一种利用冷榨花生粕生产花生多糖、多酚的方法

技术领域

本发明涉及食品加工技术领域，具体涉及一种利用冷榨花生粕生产花生多糖、多酚的方法。

背景技术

低温压榨花生油以筛选的高油花生为原料，采用低温压榨(低于70℃)和低温冷滤工艺，生产的花生油色泽浅，保留了花生中原有维生素E、甾醇、多酚、低聚糖等营养物质，同时获得低变性的花生粕，避免了高温处理使花生粕中蛋白质等营养素严重变性和破坏。目前，食品工业多将花生粕用作饲料用途，对其中蛋白质及功能活性物质的利用还处于较为初级的阶段。

目前，已有利用花生粕提取花生中蛋白、多糖等营养素的相关报道，如CN103467612A《一种从热榨花生粕中同步提取多糖和蛋白的方法》公开了一种利用花生粕同步制取蛋白和多糖的方法，将花生粕超微粉碎至800-1000目后，依次经过脂肪、纤维、淀粉酶解后分离固液两相，用95％乙醇沉淀液相并提纯后得到花生多糖，以6-10份的水清洗固相2-3次后得到花生蛋白粉。CN 103130908A《一种从冷榨花生粕中提取花生多糖的方法》公开了一种利用冷榨花生粕制取花生多糖的方法，将花生粕经蛋白酶解后，分离得的花生粕残渣用50-90℃热水浸提后，上清液经乙醇沉淀处理得到花生多糖。CN 103864954 A《一种花生粕多糖的提取方法》中公开了一种利用热榨花生粕提取多糖的方式，将花生粕粉碎至500-1000目，经乙醇浸提、酶解后，以复合纤维素酶酶解得多糖水溶液，再以乙醇沉淀上清液制得多糖。

然而这些方法的加工方法在实际的工业化生产中可行性较低：①对花生粕的利用率较低，只提取其中1-2种的活性成分，造成其他成分的浪费且生产成本较高；②涉及乙醇的使用，具有潜在的爆炸风险，对加工现场的防爆能力有较高的要求；③产生较多的生产废水，每份制得的多糖或蛋白对应产出50-150份的高营养废水，生态污染较为严重；④目前仅有针对花生衣进行多酚提取的专利，暂未有发现对花生粕中多酚类物质的应用。

发明内容

基于以上技术问题，本发明的主要目的在于提供一种以冷榨花生粕为原料生产花生多糖、多酚的方法，可同时得到纯度较高的花生多糖、花生多酚，还可以避免大量有机溶剂的使用，产生的废水较少、且处理难度较低，能够更好的满足食品工业的使用要求。

为实现上述目的，发明人进行了深入研究，并经重复多次研究论证而完成获得本发明方案，具体如下：

本发明提供一种利用冷榨花生粕生产花生多糖、多酚的方法，所述方法包含如下步骤：

1)将冷榨花生粕粉碎过筛，花生粕粉末与纯净水混合，超声辅助40-60℃热水浸提后过滤分离为水相A和固相B；

2)水相A通过膜分离纯化后，浓缩干燥得到花生多酚粉末；

3)固相B与纯净水混合，加入蛋白酶和/或淀粉酶酶解，灭酶后过滤取沉淀得到固相D；

4)固相D与纯净水混合，加入半纤维素酶、果胶酶、纤维素酶酶解，灭酶后过滤取水相以凝胶层析分离纯化水溶性多糖，浓缩干燥得到花生水溶性多糖粉末。

在其中一些实施例中，所述超声功率60-80W，提取时间为50-70min。

在其中一些实施例中，所述步骤3)酶解所用的酶为液化酶、糖化酶、蛋白酶，用量分别为花生粕粉末0.3-0.5wt％、0.3-0.5wt％和0.5-1.0wt％，优选的所述步骤3)酶解温度为40-60℃，所述步骤3)酶解时间为120-480min。此酶解步骤对物料进行了预处理，可以除去蛋白、淀粉等物质的干扰，降低后续分离纯化难度，提升多糖的纯度及得率。

在其中一些实施例中，所述步骤4)半纤维素酶、果胶酶、纤维素酶的用量分别为花生粕粉末0.2-0.5wt％、0.2-0.5wt％和0.4-0.6wt％，优选的所述步骤4)酶解温度为35-50℃，所述步骤4)酶解时间为90-240min。

在其中一些实施例中，所述花生粕粉末与纯净水混合比例为1:6-10，固相B与纯净水混合比例为1:3-5，固相D与纯净水混合比例为1:3-5。

在其中一些实施例中，所述步骤2)和步骤4)花生多酚和水溶性多糖的浓缩采用减压浓缩，浓缩温度为50-60℃，真空度为-0.05～-0.08Mpa。

在其中一些实施例中，所述步骤2)膜材质可以选用聚烯烃类、聚乙烯类、聚丙烯腈、聚砜类、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等高分子有机膜材料，截留分子量为1000-3000Da。

在其中一些实施例中，所述步骤3)酶解过滤后的水相通过浓缩得到花生水解浓缩液，可用作后续坚果、花生酱类产品应用或其他精加工原料。

在其中一些实施例中，所述步骤4)酶解过滤后的湿渣干燥后得到粗不溶性多糖，可用作饲料出售。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1.本发明提供了一种以冷榨花生粕为原料生产花生多糖、多酚的方法，使用复合酶解技术，对冷榨花生粕的利用率高，对原料固形物利用率达70％以上，可得到花生多糖、花生多酚和花生水解浓缩液，剩余利用价值较低的非水溶性多糖，可用作饲料出售。

2.本发明提供的方法可以得到两种纯度较高的活性物质，87.3-94.3％花生多糖(得率9.3-12.2％)、纯度为86.2-92.5％的花生多酚(得率4.2-6.3％)，满足食品工业的使用要求。

3.本发明使用超声辅助中温热水(40-60℃)选择性地提取花生粕中的花生多酚，避免了常规的高温浸提(70-100℃)同时浸提出花生多酚和花生多糖，导致后续纯化难度高。此方法在提高花生多酚得率和纯度的同时减少花生多糖损失，保证后续花生多糖得率，使得多酚和多糖的同步提取成为可能。

4.花生多酚常以甲醇、乙醇、丙酮等有机溶剂进行提取，并以乙酸乙酯、甲苯等有机溶剂进行萃取、纯化，本发明提供以基于膜分离为主的纯化技术，可以避免大量有机溶剂的使用；花生多糖常以乙醇等有机溶剂进行纯化，本发明以超声辅助的中温热浸提、酶解技术分别去除多酚、蛋白、淀粉等物质，再以凝胶层析的方法对花生多糖进行纯化，避免乙醇等有机溶剂的使用；上述技术的联用避免了潜在的生产安全性风险，常规性的生产场所即能加工。

5.本发明提供的方法以生物酶解为主，不涉及乙醇、乙酸乙酯、甲苯等溶剂的使用，产生的废水较少，每份原料仅产生约35份生产废水，且均为减压浓缩、凝胶层析等工艺产生的工艺水，其固形物＜0.5brix％，处理难度较低。

附图说明

图1为花生多糖、多酚提取工艺路线图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。

除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本领域常规食品级试剂、方法和设备。

本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

水溶性多糖含量(即纯度)检测方法：

称取一定量花生水溶性多糖用去离子水复溶，参考SN/T 4260-2015《出口植物源食品中粗多糖的测定》中苯酚-硫酸法测定多糖含量。计算公式如下：

m

v

v

m

0.9——葡萄糖换算为葡聚糖的校正系数。

水溶性多糖得率计算方法：

水溶性多糖得率＝(提取物重量*多糖纯度/花生粕重量)*100％

提取物重量：最终制得的花生水溶性多糖粉末重量；

多糖纯度：按上述水溶性多糖纯度检测方法检测得到的花生水溶性多糖粉末的多糖纯度

花生粕重量：提取之前称取的花生粕干重

花生多酚含量(即纯度)检测方法：

将花生多酚复溶解于60％的乙醇中，参考LS/T 6119-2017《植物油中多酚的测定》中分光光度法测定花生多酚含量。计算公式如下

C——由标准曲线查的多酚浓度，单位为克每毫升(g/ml)；

D——样品定容后的稀释倍数；

2——洗脱液蒸干后定容体积，单位为毫升(mL)

m——试样质量，单位为克(g).

花生多酚得率计算方法：

花生多酚得率＝(提取物重量*多酚纯度/花生粕重量)*100％

提取物重量：最终制得的花生水溶性多酚粉末重量；

多酚纯度：按上述花生多酚纯度检测方法检测得到的花生多酚粉末的多酚纯度

花生粕重量：提取之前称取的花生粕干重

粗不溶性多糖得率计算方法：

粗不溶性多糖得率＝粗不溶性多糖重量/花生粕重量*100％

粗不溶性多糖重量：干燥后的粗不溶性多糖质量

花生粕重量：提取之前称取的花生粕干重

实施例1

1.粉碎：利用锤式粉碎机将冷榨花生粕进行粉碎，物料过40目筛后备用；

2.超声辅助热水浸提：按花生粕粉末：纯净水＝1:10的比例混合，提取温度为60℃，超声功率60W，提取时间为1小时，浸提结束后混合物料通过板框过滤机分离为水相A和固相B；

3.制备花生多酚：水相A通过膜分离对花生多酚进行纯化，以隔膜泵进行输液，膜材质选用聚砜膜(截留分子量为1000-3000Da)，对水相进行连续的膜分离(压力0.61Mpa，温度25℃)，随后通过减压浓缩(50℃，真空度-0.08MPa)和喷雾干燥后制得花生多酚粉末；

4.复合酶解：按固相B：纯净水＝1:4.5的比例混合，加入花生粕粉末0.5wt％的液化酶、0.4wt％的糖化酶和1.0wt％的蛋白酶，在60℃下酶解260min后，升温至95℃、恒温30分钟灭酶，混合物料通过板框过滤机分离为水相C和固相D；取样测定水相C固形物含量为5.3brix％，氨氮含量为0.07g/100g，葡萄糖含量为1.17g/100g；

5.制备花生水解浓缩液：水相C通过减压浓缩(50℃，真空度-0.055MPa)，得到花生水解浓缩液，固形物含量为30brix％；

6.纤维素酶解：按固相D：纯净水＝1:3.5的比例混合，加入花生粕粉末0.2％的半纤维素酶、0.5wt％的果胶酶和0.4wt％的纤维素酶，在35℃下酶解200min后，升温至95℃、恒温30分钟灭酶，混合物料通过板框过滤机分离为湿渣和粗花生水溶性多糖；

7.粗水溶性多糖以凝胶层析进行分离纯化，首先用DEAE琼脂糖凝胶柱进行分离，洗脱液依次为去离子水、0.1mol/L、0.3mol/L、0.6mol/L NaCl溶液，收集去离子水和0.1mol/L NaCl溶液洗脱的水溶液进行合并即为花生水溶性多糖洗脱液，随后通过减压浓缩(50℃，真空度-0.08MPa)和喷雾干燥后制得花生水溶性多糖粉末；湿渣使用滚筒干燥机干燥至水分含量≤12wt％，得到粗不溶性多糖。

8.测量花生多酚纯度为86.2％，得率为6.3％，花生多糖纯度为88.5％，得率为11.8％，粗不溶性多糖得率为27％。

实施例2

1.粉碎：利用锤式粉碎机将冷榨花生粕进行粉碎，物料过40目筛后备用；

2.超声辅助热水浸提：按花生粕粉末：纯净水＝1:7的比例混合，提取温度为50℃，超声功率70W，提取时间为50min，浸提结束后混合物料通过板框过滤机分离为水相A和固相B；

3.制备花生多酚：水相A通过膜分离对花生多酚进行纯化，以隔膜泵进行输液，膜材质选用聚砜膜(截留分子量为1000-3000Da)，对水相进行连续的膜分离(压力0.61Mpa，温度25℃)，随后通过减压浓缩(55℃，真空度-0.05MPa)和喷雾干燥后制得花生多酚粉末；

4.复合酶解：按固相B：纯净水＝1:5的比例混合，加入花生粕粉末0.4wt％的液化酶、0.3wt％的糖化酶和0.5wt％的蛋白酶，在55℃下酶解480min后，升温至95℃、恒温30分钟灭酶，混合物料通过板框过滤机分离为水相C和固相D；取样测定水相C固形物含量为4.4brix％，氨氮含量为0.06g/100g，葡萄糖含量为0.97g/100g；

5.制备花生水解浓缩液：水相C通过减压浓缩(50℃，真空度-0.055MPa)，得到花生水解浓缩液，固形物含量为30brix％；

6.纤维素酶解：按固相D：纯净水＝1:3的比例混合，加入花生粕粉末0.5wt％的半纤维素酶、0.3wt％的果胶酶和0.5wt％的纤维素酶，在40℃下酶解240min后，升温至95℃、恒温30分钟灭酶，混合物料通过板框过滤机分离为湿渣和粗花生水溶性多糖；

7.粗水溶性多糖以凝胶层析进行分离纯化，首先用DEAE琼脂糖凝胶柱进行分离，洗脱液依次为去离子水、0.1mol/L、0.3mol/L、0.6mol/L NaCl溶液，收集去离子水和0.1mol/L NaCl溶液洗脱的水溶液进行合并即为花生水溶性多糖洗脱液，随后通过减压浓缩(60℃，真空度-0.05MPa)和喷雾干燥后制得花生水溶性多糖粉末；湿渣使用滚筒干燥机干燥至水分含量≤12wt％，得到粗不溶性多糖。

8.测量花生多酚纯度为90.6％，得率为4.2％，花生多糖纯度为87.3％，得率为12.2％，粗不溶性多糖得率为24％。

实施例3

1.粉碎：利用锤式粉碎机将冷榨花生粕进行粉碎，物料过40目筛后备用；

2.超声辅助热水浸提：按花生粕粉末：纯净水＝1:6的比例混合，提取温度为40℃，超声功率80W，提取时间为1小时，浸提结束后混合物料通过板框过滤机分离为水相A和固相B；

3.制备花生多酚：水相A通过膜分离对花生多酚进行纯化，以隔膜泵进行输液，膜材质选用聚砜膜(截留分子量为1000-3000Da)，对水相进行连续的膜分离(压力0.61Mpa，温度25℃)，随后通过减压浓缩(60℃，真空度-0.05MPa)和喷雾干燥后制得花生多酚粉末；

4.复合酶解：按固相B：纯净水＝1:3的比例混合，加入花生粕粉末0.3wt％的液化酶、0.5wt％的糖化酶和0.9wt％的蛋白酶，在40℃下酶解120min后，升温至95℃、恒温30分钟灭酶，混合物料通过板框过滤机分离为水相C和固相D；取样测定水相C固形物含量为7.5brix％，氨氮含量为0.10g/100g，葡萄糖含量为1.56g/100g；

5.制备花生水解浓缩液：水相C通过减压浓缩(50℃，真空度-0.055MPa)，得到花生水解浓缩液，固形物含量为30brix％；

6.纤维素酶解：按固相D：纯净水＝1:5的比例混合，加入花生粕粉末0.3wt％的半纤维素酶、0.5wt％的果胶酶和0.6wt％的纤维素酶，在50℃下酶解90min后，升温至95℃、恒温30分钟灭酶，混合物料通过板框过滤机分离为湿渣和粗花生水溶性多糖；

7.粗水溶性多糖以凝胶层析进行分离纯化，首先用DEAE琼脂糖凝胶柱进行分离，洗脱液依次为去离子水、0.1mol/L、0.3mol/L、0.6mol/L NaCl溶液，收集去离子水和0.1mol/L NaCl溶液洗脱的水溶液进行合并即为花生水溶性多糖洗脱液，随后通过减压浓缩(55℃，真空度-0.07MPa)和喷雾干燥后制得花生水溶性多糖粉末；湿渣使用滚筒干燥机干燥至水分含量≤12wt％，得到粗不溶性多糖。

8.测量花生多酚纯度为88.3％，得率为5.5％，花生多糖纯度为89.8％，得率为9.3％，粗不溶性多糖得率为25％。

实施例4

1.粉碎：利用锤式粉碎机将冷榨花生粕进行粉碎，物料过40目筛后备用；

2.超声辅助热水浸提：按花生粕粉末：纯净水＝1:9的比例混合，提取温度为55℃，超声功率60W，提取时间为70min，浸提结束后混合物料通过板框过滤机分离为水相A和固相B；

3.制备花生多酚：水相A通过膜分离对花生多酚进行纯化，以隔膜泵进行输液，膜材质选用聚砜膜(截留分子量为1000-3000Da)，对水相进行连续的膜分离(压力0.61Mpa，温度25℃)，随后通过减压浓缩(55℃，真空度-0.06MPa)和喷雾干燥后制得花生多酚粉末；

4.复合酶解：按固相B：纯净水＝1:4的比例混合，加入花生粕粉末0.4wt％的液化酶、0.5wt％的糖化酶和0.6wt％的蛋白酶，在45℃下酶解320min后，升温至95℃、恒温30分钟灭酶，混合物料通过板框过滤机分离为水相C和固相D；取样测定水相C固形物含量为6.1brix％，氨氮含量为0.09g/100g，葡萄糖含量为1.35g/100g；

5.制备花生水解浓缩液：水相C通过减压浓缩(50℃，真空度-0.055MPa)，得到花生水解浓缩液，固形物含量为30brix％；

6.纤维素酶解：按固相D：纯净水＝1:4.5的比例混合，加入花生粕粉末0.5wt％的半纤维素酶、0.2wt％的果胶酶和0.5wt％的纤维素酶，在46℃下酶解170min后，升温至95℃、恒温30分钟灭酶，混合物料通过板框过滤机分离为湿渣和粗花生水溶性多糖；

7.粗水溶性多糖以凝胶层析进行分离纯化，首先用DEAE琼脂糖凝胶柱进行分离，洗脱液依次为去离子水、0.1mol/L、0.3mol/L、0.6mol/L NaCl溶液，收集去离子水和0.1mol/L NaCl溶液洗脱的水溶液进行合并即为花生水溶性多糖洗脱液，随后通过减压浓缩(60℃，真空度-0.06MPa)和喷雾干燥后制得花生水溶性多糖粉末；湿渣使用滚筒干燥机干燥至水分含量≤12wt％，得到粗不溶性多糖。

8.测量花生多酚纯度为89.3％，得率为5.7％，花生多糖纯度为94.3％，得率为10.9％，粗不溶性多糖得率为27％。

对照例1

1.粉碎：利用锤式粉碎机将冷榨花生粕进行粉碎，物料过40目筛后备用；

2.热水浸提：按花生粕粉末：纯净水＝1:6的比例混合，提取温度为40℃，提取时间为1小时，浸提结束后混合物料通过板框过滤机分离为水相A和固相B；

3.制备花生多酚：水相A通过膜分离对花生多酚进行纯化，以隔膜泵进行输液，膜材质选用聚砜膜(截留分子量为1000-3000Da)，对水相进行连续的膜分离(压力0.61Mpa，温度25℃)，随后通过减压浓缩(60℃，真空度-0.05MPa)和喷雾干燥后制得花生多酚粉末；

4.复合酶解：按固相B：纯净水＝1:3的比例混合，加入花生粕粉末0.3wt％的液化酶、0.5wt％的糖化酶和0.9wt％的蛋白酶，在40℃下酶解120min后，升温至95℃、恒温30分钟灭酶，混合物料通过板框过滤机分离为水相C和固相D；取样测定水相C固形物含量为7.4brix％，氨氮含量为0.08g/100g，葡萄糖含量为1.41g/100g；

5.制备花生水解浓缩液：水相C通过减压浓缩(50℃，真空度-0.055MPa)，得到花生水解浓缩液，固形物含量为30brix％；

6.纤维素酶解：按固相D：纯净水＝1:5的比例混合，加入花生粕粉末0.3wt％的半纤维素酶、0.5wt％的果胶酶和0.6wt％的纤维素酶，在50℃下酶解90min后，升温至95℃、恒温30分钟灭酶，混合物料通过板框过滤机分离为湿渣和粗花生水溶性多糖；

7.粗水溶性多糖以凝胶层析进行分离纯化，首先用DEAE琼脂糖凝胶柱进行分离，洗脱液依次为去离子水、0.1mol/L、0.3mol/L、0.6mol/L NaCl溶液，收集去离子水和0.1mol/L NaCl溶液洗脱的水溶液进行合并即为花生水溶性多糖洗脱液，随后通过减压浓缩(55℃，真空度-0.07MPa)和喷雾干燥后制得花生水溶性多糖粉末；湿渣使用滚筒干燥级干燥至水分含量≤12wt％，得到粗不溶性多糖。

8.测量花生多酚纯度为88.7％，得率为2.6％，花生多糖纯度为90.2％，得率为8.2％，粗不溶性多糖得率为26％。

对照例2

1.粉碎：利用锤式粉碎机将冷榨花生粕进行粉碎，物料过40目筛后备用；

2.热水浸提：按花生粕粉末：纯净水＝1:6的比例混合，提取温度为90℃，提取时间为1小时，浸提结束后混合物料通过板框过滤机分离为水相A和固相B；

3.制备花生多酚：水相A通过膜分离对花生多酚进行纯化，以隔膜泵进行输液，膜材质选用聚砜膜(截留分子量为1000-3000Da)，对水相进行连续的膜分离(压力0.61Mpa，温度25℃)，随后通过减压浓缩(60℃，真空度-0.05MPa)和喷雾干燥后制得花生多酚粉末；

4.复合酶解：按固相B：纯净水＝1:3的比例混合，加入花生粕粉末0.3wt％的液化酶、0.5wt％的糖化酶和0.9wt％的蛋白酶，在40℃下酶解120min后，升温至95℃、恒温30分钟灭酶，混合物料通过板框过滤机分离为水相C和固相D；取样测定水相C固形物含量为8.4brix％，氨氮含量为0.09g/100g，葡萄糖含量为1.63g/100g；

5.制备花生水解浓缩液：水相C通过减压浓缩(50℃，真空度-0.055MPa)，得到花生水解浓缩液，固形物含量为30brix％；

6.纤维素酶解：按固相D：纯净水＝1:5的比例混合，加入花生粕粉末0.3wt％的半纤维素酶、0.5wt％的果胶酶和0.6wt％的纤维素酶，在50℃下酶解90min后，升温至95℃、恒温30分钟灭酶，混合物料通过板框过滤机分离为湿渣和粗花生水溶性多糖；

7.粗水溶性多糖以凝胶层析进行分离纯化，首先用DEAE琼脂糖凝胶柱进行分离，洗脱液依次为去离子水、0.1mol/L、0.3mol/L、0.6mol/L NaCl溶液，收集去离子水和0.1mol/L NaCl溶液洗脱的水溶液进行合并即为花生水溶性多糖洗脱液，随后通过减压浓缩(55℃，真空度-0.07MPa)和喷雾干燥后制得花生水溶性多糖粉末；湿渣使用滚筒干燥级干燥至水分含量≤12wt％，得到粗不溶性多糖。

8.测量花生多酚纯度为78.7％，得率为2.9％，花生多糖纯度为90.2％，得率为3.2％，粗不溶性多糖得率为27％。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。