菜籽粕金屬鹽脫毒工藝的研究

朱文優(yōu) 劉 軍

(1.宜賓學院生命科學與食品工程學院，四川 宜賓 644000；2.發(fā)酵資源與應用四川高校重點實驗室，四川 宜賓 644000；3.四川理工學院生物工程學院，四川 自貢 643000)

我國油菜籽產(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600～700萬噸。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)或抗營養(yǎng)物質(zhì)，因而降低了菜籽粕的利用價值。為了更加充分地利用菜籽粕這種優(yōu)良的植物蛋白資源，各國科學家都紛紛開展菜籽粕綜合利用方面的研究。目前國內(nèi)外菜籽粕脫毒的方法主要有：物理脫毒法、化學脫毒法及生物學脫毒法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單，成本較低，同時能補充多種無機鹽等營養(yǎng)物質(zhì)，而具有工業(yè)應用推廣價值。本文研究了金屬鹽脫毒法對低硫代葡萄糖甙菜籽粕脫毒的影響，通過正交試驗，確定了脫毒的最佳工藝條件，為菜籽粕的綜合利用進行了有益探索。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗材料

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 試驗方法

1.2.1 脫毒工藝流程

菜籽粕→過篩→配料混合→蒸煮→干燥→粉碎制樣→理化指標分析

1.2.2 脫毒試驗方案

取200 g過40目篩的菜籽粕，分別加入先用自來水溶解的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，測定蒸煮后樣品的硫代葡萄糖甙含量，計算硫代葡萄糖甙降解率。在上述單因素試驗的基礎上進行正交試驗，優(yōu)化脫毒條件。

1.2.3 硫代葡萄糖甙含量的測定

硫代葡萄糖甙含量的測定參照汪正華等（2000）[5]的方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 FeSO4·7H2O對菜籽粕脫毒效果的影響

按1.2.2節(jié)進行試驗，研究了FeSO4·7H2O對菜籽粕脫毒效果的影響，結(jié)果見表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 FeSO4·7H2O 添加量為2.5%時，其降解率達到最大，為49.3%。

2.2 CuSO4·5H2O對菜籽粕脫毒效果的影響

按1.2.2節(jié)進行試驗，研究了CuSO4·5H2O對菜籽粕脫毒效果的影響，結(jié)果見表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CuSO4·5H2O添加量為3.0%時，其降解率達到最大，為61.4%。

2.3 Ca(OH)2對菜籽粕脫毒效果的影響

按1.2.2節(jié)進行試驗，研究了Ca(OH)2對菜籽粕脫毒效果的影響，結(jié)果見表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對菜籽粕脫毒效果的影響

按1.2.2節(jié)進行試驗，研究了CaO對菜籽粕脫毒效果的影響，結(jié)果見表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、水分含量和蒸煮時間等4個因素進行正交試驗。其試驗因素與水平、試驗結(jié)果及極差分析和方差分析，分別見表5、表6和表7。

表5 正交試驗因素水平

表6 正交試驗結(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三個因素影響不顯著。各因素對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%，蒸煮時間為60 min，驗證試驗表明其硫代葡萄糖甙脫毒率可達85.2%。

3 結(jié)論

3.1 通過單因素試驗,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 通過正交試驗，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40目篩，然后加入事先用自來水溶解的 FeSO4·7H2O 2.5%、CuSO4·5H2O 3.0%，攪拌均勻，再用自來水調(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85.2%。

若干篇，刊略，需者可函索）