生产可食用产品的椰子肉的酶处理方法

叶诺什·米利卡, N·P·舍伊何

2003年6月11日

2001年2月13日

2000年2月15日

利波詹尼克斯公司

C11B1/02GK1423530SQ01807991

可食用 椰子 处理 产品 生产

1.生产可食用椰子产品的方法，包括将有效颗粒尺寸的椰子肉与有效量的水混合形成椰子匀浆；在有效pH值和温度条件下使用至少一种酶处理椰子匀浆有效时间以获得酶解产物匀浆；以及分离所述酶解产物匀浆，至少形成一油相、一水相、及一固相2.根据权利要求1所述的方法，包括油相的纯化3.根据权利要求1所述的方法，包括水相的分离，至少生成一种可循环水产物及椰子汁浓缩物4.根据权利要求1所述的方法，包括固相的分离，至少形成一种椰子残渣产物和椰子蛋白产物5.根据权利要求2所述的方法，其中所述纯化方法是真空干燥6.根据权利要求2所述的方法，其中所述纯化方法是短路蒸馏7.根据权利要求6所述的方法，其中所述纯化后的油相所含游离脂肪酸的质量比低于大约0.5％8.根据权利要求6所述的方法，其中所述纯化后的油相所含游离脂肪酸的质量比低于大约0.1％9.根据权利要求5所述的方法，其中所述纯化后的油相所含水的质量比低于大约0.5％10.根据权利要求5所述的方法，其中所述纯化后的油相所含水的质量比低于大约0.1％11.根据权利要求3所述的方法，其中所述的有效量的水取自可循环水产物12.根据权利要求3所述的方法，其中所述水相的分离使用的是膜分离方法13.根据权利要求12所述的方法，其中所述膜分离方法为超滤14.根据权利要求12所述的方法，其中所述膜分离方法为反向渗透15.根据权利要求1所述的方法，其中所述椰子肉来自生椰子16.根据权利要求1所述的方法，其中所述椰子的平均颗粒尺寸为大约10微米17.根据权利要求1所述的方法，其中所述椰子匀浆包括大约一份椰子肉和大约1至大约20份水18.根据权利要求1所述的方法，其中所述椰子匀浆包括大约一份椰子肉和大约5至大约10份水19.根据权利要求1所述的方法，其中所述pH值为大约4至大约620.根据权利要求1所述的方法，其中所述酶占所述椰子肉的质量比至少为大约0.1％至大约3％21.根据权利要求1所述的方法，其中所述酶占所述椰子肉的质量比为大约2％22.根据权利要求1所述的方法，其中所述温度为大约25℃至大约75℃23.根据权利要求1所述的方法，其中所述处理时间为大约3至大约24小时24.根据权利要求1所述的方法，其中所述处理时间为大约15小时25.根据权利要求1所述的方法，其中所述酶选自由果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶、糖酶及其混合物组成的组26.根据权利要求1所述的方法，其中所述酶为半纤维素酶27.根据权利要求1所述的方法，其中所述酶反应产物匀浆由按比重分相而获得28.根据权利要求27所述的方法，其中所述按比重分相为离心分离29.根据权利要求4所述的方法，其中所述固相的分离是通过蛋白质分离步骤而实施的30.根据权利要求29所述的方法，其中所述固相分离方法是通过蛋白质溶解步骤而实施的31.根据权利要求30所述的方法，其中所述蛋白质溶解方法是碱提取32.根据权利要求31所述的方法，其中所述碱提取在pH值大约11至大约12下实施33.根据权利要求31所述的方法，其中所述碱提取包括氢氧化钠稀溶液的使用34.根据权利要求4所述的方法，其中所述椰子残渣产物干燥后所含水分的质量比低于大约6％35.权利要求4所述的方法，包括等电沉淀方法36.根据权利要求35所述的方法，其中所述等电沉淀是在pH值大约4至大约5情况下实施的37.根据权利要求4所述的方法，其中所述椰子蛋白产物至少占椰子肉蛋白总量的大约5％38.根据权利要求4所述的方法，其中所述椰子蛋白产物至少占椰子肉蛋白总量的大约10％39.权利要求3所述的方法，包括对椰子匀浆浓缩液进行等电沉淀40.权利要求3所述的方法，包括对椰子匀浆浓缩液进行碱溶解和等电沉淀41.权利要求4所述的方法，包括碱溶解和等电沉淀42.根据权利要求40或41所述的方法，其中所述碱溶解在pH值大约11至大约12条件下实施，并且所述等电沉淀在pH值大约4至大约5条件下实施

本发明涉及处理椰子的新颖方法本发明中的处理方法是利用水相酶解以分离椰子肉中的各种成分相关申请本申请涉及2000年2月15日提交的临时专利申请60/182,453，并要求其优先权与本发明相关的背景技术椰子的各成分有广泛的重要用途，包括掺入食用及非食用产品例如，椰子油是一种重要的商品，全世界年消耗量为80亿到100亿磅(8 to 10 billion pounds)仅美国的年消耗量就为10亿磅，其中大约一半用于工业目的(肥皂、局部用油膏、洗发水、及类似物)，另一半食用作为一种可食用成分，椰子油优于其他的油，部分原因是由于其中不含其他类型的油中普遍含有的磷脂及胶质成分传统的椰子处理方法一般采用多步骤进行，会产生不需要的副产物，并且容易降解掉椰子中的一些成分这些传统的处理方法借助于螺旋式压榨机(expeller press)从椰子肉中提出有价值的粗制椰子油因为该压榨过程需要高压，其不可避免地会对椰子肉中的蛋白质成分造成损害压榨过程产生的降解蛋白质副产物用途较为有限，如果没有进一步的处理，只能用作动物饲料成分相似地，粗制油也需要经过进一步的物理和/或化学精炼才能达到食品级标准，这些精炼方法包括粘土处理、脱色、脂肪酸的碱中和(皂化)、洗去皂化物、及脱味这些处理步骤需要特定的设备，使得整个处理过程成本很高并且，这些传统方法中的许多步骤费时耗力，还会产生大量的污水所以，需要这样一种新的椰子处理方法能够获得多食品级和附加值的成分(包括蛋白质、可溶纤维、水溶性微量营养、及高级食用油)，并能避免传统椰子处理方法的弊端发明简述本发明的新颖处理方法可以满足提高椰子处理技术水平的需求通过利用溶液中酶解反应而分离椰子肉中成分，本发明中新颖方法克服了椰子传统处理方法的成本高、耗时、及可能会造成环境破坏等弊端本发明中的方法可以制备多种有用的及有价值的椰子产品，包括椰子油、椰子纤维、椰子蛋白、及椰子汁本发明中的方法包括，先对椰子匀浆进行酶处理，然后对酶解产物进行分离，至少获得一油相、一水相、及一固相这三相的产物不需要任何进一步处理就可以食用是本发明目的之一本发明的方法还包括油相的纯化进一步，本发明的方法还包括将水相分离为可循环水产物和椰子汁浓缩物，及将固相分离为椰子残渣产物和椰子蛋白产物本发明另一个进一步的目的是，获得的循环水产物、椰子汁浓缩物、椰子残渣产物以及椰子蛋白产物，不需要进一步处理就可以食用本发明其他目的通过下文的发明详述而更为明了发明详述本发明中术语按以下定义应用(除非有其他相反的表述)“可食用”指可以为人类食用而不会导致明显有损健康的后果“椰子肉”指从椰子壳中取出的白色组织部分本发明的处理方法优选新鲜的生椰子肉但是，也可以使用干燥椰子肉、或脱脂椰子肉“脱脂椰子肉”指经过如压榨(比如，使用螺旋式压榨机)等方式处理后的椰子肉，除去了椰子肉中的大量油脂“有效颗粒尺寸”指椰子肉具有的平均颗粒尺寸使酶得以催化本发明必需的化学反应“有效水量、处理时间、pH值和温度”指可以使酶催化本发明必需化学反应的物质或条件的值进一步，在本发明的方法中，颗粒尺寸、水量、持续时间、pH值及温度的单个的值应该与其他参数相匹配，如所用酶的量和性质虽然本申请对于如何估量这些数值提供了指导，并为本发明一些优选实施例设定了具体数值，但是本领域技术人员可以变换条件以及选择其他合适参数当未给出具体参数值时，可以假定一个值来代表有效参数“椰子匀浆”指椰子肉和水的混合物“酶”指一类可以作为生物催化剂的蛋白质分子“酶反应产物匀浆”指对椰子肉进行酶处理后获得的一系列椰子产物的混合物“油相”指分离酶反应产物匀浆获得的一类产物虽然该相会含有溶质、颗粒物及水，但是其含量较之固相和水相为少“油相”主要含可食用油“水相”指分离酶反应产物匀浆获得的一类产物虽然该相会含有溶质(如，蛋白质分子)、颗粒物及油，但是其含量较之固相和油相为少“水相”至少含可食用的椰子汁和可循环水“固相”指分离酶反应产物匀浆获得的一类物质虽然该相在分离后会含有一些液体，但是液体(水和油)的含量比水相和油相少“固相”至少含有可食用的椰子残渣和椰子蛋白质“纯化”指从物质中去除部分杂质的过程纯化后，仍会有一些杂质残余“可循环水产物”指分离水相而获得的产物虽然该产物会含有一些溶质、颗粒物、或油，其含量较之椰子汁浓缩物为少“可循环水产物”主要为一定品质的水(以工业效率及环境管理标准来衡量)，可以用来与椰子肉混合形成椰子匀浆以这种方式应用时，可以减少或去除废水排放而减轻污染“椰子汁浓缩物”指分离水相而获得的产物该产物为至少含有水及椰子蛋白的混合物根据所选用的分离水相的方法不同，“椰子汁浓缩物”可以含有会产生甜味和/或香味的成分当椰子汁用作现成的饮料时，这些属性就非常重要“椰子残渣产物”指分离固相而获得的产物虽然该产物会含有油、水、及椰子蛋白产物，其主要含碱提取过程中不溶的椰子残渣(如，残渣素)“椰子蛋白产物”指分离固相而获得的产物虽然该产物会含有油、水、及椰子残渣产物，其主要含蛋白质分子“真空干燥”指在温度高于气温且压力低于一个大气压(101.3KPa)下去除椰子产物中水分的一种处理方法“短路蒸馏”指用短路蒸馏装置对液体混合物进行气化，然后差分冷却进行冷凝以收集成分的方法“大约”指+/-5％范围内(不包括pH值)如，“大约10微米”即“9.5微米至10.5微米范围内”当涉及pH值时，指+/-0.2范围内如，“pH值大约10”指“pH值在9.8至10.2之间”“游离脂肪酸”指具有游离羧基的脂肪酸分子，不是甘油酯类“膜分离方法”指一种方法，膜的使用为其中一个部分，膜至少对水分子是透过性的，但是对于体积大于水分子的其他分子(如，蛋白质、糖类)是不可透过性的“超滤”指借助一种水、无机盐、有机小分子(如，葡萄糖)可透过，而大分子(如，白蛋白)不可透过的膜，在压力驱动下进行膜分离的方法“反渗透”指借助一种水、有机小分子(如，酒精)可透过、而大分子(如，白蛋白)、无机盐、及其他非离子性有机化合物(如，果糖)不可透过的膜，在压力驱动下，让液体自膜的高浓度侧向低浓度侧流动的一种膜分离方法“生椰子”指只经过脱壳处理的椰子(如，没有经过干燥、或脱脂)“平均颗粒尺寸”指所取颗粒样品直径的算数平均值“果胶酶”指可以催化果胶水解的酶“纤维素酶”指可以催化纤维素水解的酶“半纤维素酶”指可以催化半纤维素水解的酶“糖酶”指催化糖水解的酶“按比重分相”指依据产物各相的比重实现相分离的方法“离心分离”指借助离心力实现各相依据比重而分离的方法“蛋白质分离方法”指任何可以将蛋白质分子自水、其他生物分子(如，类脂)或其他蛋白质分子中分离出来的方法例如，本发明中的方法可以根据蛋白质分子大小、结合特异性、电荷、溶解性实现其分离“蛋白质溶解方法”指对含有不溶蛋白质的溶液进行处理，直到该蛋白质分子基本溶解的方法“碱提取”指使用具有碱性pH值的溶液将蛋白质分子从固体中提取出来“稀溶液”指浓度小于5摩尔/升的溶液“等电沉淀方法”指降低蛋白质溶液pH值以沉淀出蛋白质分子的方法不同方法的各个优选参数(包括但并不限于，椰子肉平均颗粒尺寸、温度、pH值、酶的类型、酶处理时间)可以单独适用于具体的处理方法，也可以用于各种方法步骤的组合本发明中的方法使用的原料椰子肉具有有效的颗粒尺寸可以从生的、干燥、或脱脂椰子中获得该原料椰子假如使用脱脂椰子，本发明中的方法获得的椰子油很少为了获得新鲜的、生的椰子肉，需用传统方法除去椰子壳和皮在这一早期处理过程中，可以将具有较高市场价值的椰子水(在椰子中心位置所含的液体)与椰子的其他部位分离并收集也可以用干燥的椰子肉代替新鲜的、生的椰子肉新鲜的和干燥的椰子肉(完整的、研磨的、切碎的)都可以从零售商店及一些供货商购得椰子肉一般含大约50％至大约75％的油脂、及大约5％至大约15％的蛋白质为了提高酶解的效率，可以用研磨或切碎方式减小椰子肉的平均颗粒尺寸用这种方式减小颗粒尺寸，将会有助于酶解通常可以用食品级磨(如，Szego磨)来磨碎本发明中平均颗粒尺寸较好为大约0.1至大约50微米，更好为大约1至大约15微米，优选5至10微米优选的平均颗粒尺寸取决于颗粒处理条件，并可以由本领域普通技术人员容易地确定向椰子肉中加水可以显著提高酶解反应的产量加水的操作可以在磨碎处理之前、之中、或之后因为磨碎处理会产生热效应，本发明优选实施例在磨碎处理前加入水，可以最大程度降低热效应对椰子肉中热敏性物质的损伤(如，椰子蛋白)向有效尺寸的椰子肉颗粒中加水就形成椰子匀浆较好地，椰子匀浆含有大约1份椰子肉和大约1至大约20份水(w/v)；更好地，椰子匀浆含有大约1份椰子肉和大约5至大约10份水；优选地，椰子匀浆含有大约1份椰子肉和大约10份水如果需要，可在添加前对水进行加热在一优选实施例中，使用室温下的水或在加入前加热较好地，水温为大约23℃至大约60℃；更好地，水温为大约23℃至大约40℃；优选地，水温为大约35℃可以对椰子匀浆的温度和pH值进行调整，使之有利于酶解反应的进行根据选用酶的类型以及其他参数，应该在加入酶之前依照酶供应者的推荐调整pH值和温度在一优选实施例中，在加入酶之前对椰子匀浆进行了加热椰子匀浆的温度较好为大约23℃至大约75℃，更好为大约40℃至大约65℃，优选大约50℃在另一优选实施例中，在加入酶之前事先调整椰子匀浆的pH值为大约3至大约6.5，更好为大约4至大约5.5，优选大约4.5为了获得优选的降低的pH值，可以加入合适的酸为达到该目的，优选食品级的酸，如食品级磷酸酶解是制备椰子匀浆的后续步骤可购买的几种酶可以有效地满足本发明中酶解处理的需要通常，这些酶由生产商推荐，用于降解植物材料的细胞结构，比如含有椰子油的细胞壁组织(如，纤维素和半纤维素)各种酶可以单独使用也可以与其他有效的酶结合使用以获得需要的特定结果本发明中的方法优选的酶的类型包括果胶酶、糖酶、纤维素酶、半纤维素酶，及其组合特别优选一种果胶酶、糖酶、纤维素酶和半纤维素酶的组合本发明中具体使用的酶包括Pectinex 3xL(果胶酶)、SP-249(糖酶)、Celluclast 1.5L(纤维素酶)、Gamanase(半纤维素酶)这四种酶均可从NovoNordisk(丹麦)购买本发明的方法优选的酶是Gamanase欲提高酶解过程的效率，应该选择有效酶量、有效的温度、pH值、以及酶处理时间单个参数的设置需要参照所使用的酶的类型以及该酶解反应中的其他参数酶的生产商一般会在这些方面提供较多指导在一优选实施例中，所使用的酶量为椰子质量的大约0.1％至大约5％，更好为大约1％至大约3％，优选大约2％酶处理可以在任意合适的容器中进行(如，搅拌槽)优选的酶处理时间为直到椰子肉中的油脂完全或几乎完全解离出来所需时间依据不同的处理参数和酶的类型，酶处理时间通常在大约3至大约36小时酶处理时间较好为大约5至大约30小时，更好为大约7至大约24小时，优选大约20小时在处理过程中，可以先搅拌一段时间然后停止搅拌一段时间(可以在同一或不同容器中进行，如沉清槽)比如，加入酶以后，让匀浆在升高的温度(如50℃)下搅拌酶解5个小时，然后在同样温度下不搅拌酶解15个小时在酶解处理过程中，匀浆中的椰子肉降解为各组成成分，得到酶解产物匀浆此时，可以通过测定酶解产物中油脂的含量推断反应的进程当酶解产物匀浆中的油脂产量几乎达到原料椰子肉中油脂含量时，可以终止酶解处理酶处理后，接着进行酶解产物匀浆各成分的分离虽然多种分离技术可以达到该目的，按比重分相(如，按比重沉淀或离心)方法较好，优选离心方法离心参数可由本领域普通技术人员很容易地确定工业离心机的有效设置为3000-6000Xg如果使用实验室离心机，已证明配置固定转头的IEC的有效设置为9000Xg由该分离过程至少可以获得三个相(1)固相，(2)水相，(3)油相可以利用各相之间互相污染的程度来评价分离的效果分离过程中也可能会产生乳液相消除该相也是本发明的目的之一该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稳定向乳液层中加入酸或对其加热可以将该层分离为油和水获得的水层和油层可以分别加入先前获得的水相和油相中下面的内容是介绍对酶解产物匀浆分离得到的三个主要相的进一步继续处理油相油相中的椰子油有较佳的品质因为酶处理对椰子各成分(包括油脂)相对比较温和，所以获得的油可以直接使用而不需进一步处理因为此原因，获得的椰子油保持了天然的口味和香气，品质优于传统工业方式生产的RBD(精炼，脱色，除臭)椰子油进一步，该酶处理相对于传统工业生产获得了一定比例的回收通常，使用本发明中的方法获得的椰子油的量至少为椰子肉中所含总油量的70％，甚至可达到80％或更高虽然酶处理后得到的油的品质已经较高，但是如果对油相进行进一步纯化，品质将更好对酶解产物匀浆进行分离后，油相会含有大约2％的水分利用真空干燥可以减小残余水分，较好为少于大约1.0％(质量比)，优选少于大约0.1％该附加的步骤可以降低不稳定的甘油三酯的水解同样，可以利用短路蒸馏减少游离脂肪酸的质量使之少于大约2％(质量比)，优选少于大约0.5％水相分离酶解产物匀浆获得的水相含有浓郁的、令人愉悦的椰子香味、略微的甜味、以及较低的粘性，并且可以直接使用而勿需进一步的加工假如椰子匀浆的pH值低于大约5的话，该相所含有椰子蛋白通常会占到来自椰子肉蛋白总量的大约40％至大约55％因为在该条件下蛋白质溶解于水相，典型的浓度为大约0.1％至大约0.5％虽然不需要进一步处理，水相就可以直接使用，也可以将该相至少分离成可循环水和椰子汁浓缩物通过对水相的进一步处理，蛋白质及其他需要物质的浓度会得到提高并保留在椰子汁浓缩物中技术人员可以利用熟知的浓缩方法，如冰冻干燥优选使用膜分离方法，如超滤或反向渗透(虽然超滤可能会导致香味的损失)工业规模处理优选反向渗透处理后，椰子汁浓缩物中含有最终的蛋白质浓度约0.5％至1.5％在分离前最好用巴氏法消毒水相，或在分离后消毒椰子汁从水相中提取可循环水产物是本发明的进一步目标通常，可循环水产物中会保留一定的杂质，比如残留的糖及蛋白质分子然而，利用本发明中的方法可以降低杂质的量并提高可循环水产物品质，使之可以循环使用换言之，可循环水产物可以用作处理工序开始时添加的水(见