浅谈南瓜籽蛋白粉的制取工艺

陈 杉,朱 云

1.河南华泰粮油机械股份有限公司 (安阳 456400) 2.江南大学 (无锡 214122)

南瓜籽,是南瓜成熟后的主要副产品,其营养价值丰富,含油脂35%～50%,最高可达到60%以上,蛋白质含量30%～40%。南瓜籽除了可以直接食用之外,还具有两方面的应用价值,即南瓜籽油和南瓜籽蛋白。近年来,我国对南瓜籽的研究越来越深入,研究表明:南瓜籽油富含多种不饱和脂肪酸,具有降血脂、抗血栓、降血压、预防心肌梗死、抑制癌变、消除亚油酸摄取过量、防治前列腺病症等功效;南瓜籽蛋白富含约20种氨基酸,其中具有人体必需的8种氨基酸和儿童必需的组氨酸,是一种优质的植物蛋白来源。因此,南瓜籽成为了目前一种极具开发前景的保健型植物原料[1]。

在我国,南瓜多产于陕西、新疆、内蒙等地区,随着种植技术的发展,我国南瓜产量和质量得到了提升,同时南瓜籽的产量也在增多。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产物-南瓜籽粕也是一种优质的植物蛋白来源。根据试验测定,南瓜籽粕的蛋白含量高达60%以上,且其蛋白质的氨基酸组成非常丰富,营养价值很高。因此,由南瓜籽粕加工而成的南瓜籽蛋白粉已经逐渐出现在市面上,人们有直接把南瓜籽蛋白粉加入到牛奶、豆浆、果汁或者早餐谷物中食用的,也有将南瓜籽蛋白粉加入面包等烘焙食品配方中的,还有食用南瓜籽蛋白粉制成的代餐、奶昔类商品的,同时一些加工厂还将南瓜籽蛋白作为辅料或者添加剂添加到酱油、饮料、火腿肠、面粉、饼干等产品中,均起到良好的效果[2]。由此可见,南瓜籽蛋白粉的市场前景非常好,这就驱动着人们尽快实现南瓜籽蛋白粉的规模化生产。

1 南瓜籽蛋白加工传统工艺

目前,南瓜籽蛋白的工厂规模化生产方法大致分为压榨法、溶剂浸出法和超临界流体萃取法[3-6]。

1.1 压榨法

压榨法是传统的油脂提取方法,通过外力作用将油脂从油料中挤压分离出来,最后得到脱脂南瓜籽蛋白粉。依据不同的制油温度,压榨法分为热榨法和冷榨法,热榨法是将南瓜籽仁蒸炒至120 ℃,水分控制在1.0%～1.5%进行压榨,所得的油脂滋味浓郁,但是高温加热使得南瓜籽饼蛋白变性严重;冷榨法是将未蒸炒的油料在低于60 ℃的条件下进行机械压榨,相比热榨法,冷榨法能够较好的保留生物活性功能,饼蛋白基本不变性,但是出油率低。

1.2 溶剂浸出法

溶剂浸出法是工业大规模生产的重要方法,利用油脂与有机溶剂互溶的特点进行萃取。常用的有机溶剂有正己烷,相比于传统压榨法,溶剂浸出法的油脂提取率比较高,粕蛋白变性程度低,有利于提升粕的价值;但是作为油脂萃取的介质——有机溶剂,本身具有毒性且易燃易爆,提高了对生产管理的要求。

1.3 超临界流体萃取法

采用CO2流体萃取南瓜籽油,提取温度低,能保护南瓜籽粕蛋白的生物活性,且提取率高,无有机溶剂残留,但是由于整个萃取过程需要处于高压状态,对设备和管道的耐压性要求比较高,因此萃取设备价格昂贵,限制了此方法的推广应用。

根据以上3种方法,本文对南瓜籽蛋白粉产品的制取工艺进行了优化,将冷榨法和溶剂浸出法进行了结合,希望建立出一套最优的能够应用于工厂规模化实践加工的南瓜籽蛋白粉提取工艺方案。

2 南瓜子蛋白粉提取新工艺

2.1 工艺流程

南瓜子蛋白粉的制备工艺如下:

南瓜籽→清理→破碎→低温调质→压榨→浸出→低温脱溶→脱脂南瓜籽粕→干燥→粉碎→杀菌→脱脂南瓜籽蛋白粉

南瓜籽清理后,经输送设备输送,先通过对辊式破碎机,破碎成5 mm以下的颗粒后,进入低温调质锅,低温调质锅底夹层通入热水加热,在50 ℃～70 ℃的低温状态下将物料的水分降低至5%～7%,既能达到最佳的压榨条件,又能控制南瓜籽蛋白基本不变性。调质后的南瓜籽进入专用螺旋榨油机,针对南瓜籽这类含油量高的油料,可直接进行压榨。控制冷榨压力3.5～4.0 MPa,榨螺转速36 r/min,其中一部分榨饼进行回榨,以增大榨膛压力,提高出油率,剩余冷榨饼则进入浸出车间。整个压榨过程,榨饼温度不超过60 ℃,使得蛋白质基本不变性。

进入浸出车间后,南瓜籽饼先经过暂存箱暂存,再通过密封绞龙定量输送至浸出器进行油脂萃取,采用传统平转浸出器,利用正己烷将油从物料中萃取出来,浸出温度控制在55 ℃左右。取油后的的南瓜籽粕中含有大量的溶剂(正己烷),需进行脱溶处理,传统的脱溶工艺采用高温脱溶,通过直接蒸汽将溶剂脱除,而此时为了保证蛋白质不变性,应采用低温脱溶的工艺方法。采用两级卧式低温脱溶装置,南瓜籽粕先进入A筒,将溶剂汽化(69 ℃左右),溶剂蒸汽再与翻滚的南瓜籽粕物料直接接触,快速的蒸发带走物料表面的溶剂,溶剂气体经过沙克龙净化后,干净的溶剂气体通过风机一部分去冷凝系统,一部分回到溶剂加热器,经加热后重新回到A筒去除物料中的溶剂,由于溶剂沸点仅69 ℃左右,所以物料温度始终保持70 ℃以下。表面溶剂去除以后,物料进入B筒,B筒的设计具有一定的真空度,通过真空将剩余的溶剂蒸发去除,溶剂气体最终经过捕集器净化后,去真空系统。得到的脱脂南瓜籽粕经过干燥、粉碎、杀菌处理后,就可以得到脱脂南瓜籽蛋白粉,最终将脱脂南瓜籽蛋白粉输送至打包车间。

2.2 技术关键点

本方案的技术关键点是将传统的冷榨法和溶剂浸出法进行结合,这样,南瓜籽在经过先冷榨后浸出后,不仅可以大大提高南瓜籽油的萃取率,使得南瓜籽粕残油少,提高了瓜籽粕的蛋白占比,还保证了整个加工过程中温度控制在80 ℃以下,大大降低粕蛋白的变性程度,较好保存了蛋白的生物活性,进而提高了南瓜籽蛋白粉的营养价值。

3 结束语

随着人们生活水平的提高,对健康饮食的追求也越来越高,南瓜籽蛋白粉是一种功能多样、营养丰富、安全无副作用的植物性蛋白粉,它不仅适合素食者和健康意识强的消费者,也适合所有想要提高生活质量和预防慢性病的人群。因此,南瓜籽蛋白粉逐渐成为当下的一个开发热点。

本文提出的工艺方案同时兼顾了冷榨法和溶剂浸出法两种传统方法的优势,适用于工厂大规模的生产。伴随着技术的发展和科研人员不断深入的研究,南瓜籽蛋白粉在食品和保健品行业中应用越发广泛,南瓜籽蛋白粉工厂规模化生产的需求也会逐渐增强。