菜籽粕金屬鹽脫毒工藝的研究

朱文優(yōu) 劉 軍

(1.宜賓學(xué)院生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，四川 宜賓 644000；2.發(fā)酵資源與應(yīng)用四川高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 宜賓 644000；3.四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院，四川 自貢 643000)

我國(guó)油菜籽產(chǎn)量居世界第1位，每年油菜籽制油后可產(chǎn)生菜籽餅粕達(dá)600～700萬(wàn)噸。菜籽粕是一種優(yōu)良的天然植物蛋白資源，它的蛋白質(zhì)含量與氨基酸組成可以與豆粕相媲美。但由于菜籽粕中存在硫代葡萄糖甙及其分解物、植酸及單寧等有毒物質(zhì)或抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)，因而降低了菜籽粕的利用價(jià)值。為了更加充分地利用菜籽粕這種優(yōu)良的植物蛋白資源，各國(guó)科學(xué)家都紛紛開展菜籽粕綜合利用方面的研究。目前國(guó)內(nèi)外菜籽粕脫毒的方法主要有：物理脫毒法、化學(xué)脫毒法及生物學(xué)脫毒法3大類。物理脫毒法、生物脫毒法都有很大缺陷；金屬鹽脫毒法是化學(xué)脫毒法的一種，它利用一些金屬鹽催化硫代葡萄糖甙分解而脫毒，該法具有脫毒工藝簡(jiǎn)單，成本較低，同時(shí)能補(bǔ)充多種無(wú)機(jī)鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而具有工業(yè)應(yīng)用推廣價(jià)值。本文研究了金屬鹽脫毒法對(duì)低硫代葡萄糖甙菜籽粕脫毒的影響，通過(guò)正交試驗(yàn)，確定了脫毒的最佳工藝條件，為菜籽粕的綜合利用進(jìn)行了有益探索。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)材料

菜籽粕:硫代葡萄糖甙含量32 μmol/g(干基),市售。

1.1.2 主要試劑

PdCl2、HCl、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O、Ca(OH)2、CaO均為分析純。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 脫毒工藝流程

菜籽粕→過(guò)篩→配料混合→蒸煮→干燥→粉碎制樣→理化指標(biāo)分析

1.2.2 脫毒試驗(yàn)方案

取200 g過(guò)40目篩的菜籽粕，分別加入先用自來(lái)水溶解的FeSO4·7H2O（調(diào)節(jié)其含量為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%）、CuSO4·5H2O（調(diào)節(jié)其含量為1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%）、Ca(OH)2(調(diào)節(jié)其含量為 1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%)、CaO(調(diào)節(jié)其含量為 1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%)，攪拌均勻，再用自來(lái)水調(diào)節(jié)其水分含量為58.0%，送入手提式滅菌鍋在0.1 MPa下蒸煮40 min后突然減壓，取出干燥，測(cè)定蒸煮后樣品的硫代葡萄糖甙含量，計(jì)算硫代葡萄糖甙降解率。在上述單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗(yàn)，優(yōu)化脫毒條件。

1.2.3 硫代葡萄糖甙含量的測(cè)定

硫代葡萄糖甙含量的測(cè)定參照汪正華等（2000）[5]的方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 FeSO4·7H2O對(duì)菜籽粕脫毒效果的影響

按1.2.2節(jié)進(jìn)行試驗(yàn)，研究了FeSO4·7H2O對(duì)菜籽粕脫毒效果的影響，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不同濃度FeSO4·7H2O的脫毒結(jié)果

從表1可知，菜籽粕中硫代葡萄糖甙降解率隨FeSO4·7H2O 添加量增大而提高，當(dāng) FeSO4·7H2O 添加量為2.5%時(shí)，其降解率達(dá)到最大，為49.3%。

2.2 CuSO4·5H2O對(duì)菜籽粕脫毒效果的影響

按1.2.2節(jié)進(jìn)行試驗(yàn)，研究了CuSO4·5H2O對(duì)菜籽粕脫毒效果的影響，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同濃度CuSO4·5H2O的脫毒結(jié)果

從表2可知，菜籽粕中硫代葡萄糖甙降解率隨CuSO4·5H2O添加量增大而提高，當(dāng)CuSO4·5H2O添加量為3.0%時(shí)，其降解率達(dá)到最大，為61.4%。

2.3 Ca(OH)2對(duì)菜籽粕脫毒效果的影響

按1.2.2節(jié)進(jìn)行試驗(yàn)，研究了Ca(OH)2對(duì)菜籽粕脫毒效果的影響，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 不同濃度Ca(OH)2的脫毒結(jié)果

從表3可知，以Ca(OH)2為脫毒劑，其脫毒效果較差，硫代葡萄糖甙降解率最高僅為29.6%。蒸煮前，往菜籽粕里添加2.0%及以上的Ca(OH)2以后，能聞到一股濃烈的氨臭味；蒸煮結(jié)束后，氨味基本消失，但堿味仍然很重，顏色較深，口感很差。因此，Ca(OH)2不宜用于菜籽粕的脫毒。

2.4 CaO對(duì)菜籽粕脫毒效果的影響

按1.2.2節(jié)進(jìn)行試驗(yàn)，研究了CaO對(duì)菜籽粕脫毒效果的影響，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 不同濃度CaO的脫毒結(jié)果

從表4可知，以CaO為脫毒劑，其脫毒效果較差，硫代葡萄糖甙降解率最高僅為27.8%。添加CaO與添加Ca(OH)2的試驗(yàn)現(xiàn)象類似，添加2.0%及以上的CaO以后，也能聞到一股濃烈的氨臭味，同樣蒸煮結(jié)束后，氨味基本消失，但堿味仍然很重，顏色較深，口感很差。因此，CaO也不宜用于菜籽粕的脫毒。

2.5 脫毒條件的優(yōu)化

選用 FeSO4·7H2O、CuSO4·5H2O、水分含量和蒸煮時(shí)間等4個(gè)因素進(jìn)行正交試驗(yàn)。其試驗(yàn)因素與水平、試驗(yàn)結(jié)果及極差分析和方差分析，分別見(jiàn)表5、表6和表7。

表5 正交試驗(yàn)因素水平

表6 正交試驗(yàn)結(jié)果及極差分析

表7 方差分析

由表6和表7可知，因素A影響顯著，而B、C和D三個(gè)因素影響不顯著。各因素對(duì)菜籽粕脫毒影響的大小依次為A>B>D>C,即FeSO4·7H2O含量影響最大，其次是CuSO4·5H2O含量和蒸煮時(shí)間，而水分含量影響最小。最佳組合為A3B3C4D3,即FeSO4·7H2O為2.5%,CuSO4·5H2O為3.0%，水分含量為65.0%，蒸煮時(shí)間為60 min，驗(yàn)證試驗(yàn)表明其硫代葡萄糖甙脫毒率可達(dá)85.2%。

3 結(jié)論

3.1 通過(guò)單因素試驗(yàn),得出 CuSO·45H2O、FeSO·47H2O、Ca(OH)2和CaO四種金屬鹽中適合用于菜籽粕脫毒的是 CuSO4·5H2O 和 FeSO4·7H2O，而 Ca(OH)2和 CaO 則不適合。

3.2 通過(guò)正交試驗(yàn)，確定了低硫代葡萄糖甙菜籽粕的最適金屬鹽脫毒條件是：菜籽粕過(guò)40目篩，然后加入事先用自來(lái)水溶解的 FeSO4·7H2O 2.5%、CuSO4·5H2O 3.0%，攪拌均勻，再用自來(lái)水調(diào)節(jié)其水分含量為65.0%，送入手提式滅菌鍋在0.1 MPa下蒸煮60 min后突然減壓，其硫代葡萄糖甙脫毒率可達(dá)85.2%。

若干篇，刊略，需者可函索）