核桃油加工技术及水酶法提取研究现状

近些年来，已将水酶法作为一种较为先进的提取油脂工艺进行深入研究，其是一种能够替代正己烷提取油脂，并且能够同时从油料中分离油和蛋白质的技术。替代溶剂提取油脂的方法已经存在很多年，其中一些提取油的方法相较于溶剂提取法早了几个世纪，但是迄今为止没有一种方法的油脂提取率能够与溶剂提取法相媲美。然而，现如今随着石油开采量增加，开采难度升高，导致开采成本的逐渐升高，另外人们的环境保护意识的加强，石油资源的使用越来越被关注，新兴技术的发展来替代溶剂提取法提取食用油越发受到关注。因此，水酶法提取油脂的工艺已经慢慢引起人们的注意。因为水酶法不仅能保证环境友好和安全，而且在提取过程中能够同时将油料作物中的油脂和蛋白质同时提取，既能降低环境污染，又能提高油料作物的利用率，还能保证油脂的绿色健康和一线工人的安全。

油料水酶法预处理制油工艺与原料品种（含油率）、成分、性质以及产品质量要求等因素密切相关。根据需要，一般可供选择的技术方案有三种。

（1）高水分酶法预处理制油工艺 即将脱皮后的高油分油籽先磨成浆料，同时加水[料水比为1∶（4～6）]加酶，水作为分散相，酶在此水相中进行水解，使油脂从固体粒子中分离出来。固体粒子中的亲水性物质溶到水相中，与油脂分离（重力、离心力或滗滤）。酶的作用还可以防止脂蛋白膜形成的乳化现象，有利于油水分离，同时水相又能分离出来磷脂等类脂物，提高了油脂的纯度。该工艺属于改进型水代法制油范畴，适用于大多数高油分油料，如葵花籽仁、花生仁、棉籽仁、可可豆、牛油树果、油橄榄以及玉米胚芽等，并取得了良好效果。

（2）溶剂—水酶法预处理制油工艺 即在上述水相酶处理的基础上加入有机溶剂，作为油的分散相，萃取油脂，目的在于提高出油效率。溶剂可以在酶处理前或处理后加入。也有人认为，在酶处理前加溶剂出油率高些。酶解的作用即使油能容易从固相中（蛋白质）分离，也容易和水相有效地分离，形成溶剂相的“混合油”与“水相”，一般可用滗析或离心机进行分离。此法适用范围基本同上述水相酶处理工艺，不适于低油分油料如大豆等。

（3）低水分酶法预处理制油工艺 即酶解作用在较低水分条件下进行的一种技术方案。这是对传统制油工艺的优化与完善。由于酶解作用所需要的水分较低（20%～70%），工艺中不需加油、水分离工序。与上述两种工艺比较则无废水产生。但水分低也会引起酶的作用效率下降、粉碎颗粒大不宜于酶处理等问题。因此，该法仅适用于高油分软质油料，如葵花籽仁、脱皮卡诺拉油菜籽等。(www.xing528.com)

我国的水酶法研究始于20世纪90年代中后期，王璋等采用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℃、pH 7.7和提取时间36min，含油大豆蛋白经过两次有控制的酶解，得到等电点可溶大豆水解蛋白（ISSPH）和稳定性低的乳化油，通过转相法破乳，从乳化油分离得到纯度较高的大豆油，水解蛋白和大豆油的得率分别达到74%和66%，同时还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。钱俊清等利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工艺条件进行优化，使油的酶法制取成为现实。此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。钱志娟也在国外酶解预处理研究的基础上，建立了玉米胚水酶法提取油脂及蛋白质的新工艺，对热处理工艺条件进一步优化，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%。并经纳滤、浓缩、喷雾干燥得到低脂蛋白质和碳水化合物。王素梅等对玉米胚水酶法提油工艺机理的研究结果表明，缓冲液中蛋白质溶出量随热处理时间的延长而增加；在pH 5.0时，溶出量最低，偏离pH 5.0越远，溶出量越高；热处理时间越长，缓冲液pH越低，酶解体系中低相对分子质量蛋白质及肽所占比例越高。李君等用纤维素酶和中温α—淀粉酶提取玉米胚芽油的水酶法工艺研究表明，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，适宜工艺参数为料液比1∶5、蒸汽预处理时间25min，加酶量0.8%（纤维素酶和淀粉酶的配比为5∶3）、反应时间6h。杨慧萍等对水酶法提取米糠油工艺进行了研究，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 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，其他依次是料液比、pH和酶解温度。王瑛瑶等采用水酶法从花生中提取油与水解蛋白质，结果表明：选用Alcalase作为水解酶，酶与底物比为25g/L，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，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，集中在200～300；花生水解蛋白的溶解性能不受pH影响，水酶法制得的花生油品质符合精炼花生油的质量要求。刘志强等以花生含油蛋白水提液为材料，研究了酶解花生蛋白工艺条件对其残油率的影响。结果表明，AS1.398中性蛋白酶处理的适宜参数为温度49℃、pH 7.3、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℃；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。刘志强等对水酶法花生、油菜籽提油与传统水剂法制油进行比较发现，除提油率提高以外，蛋白表现为低度水解，DH小于6%；工艺过程对蛋白的功能特性有一定影响，表现为低度改性，所得蛋白溶解度显著提高，尤其是在蛋白等电区域，同时具有更好的起泡性和乳化性；所得蛋白无苦味，但泡沫稳定性和黏度比传统水剂法蛋白差；这些功能特性的变化使得蛋白更有利于用作食品原料。吴素萍等人针对胡麻籽油进行了水酶法的研究，实验结果表明，在最佳工艺条件下，油脂得率接近80%，实验结果较为理想。Moreau等人针对玉米油对比正己烷浸提法和水酶法的提取情况，实验进行成分比较，结果表明：水酶法中确定酶系为中性蛋白酶、纤维素酶，当添加量为0.2mL 时，油脂提取率达80%左右，在此水平上增加酶用量继续试验，油脂提取率增加趋势不明显，当酶量增加到4倍水平时，油脂提取率高达90%，表明了水酶法的有效性；Moreau等人针对大豆油采取二阶段逆流水酶法进行研究，研究结果显示油脂提取效率高达95%，与正己烷浸出法所得油脂提取率相近。由此可知，水酶法提取油脂是一种有效的方法，而且整个反应体系中的产物与提取物之间各自独立不发生反应，从而可以有效地保护提取油脂及蛋白质成分的品质，促进了油料的综合利用效果。易建华等人分别用水酶法和溶剂法提取核桃油，并对其理化性质进行比较研究。研究发现，不同提取方法（水酶法、溶剂法）对核桃油的理化特性有一定的影响。水酶法提取的核桃油透明度高，色值低，且风味好；水酶法提取所得核桃油的酸价、未皂化值及磷脂含量均低于溶剂法，有利于油脂的后续精炼；水酶法与溶剂法对核桃油的脂肪酸组成影响不显著；水酶法提取核桃油的氧化稳定性低于溶剂法。史双枝等人对水酶法同时提取核桃仁油脂及水解蛋白的工艺进行了研究，确定了中性蛋白酶从核桃仁中提取油脂与蛋白。在反应温度60℃、pH 为6.0、料液比1∶4（g/mL）、加酶量1.5%、酶解时间2.5h的条件下，游离油提取率为34.0%，水解蛋白得率为12.37%。何爽等人对同步加酶超声提取核桃油和核桃蛋白进行了研究。试验以核桃为原料，在水酶法提油试验研究基础上，确定核桃油和核桃蛋白肽同步加酶超声提取工艺介入超声的方式和超声条件。通过分析核桃油的理化性质，评价同步加酶超声提取效果。结果表明，采用酶解超声同步方式效果优于酶解前和酶解后超声提取，最优同步加酶超声提取工艺为：纤维素酶0.5%，碱性蛋白酶0.1%，pH 5.5，超声时间5min，超声功率360W，超声温度55℃，料液比1∶7（g/mL），超声和酶解时间共2h，核桃油提取得率53.61%，核桃蛋白水解度达29.17%。超声处理提取得率高，且对核桃油品质无显著影响。

在油脂提取工艺中应用酶技术，其主要作用是提高油脂的提取率及油脂、副产品的质量。随着生物技术的高速发展，酶制剂生产水平日益提高，酶的品种增多，生产能力增大，酶的稳定性提高以及价格下降，这些都为酶法提取植物油脂创造了良好的条件。

然而水酶法最大的掣肘原因是酶系的成本偏高，但如今伴随着生物工程的发展，酶制剂工业化的生产，酶的生产成本不断下降。随着酶的价格下降，水酶法提取油脂的成本在不断下降，因此利用水酶法处理制取植物油脂能为油脂制取工业带来新的可能和发展前景。总之，水酶法是一种极具潜力的安全高效的新兴植物提取方法。

传统食用蛋白经酶解获取多肽可大大提高其功能性和生理活性。据研究报道，一些蛋白酶酶解蛋白获取的生物活性肽具有抗氧化、降血压、降胆固醇和抑菌性等多种生理活性，且酶解方法成本低、条件温和、节能环保、蛋白变性小、短肽得率高，近年逐渐成为各国研究的热点。