水酶法提取油茶籽油的優劣勢與工藝研究

王曉峰

[摘要]茶油含油酸、亞油酸、亞麻酸等不飽和脂肪酸達到80%以上，營養價值高。目前提取油茶籽油常用的技術中，壓榨法需要大量的勞動力，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或抗營養因子，但是成本較高，酶解時間過長，工藝實際操作難度大。本研究在對比了各種提取油茶籽油技術的基礎上，對水酶法工藝進行實驗分析，得出四種實驗酶制劑中，果膠酶的作用效果最顯著，實驗條件在酶的添加量為2%、時間為4h、溫度為50℃，pH值為4.5時，出油率最高。

[關鍵詞]水酶法；油茶籽油；工藝

中圖分類號：S565.9 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20180418

油茶籽營養豐富，其中蛋白質含量為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到80%以上，是一種營養健康型油脂，茶油是世界上公認的優質高檔食用油之一。

1常用油茶籽油提取技術

目前油茶籽油提取技術常用的是壓榨法和浸提法。壓榨法是利用壓力造成油料細胞壁破裂而提取油脂的傳統方法，該工藝操作簡單，不會破壞原有油品的風味，國內食品用油的生產大都采用這種方法。但這種方法需要大量的勞動力，工藝粗糙，殘油率高達11%以上，造成大量的浪費。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。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，精煉時還要經過脫膠、堿煉脫酸、脫色等十分復雜的工藝，容易造成環境污染，提取成本也偏高。同時產品中不可避免會有溶劑殘留，使油茶籽油風味受損，對人體的健康也有害。

2水酶法提取油茶籽油技術的優劣勢

水酶法是經過酶的分解作用破壞油茶籽的細胞結構，并將油茶籽細胞中的脂類、多糖類和脂蛋白類等大分子結構分解，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，并且不會造成蛋白質的改性，綜合利用率高。水酶法的操作條件溫和，分離的油中雜質少，提取的油不需要經過精煉和脫毒過程。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，對營養物質破壞少。水酶法采用酶處理油料，以水為溶劑，使油脂從細胞內釋放出來，避免了使用有機溶劑所引起的安全和環境問題，不用對有機溶劑進行回收，降低了操作成本，提高了工藝的安全性和經濟性。水酶法工藝能夠有效去除油料本身含有的有害物質或抗營養因子。

水酶法提油工藝相比壓榨法和浸提法確實有很多優勢，但也存在著一些不利的因素，如酶制劑成本高、酶解時間長，提取過程中形成的油、水、蛋白質混合乳化液需要用復雜的設備才能進行分離。基于這幾種原因，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。

3水酶法提油工藝

3.1水酶法提油的原理

植物油料的細胞壁能夠阻止油脂的釋放，在細胞內部，油脂通常以油脂體的形式存在，并與蛋白質和碳水化合物結合在一起，構成脂蛋白、脂多糖等復合體。只有將油料組織的細胞結構以及油脂復合體破壞，才能將油和蛋白質提取出來。本實驗采用的水酶法工藝是在油料經過機械破碎之后，在實驗的基礎上，添加分解酶和水，在pH值、溫度和時間等因素影響下提取油和蛋白質。

3.2實驗材料與方法

3.2.1實驗材料

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

3.2.2實驗設備

WF-20B臺式萬能粉碎機，江陰市康和機械制造有限公司；DGG-9053AD電熱恒溫鼓風干燥機，上海森信實驗儀器有限公司；BPH-7200實驗室PH計，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數顯恒溫水浴鍋，常州普天儀器制造有限公司；HY-2A數顯多用調速振蕩器，江蘇金怡儀器科技有限公司；3～5W低速離心機，湖南恒諾儀器設備有限公司。

3.2.3實驗方法

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實驗設計

稱取油茶籽50g，經清洗、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，調節油茶籽粉、純凈水混合液的pH，加入實驗準備的酶，置于振蕩器中，通過設定的溫度和時間進行酶解。反應完成后，在水浴鍋中恒溫90℃10min，進行滅酶，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，收集殘渣，測定殘渣含油量并計算提油率。本實驗所采用的工藝流程如圖1所示。

3.3實驗結果

3.3.1實驗中油茶籽的主要成分

實驗采用的油茶籽主要組成：水分9%、脂肪38%、灰分3%、蛋白質10%、淀粉15%。

3.3.2不同酶對提油率的影響

在同等條件下，分別對各種分解酶進行實驗，酶解完成后計算提油率，驗證不同種類分解酶對提油率的影響如圖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酶用量對提油率的影響

在同等條件下，分別對分解酶不同用量進行實驗，酶解完成后計算提油率，驗證酶用量對提油率的影響如圖3所示。

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

3.3.4酶解時間對提油率的影響

在同等條件下，分別對不同酶解時間進行實驗，酶解完成后計算提油率，驗證酶解時間對提油率的影響如圖4所示。

時間/%

由圖4可知，酶解時間在4h以內，提油率不斷上升，酶解時間大于4h后，提油率基本上保持不變。同此可知，當酶解進行4h時已經酶解完全。

3.3.5酶解溫度對提油率的影響

在同等條件下，分別對不同解酶溫度進行實驗，酶解完成后計算提油率，驗證酶解溫度對提油率的影響如圖5所示。

由圖5可知，酶解溫度在50%以內時，提油率不斷上升，在50%時達到最高值，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值對提油率的影響

在同等條件下，分別對不同pH值下酶解進行實驗，酶解完成后計算提油率，驗證pH值對提油率的影響如圖6所示。

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

3.4結果

（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）經過對比實驗得出的酶解最優條件是：酶的添加量為2%、時間為4h、溫度為50%、pH值為4.5。

4結論

我國油茶籽制油常用提油技術主要是壓榨法和浸提法。壓榨法采用高溫壓榨，油茶籽中的蛋白質會變性，油茶籽的營養成分會遭到很大的破壞，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，精煉過程會造成營養成分流失，而且殘留的溶劑會對人體健康有害[32-33]。水酶法提油工藝提取的油茶籽油，蛋白質基本沒有發生變性，不需要化學提煉，無溶劑殘留，油品風味純正，能夠滿足人們對健康消費的需要，同時提高了油茶籽的附加值，為油茶籽油的綜合開發和精深加工提供了新的途徑。