水酶法提取油茶籽油的優(yōu)劣勢與工藝研究

王曉峰

[摘要]茶油含油酸、亞油酸、亞麻酸等不飽和脂肪酸達(dá)到80%以上，營養(yǎng)價(jià)值高。目前提取油茶籽油常用的技術(shù)中，壓榨法需要大量的勞動(dòng)力，并且殘油率高；浸提法操作安全要求高，提取成本高，還有溶劑殘留，對(duì)人體健康不利；水酶法出油率高，操作條件溫和，安全無污染，能有效去除油料本身含有的有害物質(zhì)或抗?fàn)I養(yǎng)因子，但是成本較高，酶解時(shí)間過長，工藝實(shí)際操作難度大。本研究在對(duì)比了各種提取油茶籽油技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)水酶法工藝進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，得出四種實(shí)驗(yàn)酶制劑中，果膠酶的作用效果最顯著，實(shí)驗(yàn)條件在酶的添加量為2%、時(shí)間為4h、溫度為50℃，pH值為4.5時(shí)，出油率最高。

[關(guān)鍵詞]水酶法；油茶籽油；工藝

中圖分類號(hào)：S565.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20180418

油茶籽營養(yǎng)豐富，其中蛋白質(zhì)含量為9.1%，油脂含量為21.9%。油脂中含有的油酸、亞油酸、亞麻酸等不飽和脂肪酸達(dá)到80%以上，是一種營養(yǎng)健康型油脂，茶油是世界上公認(rèn)的優(yōu)質(zhì)高檔食用油之一。

1常用油茶籽油提取技術(shù)

目前油茶籽油提取技術(shù)常用的是壓榨法和浸提法。壓榨法是利用壓力造成油料細(xì)胞壁破裂而提取油脂的傳統(tǒng)方法，該工藝操作簡單，不會(huì)破壞原有油品的風(fēng)味，國內(nèi)食品用油的生產(chǎn)大都采用這種方法。但這種方法需要大量的勞動(dòng)力，工藝粗糙，殘油率高達(dá)11%以上，造成大量的浪費(fèi)。浸提法是采用相似相溶原理，利用油料中不同成分在溶劑中不同的溶解度來分離油脂。浸提法效率高而且可以使殘油率降至1%以下，大大減少浪費(fèi)。但是浸提法一般使用的溶劑是正己烷，它易燃燒，操作安全要求較高，精煉時(shí)還要經(jīng)過脫膠、堿煉脫酸、脫色等十分復(fù)雜的工藝，容易造成環(huán)境污染，提取成本也偏高。同時(shí)產(chǎn)品中不可避免會(huì)有溶劑殘留，使油茶籽油風(fēng)味受損，對(duì)人體的健康也有害。

2水酶法提取油茶籽油技術(shù)的優(yōu)劣勢

水酶法是經(jīng)過酶的分解作用破壞油茶籽的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，并將油茶籽細(xì)胞中的脂類、多糖類和脂蛋白類等大分子結(jié)構(gòu)分解，將油茶籽油從油料中分離出來。水酶法的出油率高，油品純正，并且不會(huì)造成蛋白質(zhì)的改性，綜合利用率高。水酶法的操作條件溫和，分離的油中雜質(zhì)少，提取的油不需要經(jīng)過精煉和脫毒過程。與壓榨法相比，水酶法提油工藝處理溫度較低，避免了高溫蒸炒，能耗少，對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)破壞少。水酶法采用酶處理油料，以水為溶劑，使油脂從細(xì)胞內(nèi)釋放出來，避免了使用有機(jī)溶劑所引起的安全和環(huán)境問題，不用對(duì)有機(jī)溶劑進(jìn)行回收，降低了操作成本，提高了工藝的安全性和經(jīng)濟(jì)性。水酶法工藝能夠有效去除油料本身含有的有害物質(zhì)或抗?fàn)I養(yǎng)因子。

水酶法提油工藝相比壓榨法和浸提法確實(shí)有很多優(yōu)勢，但也存在著一些不利的因素，如酶制劑成本高、酶解時(shí)間長，提取過程中形成的油、水、蛋白質(zhì)混合乳化液需要用復(fù)雜的設(shè)備才能進(jìn)行分離?；谶@幾種原因，水酶法還沒有得到普及，水酶法提油工藝還需要不斷地改進(jìn)。

3水酶法提油工藝

3.1水酶法提油的原理

植物油料的細(xì)胞壁能夠阻止油脂的釋放，在細(xì)胞內(nèi)部，油脂通常以油脂體的形式存在，并與蛋白質(zhì)和碳水化合物結(jié)合在一起，構(gòu)成脂蛋白、脂多糖等復(fù)合體。只有將油料組織的細(xì)胞結(jié)構(gòu)以及油脂復(fù)合體破壞，才能將油和蛋白質(zhì)提取出來。本實(shí)驗(yàn)采用的水酶法工藝是在油料經(jīng)過機(jī)械破碎之后，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，添加分解酶和水，在pH值、溫度和時(shí)間等因素影響下提取油和蛋白質(zhì)。

3.2實(shí)驗(yàn)材料與方法

3.2.1實(shí)驗(yàn)材料

脫殼油茶籽，市場購買；纖維素酶、果膠酶，諾維信（中國）生物技術(shù)有限公司；β-聚糖酶，菏澤市明酶生物技術(shù)有限公司；淀粉酶，威海德科生物科技有限公司。

3.2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備

WF-20B臺(tái)式萬能粉碎機(jī)，江陰市康和機(jī)械制造有限公司；DGG-9053AD電熱恒溫鼓風(fēng)干燥機(jī)，上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；BPH-7200實(shí)驗(yàn)室PH計(jì)，貝爾分析儀器（大連）有限公司；CL-2恒溫加熱磁力攪拌器，上海增森儀器科技有限公司；HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋，常州普天儀器制造有限公司；HY-2A數(shù)顯多用調(diào)速振蕩器，江蘇金怡儀器科技有限公司；3～5W低速離心機(jī)，湖南恒諾儀器設(shè)備有限公司。

3.2.3實(shí)驗(yàn)方法

水分測定：參照GB/T 5009.3-2003《食品中水分的測定》；灰分的測定：參照GB/T 5009.4-2003《食品中灰分的測定》；粗蛋白的測定：參照GB/T 5009.5-2003《食品中蛋白質(zhì)的測定》；粗脂肪含量測定：參照GB/T 5009.6-2003《食品中脂肪的測定》；淀粉的測定：參照GB/T 5009.9-2008《食品中淀粉的測定》；油脂提取率：

3.2.4實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

稱取油茶籽50g，經(jīng)清洗、干燥、粉碎之后置于離心管中[26-28]，加入50mL純凈水，混勻后，在90℃以上水浴鍋中加熱10min殺菌。降至室溫后，調(diào)節(jié)油茶籽粉、純凈水混合液的pH，加入實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的酶，置于振蕩器中，通過設(shè)定的溫度和時(shí)間進(jìn)行酶解。反應(yīng)完成后，在水浴鍋中恒溫90℃10min，進(jìn)行滅酶，將滅酶后的油茶籽粉、純凈水混合液以4 000r/min的速度離心20min，收集殘?jiān)瑴y定殘?jiān)土坎⒂?jì)算提油率。本實(shí)驗(yàn)所采用的工藝流程如圖1所示。

3.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.3.1實(shí)驗(yàn)中油茶籽的主要成分

實(shí)驗(yàn)采用的油茶籽主要組成：水分9%、脂肪38%、灰分3%、蛋白質(zhì)10%、淀粉15%。

3.3.2不同酶對(duì)提油率的影響

在同等條件下，分別對(duì)各種分解酶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，酶解完成后計(jì)算提油率，驗(yàn)證不同種類分解酶對(duì)提油率的影響如圖2所示。

由圖2可知，纖維素酶、果膠酶、β-聚糖酶、淀粉酶對(duì)比，果膠酶的提油率最高，淀粉酶和纖維素酶次之，β-聚糖酶最低。

3.3.3酶用量對(duì)提油率的影響

在同等條件下，分別對(duì)分解酶不同用量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，酶解完成后計(jì)算提油率，驗(yàn)證酶用量對(duì)提油率的影響如圖3所示。

由圖3可知，當(dāng)加酶量在1%以內(nèi)時(shí)，提油率與酶用量成正比；當(dāng)加酶量在1%～2%時(shí)，提油率略有上升；當(dāng)加酶量大于2%，提油率變化不大。

3.3.4酶解時(shí)間對(duì)提油率的影響

在同等條件下，分別對(duì)不同酶解時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，酶解完成后計(jì)算提油率，驗(yàn)證酶解時(shí)間對(duì)提油率的影響如圖4所示。

時(shí)間/%

由圖4可知，酶解時(shí)間在4h以內(nèi)，提油率不斷上升，酶解時(shí)間大于4h后，提油率基本上保持不變。同此可知，當(dāng)酶解進(jìn)行4h時(shí)已經(jīng)酶解完全。

3.3.5酶解溫度對(duì)提油率的影響

在同等條件下，分別對(duì)不同解酶溫度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，酶解完成后計(jì)算提油率，驗(yàn)證酶解溫度對(duì)提油率的影響如圖5所示。

由圖5可知，酶解溫度在50%以內(nèi)時(shí)，提油率不斷上升，在50%時(shí)達(dá)到最高值，酶解溫度超過50%之后，提油率逐漸降低。由此可知酶解最適溫度是50%。

3.3.6pH值對(duì)提油率的影響

在同等條件下，分別對(duì)不同pH值下酶解進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，酶解完成后計(jì)算提油率，驗(yàn)證pH值對(duì)提油率的影響如圖6所示。

由圖6可知，在pH值為4.5時(shí)提油率最高，由此可知酶解的最適pH值為4.5。

3.4結(jié)果

（1）在四種酶制劑的比較中，果膠酶的作用效果最顯著，淀粉酶和纖維素酶次之，β-聚糖酶最弱。

（2）經(jīng)過對(duì)比實(shí)驗(yàn)得出的酶解最優(yōu)條件是：酶的添加量為2%、時(shí)間為4h、溫度為50%、pH值為4.5。

4結(jié)論

我國油茶籽制油常用提油技術(shù)主要是壓榨法和浸提法。壓榨法采用高溫壓榨，油茶籽中的蛋白質(zhì)會(huì)變性，油茶籽的營養(yǎng)成分會(huì)遭到很大的破壞，壓榨出來的油茶籽餅粕只能用作飼料。浸提法采用溶劑浸出，所得的油茶籽油必須經(jīng)過堿煉脫酸等多道精煉工序才能成為食用油脂，精煉過程會(huì)造成營養(yǎng)成分流失，而且殘留的溶劑會(huì)對(duì)人體健康有害[32-33]。水酶法提油工藝提取的油茶籽油，蛋白質(zhì)基本沒有發(fā)生變性，不需要化學(xué)提煉，無溶劑殘留，油品風(fēng)味純正，能夠滿足人們對(duì)健康消費(fèi)的需要，同時(shí)提高了油茶籽的附加值，為油茶籽油的綜合開發(fā)和精深加工提供了新的途徑。