菜籽粕金属盐脱毒工艺的研究

朱文优 刘 军

(1.宜宾学院生命科学与食品工程学院，四川 宜宾 644000；2.发酵资源与应用四川高校重点实验室，四川 宜宾 644000；3.四川理工学院生物工程学院，四川 自贡 643000)

我国油菜籽产量居世界第1位，每年油菜籽制油后可产生菜籽饼粕达600～700万吨。菜籽粕是一种优良的天然植物蛋白资源，它的蛋白质含量与氨基酸组成可以与豆粕相媲美。但由于菜籽粕中存在硫代葡萄糖甙及其分解物、植酸及单宁等有毒物质或抗营养物质，因而降低了菜籽粕的利用价值。为了更加充分地利用菜籽粕这种优良的植物蛋白资源，各国科学家都纷纷开展菜籽粕综合利用方面的研究。目前国内外菜籽粕脱毒的方法主要有：物理脱毒法、化学脱毒法及生物学脱毒法3大类。物理脱毒法、生物脱毒法都有很大缺陷；金属盐脱毒法是化学脱毒法的一种，它利用一些金属盐催化硫代葡萄糖甙分解而脱毒，该法具有脱毒工艺简单，成本较低，同时能补充多种无机盐等营养物质，而具有工业应用推广价值。本文研究了金属盐脱毒法对低硫代葡萄糖甙菜籽粕脱毒的影响，通过正交试验，确定了脱毒的最佳工艺条件，为菜籽粕的综合利用进行了有益探索。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验材料

菜籽粕:硫代葡萄糖甙含量32 μmol/g(干基),市售。

1.1.2 主要试剂

PdCl2、HCl、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O、Ca(OH)2、CaO均为分析纯。

1.2 试验方法

1.2.1 脱毒工艺流程

菜籽粕→过筛→配料混合→蒸煮→干燥→粉碎制样→理化指标分析

1.2.2 脱毒试验方案

取200 g过40目筛的菜籽粕，分别加入先用自来水溶解的FeSO4·7H2O（调节其含量为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%）、CuSO4·5H2O（调节其含量为1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%）、Ca(OH)2(调节其含量为 1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%)、CaO(调节其含量为 1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%)，搅拌均匀，再用自来水调节其水分含量为58.0%，送入手提式灭菌锅在0.1 MPa下蒸煮40 min后突然减压，取出干燥，测定蒸煮后样品的硫代葡萄糖甙含量，计算硫代葡萄糖甙降解率。在上述单因素试验的基础上进行正交试验，优化脱毒条件。

1.2.3 硫代葡萄糖甙含量的测定

硫代葡萄糖甙含量的测定参照汪正华等（2000）[5]的方法。

2 结果与分析

2.1 FeSO4·7H2O对菜籽粕脱毒效果的影响

按1.2.2节进行试验，研究了FeSO4·7H2O对菜籽粕脱毒效果的影响，结果见表1。

表1 不同浓度FeSO4·7H2O的脱毒结果

从表1可知，菜籽粕中硫代葡萄糖甙降解率随FeSO4·7H2O 添加量增大而提高，当 FeSO4·7H2O 添加量为2.5%时，其降解率达到最大，为49.3%。

2.2 CuSO4·5H2O对菜籽粕脱毒效果的影响

按1.2.2节进行试验，研究了CuSO4·5H2O对菜籽粕脱毒效果的影响，结果见表2。

表2 不同浓度CuSO4·5H2O的脱毒结果

从表2可知，菜籽粕中硫代葡萄糖甙降解率随CuSO4·5H2O添加量增大而提高，当CuSO4·5H2O添加量为3.0%时，其降解率达到最大，为61.4%。

2.3 Ca(OH)2对菜籽粕脱毒效果的影响

按1.2.2节进行试验，研究了Ca(OH)2对菜籽粕脱毒效果的影响，结果见表3。

表3 不同浓度Ca(OH)2的脱毒结果

从表3可知，以Ca(OH)2为脱毒剂，其脱毒效果较差，硫代葡萄糖甙降解率最高仅为29.6%。蒸煮前，往菜籽粕里添加2.0%及以上的Ca(OH)2以后，能闻到一股浓烈的氨臭味；蒸煮结束后，氨味基本消失，但碱味仍然很重，颜色较深，口感很差。因此，Ca(OH)2不宜用于菜籽粕的脱毒。

2.4 CaO对菜籽粕脱毒效果的影响

按1.2.2节进行试验，研究了CaO对菜籽粕脱毒效果的影响，结果见表4。

表4 不同浓度CaO的脱毒结果

从表4可知，以CaO为脱毒剂，其脱毒效果较差，硫代葡萄糖甙降解率最高仅为27.8%。添加CaO与添加Ca(OH)2的试验现象类似，添加2.0%及以上的CaO以后，也能闻到一股浓烈的氨臭味，同样蒸煮结束后，氨味基本消失，但碱味仍然很重，颜色较深，口感很差。因此，CaO也不宜用于菜籽粕的脱毒。

2.5 脱毒条件的优化

选用 FeSO4·7H2O、CuSO4·5H2O、水分含量和蒸煮时间等4个因素进行正交试验。其试验因素与水平、试验结果及极差分析和方差分析，分别见表5、表6和表7。

表5 正交试验因素水平

表6 正交试验结果及极差分析

表7 方差分析

由表6和表7可知，因素A影响显著，而B、C和D三个因素影响不显著。各因素对菜籽粕脱毒影响的大小依次为A>B>D>C,即FeSO4·7H2O含量影响最大，其次是CuSO4·5H2O含量和蒸煮时间，而水分含量影响最小。最佳组合为A3B3C4D3,即FeSO4·7H2O为2.5%,CuSO4·5H2O为3.0%，水分含量为65.0%，蒸煮时间为60 min，验证试验表明其硫代葡萄糖甙脱毒率可达85.2%。

3 结论

3.1 通过单因素试验,得出 CuSO·45H2O、FeSO·47H2O、Ca(OH)2和CaO四种金属盐中适合用于菜籽粕脱毒的是 CuSO4·5H2O 和 FeSO4·7H2O，而 Ca(OH)2和 CaO 则不适合。

3.2 通过正交试验，确定了低硫代葡萄糖甙菜籽粕的最适金属盐脱毒条件是：菜籽粕过40目筛，然后加入事先用自来水溶解的 FeSO4·7H2O 2.5%、CuSO4·5H2O 3.0%，搅拌均匀，再用自来水调节其水分含量为65.0%，送入手提式灭菌锅在0.1 MPa下蒸煮60 min后突然减压，其硫代葡萄糖甙脱毒率可达85.2%。

若干篇，刊略，需者可函索）