毕业论文二稿11

本科毕业设计（论文）

芝麻饼醇洗浓缩蛋白工艺研究

学 院 生物工程学院 专 业 食品科学与工程 年级班别 10级1班 学 号 2010407010107 学生姓名 卢意 指导教师 严佑君

2014年 6 月 7 日

目 录

1 绪论 ..................................................................

- 1 -

JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

1.1植物蛋白开发利用的必要性......................................... - 1 -

1.2植物蛋白—芝麻蛋白............................................... - 1 -

1.3芝麻蛋白的构成................................................... - 2 -

1.4芝麻蛋白的功能特性及未来发展展望................................. - 3 -

1.5芝麻蛋白制备工艺的研究现状....................................... - 4 -

1.6本论文研究的意义、目的及内容..................................... - 4 -

1.6.1本论文研究的意义、目的..................................... - 4 -

1.6.2 本论文研究的内容........................................... - 4 -

2 实验材料和方法......................................................... - 5 -

2.1实验材料......................................................... - 5 -

2.1.1实验原料....................................................... - 5 -

2.1.2主要试剂................................................... - 5 -

2.1.3主要仪器设备............................................... - 6 -

2.2实验原理......................................................... - 6 -

2.3实验流程....................................................... - 6 -

2.3.1样品预处理................................................. - 7 -

2.3.2萃取浓缩蛋白............................................... - 7 -

2.3.3湿基蛋白质含量测定......................................... - 7 -

2.3.4干基蛋白质含量测定......................................... - 8 -

3 实验结果及分析......................................................... - 8 -

3.1原料基本理化性质测定............................................. - 8 -

3.1.1原料基本理化性质测定参考标准............................... - 8 -

3.1.2原料基本理化性质测定结果................................... - 8 -

3.2乙醇体积分数对醇洗浓缩蛋白工艺的影响............................. - 9 -

3.3醇洗温度对醇洗浓缩蛋白工艺的影响................................. - 9 -

3.4料液比对醇洗浓缩蛋白工艺的影响.................................. - 11 -

3.5醇洗时间对醇洗浓缩蛋白工艺的影响................................ - 12 -

3.6萃取次数对醇洗浓缩蛋白工艺的影响................................ - 13 -

3.7 正交实验结果及分析............................................. - 13 -

3.8 小结............................................................ - 15 - 参考文献:............................................................... - 16 - 致谢................................................................ - 17 -

芝麻饼醇洗浓缩蛋白工艺研究

摘要：本篇论文以芝麻饼为原料，本篇论文以芝麻饼为原料，通过单因素实验和正交实验验证了料液比、pH值、温度、时间、溶剂体积分数等因素对醇洗法浓缩蛋白影响程度大小及最佳方案，实验表明乙醇浓度为70%，浸提温度60℃，浸提时间65min，料液比1:6，萃取次数2次为该工艺的最佳方案。

关键词：芝麻浓缩蛋白萃取影响因素

1 绪论

1.1植物蛋白开发利用的必要性

蛋白质是人体生命活动的体现和重要的物质基础。细胞组织都是由蛋白质构成。人体内蛋白质的含量约占人体总重的20%，其含量在人体内仅低于水的含量。在生命的任何阶段，身体的成长、发育和维持人体正常生命活动都离不开它。

近年来，随着世界人口的不断增长，蛋白质供求关系严重失衡，求远大于供。据联合国粮农组织调查所得成年人每天蛋白质摄取量应在75g以上，但世界人均水平才达到68.8g。例如，我国医学科学院卫生研究表明我国成年人每日蛋白质摄取量为72g, 美国的不低于100g，日本的不低于90g ，而现实中我国目前平均仅60g[1]。

由于我国畜牧业一直不发达，植物性蛋白食品是我国蛋白食品的重要组成部分。据1992年联合国粮农组织调查，我国每人每天食物可为人体提供蛋白质为67.4g/d．其中植物蛋白占88.8％，其余l1.2％为动物蛋白。低于世界人口每人70.8g/d的供给水平，而完全蛋白质供给量则是更低[2]。为了满足人们对蛋白质与日俱增的需求，而在世界范围的蛋白质资源供给中，植物蛋白占大部分，约占蛋白质总量的70%；动物蛋白仅占30%，因此世界各国将植物蛋白的开发也逐渐提上日程，例如：美国、日本、泰国、中国台湾省都制定了大豆蛋白计划，俄罗斯提出“蛋白质战略”计划。虽然植物蛋白的人体吸收率较低，但是植物蛋白的经济性、营养性、功能性等优点也决定了其具有大规模开发利用的前景，并且其在建立健康的饮食结构方面所提供的卓越贡献也越来越受人们重视。

我国作为一个农业大国，具有利用植物蛋白质的明显优势，植物蛋白质种类繁多、来源广泛、资源丰富，主要有来自米麦等谷物蛋白、油料种子及其饼柏蛋白质、红花蛋白质、芝麻蛋白质、椰子蛋白质、籽粒苋蛋白质等，开发其他新的蛋白质资源，如单细胞生物蛋白（SCP）、昆虫蛋白、螺旋藻等[3]。

1.2植物蛋白—芝麻蛋白

芝麻（学名：Sesamum indicum）胡麻科，是胡麻的籽种。虽然它的近亲在非洲出现，但品种的自然起源仍然是未知的。它遍布世界上的热带地区。芝麻是我国四大主要油料作物之一，其产量占世界第一位，2000年我国芝麻产量已达81万吨,2002年芝麻产量高达89.5万吨[4]。芝麻产品具较高的应用价值。它的种子含油量高达61%，其蛋白质含量为20%～2%。其榨油后副产品麻渣或饼粕含蛋白质

38%～50%, 含量丰富，营养价值高，是完全蛋白,肥料或饲料是其主要使用用途。由于麻渣或饼粕蛋白质含量高,且其蛋白质氨基酸的组成与瘦肉相近（除赖氨酸含量低外）,其余与牛肉或酪蛋白相比,接近或达到FAO/WHO建议优质蛋白[6] [5] ，其生理价值为71比其他植物蛋白（大豆生理价值为57、花生的为59等）稍高[7]。其富含含硫氨基酸,尤其是蛋氨酸含量高于其它植物蛋白，为了得到更多的芝麻蛋白资源有理由对其加工工艺进行研究探讨得到最佳工艺流程。

1.3芝麻蛋白的构成

芝麻籽粒中蛋白质含量19%～31%，按照溶解度的不同可分为清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。它们的含量如表1.

表1 芝麻蛋白中各蛋白质含量

蛋白质球蛋白清蛋白谷蛋白醇溶蛋白

含量（%）67.3 8.6 6.9 1.3

由上表可以看出球蛋白是芝麻蛋白中的主要成分，而球蛋白中α-球蛋白占绝大多数，因此α-球蛋白的功能性质决定了芝麻蛋白的功能性质。

芝麻蛋白必须氨基酸含量占总氨基酸30%,必须氨基酸除赖氨酸和异亮氨酸含量低于FAO /WHO 要求外,其它氨基酸都可满足人体需求。芝麻蛋白净利用率(NPU)为56% ,如添加Lys后,则NPU值可提高到81%。其蛋白氨基酸含量见表2[8]：

表2 芝麻蛋白氨基酸组成及含量

氨基酸芝麻谷物大豆FAO推荐值

蛋氨酸 3.7 1.5 1.3 2.2

胱氨酸 2.2 1.0 1.2 2.0

赖氨酸 3.8 2.1 6.7 4.2

苏氨酸 4.0 2.5 3.7 2.6

亮氨酸7.1 9.8 7.8 7.0

异亮氨酸 4.1 2.7 4.9 4.2

缬氨酸 4.7 4.0 5.1 4.2

苯丙氨酸 6.0 3.5 5.2 2.8

组氨酸 2.3 1.7 2.6 2.4

精氨酸9.3 2.8 8.0 2.0

丙氨酸 5.1 5.0 4.3 —

谷氨酸14.0 14.6 19.5 —

甘氨酸7.3 2.4 4.1 —

丝氨酸 4.0 3.6 5.5 —

天冬氨酸7.3 4.5 12.7—

酪氨酸 5.1 2.7 3.6 —

1.4芝麻蛋白的功能特性及未来发展展望

芝麻蛋白的功能特性：（1）芝麻蛋白的溶解性（2）芝麻蛋白的持水性，（3）芝麻蛋白的发泡性，（4）芝麻蛋白的吸油性，（5）芝麻蛋白的乳化性，（6）芝麻蛋白的黏度，（7）芝麻蛋白的热凝聚性。

芝麻蛋白的功能特性决定了其的应用，目前芝麻蛋白在我国的主要应用：（1）面制品中，芝麻蛋白用于加工饼干、糕点等以面粉为基料的食品，可以克服面粉中蛋白质的天然性营养缺陷，充分发挥芝麻蛋白与禾谷类氨基酸优势互补的作用；（2）肉制品中，利用芝麻蛋白的乳化、持水和凝胶等功能特性，将芝麻蛋白用于肉制品中，代替部分精肉，可以降低成本，加强产品的组织结构，减少脂质析出，改善肉制品的口感和风味[9]；（3）婴儿食品和老年食品及保健品中，冷榨芝麻蛋白粉的蛋白质和微量元素含量高，在婴儿米粉、速溶麦片及老年食品中添加，可以补充蛋白质，减少骨钙损失，利于骨骼的发育和维护；（4）饮料中，芝麻蛋白可用于制作芝麻蛋白奶还可与核桃、花生等制成复合蛋白饮料，增加饮品营养价值的同时也具有较好的品质和口感[10]；（5）用作强化剂，芝麻蛋白质可作为含硫氨基酸强化剂和蛋白质强化剂进入食品工业，有研究证实芝麻蛋白与大豆蛋白配合添加到食品中，可弥补大豆蛋白蛋氨酸含量的不足，提高其营养价值；（6）生产芝麻肽，有研究表明利用酶工程技术水解芝麻饼粕蛋白所得的芝麻肽具有较强的抗氧化能力[11]，在食品中添加芝麻肽，既可以提高食品的营养价值，又能够延长其保质期。

综上，对我国现有芝麻加工技术进行提高和完善，用高档优质的芝麻油来增强产品的市场竞争力，打入国际市场，从而推动我国的芝麻产业的发展，是当务

之急。基于冷榨芝麻油是天然绿色食品，冷榨芝麻蛋白饼是优质的食用蛋白质资源，它们的优良品质、价格优势以及绿色环保决定了冷榨技术将成为芝麻加工中的热点，应用前景十分广阔。

1.5芝麻蛋白制备工艺的研究现状

近些年来，一些学者开始研究芝麻蛋白的提纯工艺。目前已成熟的工艺主要有碱溶酸沉法[12]、水提法[13]和超声波法[14]等。碱溶酸沉法工艺在提取蛋白生产中废水较多，生产成本高。碱溶酸沉法由于不能非常有效的提取芝麻渣中的蛋白质，李凤霞[15]等研究了碱酶两步提取法，蛋白质提取率可从68.32%提高到81.21%，但该方法提取的蛋白变性较严重不适合工业生产。水提法虽然可以在提取芝麻油的同时提取芝麻蛋白，但是受芝麻产量和芝麻油的需求限制，该法实际工业化应用价值不大。朱旻鹏等[14]对超声波辅助碱液提取芝麻饼粕中的蛋白质进行了研究，通过实验结果表明超声波对芝麻饼粕中蛋白质的提取有促进作用，相比单纯碱液提取提取率提高10%-15%。另外，先进的蛋白质的分离技术也应运而生：陈学红[16]等研究出AOT/异辛烷反胶束萃取技术用于芝麻饼榨中蛋白质的提取。技术的壁垒限制该法目前仅限于实验室研究，无法应用于工业生产。

目前在我国芝麻蛋白制备工艺的研究大部分都以高温芝麻饼粕和麻渣为原料，高温芝麻饼粕中的蛋白质已严重变性，无法达到食品级蛋白的标准，所以低温冷榨技术近年兴起。冷榨技术在冷榨芝麻油的同时也得到冷榨芝麻饼。冷榨芝麻饼高残油、底蛋白质含量特性限制了其大规模的应用，但随着醇洗工艺在大豆浓缩蛋白工业化生产中的应用推广，醇洗浓缩芝麻饼、花生饼、菜籽饼蛋白的工艺研究也日益成熟。

1.6本论文研究的意义、目的及内容

1.6.1本论文研究的意义、目的

芝麻饼是榨取芝麻油的副产品，醇洗浓缩蛋白技术不仅解决了民众对蛋白的日益剧增的需求，也充分高效率地利用了芝麻饼避免了浪费。因而本课题探索以冷榨芝麻饼为原料制备醇洗芝麻浓缩蛋白的最佳工艺条件，以期为醇洗芝麻缩蛋白的工业化生产提供技术支持。

1.6.2 本论文研究的内容

（1）醇洗浓缩蛋白，通过多次平行实验的方法，得出样品准确的蛋白质等组分

含量。

（2）通过改变醇洗时的不同单因素条件（固液比、pH值、醇洗时间、醇洗温度等），观察其对蛋白质提取率的影响，并得出最优条件。

（3）通过四因素三水平正交实验，得出醇洗浓缩蛋白的高效率、便捷具有经济效益的工艺。

2 实验材料和方法

2.1实验材料

2.1.1实验原料

芝麻饼

2.1.2主要试剂

95%乙醇（分析纯）

石油醚（分析纯）

浓硫酸（分析纯GB625）：含量98%、无氮。

盐酸（分析纯GB622）：0.05mol/L标准液，4.2ml盐酸，注入1000ml蒸馏水，碳酸钠法标定盐酸。

硼酸（分析纯GB628）：称量2g硼酸，溶于蒸馏水中配成100ml 2%水溶液（m/v）。

硫酸铜（分析纯GB665）、硫酸钾（分析纯HG3—920）：按硫酸铜︰硫酸钾＝1︰15的比例称量，在研钵中研磨，仔细混匀过40目筛。

氢氧化钠（化学纯或工业纯GB629）：称量40g氢氧化钠溶于100ml蒸馏水中，配成40%的溶液（m/v）。

混合指示剂：甲基红（HG3—958）溶于乙醇配成0.1%乙醇溶液，溴甲酚绿（HG3—1220）溶于乙醇配成0.5%乙醇溶液，两种溶液等体积混合，阴凉处保存（保质期三个月）。

2.1.3主要仪器设备

表3 主要仪器设备表

2.2实验原理

芝麻醇洗浓缩蛋白技术的原理：利用乙醇溶液将蛋白质变性沉淀，而将芝麻中的糖、脂肪、灰分、呈色呈味等物质溶于溶液中析出，从而达到提高原料中蛋白质含量的要求。

醇洗芝麻浓缩蛋白的生产过程中几乎无污水排放，避免了环境污染；乙醇浸提对必需氨基酸的含量几乎没有影响，并且可以将芝麻中的过敏原、抗营养因子以及蛋白酶抑制因子等溶出或失去活性，营养价值较高；产品得率高，并且风味清淡、色泽较浅；副产物糖蜜中含有低聚糖、异黄酮、皂甙等活性成分，可进一步加工利用。

样品中含氮有机物经浓硫酸加热消化，硫酸使有机物脱水，然后有机物炭化生成碳，碳将硫酸还原为SO 2，本身则变成CO 2，SO 2使N 还原为NH 3，本身则氧化为S 2O 3而消化过程中生成的H 2，又加速了NH 3的形成。在反应过程中，生成的H 2O 和S 2O 3溢出，而NH 3则与H 2SO 4结合成（NH 4)2SO 2存在溶液中，加入NaOH ，并蒸馏，使NH 3溢出，用H 3BO 3吸收后，用已知摩尔浓度的酸滴定，测出样品全氮含量，乘以氮与蛋白质的换算系数，即为粗蛋白质的含量。

2.3实验流程

醇洗芝麻浓缩蛋白工艺流程

设备名称

生产厂家

FW80微型高速万能粉碎机 北京市永光明医疗仪器厂 KDN —103F 自动定氮仪

上海纤检仪器有限公司

KDN —08消化炉 上海仪器仪表有限公司 SRJX —13型箱式电阻炉 天津市泰斯特仪器有限公司 101—1型电热鼓风干燥箱 北京科伟永兴仪器有限公司

RE52CS 型旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂 SHZ —D3循环水式多用真空泵

上海沪西分析仪器厂有限公司

SZF —06A 粗脂肪测定仪 上海新嘉电子有限公司 HH - S 电子恒温水浴锅

苏州威尔试验用品有限公司

样品预处理—→按一定的醇洗温度、萃取时间、料液比、乙醇体积分数环境下萃取—→抽滤—→沉淀物低温真空干燥—→蛋白质含量测定—→结果记录分析↓

抽滤的废液→用旋转蒸发仪进行旋转蒸发回收

2.3.1样品预处理

利用筛选、风选、比重分选和磁选等方法除去芝麻原料中的杂质，将除杂后的原料粉碎并通过80目筛。

2.3.2萃取浓缩蛋白

按一定的醇洗温度、萃取时间、料液比、乙醇体积分数进行萃取，然后抽滤得到沉淀物，将沉淀物低温真空干燥。由于醇洗温度、萃取时间、料液比、乙醇体积分数变量的不同，浓缩蛋白的含量也会相应的有所改变。因此通过对醇洗温度、萃取时间、料液比、乙醇体积分数四个单因素做单因素试验和四因素三水平正交试验可以得到芝麻浓缩蛋白的最佳工艺和四个因素对工艺的影响。

2.3.3湿基蛋白质含量测定

1、称取0.2～2g低温干燥后的沉淀物，小心移入消化管中，加入10g硫酸铜︰硫酸钾＝1︰15的混合物和20ml浓硫酸，轻轻摇匀。

2、用消化炉小火加热，待内容物全部炭化，泡沫停止产生后，加大火力，保持瓶内液体微沸，至液体蓝绿色变透明后，再继续加热30min,冷却。在消化完全冷却后的消化管内，加10ml左右蒸馏水稀释样品，如微量蒸馏，先将消化液移至定容瓶内定容，然后按需移液至消化管内。

3、开碱开关，加入适量NaOH溶液至蒸馏液碱性颜色变黑为止，关碱开关，用硼酸接收溢出的氨气。

4、滴定：吸收氨后的接收液，用标定后的盐酸溶液进行滴定，溶液由兰绿色变为灰紫色为终点。

空白测定：用0.1g糖代替样品或不加样品作空白测定。

5、测定结果计算：

粗蛋白质（湿基）%= （V

2

-V

1

）×C×0.0140×K

×100 W×V′÷V

式中：V

2

—滴定试样时消耗酸标准溶液的体积（ml）

V

1

—滴定空白时消耗酸标准溶液的体积（ml）V —试样分解液总体积（ml）

V′—试样分解液蒸馏用体积（ml）

C —酸标准溶液的mol/L浓度

K —氮换算成粗蛋白质的系数

W —试样重量（g）

0.0140—氮的毫克当量数

平行测定的结果用算术平均值表示，保留小数后二位。

2.3.4干基蛋白质含量测定

干基蛋白质含量计算式：

粗蛋白质（干基）%= 湿基蛋白质含量×100 1–样品的水分含量

3 实验结果及分析

3.1原料基本理化性质测定

3.1.1原料基本理化性质测定参考标准

水分测定：参照GB5009.3–2010；

灰分测定：参照GB5009.4–2010；

粗蛋白含量测定：参照GB5009.5–2010；

粗脂肪含量测定：参照GB/T5009.6–2003；

NSI测定[17]：参照GB/T6432–1994；准确称取2.0g芝麻浓缩蛋白，加入200ml 蒸馏水中配成1%（w/v）的溶液，室温下震荡1h,在3000r/s下离心20min,取上清液凯氏定氮（N,6.25）,NSI为水溶性氮与样品中总氮的比值。

3.1.2原料基本理化性质测定结果

原料芝麻饼的主要组分测定结果

表4 芝麻饼的主要成分（%）

成分水分灰分粗脂肪粗蛋白质NSI

含量(%) 8.37 9.62 13.25 56.69 7.35

3.2乙醇体积分数对醇洗浓缩蛋白工艺的影响

表5 乙醇体积分数对醇洗工艺的影响的实验方案

试验编号原料质量

（g）乙醇体积

分数（%）

醇洗温度

（℃）

醇洗时间

（min）

料液比

（v/m）

萃取次数

（次）

1 5 40 50 65 6 2

2 5 50 50 65 6 2

3 5 60 50 65 6 2

4 5 70 50 65 6 2

5 5 80 50 65 6

2

图1 乙醇体积分数对醇洗工艺的影响的实验结果表5、图1表示，随着乙醇浓度的增加，醇洗芝麻浓缩蛋白中的蛋白含量先增加后降低，残油率逐渐降低。当乙醇浓度达到70％时所得的芝麻浓缩蛋白中蛋白质含量达到最高，随乙醇浓度的继续增加残油率虽然继续降低但降低幅度非常小，蛋白质含量也降低。这是因为当乙醇浓度增加超过70％时，醇变性作用破坏了维持芝麻蛋白质分子高级结构的氢键，使大分子蛋白质分子聚集体转变为小分子蛋白聚集体随乙醇溶出，从而使芝麻浓缩蛋白中的蛋白质含量降低[18]。同时，随着乙醇浓度的增大，乙醇溶液分子极性降低，芝麻饼中油脂在乙醇溶液中的溶解度增加，因此产品的残油逐渐降低。随着乙醇浓度的增加芝麻浓缩蛋白中的残油降低，但降幅逐渐减缓。因此乙醇浓度对芝麻浓缩蛋白中蛋白质含量和残油的影响，选定乙醇浓度为70%最合适。

3.3醇洗温度对醇洗浓缩蛋白工艺的影响

表6 醇洗温度对醇洗工艺的影响的实验方案

试验编号原料质量

（g）乙醇体积

分数（%）

醇洗温度

（℃）

醇洗时间

（min）

料液比

（v/m）

萃取次数

（次）

1 5 70 40 65 6 2

2 5 70 50 65 6 2

3 5 70 60 65 6 2

4 5 70 70 65 6 2

5 5 70 80 65

6 2

图2 醇洗温度对醇洗工艺的影响的实验结果

由表6、图2可以看出，浸提温度的逐渐升高，芝麻浓缩蛋白中的蛋白质含量先增加后降低而残油逐渐降低。当浸提温度为60℃时，产品中的蛋白质含量最高。浸提温度继续升高，蛋白含量反而降低，这是因为随着浸提温度的升高，芝麻饼中的可溶性糖类物质在乙醇溶液中的溶解性增加，从而使得产品中蛋白质浓度相应提高。当温度升至一定程度时，芝麻蛋白除了醇变性外，还存在有热变性，热变性的不可逆性决定了整个浸提过程的温度不宜过高。温度的升高使分子动能增加，油脂的粘度随温度升高而降低，分子扩散的运动阻力减小，从而使分子扩散的速率增加，油在乙醇中的溶解度增大[19]，芝麻浓缩蛋白中的残油逐渐

降低。综合考虑蛋白含量、残油率双重指标，浸提温度设定60℃为最佳。

3.4料液比对醇洗浓缩蛋白工艺的影响

表7 料液比对醇洗工艺的影响的实验方案

试验编号原料质量

（g）乙醇体积

分数（%）

醇洗温度

（℃）

醇洗时间

（min）

料液比

（v/m）

萃取次数

（次）

1 5 70 50 65

2 2

2 5 70 50 65 4 2

3 5 70 50 65 6 2

4 5 70 50 65 8 2

5 5 70 50 65 10

2

图3 料液比对醇洗工艺的影响的实验

7表、图3表示出，料液比的增加，芝麻浓缩蛋白中的蛋白质含量虽然成增加趋势，但增加幅度很小。当料液比（样品质量:乙醇体积）在 1:6～1:10 时，蛋白质含量基本不变。这是由于溶剂用量的增加，芝麻饼中的醇溶性物质已充分溶于乙醇溶液中，当醇溶类物质达到固液相之间的传质平衡时，产品中蛋白质含量就基本不变[20]。虽然随着乙醇用量增加，残油率逐渐降低相对蛋白含量有所变化但波动幅度很小。综合考虑蛋白含量和残油两个因素以及生产成本，确定最适料液比（样品质量:乙醇体积）为 1:6。

3.5醇洗时间对醇洗浓缩蛋白工艺的影响

表8 醇洗时间对醇洗工艺的影响的实验方案

试验编号原料质量

（g）乙醇体积

分数（%）

醇洗温度

（℃）

醇洗时间

（min）

料液比

（v/m））

萃取次数

（次）

1 5 70 50 45 6 2

2 5 70 50 55 6 2

3 5 70 50 65 6 2

4 5 70 50 75 6 2

5 5 70 50 85

6 2

图4 醇洗时间对醇洗工艺的影响的实验结果

由表8、图4可以看出，随乙醇溶液浸提时间的延长，芝麻浓缩蛋白中的蛋白质含量逐渐增大，而65min后基本无变化，蛋白含量未有明显提高，即在醇洗65min时大部分蛋白已经溶出，而残油率逐渐降低。乙醇水溶液醇洗芝麻蛋白的过程是一个萃取过程。芝麻饼中的蛋白质难溶于乙醇溶液，而饼中的糖类物质在乙醇水溶液中有较好的溶解性，其溶解需要一定的时间。当浸提时间达到65min 时，乙醇溶液对糖类物质的溶解达到近饱和状态，此时乙醇水溶液溶解的糖类物质和从中析出的糖类物质的量基本相等[18]。继续延长浸提时间，蛋白含量变化

不是很明显，残油率虽有一定的降低，但是降低的幅度不大。满足动力能耗和生产成本的要求，确定最佳浸提时间为65min。

3.6萃取次数对醇洗浓缩蛋白工艺的影响

表9 萃取次数对醇洗工艺的影响的实验方案

试验编号原料质量

（g）乙醇体积

分数（%）

醇洗温度

（℃）

醇洗时间

（min）

料液比

（v/m）

萃取次数

（次）

1 5 70 50 65 6 1

2 5 70 50 65 6 2

3 5 70 50 65 6 3

4 5 70 50 65 6 4

5 5 70 50 65

6 5

图5 萃取次数对醇洗工艺的影响的实验结果

由表9、图5可以看出，随着萃取次数的增多，芝麻浓缩蛋白中的蛋白质含量逐渐增加。而从芝麻浓缩蛋白中的残油来看，前3次乙醇溶液对油的萃取作用是显著的，第4次浸提后残油降低不明显,但生产成本却大大增加，能耗加强。综合考虑萃取次数对芝麻浓缩蛋白粗蛋白含量和残油以及生产成本、效率的影响，确定 2次为合适的萃取次数。

3.7 正交实验结果及分析

影响芝麻浓缩蛋白制备的各个因素并不是孤立的，而是相互关联的。在单因

素实验的基础上，以粗蛋白含量为指标，将料液（样品质量:乙醇体积）定为1:6，综合考察相关性密切的醇洗时间（A）、醇洗温度（B）、乙醇体积分数（C）、萃取次数（D）对芝麻浓缩蛋白中粗蛋白含量的影响，用L9（34）正交表安排实验，各因素水平范围如表10所示，正交实验结果见表11，方差分析见表12。

表10 因素水平范围表

水平范围醇洗时间A

（min）醇洗温度B

（℃）

乙醇体积分数

C（%）

萃取次数D

（次）

1 55 50 60 1

2 65 60 70 2

3 75 70 80 3

表11 正交实验结果

试验编号 A B C D 蛋白质含量

1 1 1 1 1 65.531

2 1 2 2 2 61.723

3 1 3 3 3 62.558

4 2 1 2 3 64.926

5 2 2 3 1 63.592

6 2 3 1 2 65.170

7 3 1 3 2 63.344

8 3 2 1 3 62.900

8 3 3 2 1 61.369

K163.271 64.600 64.534 63.476

K264.542 62.717 62.673 63.421

K362.538 63.032 63.144 63.461

R 2.004 1.883 1.861 0.064

表12 方差分析

因素偏差平方和自由度F比F临界值

A 6.169 2 1.379 4.460

B 6.104 2 1.364 4.460

C 5.617 2 1.255 4.460

D 0.007 2 0.002 4.460

误差17.90 8

根据表10极差分析可知R C﹥R D﹥R B﹥R A，即用乙醇制备芝麻浓缩蛋白时，影响蛋白质含量的因素主次顺序为：乙醇浓度﹥萃取次数﹥浸提温度﹥浸提时间。根据表12方差分析可知：乙醇浓度和浸提温度对芝麻浓缩蛋白中粗蛋白含量影响是显著的，浸提时间﹑萃取次数的影响相对较小，最佳条件为A3B2C2D3，但考虑到浸提时间和萃取次数对产品蛋白含量的增加效果不显著，浸提时间延长以及萃取次数增加均会降低产量影响生产效率，增加成本。故综合考虑极差分析和方差分析结果以及实际生产效益，最终确定以高蛋白含量为指标的醇洗芝麻浓缩蛋白制备的优化后最佳工艺条件是：A2B2C1D1即：乙醇浓度为70%，浸提温度60℃，浸提时间50min，料液比1:6，萃取次数2次。在此条件下进行验证实验, 结果测得醇洗浓缩蛋白的粗蛋白含量(干基)65.94%，残油为7.94%。

3.8 小结

（1）在实验室对脱皮芝麻调节水分后用螺旋榨油机进行低温压榨所得冷榨芝麻饼的主要指标为：水分 8.37％，灰分 9.62％，粗蛋白（干基）56.69％，粗脂肪 13.25％，NSI 7.35％。

（2）以冷榨芝麻饼为原料采用醇洗工艺制取芝麻浓缩蛋白的优化后最佳工艺条件为:乙醇浓度为70%，浸提温度60℃，浸提时间65min，料液比1:6，萃取次数2次。在此优化条件下制得的芝麻浓缩蛋白的主要成分为：水分5.63％，灰分5.64％，粗蛋白（干基）67.29％，粗脂肪8.73％，粗纤维3.73％，NSI 2.83％。冷榨芝麻饼经过醇洗工艺所得醇洗芝麻蛋白中蛋白质含量达到了浓缩蛋白的要求。蛋白质含量的提高和残油的降低将更有利于芝麻蛋白在食品中更广泛的应用。

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致谢

本论文是在严佑君老师的悉心指导下完成的，从论文的选题、试验设计、到撰写修改等工作，都凝结着导师的心血和汗水，在严老师三个月的悉心指导下我才能完成论文的撰写，另外严老师在生活方面也给了我很多的帮助让我更好更快适应社会适应工作，人生阅历也得到了极大的丰富。在论文完成之际，谨向导师严佑君老师和表示衷心的感谢！此外，在实验期间，曾得到孙爱红老师以及班上的多位同学给予的支持和帮助。在此致以最真挚的谢意！

整个大学期间，所有任课老师都为我付出了很多的心血，还有同学们的关心和帮助，在此，本人致以最由衷的感谢！