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目前油脂工业应用最广泛的是浸出法。浸出之前，要先对油料进行破碎，粉碎、轧胚、烘烤或蒸炒等处理，以机械的和热力的手段破坏油料细胞结构，达到有利的出油条件。这种工艺虽然能提取油料中95％以上的油脂，但步骤较多，设备复杂，更主要的是油料提油后蛋白质严重变性而利用困难，这特别是对花生大豆等无毒高蛋白含量油料来讲，是很大的资源浪费。
而且，在浸出和回收工艺过程中泄漏的己烷，在大气中同其它污染物反应生成臭氧和光化学氧化剂，已认为是空气污染物。浸出法采用有机溶剂存在易燃问题，且污染环境还要有脱溶剂过程，因而所需设备多，投资大。最大限度地从植物中提取油脂成分成为油脂界研究热点，油脂科技工作者先后研究出植物油常温快速浸出、超临界二氧化碳浸出、酶浸出新工艺等。水酶法提取植物油在国外多用于可可、玉米胚、菜籽、大豆、米糠、葵花籽和向日葵等，并取得良好的效果。我国科研工作者也将此技术应用于玉米胚芽、麦胚、大豆、花生、芝麻等油料作物中。本文对国内外植物油水酶法浸提工艺研究进展作一简述。
1植物油料水酶法提油工艺原理
水酶溶液浸出工艺是用水和酶混合溶液从植物中浸提油脂的工艺过程，它是上世纪末才出现的一种新型制油技术。油脂存在细胞器官中，细胞壁由纤维素、半纤维素、木质素和果胶组成，而油脂通常与其他大分子（蛋白质和碳水化合物）结合，构成脂多糖，脂蛋白等复合体，只有将油料组织的细胞结构及油脂复合体破坏，才能取出其中的油脂。在机械破碎的基础上，采用对油料组织以及对脂多糖、脂蛋白等复合体有降解作用的酶（如纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、淀粉酶、葡聚糖酶、蛋白酶等）处理油料，这些水解酶能破坏细胞壁，而蛋白酶渗透到脂质体膜内，以及酶对脂多糖，脂蛋白的分解作用，有利于油脂从油脂脂体中释放，从而提高出油率。另外，在油料磨浆过程中，部分磷脂转移到油中，与蛋白质结合并吸附在油滴表面形成稳定的乳状液，酶作用可破坏脂蛋白膜，降低乳状液的稳定性，提高清油提取率。
2植物油料水酶法提油工艺
到目前为止，综合国内外的文献报道，至今已研究的酶法提油工艺可分为四类，即水相酶解水提油工艺、水相酶解有机溶剂萃取提油工艺、油料低水分酶解压榨提油工艺和油料低水分酶解溶剂浸出提油工艺，四类方法中水相酶解效率较高，但从水相中分离油脂难度较大，特别对于含油量低的油料如大豆。低水分酶解效率低，但酶解后以传统的溶剂低温浸出或机械冷榨提油，工业上较易实现，从同时利用油脂与蛋白质的角度讲，水相酶法提油较理想。对大豆这种物料适宜进行多种酶复合水解提取油脂。为了尽量使用较少的酶同时获得高质量的蛋白，想到用多种酶复
合并结合水相酶法有机溶剂萃取形成一种新的工艺，水相酶法提油工艺对可可、花生等高含油油料的提油效果明显，但对大豆这种低油分油料则存在油的分离困难与提油率偏低的问题，水相酶法水提油工艺与水相酶解有机溶剂萃取工艺相比，由于有机溶剂的存在不仅推动油料释放油脂的过程从而使油脂更易进入有机相，而且使油分从蛋白及水相中更加容易地分离出来，因而提高所得蛋白质产品的纯度也相应提高了得油率。水相酶解有机溶剂萃取工艺整个工艺过程中力求避免高温操作，为以后的大豆蛋白的再利用创造良好的条件，有机溶剂萃取对大豆蛋白的各种性质影响很小。水相酶法有机溶剂萃取工艺与传统工艺如压榨法、浸取法等相比有如下优点：所得的油脂质量高，
无需精炼或较低成本的精炼就可达到食用油的等级要求，酶处理条件温和，脱脂粕的变性小，所得大豆蛋白的乳化及溶解性都较传统方法好。可降低提取油脂的整体能耗。酶降解使大豆中诸如纤维素、果胶、果皮等不易溶的物质转化为水溶性物质，从而提高蛋白质的纯度。由于这种水相酶法有机溶剂萃取工艺与传统工艺相差不大，所以可将原有的设备改造成可利用设备从而节省生产成本。由于此工艺缩短了提油时间进而提高了设备处理能力。水相酶解有机溶剂萃取工艺是一种大豆油脂提取技术的创新，如果将其在生产上大面积推广必将产生良好社会效益与经济效益。
3水酶法提油工艺的历史和国内外研究动态
为同时利用油料的油脂和蛋白质，1956年，Sugarman[6]首创了以水作溶剂沿用浓缩蛋白的生产工艺从花生中同时分离油和回收分离蛋白质；虽然得油率不高，且蛋白中含有9%--10％的油脂。但首次在油脂制取工艺中实现了油脂与蛋白的同时利用，是一个重要突破，在以后的十年中，Eapen等人又报道了类似的研究。Bhatia等人[通过进一步的研究，已将得油率提高至70％以上，而蛋白中含油量也下降至40%。1972年，Rhee[9]又进一步完善了花生水法提取油脂及同时回收蛋白的工艺方法，通过增大花生粉碎度，选用适当的固液比，调整介质pH值，由原来微碱性介质调整为pH3.5-5.5，提取温度从60-64℃降为40--44℃并适度降低介质的离子强度，使提油率进一步提高，蛋白中含油量也降至3.0%以下。近三十年来，水提油工艺在国外先后运用于芝麻、棉籽，菜籽等油料，由于油料不经热处理，提油后的蛋白质量明显提高。但此方法应用于含油量低的油料，如大豆，胚芽，几乎得不到油。
实际上，油料细胞壁结构的破坏也可通过酶解作用进行的，而且，温和的酶处理条件在提高油脂的品质，提取率以及提高副产物质量等方面存在优势。1978年，AlderNissen[14]提出了大豆蛋白酶法改性制备等点点可溶大豆水解蛋白的工艺，为酶法分离大豆油与蛋白质奠定了基础。1979年，Olsen将微生物蛋白酶A1ealase运用到大豆油和蛋白质的水法分离中，开始了水相酶处理提取油脂的研究。进入80年代后，酶在植物油提取方面的研究和应用越来越受关注，国外众多学者对大豆、油菜籽、葵花籽等多种油料展开了更广泛、更深入的研究。
许多学者也对其他油料用水酶法制油进行了广泛的研究，并且认为运用混合酶通常比使用单一酶更有利于提高出油率。McGlon，采用水解酶法提油工艺提取椰子油时，酶作用效果顺序为（果胶酶+α-淀粉酶+蛋白酶）>α-淀粉酶>蛋白酶，而Sosculski等人采用低水分酶法工艺提取菜子油时，酶作用效果为复合酶>β-葡聚糖酶>果胶酶>半纤维素酶>纤维素酶。所有的研究都认为细胞壁由多种物质组成，因此，其降解若有多种酶共同作用，效果更佳，这包括甘露聚糖酶、阿拉伯木糖酶、纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶等。Fantozzi介绍了一种工艺，指出对碾碎预榨后的橄榄饼使用果胶酶和纤维素酶可以使提取率提高20％。预榨后的废水可以产生果胶酶微生物发酵的媒介，经发酵可以富集果胶酶并直接用于水酶法提油之中，这样既减少了工业污染和工艺成本又提高了出油率，应用前景非常广阔。Cheah等人指出，使用纤维素酶可从棕榈果中得到57％的棕榈油，而未使用纤维素酶的仅仅得到28％。Lanzani使用蛋白水解酶和纤维素酶、α-1，4葡聚糖酶使花生油提取率从无酶情况下的72%提高到74-78%。Deng[17]等人使用商业碳水化合物水解酶使菜籽油的提取率达到80％。ApraraSharma等人，研究了水酶溶液浸出米糠油，以提高水酶溶液浸出工艺中油脂产率。在其研究中，单独或组合使用ProtiztmeTM[蛋白酶，75,000蛋白酶活性单位／g，由酸性(pH=3-4)，中性(pH=5-7)和碱性(PH=7-10)蛋白酶组成]，PalkodexTM(淀粉酶，300单位／mlα—淀粉
酶，最佳pH：4.0-5.0，最佳温度60--65℃)和纤维素酶(半纤维素酶)。对两种方法的油脂浸出产量进行比较，研究认为淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶的协同作用可显著提高油脂回收率，无酶溶液浸出油脂回收率很低。采用酶水溶液浸出米糠油的最佳条件是淀粉酶(80U)，蛋白酶(380U)，纤维素酶(380U)与10g米糠在40ml蒸馏水中混合，pH7.0，温度65℃，浸出时间18h，恒定搅拌80rpm．混合物在10,000g下离心分离20分钟，油脂回收率77％。Dominguez[19]等人进行水酶法从葵花籽中同时制备葵花籽油和蛋白质工艺的研究，实验结果表明，油的提取率达到30%，而且得到颜色浅无抗营养成分的蛋白粉。在水浸提过程中，有87%的像绿原酸这样的酚类化合物成功地被除去。特定的酚类在水浸提过程中去除的同时，蛋白质在人体外消化能力增加到75%，超过了一般加工过程得到的蛋白质消化率能力。Sineiro[20]等人研究了用纤维素酶浸提葵花籽油和蛋白质的工艺，以水解反应的程度、油浸
提率和多酚类物质的去除率为指标，确定了较优的酶法浸提工艺条件，即葵花籽的大小为0.75-1.0mm,固液比为1：7.5-8.0，加酶量为1.25-1.4g/100g葵花籽，pH4.5-5.0,温度为50℃。在此条件下，油得率和多酚类物质的去除率分别提高到30%和80%以上。
九十年代中后期，王璋[10]等人研究了酶法从全脂大豆中同时制备大豆油和大豆水解蛋白的工艺，水提过程的最佳工艺条件为固液比1：10，温度44℃，pH7.7和提取时间36min。含油大豆蛋白进行两次有控制的酶解，得到等电点可溶大豆水解蛋白(ISSPH)和稳定性低的乳化油。确定了转相法破乳的工艺条件，从乳化油分离得到纯度较高的大豆油。水解蛋白和油的得率分别达到74％和66％。探讨了等电点可溶大豆水解蛋白的功能性质及其在食品中的应用。钱俊清等人研究了用中性蛋白酶水解大豆，开创了大豆水相酶法有机溶剂萃取提取大豆油的工艺并对其进行优化，使油的酶法制取成为现实。这个工艺是在水相提油工艺的基础上加入与水不相溶的有机溶剂，以提高取油效
果，有机溶剂可以在酶处理之前加入也可以在酶解之后加入。钱志娟[22]人也在国外酶解预处理的研究基础上建立了玉米胚水酶法提取油脂及蛋白质的新工艺，对热处理工艺进一步优化，同时对酶配方进行了研究。结果表明：经过反复解冻冻结的原料浸泡于0.05mol／L的柠檬酸溶液中，112℃处理65min，在酶最适条件下依次加入酸性蛋白酶和纤维素酶，添加质量分数分别为2.5％，1.5％，提油率达到91.0％。纳滤、浓缩、喷雾干燥得到低脂蛋白质和碳水化合物。王素梅等人探索了玉米胚水酶法提油工艺机理。结果表明：缓冲液中蛋白质溶出量随热处理时间的延长而增加，在pH5.0时，溶出量最低，偏离pH5.0越远，溶出量越高。热处理时间越长，缓冲液PH越低，酶解体系中低分子量蛋白质及肽所占比例越高。李君等人研究了用纤维素酶和中温α淀粉酶提取玉米胚芽油，在水酶法制取玉米胚芽的工艺中，纤维素酶和中温α-淀粉酶的复合作用能显著提高玉米胚芽油的收率。其最适参数为：料液比为1：5；蒸汽预处理时间为25min，加酶量为0.8％(纤维素酶和淀粉酶的配比为5：3)，反应时间为6h。杨慧萍等人对水酶法提取米糠油进行了研究。结果表明：在蒸汽预处理、淀粉酶用量0.5％、蛋白酶用量0.2％、反应时间6h条件下，经正交实验得到水酶法提取米糠油的最佳工艺为：酶解温度60℃，纤维素酶用量1.2％，pH值5.0，料
液比1：5，米糠出油率达到85.76％。在上述影响因素中，纤维素酶用量为主要影响因素，其它依次是料液比、pH值和温度。王瑛瑶[25]等人采用水酶法从花生中同时提取油与水解蛋白质，对酶制剂的筛选、酶解工艺中酶用量、蛋白质的水解度(DH)、降低乳状液稳定性以及部分破乳的方法等进行了研究。确定选用Alcalase作为水解酶，酶与底物比为2.5g／dL，酶解5h后，清油与花生水解蛋白得率分别为86％与89％。
随DH升高，清油得率与等电可溶花生水解蛋白得率相应增加。随DH从16％上升到20％，相对分子质量较低的花生水解蛋白所占的比例稍有增加，但相对分子质量分布范围无显著差异，它集中在200—300之间。花生水解蛋白的溶解性能不受pH值影响；水酶法制得的花生油品质符合精练花生油的质量要求。刘志强等人为降低花生水酶法制油的花生蛋白残油率，以花生含油蛋白水提液为研究对象，研究酶解花生蛋白条件对其残油率的影响。在单因素实验的基础上采用响应曲面分析(RSA)法优化处理条件，得出AS1.398中性蛋白酶处理的适宜参数为:温度49℃、pH7.3、时间1.5h、加酶量200u／g(油料)；在此条件下花生蛋白残油率可下降到2.3％-2.5％：花生蛋白残油率与其水解度呈现一定相关性。张慧敏等人对水酶法提取杏仁油进行了研究。经过一系列水酶法萃取试验后发现，不同萃取条件对于出油率的影响很大，从中筛选出水酶法萃取的最佳条件为，选取进口(日本Yakult公司)纤维素酶与木瓜蛋白酶的复合酶(1：1)，加酶量3％，作用时间3h，料液比1：2，反应温度40℃。初步油质检验表明，水酶法比浸出法制得的毛油更清亮，酸价略低，磷脂少，油质稳定。
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植物油水酶法浸提工艺研究进展
来源：环球粮机网发布时间：2015-08-23 11:12:29
