專利名稱：生產(chǎn)可食用產(chǎn)品的椰子肉的酶處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理椰子的新穎方法。本發(fā)明中的處理方法是利用水相酶解以分離椰子肉中的各種成分。
相關(guān)申請(qǐng)本申請(qǐng)涉及2000年2月15日提交的臨時(shí)專利申請(qǐng)60/182,453，并要求其優(yōu)先權(quán)。
與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)椰子的各成分有廣泛的重要用途，包括摻入食用及非食用產(chǎn)品。例如，椰子油是一種重要的商品，全世界年消耗量為80億到100億磅(8 to 10 billion pounds)。僅美國的年消耗量就為10億磅，其中大約一半用于工業(yè)目的(肥皂、局部用油膏、洗發(fā)水、及類似物)，另一半食用。作為一種可食用成分，椰子油優(yōu)于其他的油，部分原因是由于其中不含其他類型的油中普遍含有的磷脂及膠質(zhì)成分。
傳統(tǒng)的椰子處理方法一般采用多步驟進(jìn)行，會(huì)產(chǎn)生不需要的副產(chǎn)物，并且容易降解掉椰子中的一些成分。這些傳統(tǒng)的處理方法借助于螺旋式壓榨機(jī)(expeller press)從椰子肉中提出有價(jià)值的粗制椰子油。因?yàn)樵搲赫ミ^程需要高壓，其不可避免地會(huì)對(duì)椰子肉中的蛋白質(zhì)成分造成損害。壓榨過程產(chǎn)生的降解蛋白質(zhì)副產(chǎn)物用途較為有限，如果沒有進(jìn)一步的處理，只能用作動(dòng)物飼料成分。相似地，粗制油也需要經(jīng)過進(jìn)一步的物理和/或化學(xué)精煉才能達(dá)到食品級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，這些精煉方法包括粘土處理、脫色、脂肪酸的堿中和(皂化)、洗去皂化物、及脫味。這些處理步驟需要特定的設(shè)備，使得整個(gè)處理過程成本很高。并且，這些傳統(tǒng)方法中的許多步驟費(fèi)時(shí)耗力，還會(huì)產(chǎn)生大量的污水。
所以，需要這樣一種新的椰子處理方法能夠獲得多食品級(jí)和附加值的成分(包括蛋白質(zhì)、可溶纖維、水溶性微量營養(yǎng)、及高級(jí)食用油)，并能避免傳統(tǒng)椰子處理方法的弊端。
發(fā)明簡(jiǎn)述本發(fā)明的新穎處理方法可以滿足提高椰子處理技術(shù)水平的需求。通過利用溶液中酶解反應(yīng)而分離椰子肉中成分，本發(fā)明中新穎方法克服了椰子傳統(tǒng)處理方法的成本高、耗時(shí)、及可能會(huì)造成環(huán)境破壞等弊端。本發(fā)明中的方法可以制備多種有用的及有價(jià)值的椰子產(chǎn)品，包括椰子油、椰子纖維、椰子蛋白、及椰子汁。
本發(fā)明中的方法包括，先對(duì)椰子勻漿進(jìn)行酶處理，然后對(duì)酶解產(chǎn)物進(jìn)行分離，至少獲得一油相、一水相、及一固相。這三相的產(chǎn)物不需要任何進(jìn)一步處理就可以食用是本發(fā)明目的之一。本發(fā)明的方法還包括油相的純化。進(jìn)一步，本發(fā)明的方法還包括將水相分離為可循環(huán)水產(chǎn)物和椰子汁濃縮物，及將固相分離為椰子殘?jiān)a(chǎn)物和椰子蛋白產(chǎn)物。本發(fā)明另一個(gè)進(jìn)一步的目的是，獲得的循環(huán)水產(chǎn)物、椰子汁濃縮物、椰子殘?jiān)a(chǎn)物以及椰子蛋白產(chǎn)物，不需要進(jìn)一步處理就可以食用。本發(fā)明其他目的通過下文的發(fā)明詳述而更為明了。
發(fā)明詳述本發(fā)明中術(shù)語按以下定義應(yīng)用(除非有其他相反的表述)“可食用”指可以為人類食用而不會(huì)導(dǎo)致明顯有損健康的后果。
“椰子肉”指從椰子殼中取出的白色組織部分。本發(fā)明的處理方法優(yōu)選新鮮的生椰子肉。但是，也可以使用干燥椰子肉、或脫脂椰子肉。
“脫脂椰子肉”指經(jīng)過如壓榨(比如，使用螺旋式壓榨機(jī))等方式處理后的椰子肉，除去了椰子肉中的大量油脂。
“有效顆粒尺寸”指椰子肉具有的平均顆粒尺寸使酶得以催化本發(fā)明必需的化學(xué)反應(yīng)?！坝行?、處理時(shí)間、pH值和溫度”指可以使酶催化本發(fā)明必需化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)或條件的值。進(jìn)一步，在本發(fā)明的方法中，顆粒尺寸、水量、持續(xù)時(shí)間、pH值及溫度的單個(gè)的值應(yīng)該與其他參數(shù)相匹配，如所用酶的量和性質(zhì)。雖然本申請(qǐng)對(duì)于如何估量這些數(shù)值提供了指導(dǎo)，并為本發(fā)明一些優(yōu)選實(shí)施例設(shè)定了具體數(shù)值，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以變換條件以及選擇其他合適參數(shù)。當(dāng)未給出具體參數(shù)值時(shí)，可以假定一個(gè)值來代表有效參數(shù)。
“椰子勻漿”指椰子肉和水的混合物。
“酶”指一類可以作為生物催化劑的蛋白質(zhì)分子。
“酶反應(yīng)產(chǎn)物勻漿”指對(duì)椰子肉進(jìn)行酶處理后獲得的一系列椰子產(chǎn)物的混合物。
“油相”指分離酶反應(yīng)產(chǎn)物勻漿獲得的一類產(chǎn)物。雖然該相會(huì)含有溶質(zhì)、顆粒物及水，但是其含量較之固相和水相為少?！坝拖唷敝饕墒秤糜?。
“水相”指分離酶反應(yīng)產(chǎn)物勻漿獲得的一類產(chǎn)物。雖然該相會(huì)含有溶質(zhì)(如，蛋白質(zhì)分子)、顆粒物及油，但是其含量較之固相和油相為少?！八唷敝辽俸墒秤玫囊又涂裳h(huán)水。
“固相”指分離酶反應(yīng)產(chǎn)物勻漿獲得的一類物質(zhì)。雖然該相在分離后會(huì)含有一些液體，但是液體(水和油)的含量比水相和油相少?！肮滔唷敝辽俸锌墒秤玫囊託?jiān)鸵拥鞍踪|(zhì)。
“純化”指從物質(zhì)中去除部分雜質(zhì)的過程。純化后，仍會(huì)有一些雜質(zhì)殘余。
“可循環(huán)水產(chǎn)物”指分離水相而獲得的產(chǎn)物。雖然該產(chǎn)物會(huì)含有一些溶質(zhì)、顆粒物、或油，其含量較之椰子汁濃縮物為少?！翱裳h(huán)水產(chǎn)物”主要為一定品質(zhì)的水(以工業(yè)效率及環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)來衡量)，可以用來與椰子肉混合形成椰子勻漿。以這種方式應(yīng)用時(shí)，可以減少或去除廢水排放而減輕污染。
“椰子汁濃縮物”指分離水相而獲得的產(chǎn)物。該產(chǎn)物為至少含有水及椰子蛋白的混合物。根據(jù)所選用的分離水相的方法不同，“椰子汁濃縮物”可以含有會(huì)產(chǎn)生甜味和/或香味的成分。當(dāng)椰子汁用作現(xiàn)成的飲料時(shí)，這些屬性就非常重要。
“椰子殘?jiān)a(chǎn)物”指分離固相而獲得的產(chǎn)物。雖然該產(chǎn)物會(huì)含有油、水、及椰子蛋白產(chǎn)物，其主要含堿提取過程中不溶的椰子殘?jiān)?如，殘?jiān)?。
“椰子蛋白產(chǎn)物”指分離固相而獲得的產(chǎn)物。雖然該產(chǎn)物會(huì)含有油、水、及椰子殘?jiān)a(chǎn)物，其主要含蛋白質(zhì)分子。
“真空干燥”指在溫度高于氣溫且壓力低于一個(gè)大氣壓(101.3KPa)下去除椰子產(chǎn)物中水分的一種處理方法。
“短路蒸餾”指用短路蒸餾裝置對(duì)液體混合物進(jìn)行氣化，然后差分冷卻進(jìn)行冷凝以收集成分的方法。
“大約”指+/-5％范圍內(nèi)(不包括pH值)。如，“大約10微米”即“9.5微米至10.5微米范圍內(nèi)”。當(dāng)涉及pH值時(shí)，指+/-0.2范圍內(nèi)。如，“pH值大約10”指“pH值在9.8至10.2之間”。
“游離脂肪酸”指具有游離羧基的脂肪酸分子，不是甘油酯類。
“膜分離方法”指一種方法，膜的使用為其中一個(gè)部分，膜至少對(duì)水分子是透過性的，但是對(duì)于體積大于水分子的其他分子(如，蛋白質(zhì)、糖類)是不可透過性的。
“超濾”指借助一種水、無機(jī)鹽、有機(jī)小分子(如，葡萄糖)可透過，而大分子(如，白蛋白)不可透過的膜，在壓力驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行膜分離的方法。
“反滲透”指借助一種水、有機(jī)小分子(如，酒精)可透過、而大分子(如，白蛋白)、無機(jī)鹽、及其他非離子性有機(jī)化合物(如，果糖)不可透過的膜，在壓力驅(qū)動(dòng)下，讓液體自膜的高濃度側(cè)向低濃度側(cè)流動(dòng)的一種膜分離方法。
“生椰子”指只經(jīng)過脫殼處理的椰子(如，沒有經(jīng)過干燥、或脫脂)。
“平均顆粒尺寸”指所取顆粒樣品直徑的算數(shù)平均值。
“果膠酶”指可以催化果膠水解的酶。
“纖維素酶”指可以催化纖維素水解的酶。
“半纖維素酶”指可以催化半纖維素水解的酶。
“糖酶”指催化糖水解的酶。
“按比重分相”指依據(jù)產(chǎn)物各相的比重實(shí)現(xiàn)相分離的方法。
“離心分離”指借助離心力實(shí)現(xiàn)各相依據(jù)比重而分離的方法。
“蛋白質(zhì)分離方法”指任何可以將蛋白質(zhì)分子自水、其他生物分子(如，類脂)或其他蛋白質(zhì)分子中分離出來的方法。例如，本發(fā)明中的方法可以根據(jù)蛋白質(zhì)分子大小、結(jié)合特異性、電荷、溶解性實(shí)現(xiàn)其分離。
“蛋白質(zhì)溶解方法”指對(duì)含有不溶蛋白質(zhì)的溶液進(jìn)行處理，直到該蛋白質(zhì)分子基本溶解的方法。
“堿提取”指使用具有堿性pH值的溶液將蛋白質(zhì)分子從固體中提取出來。
“稀溶液”指濃度小于5摩爾/升的溶液。
“等電沉淀方法”指降低蛋白質(zhì)溶液pH值以沉淀出蛋白質(zhì)分子的方法。
不同方法的各個(gè)優(yōu)選參數(shù)(包括但并不限于，椰子肉平均顆粒尺寸、溫度、pH值、酶的類型、酶處理時(shí)間)可以單獨(dú)適用于具體的處理方法，也可以用于各種方法步驟的組合。
本發(fā)明中的方法使用的原料椰子肉具有有效的顆粒尺寸?？梢詮纳?、干燥、或脫脂椰子中獲得該原料椰子。假如使用脫脂椰子，本發(fā)明中的方法獲得的椰子油很少。
為了獲得新鮮的、生的椰子肉，需用傳統(tǒng)方法除去椰子殼和皮。在這一早期處理過程中，可以將具有較高市場(chǎng)價(jià)值的椰子水(在椰子中心位置所含的液體)與椰子的其他部位分離并收集。也可以用干燥的椰子肉代替新鮮的、生的椰子肉。新鮮的和干燥的椰子肉(完整的、研磨的、切碎的)都可以從零售商店及一些供貨商購得。椰子肉一般含大約50％至大約75％的油脂、及大約5％至大約15％的蛋白質(zhì)。
為了提高酶解的效率，可以用研磨或切碎方式減小椰子肉的平均顆粒尺寸。用這種方式減小顆粒尺寸，將會(huì)有助于酶解。通?？梢杂檬称芳?jí)磨(如，Szego磨)來磨碎。本發(fā)明中平均顆粒尺寸較好為大約0.1至大約50微米，更好為大約1至大約15微米，優(yōu)選5至10微米。優(yōu)選的平均顆粒尺寸取決于顆粒處理?xiàng)l件，并可以由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易地確定。
向椰子肉中加水可以顯著提高酶解反應(yīng)的產(chǎn)量。加水的操作可以在磨碎處理之前、之中、或之后。因?yàn)槟ニ樘幚頃?huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例在磨碎處理前加入水，可以最大程度降低熱效應(yīng)對(duì)椰子肉中熱敏性物質(zhì)的損傷(如，椰子蛋白)。向有效尺寸的椰子肉顆粒中加水就形成椰子勻漿。較好地，椰子勻漿含有大約1份椰子肉和大約1至大約20份水(w/v)；更好地，椰子勻漿含有大約1份椰子肉和大約5至大約10份水；優(yōu)選地，椰子勻漿含有大約1份椰子肉和大約10份水。如果需要，可在添加前對(duì)水進(jìn)行加熱。在一優(yōu)選實(shí)施例中，使用室溫下的水或在加入前加熱。較好地，水溫為大約23℃至大約60℃；更好地，水溫為大約23℃至大約40℃；優(yōu)選地，水溫為大約35℃。
可以對(duì)椰子勻漿的溫度和pH值進(jìn)行調(diào)整，使之有利于酶解反應(yīng)的進(jìn)行。根據(jù)選用酶的類型以及其他參數(shù)，應(yīng)該在加入酶之前依照酶供應(yīng)者的推薦調(diào)整pH值和溫度。在一優(yōu)選實(shí)施例中，在加入酶之前對(duì)椰子勻漿進(jìn)行了加熱。椰子勻漿的溫度較好為大約23℃至大約75℃，更好為大約40℃至大約65℃，優(yōu)選大約50℃。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，在加入酶之前事先調(diào)整椰子勻漿的pH值為大約3至大約6.5，更好為大約4至大約5.5，優(yōu)選大約4.5。為了獲得優(yōu)選的降低的pH值，可以加入合適的酸。為達(dá)到該目的，優(yōu)選食品級(jí)的酸，如食品級(jí)磷酸。
酶解是制備椰子勻漿的后續(xù)步驟。可購買的幾種酶可以有效地滿足本發(fā)明中酶解處理的需要。通常，這些酶由生產(chǎn)商推薦，用于降解植物材料的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，比如含有椰子油的細(xì)胞壁組織(如，纖維素和半纖維素)。各種酶可以單獨(dú)使用也可以與其他有效的酶結(jié)合使用以獲得需要的特定結(jié)果。本發(fā)明中的方法優(yōu)選的酶的類型包括果膠酶、糖酶、纖維素酶、半纖維素酶，及其組合。特別優(yōu)選一種果膠酶、糖酶、纖維素酶和半纖維素酶的組合。本發(fā)明中具體使用的酶包括Pectinex 3xL(果膠酶)、SP-249(糖酶)、Celluclast 1.5L(纖維素酶)、Gamanase(半纖維素酶)。這四種酶均可從NovoNordisk(丹麥)購買。本發(fā)明的方法優(yōu)選的酶是Gamanase。
欲提高酶解過程的效率，應(yīng)該選擇有效酶量、有效的溫度、pH值、以及酶處理時(shí)間。單個(gè)參數(shù)的設(shè)置需要參照所使用的酶的類型以及該酶解反應(yīng)中的其他參數(shù)。酶的生產(chǎn)商一般會(huì)在這些方面提供較多指導(dǎo)。在一優(yōu)選實(shí)施例中，所使用的酶量為椰子質(zhì)量的大約0.1％至大約5％，更好為大約1％至大約3％，優(yōu)選大約2％。酶處理可以在任意合適的容器中進(jìn)行(如，攪拌槽)。優(yōu)選的酶處理時(shí)間為直到椰子肉中的油脂完全或幾乎完全解離出來所需時(shí)間。依據(jù)不同的處理參數(shù)和酶的類型，酶處理時(shí)間通常在大約3至大約36小時(shí)。酶處理時(shí)間較好為大約5至大約30小時(shí)，更好為大約7至大約24小時(shí)，優(yōu)選大約20小時(shí)。在處理過程中，可以先攪拌一段時(shí)間然后停止攪拌一段時(shí)間(可以在同一或不同容器中進(jìn)行，如沉清槽)。比如，加入酶以后，讓勻漿在升高的溫度(如50℃)下攪拌酶解5個(gè)小時(shí)，然后在同樣溫度下不攪拌酶解15個(gè)小時(shí)。在酶解處理過程中，勻漿中的椰子肉降解為各組成成分，得到酶解產(chǎn)物勻漿。此時(shí)，可以通過測(cè)定酶解產(chǎn)物中油脂的含量推斷反應(yīng)的進(jìn)程。當(dāng)酶解產(chǎn)物勻漿中的油脂產(chǎn)量幾乎達(dá)到原料椰子肉中油脂含量時(shí)，可以終止酶解處理。
酶處理后，接著進(jìn)行酶解產(chǎn)物勻漿各成分的分離。雖然多種分離技術(shù)可以達(dá)到該目的，按比重分相(如，按比重沉淀或離心)方法較好，優(yōu)選離心方法。離心參數(shù)可由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員很容易地確定。工業(yè)離心機(jī)的有效設(shè)置為3000-6000Xg。如果使用實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)，已證明配置固定轉(zhuǎn)頭的IEC的有效設(shè)置為9000Xg。由該分離過程至少可以獲得三個(gè)相(1)固相，(2)水相，(3)油相?？梢岳酶飨嘀g互相污染的程度來評(píng)價(jià)分離的效果。分離過程中也可能會(huì)產(chǎn)生乳液相。消除該相也是本發(fā)明的目的之一。該乳液相一般包括油和水的混合物，并由可溶性表面活性蛋白所穩(wěn)定。向乳液層中加入酸或?qū)ζ浼訜峥梢詫⒃搶臃蛛x為油和水。獲得的水層和油層可以分別加入先前獲得的水相和油相中。下面的內(nèi)容是介紹對(duì)酶解產(chǎn)物勻漿分離得到的三個(gè)主要相的進(jìn)一步繼續(xù)處理。油相油相中的椰子油有較佳的品質(zhì)。因?yàn)槊柑幚韺?duì)椰子各成分(包括油脂)相對(duì)比較溫和，所以獲得的油可以直接使用而不需進(jìn)一步處理。因?yàn)榇嗽颍@得的椰子油保持了天然的口味和香氣，品質(zhì)優(yōu)于傳統(tǒng)工業(yè)方式生產(chǎn)的RBD(精煉，脫色，除臭)椰子油。進(jìn)一步，該酶處理相對(duì)于傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)獲得了一定比例的回收。通常，使用本發(fā)明中的方法獲得的椰子油的量至少為椰子肉中所含總油量的70％，甚至可達(dá)到80％或更高。
雖然酶處理后得到的油的品質(zhì)已經(jīng)較高，但是如果對(duì)油相進(jìn)行進(jìn)一步純化，品質(zhì)將更好。對(duì)酶解產(chǎn)物勻漿進(jìn)行分離后，油相會(huì)含有大約2％的水分。利用真空干燥可以減小殘余水分，較好為少于大約1.0％(質(zhì)量比)，優(yōu)選少于大約0.1％。該附加的步驟可以降低不穩(wěn)定的甘油三酯的水解。同樣，可以利用短路蒸餾減少游離脂肪酸的質(zhì)量使之少于大約2％(質(zhì)量比)，優(yōu)選少于大約0.5％。水相分離酶解產(chǎn)物勻漿獲得的水相含有濃郁的、令人愉悅的椰子香味、略微的甜味、以及較低的粘性，并且可以直接使用而勿需進(jìn)一步的加工。假如椰子勻漿的pH值低于大約5的話，該相所含有椰子蛋白通常會(huì)占到來自椰子肉蛋白總量的大約40％至大約55％。因?yàn)樵谠摋l件下蛋白質(zhì)溶解于水相，典型的濃度為大約0.1％至大約0.5％。
雖然不需要進(jìn)一步處理，水相就可以直接使用，也可以將該相至少分離成可循環(huán)水和椰子汁濃縮物。通過對(duì)水相的進(jìn)一步處理，蛋白質(zhì)及其他需要物質(zhì)的濃度會(huì)得到提高并保留在椰子汁濃縮物中。技術(shù)人員可以利用熟知的濃縮方法，如冰凍干燥。優(yōu)選使用膜分離方法，如超濾或反向滲透(雖然超濾可能會(huì)導(dǎo)致香味的損失)。工業(yè)規(guī)模處理優(yōu)選反向滲透。處理后，椰子汁濃縮物中含有最終的蛋白質(zhì)濃度約0.5％至1.5％。在分離前最好用巴氏法消毒水相，或在分離后消毒椰子汁。
從水相中提取可循環(huán)水產(chǎn)物是本發(fā)明的進(jìn)一步目標(biāo)。通常，可循環(huán)水產(chǎn)物中會(huì)保留一定的雜質(zhì)，比如殘留的糖及蛋白質(zhì)分子。然而，利用本發(fā)明中的方法可以降低雜質(zhì)的量并提高可循環(huán)水產(chǎn)物品質(zhì)，使之可以循環(huán)使用。換言之，可循環(huán)水產(chǎn)物可以用作處理工序開始時(shí)添加的水(見

圖1)。水的循環(huán)使用減少了椰子酶處理過程的污水排放。本發(fā)明中該操作的潛在優(yōu)勢(shì)還在于節(jié)約開支、減少法律責(zé)任、及提高企業(yè)形象。固相分離酶反應(yīng)產(chǎn)物勻漿獲得的固相通常占原料椰子肉總質(zhì)量的大約10-20％，并含有總蛋白量的約10-20％。該固相是可以食用的。需要的話，也可以進(jìn)一步處理以獲得椰子殘?jiān)a(chǎn)物和椰子蛋白產(chǎn)物?？梢杂贸Ｓ玫牡鞍踪|(zhì)分離方法分離這些物質(zhì)。優(yōu)選首先用堿提取來溶解蛋白質(zhì)。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，固相中的蛋白質(zhì)在有效pH值下提取到堿性水溶液中，通常的pH值在大約9至大約12.5，更好為大約10至大約12，優(yōu)選大約11至大約12?？梢圆捎萌魏斡行У膲A性溶液，包括氫氧化鈉和氫氧化鉀。優(yōu)選稀釋的氫氧化鈉溶液。通常，加入固相物質(zhì)的水的比例為大約1份固相比大約10至大約20份水(w/v)；優(yōu)選大約1份固相比大約15份水。然后加入堿性溶液以提高固相與水混合物的pH值，使之達(dá)到有效pH值。在堿提取過程加入額外的堿溶液以維持固相和水混合物的有效pH值。堿溶液可以溶解固相中的大量蛋白質(zhì)(至少大約70％至大約85％)。蛋白質(zhì)溶解后，對(duì)含有溶解蛋白質(zhì)的濾液進(jìn)行酸化可以沉淀蛋白質(zhì)。等電沉淀使用的酸性水溶液的pH值在大約4至大約6，更好為大約4至大約5，優(yōu)選大約4.5。沉淀的蛋白質(zhì)呈乳白色并且基本不帶椰子氣味。可以常規(guī)方法分離沉淀的蛋白質(zhì)，優(yōu)選離心分離。
對(duì)固相的分離還可以獲得高植物纖維含量的椰子纖維。不用進(jìn)一步處理，椰子纖維產(chǎn)物就可以食用。同時(shí)也可以用適當(dāng)方法進(jìn)行干燥以獲得商業(yè)上更有價(jià)值的產(chǎn)品。例如采用噴霧干燥方法。
不為理論所局限，本發(fā)明使用酶降解椰子的組織結(jié)構(gòu)，以讓其中存儲(chǔ)的油脂釋放出來。結(jié)果是，不用常規(guī)的粗式提取方法(如，壓榨或揮發(fā)性溶劑提取)就可以將椰子油從剩余的椰子成分中提取出來。進(jìn)一步地，溫和的酶處理過程允許其他椰子成分的有效回收(如，椰子蛋白、椰子纖維、及椰子汁濃縮物)。這樣，本發(fā)明提供了一種椰子肉多功能應(yīng)用的、經(jīng)濟(jì)的、整體化的方法。
雖然，通過本發(fā)明中的方法使這些來自椰子的產(chǎn)物不需進(jìn)一步加工就可以直接用作食品級(jí)成分是本發(fā)明目的之一，這些產(chǎn)物也可以用作動(dòng)物飼料、或其他工業(yè)應(yīng)用。比如，通過本發(fā)明中的方法獲得的椰子油是食品級(jí)的，也可以摻入其他可食用產(chǎn)品(如，烹調(diào)油、烘烤配料或風(fēng)味劑)。另外，椰子油也可用作工業(yè)用途，如用作清潔劑、肥皂、乳液、及洗發(fā)液。
進(jìn)一步地，利用本發(fā)明方法回收的其他椰子產(chǎn)物(包括椰子殘?jiān)a(chǎn)物、椰子蛋白產(chǎn)物、椰子汁濃縮物和可循環(huán)水產(chǎn)物)可以直接用作食品級(jí)材料和摻入食品中。比如，這些來自椰子的產(chǎn)物可以主要用在營養(yǎng)食品中(如，天然食品、飲料、及飲料混合物)。雖然這些產(chǎn)物的其他應(yīng)用也為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，但是以下的一些應(yīng)用具有特別意義(1)椰子汁產(chǎn)物可以用作熱帶飲料成分；(2)椰子殘?jiān)a(chǎn)物作為糠及其他富含纖維材料的替代品。同時(shí)，通過本發(fā)明的方法回收的蛋白產(chǎn)物具有比大豆更高的蛋白含量，也可以用作大豆蛋白的替代品。這些應(yīng)用還非限定地包括用作肉類添加物、加工食品、保健食品、運(yùn)動(dòng)飲料混合物、嬰兒食品及烘烤食品。
用Szego磨對(duì)1份椰子肉(室溫)和10份水(35℃)(w/v)的混合物進(jìn)行研磨。在廣口容器中的將椰子勻漿的溫度調(diào)至大約50℃，并輕微攪動(dòng)。再向其中加入3M磷酸溶液將pH值調(diào)為4.5。
將占原料椰子肉質(zhì)量比2％的Gamanase(丹麥NovoNordisk)溶液加入。50℃下輕微攪拌酶解5小時(shí)，然后50℃下靜置15小時(shí)。用配置有固定轉(zhuǎn)子的IEC在9000Xg離心酶解產(chǎn)物，獲得四個(gè)分離相(1)油相(557kg)，(2)水相(10,275kg(含蛋白成分41.1kg))，(3)固相(170kg(油脂成分110kg；蛋白成分24.8kg))，及(4)乳液相。實(shí)施例2-固相的分離水洗實(shí)施例1獲得的固相(占總質(zhì)量的17％，含有原料椰子肉干重狀態(tài)下16.3％的油脂及14.6％的蛋白質(zhì))，然后離心、冰凍干燥。將冰凍干燥產(chǎn)物與水按1份產(chǎn)物對(duì)應(yīng)15份水的比例混合。以4.25M氫氧化鈉(15％)將所獲的固相層/水混合物的pH值調(diào)為11.5，并在室溫下攪拌1小時(shí)。該過程中添加氫氧化鈉溶液，以使該固相層/水混合物的pH值維持在11.5。這樣可以將固相層中88％的蛋白質(zhì)提取出來。
不溶的固體殘余物(如，椰子殘?jiān)a(chǎn)物)可以過濾或離心方式從含有可溶椰子蛋白的水溶液(即，濾出液)中分離出來。干燥椰子殘?jiān)a(chǎn)物(采用如噴霧干燥的方法)，獲得的椰子殘?jiān)瑲堄嗨值馁|(zhì)量比大約為9％。
分離獲得椰子殘?jiān)a(chǎn)物后，用稀釋鹽酸溶液將濾出液的pH值調(diào)至4.5以沉淀蛋白質(zhì)。然后輕微攪拌蛋白懸液30分鐘，使沉淀完全，然后進(jìn)行離心分離。對(duì)所獲的固體物質(zhì)進(jìn)行干燥(如，冰凍干燥)。提取出的蛋白(20.3kg)為乳白色無味固體，占溶解蛋白的93.5％。實(shí)施例3-油相的處理實(shí)施例1獲得的油相含有質(zhì)量比2％的水分。80℃、50mmHg下真空干燥油相，直到水份減少到質(zhì)量比0.05％。因?yàn)樗@油的品質(zhì)很高，認(rèn)為沒有必要采用常規(guī)的精煉方法。
也可以對(duì)實(shí)施例1獲得的油相進(jìn)行短路蒸餾，以除去易揮發(fā)的非甘油三酯成分，從而減少了游離脂肪酸(最終的水平低于大約0.1％)。實(shí)施例4-水相的分離實(shí)施例1中獲得的水相保留了濃郁的椰子香氣、略微的甜味、及較低的粘性。該相的蛋白含量占原料椰子肉總蛋白質(zhì)的43.7％。對(duì)椰子水進(jìn)行冰凍干燥使液體中的蛋白濃度由0.4％提高到1.5％。優(yōu)選采用反相滲透和超濾對(duì)水相進(jìn)行濃縮。濃縮過程保留的水分成為可循環(huán)水產(chǎn)物，并只含有極少的雜質(zhì)(蛋白質(zhì)和糖分子)?？裳h(huán)水產(chǎn)物可以用于下一輪的椰子肉處理。
盡管本發(fā)明已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說明，但是，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。本發(fā)明的各種更改、變化、和等同物由所附的權(quán)利要求書的內(nèi)容涵蓋。
其他實(shí)施例包括在權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.生產(chǎn)可食用椰子產(chǎn)品的方法，包括將有效顆粒尺寸的椰子肉與有效量的水混合形成椰子勻漿；在有效pH值和溫度條件下使用至少一種酶處理椰子勻漿有效時(shí)間以獲得酶解產(chǎn)物勻漿；以及分離所述酶解產(chǎn)物勻漿，至少形成一油相、一水相、及一固相。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括油相的純化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括水相的分離，至少生成一種可循環(huán)水產(chǎn)物及椰子汁濃縮物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括固相的分離，至少形成一種椰子殘?jiān)a(chǎn)物和椰子蛋白產(chǎn)物。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述純化方法是真空干燥。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述純化方法是短路蒸餾。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述純化后的油相所含游離脂肪酸的質(zhì)量比低于大約0.5％。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述純化后的油相所含游離脂肪酸的質(zhì)量比低于大約0.1％。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述純化后的油相所含水的質(zhì)量比低于大約0.5％。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述純化后的油相所含水的質(zhì)量比低于大約0.1％。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述的有效量的水取自可循環(huán)水產(chǎn)物。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述水相的分離使用的是膜分離方法。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述膜分離方法為超濾。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述膜分離方法為反向滲透。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述椰子肉來自生椰子。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述椰子的平均顆粒尺寸為大約10微米。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述椰子勻漿包括大約一份椰子肉和大約1至大約20份水。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述椰子勻漿包括大約一份椰子肉和大約5至大約10份水。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述pH值為大約4至大約6。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述酶占所述椰子肉的質(zhì)量比至少為大約0.1％至大約3％。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述酶占所述椰子肉的質(zhì)量比為大約2％。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述溫度為大約25℃至大約75℃。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述處理時(shí)間為大約3至大約24小時(shí)。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述處理時(shí)間為大約15小時(shí)。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述酶選自由果膠酶、纖維素酶、半纖維素酶、糖酶及其混合物組成的組。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述酶為半纖維素酶。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述酶反應(yīng)產(chǎn)物勻漿由按比重分相而獲得。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述按比重分相為離心分離。
29.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述固相的分離是通過蛋白質(zhì)分離步驟而實(shí)施的。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述固相分離方法是通過蛋白質(zhì)溶解步驟而實(shí)施的。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述蛋白質(zhì)溶解方法是堿提取。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述堿提取在pH值大約11至大約12下實(shí)施。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述堿提取包括氫氧化鈉稀溶液的使用。
34.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述椰子殘?jiān)a(chǎn)物干燥后所含水分的質(zhì)量比低于大約6％。
35.權(quán)利要求4所述的方法，包括等電沉淀方法。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述等電沉淀是在pH值大約4至大約5情況下實(shí)施的。
37.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述椰子蛋白產(chǎn)物至少占椰子肉蛋白總量的大約5％。
38.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述椰子蛋白產(chǎn)物至少占椰子肉蛋白總量的大約10％。
39.權(quán)利要求3所述的方法，包括對(duì)椰子勻漿濃縮液進(jìn)行等電沉淀。
40.權(quán)利要求3所述的方法，包括對(duì)椰子勻漿濃縮液進(jìn)行堿溶解和等電沉淀。
41.權(quán)利要求4所述的方法，包括堿溶解和等電沉淀。
42.根據(jù)權(quán)利要求40或41所述的方法，其中所述堿溶解在pH值大約11至大約12條件下實(shí)施，并且所述等電沉淀在pH值大約4至大約5條件下實(shí)施。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新穎的椰子的酶解處理方法,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)椰子肉各成分的分離。該方法有效地避免了若干成本高、耗時(shí)、及存在潛在危險(xiǎn)的椰子傳統(tǒng)處理步驟。本發(fā)明中的方法可以制備多種有用的及有價(jià)值的椰子產(chǎn)品,包括椰子油、椰子殘?jiān)⒁拥鞍?、及椰子汁?br> 文檔編號(hào)C11B1/02GK1423530SQ01807991
公開日2003年6月11日 申請(qǐng)日期2001年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月15日
發(fā)明者葉諾什·米利卡, N·P·舍伊何 申請(qǐng)人:利波詹尼克斯公司