酶解法在油脂提取中的應(yīng)用研究進展

馮學(xué)花，陶阿麗，蔡曉芳

(安徽新華學(xué)院藥學(xué)院，安徽 合肥 230088)

油脂存在于人類生活的各個領(lǐng)域，在食品工業(yè)、化妝品工業(yè)、制藥工業(yè)、醫(yī)學(xué)中被廣泛的使用，如食用動植物油、工業(yè)原料等，有些油脂還有特殊的藥理作用，如蓖麻油具有緩瀉功能，麻油則具有消炎鎮(zhèn)痛的療效[1～5]。目前對油脂的提取已經(jīng)遍及各種植物油(大豆、扁桃仁、花生、玉米胚芽、油菜籽)、動物油(陸生動物油和海生動物油)、微生物油等，油脂提取方法也有如壓榨法、浸出法、熬制法、蒸煮法、有機溶劑浸出法和酶解法等多種[6～8]。每種提取方法都有不同的優(yōu)缺點，筆者對酶解法在油脂提取中的應(yīng)用研究進展進行了綜述，以期為酶解法在油脂提取中的進一步開發(fā)和利用提供參考。

1 酶解法概述

酶作為生物催化劑具高選擇性、反應(yīng)條件溫和的特點。酶解法主要利用酶作用于指定的結(jié)構(gòu)，降解油料細胞破壞蛋白質(zhì)和脂肪的結(jié)合，使油脂釋放，此法不影響除酶以外其他結(jié)構(gòu)，能有效保持油脂的原始結(jié)構(gòu)，維持蛋白質(zhì)的營養(yǎng)效價和功能不變，延長油脂的保質(zhì)期[9,10]。酶解法反應(yīng)條件溫和、工藝過程環(huán)保、反應(yīng)能耗低、蛋白質(zhì)不易變性，在很大程度上能提高油脂提取率，降低能耗，解決環(huán)境污染問題，同時還能制得優(yōu)質(zhì)油脂和蛋白質(zhì)[11,12]。基于以上優(yōu)點，酶解法被大范圍地用于植物油、動物油、微生物油及各種魚油提取技術(shù)中。

2 酶解法在油脂提取中的應(yīng)用

2.1 在植物油脂提取中的應(yīng)用

酶解法作為一種新興的植物油脂提取技術(shù)，主要是對油料組織細胞、脂蛋白、脂多糖等復(fù)合體進行酶水解，從而使油脂更好更快地游離，然后被分解提取出來。韓宗元等[13]設(shè)計了中試和循環(huán)酶解試驗提取大豆油脂，考察了循環(huán)次數(shù)及酶添加量對酶水解中試實驗油脂提取率和大豆油脂品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：樣品在提取1次、離心2次、破乳1次后進行循環(huán)酶水解，隨著循環(huán)試驗次數(shù)的增加，油脂提取率也呈逐漸升高趨勢，油脂提取率在第4次時達到最大值(66.46±0.28)%。對所得大豆油脂進行檢測得出：酶解法提取所得大豆油脂的酸值、過氧化值和磷含量均明顯低于傳統(tǒng)溶劑浸提法，對其他指標進行進一步檢測發(fā)現(xiàn)，除水分和揮發(fā)物外，其他指標均符合國家三級大豆油標準，說明酶解法提取所得大豆油品質(zhì)要優(yōu)于溶劑浸提法。

絲瓜籽常常作為絲瓜的副產(chǎn)物被丟棄，造成一定浪費。胡濱等[14]優(yōu)選酶解法提取絲瓜籽油的最佳工藝。在單因素試驗與混料試驗的基礎(chǔ)上進行正交試驗確定酶解法提取絲瓜籽油的酶解條件為：按維素酶∶果膠酶∶半纖維素酶為0.663∶0.237∶0.100的比例配制復(fù)合酶，在樣品中添加2.0%的該復(fù)合酶，首先在pH 4.8、溫度45℃、液料比7∶1條件下酶解2.5h；再加入1.0%的中性蛋白酶，在pH 6.8、溫度45℃條件下繼續(xù)酶解1.5h，經(jīng)測定絲瓜籽油提取率可達93.85%，油脂提取率較高。

為滿足營養(yǎng)、安全、風(fēng)味、保健的花生油制品消費需求，楊紅霞等[15]對花生油酶解法提取工藝進行了優(yōu)化，以蛋白質(zhì)的水解度為考察指標，分析了影響酶解反應(yīng)因素，在單因素基礎(chǔ)上進行正交試驗，得出酶解法提取花生油的最佳工藝條件為：溫度60℃，堿性蛋白酶(pH 9.0)加入量0.4mL，底物濃度20%，最終蛋白質(zhì)水解度達0.215。

胡睿娟等[16]以扁桃仁為原料，采用分步酶解法提取扁桃仁油及水解蛋白，在單因素試驗基礎(chǔ)上進行正交試驗，確定最佳工藝條件如下：料液比1∶5，纖維素酶用量2%，pH 5，溫度45℃，時間4.5h，堿提pH 8.5，溫度55℃，時間30min，堿性蛋白酶用量1.5%，pH 9.5，溫度50℃，時間2h。在此條件下，扁桃仁油與水解蛋白提取率分別為76.03%和84.39%。

小麥是我國主要的糧食作物，小麥胚芽油具有很高的營養(yǎng)價值，富含二十八碳醇、亞油酸、維生素E、亞麻酸及多種活性組分。由于小麥胚芽油提取較為困難，因此國產(chǎn)小麥胚芽油的廠家較少，主要依賴于進口，導(dǎo)致價格昂貴。馬嬌等[17]采用響應(yīng)面法優(yōu)化小麥胚芽油提取工藝，以超聲波預(yù)處理小麥胚芽后利用復(fù)合酶(纖維素酶∶蛋白酶=1∶5)進行酶解，通過單因素試驗篩選出復(fù)合酶用量、酶解pH、酶解溫度、酶解時間4個主要影響因素，影響因素主次順序為：復(fù)合酶用量>酶解溫度>pH>酶解時間；響應(yīng)面法優(yōu)化出小麥胚芽超聲波預(yù)處理條件為液料比6∶1，超聲功率400W，超聲時間20min，酶解條件為復(fù)合酶用量2.27%，酶解pH=5，酶解溫度45℃，酶解時間6.1h，小麥胚芽油出油率達9.692%。所得小麥胚芽油經(jīng)分析含棕櫚酸17.66%，油酸15.00%，亞油酸59.51%，亞麻酸6.61%?？梢姡附夥ㄌ崛≈参镉椭に囍?，由于酶的專一性和酶解條件的溫和性，降解產(chǎn)物不會與提取物發(fā)生反應(yīng)，并且易分離，可有效地保證植物油脂的品質(zhì)，大大提高副產(chǎn)物的利用率。

2.2 在動物油脂提取中的應(yīng)用

馬油的使用有著悠久的歷史，早在漢末《名醫(yī)別錄》中就有相關(guān)記載。馬油含有60%以上的不飽和脂肪酸，同時含有豐富的維生素E、亞麻酸等物質(zhì)具有恢復(fù)機體健康和使肌膚變嫩等功效，廣泛應(yīng)用在護發(fā)、美容和治療傷痕等產(chǎn)品中。我國新疆馬匹資源豐富，但對馬資源的開發(fā)利用相對落后，因而對馬油提取工藝的研究具有重要意義。鄭晶等[18]采用中性蛋白酶水解提取馬油，在單因素試驗基礎(chǔ)上采用正交試驗法對提取工藝進行優(yōu)化，得到提取工藝條件為酶解溫度55℃，酶解時間2.5h，酶添加量1%，pH 6.5，該條件下馬油提取率可達74.74%。

鵝油主要沉積在肥肝鵝的腹部和皮下，通過精煉處理得到的鵝油具有低膽固醇和高不飽和脂肪酸的特點，是一種有待開發(fā)的動物脂肪。王寶維等[19]采用鵝油原料，以底物比(脂肪酸∶甘油)、加酶量、反應(yīng)時間及反應(yīng)溫度為考察因素，以甘油二酯的生成率為考察指標，采用響應(yīng)面法優(yōu)選鵝油甘油二酯的制備工藝。得到提取工藝條件為:反應(yīng)溫度為46℃，反應(yīng)時間為9.2h，底物比為1.2，加酶量為3.03%，所得到的甘油二酯的產(chǎn)率可達92.57%。

陶軼松等[20]運用酶解法從甲魚四肢根部的脂肪中提取甲魚油，利用響應(yīng)面法優(yōu)選出最佳工藝條件為酶解溫度61℃，酶添加量1.25%，料液比1∶1.5，酶解時間2.5h，甲魚油提取率可達76.3%。將所得甲魚油進行脫膠、脫酸、脫臭和脫色精制處理后，對所得精制甲魚油進行理化指標和脂肪酸組成成分分析，結(jié)果精制甲魚油的理化指標均達到國家精制魚油一級標準，成分分析出脂肪酸共33種，其中不飽和脂肪酸含量高達78.13%。劉閃等[21]用白鰱魚頭為原料，以魚油提取率為考察指標，利用中性蛋白酶酶水解法提取魚油，通過單因素試驗確定各因素對酶水解過程的影響，并在單因素試驗基礎(chǔ)上進行正交試驗，得出提取魚油的最佳工藝條件為料液比1∶1.5，酶解時間3h，酶添加量1.5%，酶解溫度45℃，pH 7.0，粗魚油的提取率可達74.8%?？梢娨蛎附夥ň哂休^多優(yōu)點，酶解法在動物油脂提取中也得到了廣泛的利用。

2.3 在微生物油脂提取中的應(yīng)用

微生物油脂主要大多由不飽和脂肪酸組成，包括亞油酸(LA)、γ-亞麻酸、花生四烯酸(ARA)、二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸等。這些不飽和脂肪酸對人體調(diào)節(jié)免疫、心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)都具有廣泛而重要的生理作用，此外，產(chǎn)油微生物還能利用碳水化合物合成微生物油脂，并且大部分微生物油脂可以替代動植物油脂生產(chǎn)生物柴油，可有效緩解能源危機。近年來，微生物油脂作為可再生的綠色能源也越來越備受關(guān)注。張秋紅等[22]利用纖維素酶，在pH 4.10、酶解溫度37.9℃、酶用量0.16%條件下酶解1.86h，破壞眼點擬微綠球藻細胞壁，再進行油脂提取，油脂提取率達(38.69±0.15)%。酶解法提取微生物油脂可用于制備生物柴油，在解決能源危機方面有著非常好的前景，也是新能源行業(yè)的突破口之一。

3 結(jié)語

酶解法相比于其他傳統(tǒng)方法有處理條件較溫和、工藝簡單、對油脂的營養(yǎng)價值及蛋白損壞小、有益于副產(chǎn)品的利用、降低能耗、環(huán)保、綠色、無污染、無溶劑殘留、操作方便、對設(shè)備要求不高等優(yōu)點。因此，在油脂提取中有較大的應(yīng)用潛力。酶解法在油脂提取過程中的應(yīng)用非常廣泛，已經(jīng)被成熟地應(yīng)用在植物油(大豆油、絲瓜籽油、花生、扁桃、小麥胚芽、茶花籽)、動物油(馬油、鵝油)、微生物油等油脂的提取中。近年來，隨著油脂提取企業(yè)的競爭日益激烈化，采用傳統(tǒng)的油脂提取技術(shù)(壓榨法、浸取法)效率低、勞動強度大、成本高、對環(huán)境的污染大，不利于企業(yè)在競爭中嶄露頭角。而酶解法是當今油脂提取產(chǎn)業(yè)中比較先進的技術(shù)工藝，將是油脂提取產(chǎn)業(yè)突破瓶頸的重要工藝研究方向，代表著未來該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。