植物油脂提取工艺研究新进展.doc

植物油脂提取工艺研究新进展摘 要：主要介绍植物油脂的主要提取工艺及其最新发展，并简单介绍了它们的主要优点及其不足之处。关键词：植物油脂，提取工艺植物油料大多来源于植物的种子，含有人体所必需的不饱和脂肪酸如亚油酸、亚麻酸、油酸等，是关系国计民生的重要大宗农产品。我国是世界上最大的食用油需求国和世界第一大食用油生产国。入世以来，我国植物油行业面临着巨大的冲击：降低关税、扩大市场准入、取消出口补贴和逐步放开贸易权，进口完全实行市场化自由竞争。2004年我国植物油进口量达到历史最高水平，引来社会各界对植物油市场的关注和忧虑，植物油生产领域如何改进提取工艺，提高国际竞争力就显得十分迫切。本文在此背景下就植物油的提取工艺及最新研究进展作以综述。 1 传统植物油提取工艺 传统植物油提取工艺主要有压榨法和浸出法两种。 1 .1 压榨法 压榨法是借助机械外力的作用，将油脂从油料中挤压出来的取油方法，目前是国内植物油脂提取的主要方法。压榨法适应性强，工艺操作简单，生产设备维修方便，生产规模大小灵活，适合各种植物油的提取，同时生产比较安全。按照提油设备来分，压榨法提油有液压机榨油和螺旋机榨油两种。液压榨油机又可以分为立式和卧式两类，目前广泛使用的是立式液压榨油机。 压榨法存在出油率低，劳动强度大，生产效低的缺点并且由于榨油过程中有生坯蒸炒的工序，豆粕中蛋白质变性严重，油料资源综合利用率低。 1.2 浸出法 浸出法是一种较先进的制油方法，它是应用固液萃取的原理，选用某种能够溶解油脂的有机溶剂，经过对油料的接触（浸泡或喷淋），使油料中油脂被萃取出来的一种方法，多采用预榨饼后再浸提。 在我国，采用直接浸出或预压榨浸出工艺的植物油脂每年超过800万吨，这些油几乎全部使用的是6号溶剂油，其主要成分为六碳的烷烃和环烷烃，沸点在6090（发达国家用的工业己烷，沸点在66.268.1）。由于6号溶剂油是从石油中提炼的的产品，而今石油能源短缺，市场价格居高不下，而且剩余的高沸点溶剂对饼粕食用卫生安全质量有影响，因此人们不得不考虑开发替代溶剂。目前国内已经有人开始丙烷、丁烷等作为溶剂提取小麦胚芽油的研究，这种方法适合一些特种油脂的分离提取，油脂中有效成分不被破坏，所得的蛋白粕可以用于深加工，有很好的发展前景。还有进行油料生胚挤压膨化后直接进行浸出制油的研究，生坯挤压膨化后，多孔性增加，酶类被钝化，溶剂对料层的渗透比和排泄性都大为改善，浸出速率提高，混合油浓度增大，浸出毛油品质提高，出油率大大提高。国外生胚膨化浸出工艺已广泛应用，我国对这一技术的研究和应用也有了较大的进展。 浸出法具有出油率高，粕中残油率低，劳动强度低，生产效率高，粕中蛋白质变性程度小，质量较好，容易实现大规模生产和生产自动化等优点。其缺点为浸提出来的毛油含非油物质较多，色泽较深，质量较差，且浸出所用溶剂易燃易爆，而且具有一定毒性，生产的安全性差以及会造成油脂中溶剂的残留。 2 新研究开发的植物油脂提取工艺 2.1 水代法 水代法与普通的压榨法、浸出制油工艺不同，主要是将热水加到经过蒸炒和细磨的原料中，利用油、水不相溶的原理，以水作为溶剂，从油料中把油脂代替出来，故名为水代法。这种提油方法是我国劳动人民从长期的生产实践中创造和发明的。目前，水代法主要用于小磨香油的生产。水代法提油的工艺有很多优点：提取的油脂品质好，尤其是以芝麻为原料的小磨香油；提取油脂工艺设备简单，同时能源消耗少；还有就是水代法以水作为溶剂，没有燃爆的危险，不会污染环境，并且可同时分离油和蛋白质。但主要缺点为出油率低于传统浸出法，在浸提过程中易污染微生物。 2.2 水酶法 水酶法提油是一种较新的油脂与蛋白质分离的方法，它将酶制剂应用于油脂分离，通过对油料细胞壁的机械破碎作用和酶的降解作用提高油脂的提取率，与传统提油工艺相比水酶法提油工艺具有处理条件温和，工艺简单、能耗低、并且能同时得到优质的植物油脂和纯度高、再利用性强的蛋白质等优点。国外在这方面的研究较早，1983年Fullbrook等人用蛋白水解酶和对细胞壁有降解作用的酶从西瓜籽、大豆和菜籽中制取油脂和蛋白质，大豆油回收率可达90%，菜籽油为70%72%；1986年McGlone等人用聚半乳糖醛酸酶、a-淀粉酶和蛋白酶提取椰子油，油脂收率为74%80%；1988年Sosulski对Canola油料进行酶解预处理后再进行己烷浸出，可明显缩短浸出时间，提高浸出效率；1993年Sosulski等人对Canola油料先进行酶处理后再进行压榨，未经酶处理的Canola压榨出油率仅为72%，经过酶处理后可达90%93%；1996年CheMan等人用纤维素酶、a-淀粉酶、聚半乳糖醛酸酶和蛋白酶对椰子进行水酶法提油，油脂收率为73.8%。国内王瑛瑶、王璋等进行了水酶法提取花生蛋白质和花生油的研究。这些研究为水酶法应用于同时进行油脂和蛋白质的分离作了理论上和实践上的尝试。 2.3 反胶束萃取技术 一般将表面活性剂溶于水中，并使其浓度超过临界胶束浓度(CMC)时会形成聚集体，这种聚集体属于正常胶团；若将表面活性剂溶于非极性的有机溶剂中并使其浓度超过临界胶束浓度便会形成与上述相反的聚集体，即反胶束，因此反胶束就是指分散于连续有机溶剂介质中的包含有水分子内核的表面活性剂的纳米尺寸的聚集体，也称逆胶束或反胶团。在反胶束中，表面活性剂的非极性尾在外，与非极性的有机溶剂接触，而极性头在内形成一个极性核。根据相似相溶原理，该极性核具有溶解极性物质的能力，如蛋白质、酶、盐、水等分子。如果极性核溶解了水之后就形成了“水池”，此时反胶束也称为溶胀的反胶束。 用反胶束系统萃取分离植物油脂和植物蛋白质的基本工艺过程为，将含油脂和蛋白质的原料溶于反胶束体系，蛋白质增溶于反胶束极性水池内，同时油脂萃取入有机溶剂中，这一步称为前萃，然后用水相，通过调节离子强度等，使蛋白质转入水相，离心分离，实现反萃。这样将传统工艺的提油得粕再脱溶的复杂冗长流程，改进为直接用反胶束系统分离油脂和蛋白质，工艺过程大为缩短，能耗大为降低。反胶束分离过程中，蛋白质由于受周围水层和极性头的保护，蛋白质不会与有机溶剂接触，从而不会失活。避免了传统方法中蛋白质容易变性的缺点。国内的对这方面也作了一些研究：程世贤等人用反胶团提取大豆中的蛋白质和豆油，结果表明大豆蛋白质的萃取率最高达96.9%，豆油的萃取率为90.5%；陈复生、赵俊庭等人用反胶束体系进行了萃取花生蛋白和花生油的研究，得出了用反胶束体系同时萃取植物油脂和植物蛋白是可行的结沦，并得出了最佳工艺参数；陈复生等人对经反胶束萃取法得到的豆油脂肪酸成分与常用的溶剂萃取法进行了比较。这些研究为反胶束法用于分离植物油脂提供了一定的理论基础。 2.4 超临界CO2萃取法 超临界CO2萃取方法是利用超临界流体具有的优良溶解性及这种溶解性随温度和压力变化而变化的原理，通过调整流体密度来提取不同物质。超临界CO2萃取植物油脂具有许多优点，如工艺简化，节约能源；萃取温度较低，生物活性的物质受到保护；CO2作为萃取溶剂、资源丰富、价格低、无毒、不燃不爆，不污染环境。近三十年来，国外在超临界CO2萃取植物油脂的基础理论研究和应用开发上都取得了一定的进展。对超临界CO2提取大豆油、小麦胚芽油、玉米胚芽油、棉籽油、葵花籽油、红花籽油等都做了系统的研究，制造出容积超过10000L的提取装置，并在特种油脂方面己有工业化生产。我国科技界对超临界流体萃取技术也倍加关注，国家自然科学基金委员会也对其进行了大力支持，短短几年内，我国在超临界流体萃取的工艺方面进行了大量的研究，并积累了许多有价值的经验。我国对超临界流体萃取的应用研究主要集中在食品、香料、中草药、色素等的精制和提纯，例如：超临界CO2萃取大豆油、小麦胚芽油、玉米胚芽油、棉籽油、葵花籽油、红花籽油、葡萄籽油等种子油脂；超临界CO2萃取薄荷醇、茉莉精油、桂花精油等；超临界CO2萃取砂仁、当归油、银杏黄酮、卵磷脂、丹参、幽醇、大黄酸、番茄红色素、银杏叶花青素等。在提取设备方面，己生产出了1L 1000L的超临界CO2提取装置，但对这些萃取工艺的研究大部分仅集中于小试阶段，真正能工业化的工艺还不够成熟，尚待于进一步研究。 超临界CO2萃取植物油脂存在耐高压设备昂贵，生产成本高，不易操作，批处理量小等不足之处，一定程度上限制其工业化的生产。但是随着科技的进步和发展，这些问题终究都会有一个比较完善的解决，作为一种新兴的分离技术其所具有的选择性高、操作温度低、工艺简单等方面的优势，必将会拥有广阔的应用前景 2.5 超声波处理法 超声波是频率大于20 KHz声波，具有波动与能量双重属性，其振动可产生并传递强大能量，使物质中分子产生极大加速度。由于大能量超声波作用，媒质粒子将处于约为其重力104倍的加速度交替周期波动，波的压缩和稀疏作用使媒质被撕裂形成很多空穴，这些小空穴瞬间生成、生长、崩溃，会产生高达几千个大气压瞬时压力，即成为空化现象。空化使界面扩散层上分子扩散加剧，在油脂提取中加快油脂渗出速度，提高出油率。超声波在生物活性物质的提取方面已有广泛应用，在油脂提取方面尚处探索阶段，国内现已有葵花籽、猕猴桃籽、松籽油、苦杏仁油超声波提取方面的报道。 3 小结 传统的植物油脂提取方法已经不能满足现代工业发展和国际竞争的要求，须对其工艺进行必要改进和改善，以提高出油率，工作效率及保证安全生产。新兴的油脂提取工艺已经慢慢地崭露头角，随着其研究的不断加深，朝着工业化方向的不断迈进，必将给油脂工业带来飞速发展。 参考文献 1赵国志,刘喜亮,刘智锋.世界油脂工业现状及发展J.粮油食品科技,2005,13,(5):1-3. 2李全宏.植物油脂制品安全生产与品质控制M.北京：化学工业出版社，2005.（4）. 3杨潞芳,郝利.植物蛋白和植物油脂分离技术进展J.食品研究与开发，2003,（6）:5-8. 4王瑛瑶,王璋,许时婴.水酶法从花生中提取油和水解蛋白J.中国粮油学报，2004，19,(5):59-63. 5汪昌国，刘震.植物油脂的超临界CO2提取J.中国油脂，1997，22,(6):3-6. 6李林强,李建科,刘迎利.超声波处理提取华山松籽油的研究J.西北农林科技大学学报（自然版）,2003,31,(5):115-117. 劳德诺又道：“当时我问师父：林家这辟邪剑法威力很大么？青城派为甚么这样用心修习？师父不答，闭眼沉思半晌，才道：德诺，你入我门之前，已在江湖上闯荡多年，可曾听得武林之中，对福威镖局总镖头林震南的武功，如何评论？我道：武林中朋友们说，林震南手面阔，交朋友够义气，大家都买他的帐，不去动他的镖。至于手底下真实功夫怎样，我不大清楚。师父道：是了！福威镖局这些年来兴旺发达，倒是江湖上朋友给面子的居多。你可曾听说，余观主的师父长青子少年之时，曾栽在林远图的辟邪剑下？我道：林林远图？是林震南的父亲？师父道：不，林远图是林震南的祖父，福威镖局是他一手创办的。当年林远图以七十二路辟邪剑法开创镖局，当真是打遍黑道无敌手。其时白道上英雄见他太过威风，也有去找他比试武艺的，长青子便因此而在他辟邪剑法下输了几招。我道：如此说来，辟邪剑法果然是厉害得很了？师父道：长青子输招之事，双方都守口如瓶，因此武林中都不知道。长青子前辈和你师祖是好朋友，曾对你师祖说起过，他自认这是他毕生的奇耻大辱，但自忖敌不过林远图，此仇终于难报。你师祖曾和他拆解辟邪剑法，想助他找出这剑法中的破绽，然而这七十二路剑法看似平平无奇，中间却藏有许多旁人猜测不透的奥妙，突然之间会变得迅速无比。两人钻研了数月，一直没破解的把握。那时我刚入师门，还只是个十来岁的少年，在旁斟茶侍候，看得熟了，你一试演，便知道这是辟邪剑法。唉，岁月如流，那是许多年前的事了。”林平之自被青城派弟子打得毫无招架之功，对家传武功早已信心全失，只盼另投明师，再报此仇，此刻听得劳德诺说起自己曾祖林远图的威风，不由得精神大振，心道：“原来我家的辟邪剑法果然非同小可，当年青城派和华山派的首脑人物尚且敌不过。然则爹爹怎么又斗不过青城派的后生小子？多半是爹爹没学到这剑法的奥妙厉害之处。” 只听劳德诺道：“我问师父：长青子前辈后来报了此仇没有？师父道：比武输招，其实也算不得是甚么仇怨。何况那时候林远图早已成名多年，是武林中众所钦服的前辈英雄，长青子却是个刚出道的小道士。后生小子输在前辈手下，又算得了甚么？你师祖劝解了他一番，此事也不再提了。后来长青子在三十六岁上便即逝世，说不定心中放不开此事，以此郁郁而终。事隔数十年，余沧海忽然率领群弟子一起练那辟邪剑法，那是甚么缘故？德诺，你想那是甚么缘故？“我说：瞧着松风观中众人练剑情形，人人神色郑重，难道余观主是要大举去找福威镖局的晦气，以报上代之仇？师父点头道：我也这么想。长青子胸襟极狭，自视又高，输在林远图剑底这件事，一定令他耿耿于怀，多半临死时对余沧海有甚么遗命。林远图比长青子先死，余沧海要报师仇，只有去找林远图的儿子林仲雄，但不知如何，直挨到今日才动手。余沧海城府甚深，谋定后动，这一次青城派与福威镖局可要有一场大斗了。“我问师父：你老人家看来，这场争斗谁胜谁败？师父笑道：余沧海的武功青出于蓝而胜于蓝，造诣已在长青子之上。林震南的功夫外人虽不知底细，却多半及不上乃祖。一进一退，再加上青城派在暗而福威镖局在明，还没动上手，福威镖局已输了七成。 倘若林震南事先得知讯息，邀得洛阳金刀王元霸相助，那么还可斗上一斗。德诺，你想不想去瞧瞧热闹？我自是欣然奉命。师父便教了我几招青城派的得意剑法，以作防身之用。” 陆大有道：“咦，师父怎地会使青城派剑法？啊，是了，当年长青子跟咱们祖师爷爷拆招，要用青城派剑法对付辟邪剑法，师父在旁边都见到了。”劳德诺道：“六师弟，师父他老人家武功的来历，咱们做弟子的不必多加推测。师父又命我不可和众同门说起，以免泄露了风声。但小师妹毕竟机灵，却给她探知讯息，缠着师父许她和我同行。我二人乔扮改装，假作在福州城外卖酒，每日到福威镖局去察看动静。别的没看到，就看到林震南教他儿子林平之练剑。小师妹瞧得直摇头，跟我说：这哪里是辟邪剑法了？这是邪辟剑法，邪魔一到，这位林公子便得辟易远避。”在华山群弟子哄笑声中，林平之满脸通红，羞愧得无地自容，寻思：“原来他二人早就到我局中来窥看多次，我们却毫不知觉，也真算得无能。” 劳德诺续道：“我二人在福州城外耽不了几天，青城派的弟子们就陆续到了。最先来的是方人智和于人豪二人。他二人每天到镖局中踹盘子，我和小师妹怕撞见他们，就没再去。 那一日也是真巧，这位林公子居然到我和师妹开设的大宝号来光顾，小师妹只好送酒给他们喝了。当时我们还担心是给他瞧破了，故意上门来点穿的，但跟他一搭上口，才知他是全然蒙在鼓里。这纨裤弟子甚么也不懂，跟白痴也差不了甚么。便在那时，青城派中两个最不成话的余人彦和贾人达，也到我们大宝号来光顾” 陆大有鼓掌道：“二师哥，你和小师妹开设的大宝号，当真是生意兴隆通四海，财源茂盛达三江。你们在福建可发了大财哪！”那少女笑道：“那还用说么？二师哥早成了大财主，我托他大老板的福，可也捞了不少油水。”众人尽皆大笑。劳德诺笑道：“别瞧那林少镖头武功稀松平常，给咱们小师妹做徒儿也还不配，倒是颇有骨气。余沧海那不成材的小儿了余人彦瞎了眼睛，向小师妹动手动脚，口出调笑之言，那林公子居然伸手来抱打不平” 林平之又是惭愧，又是愤怒，寻思：“原来青城派处心积虑，向我镖局动手，是为了报上代败剑之辱。来到福州的其实远不止方人智等四人。我杀不杀余人彦，可说毫不相干。” 他心绪烦扰，劳德诺述说他如何杀死余人彦，就没怎么听进耳去，但听得劳德诺一面说，众人一面笑，显是讥笑他武功甚低，所使招数全不成话。只听劳德诺又道：“当天晚上，我和小师妹又上福威镖局去察看，只见余观主率领了侯人英、洪人雄等十多个大弟子都已到了。我们怕给青城派的人发觉，站得远远的瞧热闹，眼见他们将局中的镖头和趟子手一个个杀了，镖局派出去求援的众镖头，也都给他们治死了，一具具尸首都送了回来，下的手可也真狠毒。当时我想，青城派上代长青子和林远图比剑而败，余观主要报此仇，只须去和林震南父子比剑，胜了他们，也就是了，却何以下手如此狠毒？那定是为了给余人彦报仇。可是他们偏偏放过了林震南夫妻和林平之三人不杀，只是将他们逼出镖局。林家三口和镖局人众前脚出了镖局，余观主后脚就进去，大模大样的往大厅正中太师椅上一坐，这福威镖局算是教他青城派给占了啦。”陆大有道：“他青城派想接手开镖局了，余沧海要做总镖头！”众人都是哈哈一笑。