苗榕宸

（國家糧食儲備局西安油脂科學(xué)研究設(shè)計院，陜西西安710082）

·綜述評論·

油脂加工技術(shù)研究進(jìn)展

苗榕宸*

（國家糧食儲備局西安油脂科學(xué)研究設(shè)計院，陜西西安710082）

對超臨界流體萃取技術(shù)、微波萃取技術(shù)和水酶法分別做了詳細(xì)的介紹，探討了影響這3種技術(shù)得油率和產(chǎn)油品質(zhì)的因素及各自的不足與局限，可為每種技術(shù)的應(yīng)用尋找最佳工藝提供參考，并對3種技術(shù)在油脂加工中的應(yīng)用進(jìn)行了展望。

超臨界流體萃取技術(shù)；微波萃取技術(shù)；水酶法；油脂加工

油脂是食品中不可缺乏的重要成分，其主要功能之一就是提供熱量。有統(tǒng)計表明，世界上油料作物產(chǎn)量已經(jīng)高達(dá)5億，并且隨著人口的增長和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，油脂的需求量會繼續(xù)上升，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也更高。油脂加工過程中產(chǎn)生諸多廢水廢氣以及噪聲，這就要求加工技術(shù)的進(jìn)一步改良。

1 超臨界流體萃取技術(shù)

1.1 超臨界流體萃取技術(shù)簡介

物質(zhì)有4種狀態(tài)，分別是氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)和超臨界狀態(tài)。在壓力和溫度的臨界點(diǎn)上，氣液兩相界面消失，形成超臨界流體。超臨界流體的溶解能力、擴(kuò)展能力都與原流體產(chǎn)生數(shù)量級的差異，密度和黏度都發(fā)生了較大變化，使得流體兼有氣體和液體的長處，是理想的萃取劑。在食品工業(yè)中利用較多的超臨界流體是CO2，因為CO2的臨界壓力是7.31 MPa，臨界溫度是31.1℃，較容易控制，對設(shè)備要求相對較低，并且無毒、易得、不助燃，能循環(huán)使用，是安全經(jīng)濟(jì)的萃取劑，同時改變壓力或者溫度可以做選擇性萃取，從而可以有目的地萃取。

1.2 超臨界流體萃取技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

從上世紀(jì)90年代開始，超臨界流體萃取技術(shù)一直被用于草本植物精油的提取，1991年Favati利用這種技術(shù)從櫻草花中萃取櫻草油，并建立了一定的操作流程，考察了不同工藝對萃取的影響。在油脂加工應(yīng)用上，超臨界CO2萃取技術(shù)由小規(guī)模小批量，逐漸向小工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。陸續(xù)有報道研究超臨界流體萃取技術(shù)在月見草油、枸杞子油、大豆胚芽油、玉米胚芽油、茶籽油、亞麻籽油等物質(zhì)提取中的應(yīng)用，并提供了可靠的工藝參數(shù)。

目前研究表明，與出油率最相關(guān)的因素是萃取壓力、萃取溫度、萃取時間、CO2流量。在其他條件不變的情況下，萃取壓力的改變影響著超臨界流體的萃取能力，出油率隨著萃取壓力的增大而增大，而這種正相關(guān)有一個頂點(diǎn)，在這個壓力點(diǎn)往上，出油率不再增加。萃取溫度的升高在一定范圍內(nèi)能提高出油率，但是隨著溫度繼續(xù)升高出油率會逐漸下降。有統(tǒng)計表明，含大量多不飽和脂肪酸的植物油脂的經(jīng)驗萃取壓力約為20 MPa～30 MPa。萃取溫度影響萃取得率的原理很復(fù)雜，當(dāng)萃取壓力較大時，溫度的升高有助于出油率的提升，而上升到某種程度之后會下降；萃取壓力較小的時候，隨溫度增加出油率會逐漸下降，故而萃取溫度一般介于30℃～50℃。萃取時間的延長會提高出油率，也會影響油脂的組分，薛松等在萃取玉米胚芽油的時候證明了萃取時間的延長會使油中易揮發(fā)的棕櫚酸含量減少，相對難揮發(fā)的油酸含量增多。綜合考慮萃取效率和油的質(zhì)量，一般萃取時間為1 h～3 h。CO2流量在實(shí)際生產(chǎn)中不容易控制，但是理論上有一個最佳的萃取流量，流量過大會減少CO2與萃取物的接觸時間，流量過小則很難達(dá)到平衡溶解度。

超臨界萃取技術(shù)常常和其他方法聯(lián)用，取得很好的效果。王金玲等利用超臨界流體萃取技術(shù)與二乙醇胺法聯(lián)用制備米糠油，簡化了傳統(tǒng)毛糠油精煉工藝。

1.3 超臨界流體萃取技術(shù)前景展望

超臨界流體萃取技術(shù)與其他分離技術(shù)相比有著很大的優(yōu)點(diǎn)。鐘振聲等比較了超臨界CO2萃取法、索氏抽提法和超聲波提取法3種方法提取大豆胚芽油，發(fā)現(xiàn)索氏抽提法出油率高，但耗時長；超聲波提取法耗時最短，但有機(jī)溶劑殘留高；超臨界CO2萃取法耗時較短，無溶劑殘留。

在實(shí)際生產(chǎn)中，超臨界流體萃取技術(shù)常常因為高壓設(shè)備問題等不能使用，而研究也僅限于萃取工藝，基礎(chǔ)技術(shù)理論并不十分成熟，這也使得超臨界流體萃取技術(shù)有著更廣闊的前景和未來。

2 微波萃取技術(shù)

2.1 微波萃取技術(shù)作用原理以及優(yōu)點(diǎn)

微波萃取的基本原理是微波直接與被分離物作用，微波的激活作用導(dǎo)致樣品基體內(nèi)不同成分的反應(yīng)差異使被萃取物與基體快速分離，并達(dá)到較高產(chǎn)率。不同的基體，所使用的溶劑也不同。從植物物料中萃取精油一般選用非極性溶劑，這是因為非極性溶劑介電常數(shù)小，微波射線能直接透過溶劑到達(dá)植物物料的內(nèi)部細(xì)胞使細(xì)胞內(nèi)部溫度突然升高從而破裂細(xì)胞，傳遞轉(zhuǎn)移細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)至溶劑周圍被溶解。而對于其他的固體或半固體試樣，一般選用極性溶劑，用以更好的吸收微波能，提高溶劑的活性，使基體物質(zhì)與某些有機(jī)物成分或有機(jī)污染物有效分離。

微波萃取與傳統(tǒng)熱萃取技術(shù)相比有省時、溶劑用量少和得率高的優(yōu)點(diǎn)；與超臨界技術(shù)相比較更加簡單和便宜。麻成金等在研究杜仲籽油工藝時比較了微波和超臨界萃取的優(yōu)缺點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)微波萃取所需時間較短，油脂得率較高；超臨界萃取所得杜仲籽油的品質(zhì)最優(yōu)。張鷹等在研究提取山毛豆種子油脂的工藝過程中比較了微波輔助萃取法與索氏抽提法，發(fā)現(xiàn)微波萃取法雖然出油率較索氏抽提法少了4.83%，但是所用時間僅為索氏抽提法的0.25%，溶劑用量也只有索氏抽提法的23%。

2.2 影響微波萃取技術(shù)的因素

影響微波萃取技術(shù)的因素分別是料液比、微波時間和微波功率。張鷹等在研究提取山毛豆種子油脂的工藝過程中發(fā)現(xiàn)，液料比對提油率的影響最大，微波時間次之，功率的影響最小。而吳國琛等研究了萃取料液比、微波功率、微波時間對萃取得率的影響，確定了影響萃取得率大小的因素順序為：微波功率＞料液比＞微波時間。

2.3 微波萃取技術(shù)對油料的影響

微波萃取技術(shù)操作簡便，但是會影響到所提油脂脂肪酸的組成成分和理化指標(biāo)。目前研究表明，不同的油料所受影響不同。Liao等對微波處理前后的油菜籽所制備的菜籽油進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)微波處理后，芥酸含量大幅降低，油酸、亞油酸含量增加，硫甙含量也有所降低。Ramesh等研究微波處理360 s前后的花生制得的油，發(fā)現(xiàn)微波處理后過氧化值增加了167%。胡小泓等微波高火處理水分含量為11.85%的油菜籽，1 min～11 min后提取菜籽油，發(fā)現(xiàn)微波處理時間對酸值影響不顯著，過氧化值隨微波處理時間的增大而增加，并且在1 min時過氧化值上升速度最快，之后增加值減少。

2.4 微波萃取技術(shù)前景

油料使用微波萃取是可取的技術(shù)，能夠獲得高提取率，然而微波處理油料對于油品質(zhì)的影響還有待進(jìn)一步研究。

3 水酶法

3.1 水酶法應(yīng)用原理

水酶法是在水代法制油基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型提油方法，其原理是：預(yù)處理破碎油料后，加入纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶、蛋白酶、淀粉酶、葡聚糖酶等，調(diào)節(jié)水分和pH值，在一定溫度下反應(yīng)，加入的酶能破壞植物種子的細(xì)胞壁，促進(jìn)油脂的釋放，然后滅酶處理，再以水為介質(zhì)，分層后蛋白質(zhì)固相沉淀，從而達(dá)到制取油和蛋白質(zhì)的雙重目的。

3.2 水酶法在油脂工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

水酶法提油技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到大豆油、葵花籽油、米糠油、菜籽油、核桃油、玉米胚芽油、茶油等植物油的生產(chǎn)中。不同油料由于自身性質(zhì)不同，水酶法的使用會有不同的工藝，影響工藝的因素有酶的種類、濃度、料液比、酶解時間、溫度控制和pH。目前水酶法的研究大部分用的是混合酶，單一酶的效果不如混合酶的效果好。一般活力在10萬U/g以上的商品酶,用量為1.0%以內(nèi)是考慮成本的適合量。料液比的提高有利于油水分離，也能減少廢水量，但是料液比較低的時候，出油率和速率都會大大加快，同時卻增多了廢水，因此料液比需要卡在一個適中的范圍內(nèi)。酶解的溫度、pH和時間與酶的種類關(guān)系密切。其中，pH及影響酶解的速率也影響油與植物蛋白的分離，是一個重要的參數(shù)。對不同的油料來說，影響因素的大小順序不同。朱振寶等研究水酶法提取桃仁油的工藝條件時，得出加酶量＞料液比＞酶解溫度＞酶解時間＞pH的結(jié)論。楊慶利等用水酶法提取海濱錦葵籽仁油時，得出酶用量＞提取溫度＞固液比＞提取時間＞pH的結(jié)論。

水酶法與其他方法聯(lián)用效果可觀。王小英等采用水酶法結(jié)合超聲波預(yù)處理提取小麥胚芽油，出油率比只用水酶法處理高出了10.28%。陳德經(jīng)等采用800 W微波處理粉碎的茶葉籽，然后運(yùn)用水酶法提取茶葉籽油，出油率為27.9%。王敬敬等用超聲波處理茶葉籽20 min，超聲溫度60℃，結(jié)合水酶法提取茶葉籽油，出油率為29.88%。

3.3 水酶法存在的問題

水酶法提油設(shè)備簡單，操作安全，避免了有機(jī)溶劑的使用，且在提油過程中一些油料中毒素或抗?fàn)I養(yǎng)因子能很好地除去。與傳統(tǒng)工藝相比，水酶法克服了傳統(tǒng)制油工藝弊端，然而混合酶的使用種類和具體酶的比例尚不清楚，酶的高成本也是一個不容忽視的問題，這些都是水酶法要進(jìn)一步解決的問題。

4 結(jié)論

通過對以上幾種油脂加工技術(shù)在食品工業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用及其存在的一些問題，可以看到這3種技術(shù)的優(yōu)勢和不足，也可以看到這3種技術(shù)的應(yīng)用前景是非常引人關(guān)注的。世界油脂工業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在，加工規(guī)模和技術(shù)已經(jīng)達(dá)到一個較高的水平。隨著新技術(shù)的快速發(fā)展，勢必對油脂工業(yè)產(chǎn)生劃時代的影響。

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Research progress in edible oilprocessing technology

MIAORong-chen*
（Xi'an oils＆fats research＆design institute，state administration of grain reserve ofP.R.C.，Shaanxi Xi'an 710082，China）

Supercritical fluid extraction,microwave extraction,and aqueous enzymatic method have been introduced. The main factors affecting the yield and quality characteristics of edible oils extracted by above mentioned methods were discussed.The shortcomings and limitations of three methods were also discussed to provide references for their application.These technologies'future applications were prospected.

supercritical fluid extraction technology；microwave extraction；aqueous enzymatic method；oil processing

TS224.8

A

1673-6044（2014）01-0001-03

10.3969/j.issn.1673-6044.2014.01.001

*苗榕宸，女，1985年出生，2011年畢業(yè)于鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品科學(xué)專業(yè)，碩士，工程師。

2013-12-03