本發明涉及一種蒸煮及乙醇輔助水酶法提取牡丹籽油的方法，屬于農業資源技術領域。
背景技術：
油用牡丹是一種原產于我國的多年生落葉小灌木，屬毛茛科芍藥屬，具有種籽產量高、出油率高、油質優等優點，在我國各地均有廣泛種植，每年牡丹籽產量數萬噸，資源豐富，極具開發潛力。油用牡丹的種籽產量明顯高于花生、大豆和茶油等油料作物。牡丹屬木本油料樹種，即可再生的高出油率能源樹種。牡丹籽的出油率一般在20.0％～33.0％，根據油脂含量大于30.0％即為高含油率油料的分類標準。牡丹籽營養價值很高，其含油量29％～34％，含蛋白質18％～22％，牡丹籽油含有17中脂肪酸成分，其中不飽和脂肪酸高達92.3％，主要為亞麻酸、亞油酸，特別是α-亞麻酸含量高達42.0％以上。亞麻酸和亞油酸作為人體必需脂肪酸，具有多種活性功能，如降膽固醇、降血壓、預防動脈粥樣硬化、抗疲勞、增強免疫力等。2011年3月22日衛生部批準牡丹籽油為新資源食品。因此，油用牡丹具有明顯的經濟價值。
牡丹作為油料資源進行開發利用尚處于起步階段,牡丹籽油的生產方法主要有壓榨法、溶劑浸提法和超臨界CO2萃取法。壓榨法借助機械外力，將牡丹籽油從牡丹籽中擠壓出來，其優點是：工藝簡單，配套設備少，油品質好；其缺點是：機械動力消耗大，壓榨后的餅殘油量高，餅粕中的蛋白質變性嚴重，無法作為優質的植物蛋白資源加以利用。溶劑浸提法應用液液萃取原理，選用某種能夠溶解牡丹籽油的有機溶劑(如己烷)，將牡丹籽中的油脂萃取出來，其優點是：餅粕殘油量低，容易實現大規模的自動化生產。其缺點是：浸提所用溶劑絕大多數易燃易爆，且具有一定的毒性，生產的安全性較差；浸出的毛油中所含非油物質較多，色澤較深，質量較差。超臨界流體萃取法是在超臨界狀態下，超臨界流體與待萃取的物質接觸，使其有選擇地將所需有效成分萃取，然后借助減壓和升溫的方法降低待分離物質的溶解度而析出，以達到萃取分離的目的。超臨界CO2萃取技術因其具有良好的溶劑性質，被廣泛應用于植物油脂的提取。其優點是：工藝簡單，環境友好，能夠保護生理活性物質且產品質量高。其缺點是：設備昂貴，生產成本高，難以大規模批量化生產。
為了綜合利用油脂和蛋白資源、解決有機溶劑的使用問題，水酶(劑)法提油應運而生。但水酶法提取工藝均存在生產周期冗長、使用酶量大、成本高昂等不利于進行大規模工業化生產的致命因素。因此，一種提高提油率的高效提取方法對于牡丹籽油提取的工業化發展具有重要應用價值。
技術實現要素：
為了解決上述水酶法生產牡丹籽油的問題，結合牡丹籽特性，本發明提供了一種提取牡丹籽油的方法，采用加壓蒸煮處理使淀粉完全糊化，加入中溫α-淀粉酶和糖化酶使水相和渣相的油提出，并結合乙醇水溶液作為提油介質提高提油率，以解決傳統提油方法或游離油提取率低或水相和渣相中殘油量高、優質蛋白質資源浪費、酶用量大、成本高昂或環境污染問題等問題。
本發明的第一個目的是提供一種提取牡丹籽油的方法，包括對牡丹籽進行加壓蒸煮、酶解和乙醇-水溶液浸提。
在本發明的一種實施方式中，所述加壓蒸煮是在0.03～0.14MPa，100～120℃，蒸煮30～60min。
在本發明的一種實施方式中，所述酶解是加入60～120U/g干基的淀粉酶，及1000～3000U/g干基的糖化酶進行酶解。
在本發明的一種實施方式中，所述乙醇-水溶液浸提是采用30～50mL乙醇/100g原料的乙醇-水溶液。
在本發明的一種實施方式中，所述方法包括如下步驟：(1)向脫殼牡丹籽中加入1:1～5(w/v，kg/L)的檸檬酸溶液，在0.03～0.14MPa、100～120℃加壓蒸煮30～60min；(2)將步驟1蒸煮后的牡丹籽烘干、粉碎；(3)加入6～8倍質量的水，先加入60～120U/g干基的淀粉酶，60～85℃反應30～40min，再加入1000～3000U/g干基的糖化酶，60～70℃反應30～40min；(4)用30～50％(v/w)的乙醇-水溶液提油，將得到的游離油分離出，將乳狀液冷凍破乳，離心，合并游離油。
在本發明的一種實施方式中，步驟(1)所述的檸檬酸溶液濃度為0.01～0.1mol/L。
在本發明的一種實施方式中，步驟(1)所述的蒸煮在高壓滅菌鍋中進行，壓力為0.03～0.14MPa，溫度在100～120℃，蒸煮時間為30～60min。
在本發明的一種實施方式中，步驟(2)中所述蒸煮后的牡丹籽的烘干溫度為50～70℃，控制烘干后的牡丹籽的水分含量在4％～7％(濕基)。
在本發明的一種實施方式中，步驟(2)中所述蒸煮烘干后的牡丹籽先初步粉碎，再用碾壓機進行精細粉碎，使粉碎后的平均粒徑為30～60μm。
在本發明的一種實施方式中，步驟(3)中所述原料所需中溫α-淀粉酶的酶活在60～120U/g，pH范圍為5.0～7.0，溫度范圍為60～85℃，反應時間為30～40min。
在本發明的一種實施方式中，步驟(3)中所述原料所需糖化酶的酶活在1000～3000U/g，pH范圍為4.0～4.5，溫度范圍為60～70℃，反應時間為30～40min。
在本發明的一種實施方式中，步驟(4)中所述乙醇水溶液提取牡丹籽油的溫度為55～70℃，pH8.0～10.0，乙醇水溶液的濃度為30～50％(v/w)，即30～50mL乙醇/100g原料，反應時間0.5～2h。
在本發明的一種實施方式中，步驟(4)中所述乳狀液進行冷凍解凍破乳時的冷凍溫度為-20～-80℃，解凍溫度為45～60℃。
本發明的第二個目的是提供應用所述方法生產的牡丹籽油。
本發明還提供所述方法在制備油脂產品領域的應用。
有益效果：(1)本發明使用低濃度檸檬酸溶液同時對原料進行加壓蒸煮處理，極大縮短了傳統提取牡丹籽油時長時間的熱處理過程，并使牡丹籽油的維生素E含量在0.11mg/g，酸價在0.6以下，過氧化值在1.5以下，使油品的品質更加優良，有效活性成分得以保留；(2)本發明的方法減少了生產能耗，節約了成本。本發明通過中溫α-淀粉酶和糖化酶的協同作用，在解決淀粉對提油影響的同時，大大降低了傳統水酶法提油時的酶用量。同時采用乙醇水溶液作為提取介質，大大地縮短了制油周期，很大程度上節約了成本；且乙醇回收條件簡單，不污染環境，回收后可循環使用；(3)本發明方法中的游離油提油率能達到83％左右，總油提油率能達到90％左右，而傳統水酶法牡丹籽出油率一般為19～26％，該方法具有提油率高、周期短、品質好等優點，解決了牡丹籽油采用傳統水酶法提取時提油率較低、成本較高等問題。
具體實施方式
加壓濕熱處理設備使用的是食品、醫療衛生行業常見的高壓蒸汽滅菌鍋，例如由上海申安醫療器械廠以商品名LDZX-50KBS型銷售的立式壓力蒸汽滅菌器。鼓風干燥設備為中國上海森信實驗儀器有限公司以商品名DGG-9070A型銷售的電熱恒溫鼓風干燥箱。粉碎設備是在食品加工技術領域里通常使用的粉碎機，可滿足不同粉碎細度的要求，例如由浙江溫嶺市林大機械有限公司以商品名為DFY-500型500克搖擺式高速中藥粉碎機和由常州市武進興業機械設備有限公司以商品名三輥研磨機銷售的粉碎機。提油使用的恒溫設備、攪拌裝置均為目前市場上銷售的產品，例如由上海一恒科學儀器有限公司銷售的超級恒溫循環水浴槽和由上海梅穎浦儀器儀表制造有限公司以商品名84-1磁力攪拌器銷售的攪拌裝置。離心機是目前市場上銷售的產品，例如由上海安亭科學儀器廠以商品名LXJ-IIB大容量低速離心機銷售的產品。
粗脂肪測定方法：索氏抽提法
游離油得率＝游離油/原料中的含油量×100％
實施例1
(1)將干牡丹籽不做任何預處理，僅做破碎處理，使用中藥粉碎機將其預粉碎，再采用三輥研磨機粉碎至體積平均粒徑在45～55μm；
(2)將步驟(1)粉碎后的原料在70℃下，按料液比1:5(w/v，kg/L)，加入35mL乙醇/100g原料濃度的乙醇-水溶液，調體系pH9.0進行提油，反應時間2h；
(3)將步驟(2)反應結束后于5000rpm離心15min，得到不相容的四相——游離油、乳狀液、水相和渣相，瓢取得到游離牡丹籽油，冷凍解凍破乳后離心合并游離油，稱重。
游離油提取率僅為68.82％，其渣相的脂肪含量占總油的15.05％。
實施例2
(1)將干牡丹籽不做任何預處理，僅做破碎處理，使用中藥粉碎機將其預粉碎，再采用三輥研磨機粉碎至體積平均粒徑在38～44μm；
(2)將步驟(1)粉碎后的原料在60℃下，按料液比1:5(w/v，kg/L)，加入35mL乙醇/100g原料濃度的乙醇-水溶液，調體系pH9.0進行提油，反應時間2h；
(3)將步驟(2)反應結束后于5000rpm離心15min，得到不相容的四相——游離油、乳狀液、水相和渣相，瓢取得到游離牡丹籽油，冷凍解凍破乳后離心合并游離油，稱重。
游離油提取率為72.23％，其渣相的脂肪含量占總油的11.94％。
實施例3
(1)將干牡丹籽不做任何預處理，僅做破碎處理，使用中藥粉碎機將其預粉碎，再采用三輥研磨機粉碎至體積平均粒徑在38～44μm；
(2)將步驟(1)粉碎后的原料在70℃下，按料液比1:5(w/v，kg/L)，加入60mL乙醇/100g原料濃度的乙醇-水溶液，調體系pH9.0進行提油，反應時間2h；
(3)將步驟(2)反應結束后于5000rpm離心15min，得到不相容的四相——游離油、乳狀液、水相和渣相，瓢取得到游離牡丹籽油，冷凍解凍破乳后離心合并游離油，稱重。
游離油提取率僅為67.81％，其渣相的脂肪含量占總油的16.75％。
實施例4
(1)將干牡丹籽不做任何預處理，僅做破碎處理，使用中藥粉碎機將其預粉碎，再采用三輥研磨機粉碎至體積平均粒徑在38～44μm；
(2)將步驟(1)粉碎后的原料在70℃下，按料液比1:6(w/v，kg/L)加入去離子水，調體系pH6.5，加入60U/g(對原料)的中溫α-淀粉酶，反應40min，結束后加入40mL乙醇/100g原料濃度的乙醇-水溶液，調體系pH9.0進行提油，反應時間2h；
(3)將步驟(2)反應結束后于5000rpm離心15min，得到不相容的四相——游離油、乳狀液、水相和渣相，瓢取得到游離牡丹籽油，冷凍解凍破乳后離心合并游離油，稱重。
游離油提取率為70.78％，其渣相的脂肪含量占總油的9.12％。
實施例5
(1)將脫殼牡丹籽按照料液比1:5(w/v，kg/L)加入去離子水，放入高壓滅菌鍋進行加壓蒸煮處理，壓力為0.05Mpa，溫度為110℃，時間設置為50min，將液體過濾后，收集蒸煮后的牡丹籽；
(2)將將蒸煮后的牡丹籽采用鼓風干燥箱z在60℃下烘干；使用中藥粉碎機將其預粉碎，再采用三輥研磨機粉碎至體積平均粒徑在34～40μm；
(3)將步驟(2)粉碎后的原料在60℃下，按料液比1:6(w/v，kg/L)，加入40mL乙醇/100g原料濃度的乙醇-水溶液，調體系pH9.0進行提油，反應時間2h；
(4)將步驟(3)反應結束后于5000rpm離心15min，得到不相容的四相——游離油、乳狀液、水相和渣相，瓢取得到游離牡丹籽油，冷凍解凍破乳后離心合并游離油，稱重。
游離油提取率僅為62.46％，其渣相的脂肪含量占總油的13.74％。
實施例6
(1)將脫殼牡丹籽按照料液比1:5(w/v，kg/L)加入去離子水，放入高壓滅菌鍋進行加壓蒸煮處理，壓力為0.05Mpa，溫度為110℃，時間設置為30min，過濾液體，收集蒸煮后的牡丹籽；
(2)將蒸煮后的牡丹籽采用鼓風干燥箱在60℃下烘干；使用中藥粉碎機將其預粉碎，再采用三輥研磨機粉碎至體積平均粒徑在34～40μm；
(3)將步驟(2)粉碎后的原料在60℃下，按料液比1:6(w/v，kg/L)加入去離子水，調體系pH6.0，加入60U/g(對原料)的中溫α-淀粉酶，反應30min，結束后調體系pH4.3，加入3000U/g(對原料)的糖化酶，反應30min，結束后加入40mL乙醇/100g原料濃度的乙醇-水溶液，調體系pH9.0進行提油，反應時間90min；
(4)將步驟(3)反應結束后于5000rpm離心15min，得到不相容的四相——游離油、乳狀液、水相和渣相，瓢取得到游離牡丹籽油，冷凍解凍破乳后離心合并游離油，稱重。
游離油提取率僅為66.14％，其渣相的脂肪含量占總油的11.70％。
實施例7
(1)將脫殼牡丹籽按照料液比1:3(w/v，kg/L)加入0.01M檸檬酸溶液，放入高壓滅菌鍋進行加壓蒸煮處理，壓力為0.08Mpa，溫度為110℃，時間設置為50min，將液體過濾后，收集蒸煮后的牡丹籽；
(2)將蒸煮后的牡丹籽采用鼓風干燥箱在60℃下烘干；使用中藥粉碎機將其預粉碎，再采用三輥研磨機粉碎至體積平均粒徑在34～40μm；
(3)將步驟(2)粉碎后的原料在60℃下，按料液比1:7(w/v，kg/L)，加入35mL乙醇/100g原料濃度的乙醇-水溶液，調體系pH9.0進行提油，反應時間2h；
(4)將步驟(3)反應結束后于5000rpm離心15min，得到不相容的四相——游離油、乳狀液、水相和渣相，瓢取得到游離牡丹籽油，冷凍解凍破乳后離心合并游離油，稱重。
游離油提取率僅為68.62％，其渣相的脂肪含量占總油的8.27％。
實施例8
將脫殼牡丹籽按照料液比1:5(w/v，kg/L)加入0.01M檸檬酸溶液，放入高壓滅菌鍋進行加壓蒸煮處理，壓力為0.05Mpa，溫度為110℃，時間設置為30min，過濾液體，收集蒸煮后的牡丹籽；
(2)將蒸煮后的牡丹籽采用鼓風干燥箱在60℃下烘干；使用中藥粉碎機將其預粉碎，再采用三輥研磨機粉碎至體積平均粒徑在34～40μm；
(3)將步驟(2)粉碎后的原料在60℃下，按料液比1:8(w/v，kg/L)加入去離子水，調體系pH6.0，加入105U/g(對原料)的中溫α-淀粉酶，反應30min，結束后調體系pH4.3，加入3000U/g(對原料)的糖化酶，反應30min，結束后加入60mL乙醇/100g原料濃度的乙醇-水溶液，調體系pH9.0進行提油，反應時間90min；
(4)將步驟(3)反應結束后于5000rpm離心15min，得到不相容的四相——游離油、乳狀液、水相和渣相，瓢取得到游離牡丹籽油，冷凍解凍破乳后離心合并游離油，稱重。
游離油提取率僅為75.46％，其渣相的脂肪含量占總油的5.85％。
實施例9
(1)將脫殼牡丹籽按照料液比1:3(w/v，kg/L)加入0.01M檸檬酸溶液，放入高壓滅菌鍋進行加壓蒸煮處理，壓力為0.08Mpa，溫度為110℃，時間設置為30min，將液體過濾后，收集蒸煮后的牡丹籽；
(2)將蒸煮后的牡丹籽采用鼓風干燥箱在60℃下烘干；使用中藥粉碎機將其預粉碎，再采用三輥研磨機粉碎至體積平均粒徑在34～40μm；
(3)將步驟(2)粉碎后的原料在60℃下，按料液比1:6(w/v，kg/L)加入去離子水，調體系pH6.2，加入90U/g(對原料)的中溫α-淀粉酶，反應40min，結束后調體系pH4.5，加入2000U/g(對原料)的糖化酶，反應30min，結束后加入40mL乙醇/100g原料濃度的乙醇-水溶液，調體系pH9.0進行提油，反應時間60min；
(4)將步驟(3)反應結束后于5000rpm離心15min，得到不相容的四相——游離油、乳狀液、水相和渣相，瓢取得到游離牡丹籽油，冷凍解凍破乳后離心合并游離油，稱重。
游離油提取率為78.98％，其渣相的脂肪含量占總油的5.46％。
實施例10
(1)將脫殼牡丹籽按照料液比1:4(w/v，kg/L)加入0.05M檸檬酸溶液，放入高壓滅菌鍋進行加壓蒸煮處理，壓力為0.08Mpa，溫度為110℃，時間設置為40min，將液體過濾后，收集蒸煮后的牡丹籽；
(2)將蒸煮后的牡丹籽采用鼓風干燥箱在60℃下烘干；使用中藥粉碎機將其預粉碎，再采用三輥研磨機粉碎至體積平均粒徑在34～40μm；
(3)將步驟(2)粉碎后的原料在60℃下，按料液比1:8(w/v，kg/L)加入去離子水，調體系pH6.0，加入105U/g(對原料)的中溫α-淀粉酶，反應30min，結束后調體系pH4.0，加入3000U/g(對原料)的糖化酶，反應30min，結束后加入35mL乙醇/100g原料濃度的乙醇-水溶液，調體系pH9.0進行提油，反應時間90min；
(4)將步驟(3)反應結束后于5000rpm離心15min，得到不相容的四相——游離油、乳狀液、水相和渣相，瓢取得到游離牡丹籽油，冷凍解凍破乳后離心合并游離油，稱重。
游離油提取率為80.61％，其乳狀液的脂肪含量占總油的5.33％，渣相的脂肪含量占總油的5.79％。
實施例11
(1)將脫殼牡丹籽按照料液比1:5(w/v，kg/L)加入0.05M檸檬酸溶液，放入高壓滅菌鍋進行加壓蒸煮處理，壓力為0.08Mpa，溫度為110℃，時間設置為40min，將液體過濾后，收集蒸煮后的牡丹籽；
(2)將蒸煮后的牡丹籽采用鼓風干燥箱在60℃下烘干；使用中藥粉碎機將其預粉碎，再采用三輥研磨機粉碎至體積平均粒徑在34～40μm；
(3)將步驟(2)粉碎后的原料在60℃下，按料液比1:7(w/v，kg/L)加入去離子水，調體系pH6.0，加入75U/g(對原料)的中溫α-淀粉酶，反應30min，結束后調體系pH4.3，加入2000U/g(對原料)的糖化酶，反應30min，結束后加入35mL乙醇/100g原料濃度的乙醇-水溶液，調體系pH9.0進行提油，反應時間90min；
(4)將步驟(3)反應結束后于5000rpm離心15min，得到不相容的四相——游離油、乳狀液、水相和渣相，瓢取得到游離牡丹籽油，冷凍解凍破乳后離心合并游離油，稱重。
游離油提取率達到82.90％，其乳狀液的脂肪含量占總油的6.26％，渣相的脂肪含量占總油的4.21％。牡丹籽油的維生素E含量在0.11mg/g，酸價在0.6以下，過氧化值在1.5以下。
雖然本發明已以較佳實施例公開如上，但其并非用以限定本發明，任何熟悉此技術的人，在不脫離本發明的精神和范圍內，都可做各種的改動與修飾，因此本發明的保護范圍應該以權利要求書所界定的為準。