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油脂加工技术研究进展

摘 要:对超临界流体萃取技术、微波萃取技术和水酶法分别做了详细的介绍,探讨了影响这3种技术得油率和产油品质的因素及各自的不足与局限,可为每种技术的应用寻找最佳工艺提供参考,并对3种技术在油脂加工中的应用进行了展望。

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热量。有统计表明,世界上油料作物产量已经高达 5 亿,并且随着人口的增长和经济的发展,油脂的需求量会继续上升,对产品质量的要求也更高。油脂加工过程中产生诸多废水废气以及噪声,这就要求加工技术的进一步改良。

1 超临界流体萃取技术

1.1 超临界流体萃取技术简介

物质有 4 种状态,分别是气态.液态.固态和超临界状态。在压力和温度的临界点上,气液两相界面消失,形成超临界流体。超临界流体的溶解能力.扩展能力都与原流体产生数量级的差异,密度和黏度都发生了较大变化,使得流体兼有气体和液体的长处,是理想的萃取剂。在食品工业中利用较多的超临界流体是 CO2,因为 CO2的临界压力是7.31 MPa,临界温度是 31.1 p,较容易控制,对设备要求相对较低,并且无毒.易得.不助燃,能循环使用,是安全经济的萃取剂,同时改变压力或者温度可以做选择性萃取,从而可以有目的地萃取。

1.2 超临界流体萃取技术应用现状

从上世纪 90 年代开始,超临界流体萃取技术一直被用于草本植物精油的提取,1991 年 Favati 利用这种技术从樱草花中萃取樱草油,并建立了一定的操作流程,考察了不同工艺对萃取的影响m在油脂加工应用上,超临界 CO2萃取技术由小规模小批量,逐渐向小工业生产发展m陆续有报道研究超临界流体萃取技术在月见草油.枸杞子油.大豆胚芽油.玉米胚芽油.茶籽油.亚麻籽油等物质提取中的应用,并提供了可靠的工艺参数及操作流程,考察了不同工艺对萃取的影响。

在油脂加工应用上,超临界 CO2萃取技术由小规模小批量,逐渐向小工业生产发展m陆续有报道研究超临界流体萃取技术在月见草油.枸杞子油.大豆胚芽油.玉米胚芽油.茶籽油.亚麻籽油等物质提取中的应用,并提供了可靠的工艺参数。超临界萃取技术常常和其他方法联用,取得很好的效果m王金玲等利用超临界流体萃取技术与二乙醇胺法联用制备米糠油,简化了传统毛糠油精炼工艺。

1.3 超临界流体萃取技术前景展望

超临界流体萃取技术与其他分离技术相比有着很大的优点m钟振声等比较了超临界 CO2萃取法.
索氏抽提法和超声波提取法 3 种方法提取大豆胚芽油,发现索氏抽提法出油率高,但耗时长;超声波提取法耗时最短,但有机溶剂残留高;超临界 CO2萃取法耗时较短,无溶剂残留。在实际生产中,超临界流体萃取技术常常因为高压设备问题等不能使用,而研究也仅限于萃取工艺,基础技术理论并不十分成熟,这也使得超临界流体萃取技术有着更广阔的前景和未来。

2 微波萃取技术

2.1 微波萃取技术作用原理以及优点

微波萃取的基本原理是微波直接与被分离物作用,微波的激活作用导致样品基体内不同成分的反应差异使被萃取物与基体快速分离,并达到较高产率。不同的基体,所使用的溶剂也不同。从植物物料中萃取精油一般选用非极性溶剂,这是因为非极性溶剂介电常数小,微波射线能直接透过溶剂到达植物物料的内部细胞使细胞内部温度突然升高从而破裂细胞,传递转移细胞内物质至溶剂周围被溶解。而对于其他的固体或半固体试样,一般选用极性溶剂,用以更好的吸收微波能,提高溶剂的活性,使基体物质与某些有机物成分或有机污染物有效分离。

微波萃取与传统热萃取技术相比有省时.溶剂用量少和得率高的优点;与超临界技术相比较更加
简单和便宜。麻成金等在研究杜仲籽油工艺时比较了微波和超临界萃取的优缺点,发现微波萃取所需时间较短,油脂得率较高;超临界萃取所得杜仲籽油的品质最优。张鹰等在研究提取山毛豆种子油脂的工艺过程中比较了微波辅助萃取法与索氏抽提法,发现微波萃取法虽然出油率较索氏抽提法少了4.83%,但是所用时间仅为索氏抽提法的 0.25%,溶剂用量也只有索氏抽提法的 23%。

2.2 影响微波萃取技术的因素

影响微波萃取技术的因素分别是料液比.微波时间和微波功率。张鹰等在研究提取山毛豆种子油
脂的工艺过程中发现,液料比对提油率的影响最大,微波时间次之,功率的影响最小m而吴国琛等研究了萃取料液比.微波功率.微波时间对萃取得率的影响,确定了影响萃取得率大小的因素顺序为:微波功率>料液比>微波时间。

2.3 微波萃取技术对油料的影响

微波萃取技术操作简便,但是会影响到所提油脂脂肪酸的组成成分和理化指标。目前研究表明,不同的油料所受影响不同。Liao 等对微波处理前后的油菜籽所制备的菜籽油进行了比较,发现微波处理后,芥酸含量大幅降低,油酸.亚油酸含量增加,硫甙含量也有所降低。Ramesh 等研究微波处理 360 s 前后的花生制得的油,发现微波处理后过氧化值增加了 167%m胡小泓等微波高火处理水分含量为 11.85%的油菜籽,1 min~11 min 后提取菜籽油,发现微波处理时间对酸值影响不显著,过氧化值随微波处理时间的增大而增加,并且在 1 min 时过氧化值上升速度最快,之后增加值减少。

2.4 微波萃取技术前景

油料使用微波萃取是可取的技术,能够获得高提取率,然而微波处理油料对于油品质的影响还有
待进一步研究。

3 水酶法

3.1 水酶法应用原理

水酶法是在水代法制油基础上发展起来的一种新型提油方法,其原理是:预处理破碎油料后,加入纤维素酶.半纤维素酶.果胶酶.蛋白酶.淀粉酶.葡聚糖酶等,调节水分和 pH 值,在一定温度下反应,加入的酶能破坏植物种子的细胞壁,促进油脂的释放,然后灭酶处理,再以水为介质,分层后蛋白质固相沉淀,从而达到制取油和蛋白质的双重目的。

3.2 水酶法在油脂工业中的应用现状

水酶法提油技术已经应用到大豆油.葵花籽油.米糠油.菜籽油.核桃油.玉米胚芽油.茶油等植物油的生产中。不同油料由于自身性质不同,水酶法的使用会有不同的工艺,影响工艺的因素有酶的种类.浓度.料液比.酶解时间.温度控制和 pHm目前水酶法的研究大部分用的是混合酶,单一酶的效果不如混合酶的效果好。一般活力在 10 万 U/g 以上的商品酶, 用量为 1.0%以内是考虑成本的适合量。料液比的提高有利于油水分离,也能减少废水量,但是料液比较低的时候,出油率和速率都会大大加快,同时却增多了废水,因此料液比需要卡在一个适中的范围内。酶解的度.pH 和时间与酶的种类关系密切。其中,pH 及影响酶解的速率也影响油与植物蛋白的分离,是一个重要的参数。

对不同的油料来说,影响因素的大小顺序不同。朱振宝等研究水酶法提取桃仁油的工艺条件时,得出加酶量 > 料液比 > 酶解温度 > 酶解时间 >pH 的结论。杨庆利等用水酶法提取海滨锦葵籽仁油时,得出酶用量 > 提取温度 > 固液比 > 提取时间 >pH 的结论。

水酶法与其他方法联用效果可观。王小英等采用水酶法结合超声波预处理提取小麦胚芽油,出油
率比只用水酶法处理高出了 10.28%m陈德经等采用 800 W 微波处理粉碎的茶叶籽,然后运用水酶法提取茶叶籽油,出油率为 27.9%。王敬敬等用超声波处理茶叶籽 20 min,超声温度 60 p,结合水酶法提取茶叶籽油,出油率为 29.88%。

3.3 水酶法存在的问题

水酶法提油设备简单,操作安全,避免了有机溶剂的使用,且在提油过程中一些油料中毒素或抗营养因子能很好地除去m与传统工艺相比,水酶法克服了传统制油工艺弊端,然而混合酶的使用种类和具体酶的比例尚不清楚,酶的高成本也是一个不容忽视的问题,这些都是水酶法要进一步解决的问题。

4 油脂加工技术研究结论

通过对以上几种油脂加工技术在食品工业当中的应用及其存在的一些问题,可以看到这 3 种
技术的优势和不足,也可以看到这 3 种技术的应用前景是非常引人关注的。世界油脂工业发展到现在,加工规模和技术已经达到一个较高的水平m随着新技术的快速发展,势必对油脂工业产生划时代的影响。

 

来源:惠合夹层锅

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