提取温度/℃ B 菠萝浆用量/% C 酶解时间/h
1 35 20 3
2 40 30 4
3 45 40 5
表 1 正交试验因素水平表
2.3 提取温度对提油率和酸价的影响
由图 3可见, 随着温度的升高, 提油率和酸价
都逐渐增加, 温度为 40 ℃时, 提油率达最大值,
且酸价相对较低。 温度对酶的作用影响较大, 一般
在酶的最适作用温度, 酶的作用效果最高。 在酶的
反应过程中, 菠萝蛋白酶的最适反应温度实际上是
酶反应速度与酶变性速度综合影响的结果。 如果反
应时间为 10 min, 则最适反应温度介于 55~60 ℃之
间; 当反应时间越长, 最适温度会有所降低[9]。
2.4 菠萝浆用量对提油率和酸价的影响
由图 4可见, 提油率和酸价都随菠萝浆添加量
逐渐增加, 当不添加菠萝浆用此方法几乎提取不到
椰子油, 因此菠萝浆对提油率影响是较大的。 这可
能是由于菠萝浆添加量越多, 菠萝蛋白酶的浓度越
大, 与椰奶中蛋白质作用的速率越快, 加速了油的
析出; 但是由于菠萝浆是酸性的, 因此菠萝浆添加
量越多, 油脂酸价越高。
2.5 正交试验
正交实验因素水平表和正交实验结果分别如表
1 和表 2 所示。 在单因素试验的基础上, 以提取温
度、 菠萝浆用量、 酶解时间为试验因素进行三因素
三水平正交试验确定最佳工艺参数。 从各列的极差
R 值可以看出, 提取温度是影响提油率的主要因
素, 其次是酶解时间和菠萝浆用量。 从 K 值的变
化来看, 最佳方案是 A2B2C3, 这一组合为九组试
验点中的第五组, 提油率为 92.0%。
2.6 采用菠萝浆提取的椰子油的脂肪酸成分分析
由表 3可见, 采用菠萝浆提取的椰子油的脂肪
酸组成与天然椰子油(Virgin coconut oil, VCO)的
主要脂肪酸如十二烷酸 、 十四烷酸等差异显著
(p<0.05), 但十二烷酸即月桂酸仍是其最主要脂肪
酸, 其含量为(51.04±1.03)%; 其次是十四烷酸即
肉豆蔻酸, 含量为(17.52±0.51)%。
100
80
60
40
20
0



/%
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0


/(
m
gK
OH
/g

60 65 70 75 80
椰奶水分含量/%
提取率
酸价
图 2 椰奶水分含量对提油率和酸价的影响
不调节椰奶水分含量, 菠萝浆添加量30%(以椰奶质量计),
不调节反应体系的pH, 提取温度45℃, 提取时间3 h。
段岢君等: 菠萝浆提取椰子油的工艺研究及其性质分析

80
60
40
20
0
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
提取率
酸价
20 30 40 50
菠萝汁用量/%
图 4 菠萝浆添加量对提油率和酸价的影响
不调节椰奶水分含量, 分别添加20%、 30%、40%和50%的
菠萝浆 (以椰奶质量计 ), 不调节反应体系的pH, 提取温度40 ℃,
提取时间4 h。



/%


/(
m
gK
OH
/g

不调节椰奶水分含量, 菠萝浆添加量30%(以椰奶质量计), 不
调节反应体系的pH, 提取温度分别为30、 35、40、 45、 50 ℃,提取时
间4 h。

120
80
60
40
20
0
2.0
1.6
1.2
0.8
0.4
0
提取温度/℃
30 35 40 45 50
图 3 提取温度对提油率和酸价的影响
提取率
酸价



/%


/(
m
gK
OH
/g

1569- -
第 32 卷热 带 作 物 学 报
实验序号
因素
提油率/%
A B C
1 1 1 1 17.9
2 1 2 2 62.7
3 1 3 3 71.1
4 2 1 2 70.2
5 2 2 3 92.0
6 2 3 1 81.3
7 3 1 3 81.3
8 3 2 1 77.3
9 3 3 2 77.7
K1 151.7 169.4 176.5
K2 243.50 232.40 210.60
K3 236.30 230.10 244.40
R 91.8 63.00 67.9
表 2 正交试验结果
脂肪酸 分子式 含量/% VCO 中含量/%
辛酸 C8H16O2 (9.71±0.87)b (7.61±1.05)a
壬酸 C9H18O2 (0.01±0)a (0.01±0)a
癸酸 C10H20O2 (7.17±0.65)b (6.25±0.83)a
十一烷酸 C11H22O2 (0.028±0)a (0.03 ±0)a
十二烷酸 C12H24O2 (51.04±1.03)b (48.31±1.34)a
十三烷酸 C13H26O2 (0.033±0.01)a (0.035±0.01)a
十四烷酸 C14H28O2 (17.52±0.51)a (18.40±0.88)b
十五烷酸 C15H30O2 (0.01±0)a (0.01±0)a
十六碳烯酸 C16H30O2 (0.01±0)a (0.02±0.01)a
十六烷酸 C16H32O2 (7.22±0.73)a (8.73±1.16)b
十七烷酸 C17H34O2 — 0.01±0
十八碳二烯酸 C18H32O2 (0.84±0.48)a (1.05±0.44)a
十八碳烯酸 C18H34O2 (3.81±1.01)a (5.62±1.26)b
十八烷酸 C18H36O2 (2.48±0.35)a (3.72±0.29)a
二十碳烯酸 C20H38O2 (0.02±0)a (0.04±0.01)b
二十烷酸 C20H40O2 (0.06±0.02)a (0.10±0.03)b
二十二烷酸 C22H44O2 (0.01±0)a (0.015±0.01)a
二十四烷酸 C24H48O2 (0.01±0)a (0.02±0)a
表 3 菠萝浆提取椰子油的脂肪酸组成
3 讨论
从广义上讲, 此方法属于水酶法的范畴。 水酶
法提油工艺的原理为: 在机械破碎的基础上, 采用
对油料组织以及对脂多糖、 脂蛋白等复合体有降解
作用的酶(如纤维素酶、 半纤维素酶、 蛋白酶、 果
胶酶、 淀粉酶、 葡聚糖酶等)处理油料, 通过酶对
细胞结构的进一步破坏, 以及酶对脂蛋白、 脂多糖
的分解作用, 增加油料组织中油的流动性, 从而使
油游离出来 [10]。 水酶法在大豆油 [11]、 花生油 [12]、 油
菜籽油[8]、 玉米胚芽油[13]等油脂的提取中均有应用。
早在 20世纪 90 年代, 水酶法也被用于椰子油的提
取中 [14-15]。 在上述作物中, 采用水酶法的提油率从
58.7%到 93.7%不等。
本研究主要利用菠萝浆中的菠萝蛋白酶分解椰
奶中的油脂复合体, 从而加速油及蛋白质的分离,
提高出油率, 制备一种同时具有椰子及菠萝香气、
色泽呈淡黄色的椰子油。 本方法较直接采用水酶
法, 成本低、 操作简单, 且单独使用菠萝浆即可达
到较高的提油率。 菠萝蛋白酶与木瓜蛋白酶类似,
都属于巯基蛋白酶, 具有类似的酶反应动力学 [16]。
李瑞等[17]利用木瓜浆协同果胶酶提取椰子油, 提油
率为 98.76%, 比单独采用菠萝浆提取椰子油的提
取率稍高。
利用菠萝浆提取椰子油是在天然椰子油
(Virgin coconut oil, VCO)的基础上加工的一种椰
子油产品, 丰富了 VCO 的产品种类, 为海南椰子
旅游产品的开发提供了新的思路, 且采用菠萝浆提
油后的副产物乳清的 pH 为 4.42, 糖度为 5.25 oBrix,
固形物含量为 4.52%, 可用来制备饮料及椰纤果
(Nata de Coco)等产品。
参考文献
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责任编辑: 古小玲
段岢君等: 菠萝浆提取椰子油的工艺研究及其性质分析 1571- -