基本信息
- 项目名称：
- 响应面优化超声波辅助水酶法提取茶叶籽油工艺
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本作品以地方资源—茶叶籽为实验原料，采用超声波辅助水酶法提取茶叶籽油，分别对纤维素酶用量、蛋白酶用量、超声时间、料液比、酶解时间、酶解pH及酶解温度进行单因素试验，在单因素试验基础上，应用SAS8.1软件对酶复合用量、酶解pH、酶解温度、酶解时间四因素进行组合试验设计，最后运用响应面法优化提取工艺条件。
- 详细介绍：
- 我国现有茶园约2700万亩，年可产茶叶籽80余万t， 茶叶籽含油率为30~35%，其中不饱和脂肪酸高达75~85%，是一种很好的功能性植物油脂。2009年12月《中华人民共和国卫生部2009年第18号公告》中正式批准茶叶籽油为新资源食品，因此开发利用前景广阔。 本作品以地方资源—茶叶籽为实验原料，采用超声波辅助水酶法提取茶叶籽油，分别对纤维素酶用量、蛋白酶用量、超声时间、料液比、酶解时间、酶解pH及酶解温度进行单因素试验，在单因素试验基础上，应用SAS8.1软件对酶复合用量、酶解pH、酶解温度、酶解时间四因素进行组合试验设计，最后运用响应面法优化提取工艺条件，优化后最佳工艺条件为高压蒸煮20 min，超声处理20min，超声温度60℃，料液比1∶5、复合酶用量1.75％，酶解pH4.6，酶解温度44℃，酶解时间6.9h。在此工艺条件下，茶叶籽油得率为29.88％。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：优化超声波辅助水酶法提取茶叶籽油的工艺条件，探索一种安全、绿色、高效的茶叶籽油提取方法，以期为茶叶籽的综合利用及茶叶籽油的产业化开发提供科学的试验依据。 思路：将超声波技术与酶技术有机结合，运用单因素试验探索超声波辅助水酶法提取茶叶籽油各影响因素的变化规律，在单因素实验的基础上，通过Box-behnken试验设计以及响应面分析法对茶叶籽油的超声波辅助水酶法提取工艺进行优化。
科学性、先进性及独特之处
- 本项目立足地方茶叶籽资源，应用响应面分析法优化超声波辅助水酶法提取茶叶籽油工艺。本试验的研究技术科学；统计方法全面、精准；工艺参数可靠、实用，具有一定的科学性、先进性。 本作品独特之处主要表现在首次将酶技术与超声波技术结合应用于茶叶籽油的提取；首次应用响应面分析法对超声波辅助水酶法提取茶叶籽油工艺参数进行优化；选用多种酶协同作用，为了减小乳化、便于分离，原料前期进行了蒸煮。
应用价值和现实意义
- 茶叶籽含油率为30~35%，其中不饱和脂肪酸高达75~85%，是一种很好的功能性植物油脂。以茶叶籽为原料生产茶叶籽油，为消费者提供了一种新型的功能性植物油脂，能变“废”为宝、增加茶农的收入，具有良好的经济效益与社会效益。 本作品探索了茶叶籽油的超声波辅助水酶法提取工艺，为茶叶籽的综合利用及茶叶籽油的产业化开发提供科学的试验依据，具有良好的实际应用价值和现实意义。
学术论文摘要
- 利用响应面法(RSM)优化超声波辅助水酶法提取茶叶籽油工艺条件，在单因素实验基础上，选取复合酶用量、酶解pH、酶解温度、酶解时间为影响因素，茶叶籽油得率为响应值，应用中心组合Box-behnken试验设计建立数学模型，进行响应面分析。结果表明，其最佳工艺条件为：高压蒸煮20 min，超声处理20min，超声温度60℃，料液比1∶5、复合酶用量1.75％，酶解pH4.6，酶解温度44℃，酶解时间6.9h。在此工艺条件下，茶叶籽油得率为29.88％。
获奖情况
- “响应面优化超声波辅助水酶法提取茶叶籽油工艺”发表于《中国食物与营养》2010,(10):53-57。
鉴定结果
- 所述情况均属实
参考文献
- [1]麻成金,黄群,吴道宏,等.超临界CO2和微波萃取茶叶籽油工艺研究[J].食品科学,2008,29(10):281-285. [2]陈林杰,麻成金,黄群,等.茶叶籽油精炼研究[J].中国油料作物学报,2008,30(2):235-238. [3]王敬敬,麻成金,黄伟,等.水酶法提取茶叶籽油工艺条件研究[J].中国食物与营养,2010,(6):49-53. [4]唐仕荣,宋慧,刘全德,等.超声波-微波协同萃取姜辣素的工艺研究[J].食品与机械,2008,24(6):76-79. [5]杨慧萍,宋伟,王素雅,等.高压蒸煮、超声波辅助水酶法处理米糠技术研究[J].粮食与饲料工业,2005,(12):20-21. [6]吴祥庭.优化水酶法提取鲐鱼鱼油的酶解条件[J].食品科学,2006,27(11):270-273. [7]刘军海,杨海涛,刁宇清.复合酶法提取茶多酚工艺条件研究[J].食品与机械,2008,24(3):74-77. [8]王磊,林奇.板栗淀粉酶水解工艺条件研究[J].食品与机械,2010,26(1):152-156. [9]高愿军,张家泉,王娟娟.桦褐孔菌多糖口服液澄清工艺研究[J].食品与机械,2010,26(1):148-151. [10]张丽晶,林向阳,彭树美,等.响应面法优化绿茶微波真空干燥工艺条件[J].食品科学,2009,30(22):122-125. [11]盛小娜,王璋,许时婴.水酶法提取甜杏仁油及水解蛋白的研究[J].中国油脂,2007, 32(11):26-30. [12]李瑞,夏秋瑜,赵松林,等.复合酶法提取天然椰子油的研究[J].食品工业科技,2009,30(03):153-155. [13]李新,王璋.水酶法提取玉米胚芽油和纳滤技术回收蛋白质[J].食品工业科技,2005,(12):60-66. [14]吴素萍,刘敦华.水酶法提取胡麻籽油工艺条件的研究[J].中国油脂,2007,32(02):19-22. [15]易建华,朱振宝,訾荣禄.水酶法提取核桃油工艺研究—酶解和离心参数确定[J].中国油脂,2007,32(04):20-22.
同类课题研究水平概述
- 茶叶籽是山茶科山茶属植物茶树的种子。我国现有茶园约2700万亩，每年可产茶叶籽80余万t。茶叶籽含油具有防治心血管疾病，降血脂和降胆固醇等功效，是一种高档功能性植物油脂。 目前从植物油料中提油方法主要有压榨法和溶剂浸出法，但在压榨或浸出之前大多数油料种子需进行蒸炒或烘烤热处理，不但设备复杂，工艺繁琐，更主要的是油脂中的不饱和脂肪酸、维生素E等营养成分在受到高温高压作用后被严重破坏；易造成蛋白质变性，使提油后饼粕不能有效利用，蛋白质资源严重浪费；溶剂浸出后需要脱溶过程，设备多、投资大、污染重。综上所述，我们应探索出一种安全、绿色、高效的植物营养成分提取方法。 酶法提油技术是在机械破碎的基础上，采用对油料组织有降解作用的酶处理油料，通过酶对细胞结构的进一步破坏作用，增加油料组织中油的流动性，从而使油游离出来。在超声波辅助条件下，酶法提油可以大大提高油脂得率及缩短提取时间，原因在于超声波强烈的空化作用，而空化效应又引起了湍动效应、聚能效应、微扰效应和界面效应，在一定程度上对植物细胞骨架及内里造成一定的损伤，从而有利于酶解进行。超声波辅助提油过程中，不会破坏油脂中热不稳定性、易氧化成分，且具有操作温度低，能耗低，提取的油磷脂含量、酸值及过氧化值低，色泽浅，污染少等优点，符合“安全、高效、绿色”的要求。随着微生物技术在酶生产中的应用与推广，工业化大量产酶降低了酶制剂价格，因此应用超声辅助酶法提取植物油脂成为国内外学者、科研机构及大中院校研究的热点课题，诸如国内杨慧萍等《高压蒸煮、超声波辅助水酶法处理米糠技术研究》、尚军等《响应面法优化超声波辅助蛋白酶水解合浦珠母贝肉的条件研究》等研究课题；国外Rosenthal等人采用纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶和蛋白酶作用于大豆，分别研究油得率与蛋白质得率的关系；Bocekska等人探索了玉米胚芽的水酶法提油工艺等研究课题。 目前，国内外均未见超声波辅助酶法提取茶叶籽油工艺研究的相关报道，从而使该课题的研究有着一定的先进性和前瞻性。随着国家卫生部批准茶叶籽油为新资源食品，及当前我国人民对功能性食品的极大青睐和需求，因此着力探究酶法提取高品质茶叶籽油工艺有着重大的社会意义，同时丰富的茶叶籽资源及潜在的经济市场也使探究酶法提取高品质茶叶籽油工艺具有了巨大的现实意义和经济价值。
