花椒籽油的提取、分析检测及降血脂功能研究.pdf

陕西师范大学硕士学位论文花椒籽油的提取、分析检测及降血脂功能研究姓名：王娅娅申请学位级别：硕士专业：食品科学指导教师：张有林20070501花椒籽油的提取、分析检测及降血脂功能研究王娅娅摘要：花椒在我国分布广泛，其果实花椒籽产量大、含油量高，特别是富含多不饱和脂肪酸，但常作为废料被抛弃，开展花椒籽油的研究，对花椒籽综合利用具有重要意义。目前关于花椒籽油的研究报道较少，本文对花椒籽中的油脂进行了提取、分析测定及功能性评价，旨在为花椒籽油的开发利用提供理论依据。试验主要结果如下：1 韩城大红袍花椒籽含油率为2 3 4 3。2 用水酶法提取花椒籽油，影响花椒籽油出油率的因素主次顺序依次为纤维素酶酶解p H 酶解时间 中性蛋白酶。提取最佳组合为纤维素酶添加量为0 4、蛋白酶添加量为9、酶解p H 值5 0、酶解时间6 h。3 通过G C M s 检测，花椒籽油中脂肪酸成分为a 亚麻酸5 0 9 4、亚油酸2 5 5 0、棕榈酸1 3 5 5、棕榈油酸5 7 7、油酸2 9 0、硬脂酸1 3 4 等，不饱和脂肪酸高达8 5 以上，其中多不饱和脂肪酸占总脂肪酸的7 6 4 4。理化测定结果表明花椒籽油的相对密度为0 9 1 8，折光率为1 4 7 8 3，酸价1 5 6，皂化值1 9 4 3，碘价1 4 3 0，过氧化物值3 4 5m e q k g。4 把6 0 只I C R 雄性小鼠分为空白实验组、高脂模型组和三个试验剂量组，对其进行花椒籽油降血脂试验研究。结果表明：(1)中剂量组(O 1 0 m l 1 0 9 d)和高剂量组(O 1 5 m l 1 0 9 d)均有显著降低小白鼠血清总胆固醇的作用，高脂模型对照组血清总胆固醇与中剂量组差异显著(P 4)0 5)，与高剂量组差异极显著(P 0 0 1)。表明花椒籽油能有效降低高血脂小白鼠血清中的总胆固醇水平。(2)中剂量组和高剂量组降低小白鼠甘油三酯作用明显，二者的甘油三酯均与高脂模型对照组差异极显著(P 0 0 1)。表明花椒籽油能有效降低高血脂小白鼠血清中甘油三酯的水平。(3)中剂量组、高剂量组均能显著增高小白鼠高密度脂蛋白胆固醇水平，二者的高密度脂蛋白胆固醇水平与高脂模型对照组差异显著(P 0 0 5)。表明花椒籽油能有效增高高血脂小白鼠血清中高密度脂蛋白胆固醇水平。(4)中剂量组、高剂量组的低密度脂蛋白胆固醇水平显著低于高脂模型组，二者的低密度脂蛋白胆固醇水平与高脂模型对照组差异极显著(P 0 0 1)。表明花椒籽油能降低小白鼠血清中低密度脂蛋白胆固醇水平。(5)作为间接衡量低密度脂蛋白(L D L)颗粒大小指标的血浆致动脉硬化指数，各剂量组均低于高脂模型组，且与高脂模型组差异极显著(P 0 0 1)。这一结论表明，L D L 颗粒由小变大，由致密变疏松，导致L D L 较高脂组不易被氧化或糖基化，使致动脉硬化的危险性降低。(6)三个剂量组小鼠动脉硬化指数显著低于高脂模型组，高脂模型对照组与低剂量组差异显著(P 0 0 5)，与中剂量组、高剂量组差异极显著(P 0 0 1)。表明花椒籽油能有效抑制小白鼠动脉硬化发生的危险性。关键词；花椒籽油水酶法功能评价nS t u d i e sO Ht h eE x t r a c t i o na n dB i o a c t i v i t i e so ft h es e e do i lo fZ a n t h o x y l u mB u n g e a n u mM a x i m W a n gY a y aA b s t r a c t：1 n h es e e d so fZ a n 胁o x y l u mb u n g e a n u mM a x i mw h i c hw a sd e n s e l yr o o t e di no u rc o u n t r ya r ef r u i t f u la n dr i c hi no i l n e s se s p e c i a l l yP o l y u n s a t u r a t e dF a t t yA c i d s，w h i l el o t so ft h e mw e r ed i s c a r d e d，S Oi tw a ss i g n i f i c a n tt h a tc a r r yo u tas t u d yo nZ a n 曲o x y l u mb u n g e a n u mM a x i m B u tl i t t l es t u d yO ni tw a sc a r r i e dO v e ra tt h ep r e s e n tt i m e 1 n h j sr e s e a r c ha t t e m p t e dt om a k eas y s t e m a t i cr e s e a r c ho nt h es e e d so i lo fZ a n t h o x y l u mb u n g e a n u mM a x i ma n do ni t sf u n c t i o ne v a l u a t i o n,w h i c hw o u l dp a yaw a yt ot h ee x p l o r a t i o na n dp r o d u c t i o no ft h es e e d so fZ a n t h o x y l u mb u n g e a n u mM a x i m 1 T h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ec o n t e n t so ft h es e e do i li nZ 口n 腩唧m 历b u n g e a n u mM a x i mW a s2 3 4 3 b yS O x h l e te x t r a c t i o n 2 T h es e e d sp o w d e ro fZ a n&o x y l u mb u n g e a n u mM a x i mW a st r e a t e db ya q u e o u se n z y m a t i cm e t h o d E f f e c to fs e v e r a lf a c t o r s(c e l l u l a s e，n e u t r a s e，p H，a n dt r e a t m e n tt i m e)o na q u e o u se n z y m a t i cm e t h o dp r o c e s s i n gW a se x p l o r e d A m o n gt h ea b o v ef a c t o r s，t h eq u a n t i t yo ft h ec e l l u l a s eu s e dw a st h em o s ti m p o r t a n to n ea n dt h eo t h e r si np r o p e ro r d e ra sp H，t r e a t m e n tt i m ea n dt h eq u a n t i t yo fn e u t r a s e 1 n h eo p t i m u mc o n d i t i o n so fp r o c e s s i n gw e r ea sf o l l o w s：0 4 o fc e l l u l a s e，9 o fn e u t r a s e，p H 5 0，a n dt r e a t m e n tt i m e6 h 3 T h ec o m p o s i t i o no ff a t t ya c i d si nt h es e e d so i lo f Z a n t h o x y l u mb u n g e a n u mM a x i mW a sa n a l y z e db yG C M S T h eO i lc o n s i s t e dm a i n l yo fa l p h al i n o l e n i ca c i d5 0 9 4 1 i n o l e i ca c i d2 5 5 0，p a l m i t i ca c i d1 3 5 5，p a l m i t o l e i ca c i d5 7 7，a n do l e i ca c i d2 9 0，a n ds t e a r i ca c i d1 3 4 T h et o t a la m o u n to ft h eu n s a t u r a t e df a t t ya c i dW a s8 5 R e s u l t so fp h y s i c a la n dc h e m i c a li n d e xs h o w e dt h a ts p e c i f i cg r a v i t yi s0 9 1 8，r e f r a c t i v ei n d e xi s1 4 7 8 3，a c i dv a l u ei s1 5 6，s a p o n i f i c a t i o nv a l u ei s1 9 4 3，i o d i n ev a l u ei s1 4 3 0a n dP O Vi s3 4 5 m e q k g 4 T h ef u n c t i o ne v a l u a t i o no nt h ef a ta c i d si ns e e do i lo f Z a n t h o x y l u mb u n g e a n u mM a x i m，W a sm a d et h r o u g hp o u r i n gs t o m a c hf o r t h eh i g hf a tm i c eg r o u p T h es u b j e c t sw e r e6 0I C Rm a l er a t sa n dw e r ed i v i d e di n t ot h r e ed o s eg r o u p，ac o n t r a s tg r o u pa n dah i g hf a tr a tm o d e lg r o u p T h e s es u b j e c t sw e r eu s e dt os t u d yt h ef u n c t i o no fr e d u c i n gb l o o dg r e a s eo ft h eh i g hf a tm i c e m(1)T h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h el e v e lo fs e r u mT Ci nh i g hf a tm i c ec o n t r o lg r o u pw a sh i g h e rt h a nt h a to fi nd o s eg r o u p，c o m p a r e dw i t hm i d d l ed o s eg r o u pP 0 0 5a n dw i t hh i i g hd o s eg r o u pP 0 0 1 T h i si n d i c a t e dt h a tt h el i p i d so fs e e d si nZ a n t h o x y l u mb u n g e a n u mM a x i mc o u l dr e d u c el e v e lo fT Ci nt h eh i g hf a tm i c e(2)T h ed a t as h o w e dt h a tt h el e v e lo ft h es e r u mT Gi nh i g hf a tm i c ec o n t r o lg r o u pw a gf a rl o w e rt h a nt h a to fi nd o s eg r o u p，c o m p a r e d ew i t hb o t hm i d d l ea n dh i g hd o s eg r o u pP 0 0 1 T h i sd e m o n s t r a t e dt h a tt h el i p i d so fs e e d si nZ a n t h o x y l u mb u n g e a n u mM a x i mc o u l dr e d u c et h el e v e lo fT Gi nt h eh i g hf a tm i c e(3)T h el e v e lo ft h es e n l mH D L-Ci nd o s eg r o u pW a gm u c hl o w e rt h a nt h a to fi nh i g hf a tm i c ec o n t r o lg r o u p(c o m p a r e dw i t hh i g ha n dm i d d l ed o s eg r o u pP 0 0 5)T h i sd i s p l a y e dt h a tl i p i d so fs e e d si nZ a n t h o x y l u mb u n g e a n u mM a x i mc o u l di n c r e a s et h el e v e lo fH D L-Ci nh i 曲f a tm i c e(4)T h el e v e lo ft h es e r u mL D L-Ci nh i i g hf a tm i c ec o n t r o lg r o u pW a gm u c hh i g h e rt h a nt h a ti nd o s eg r o u p，c o m p a r e dw i t hh i【g ha n dm i d d l ed o s eg r o u pP O 0 1 T h i sd i s p l a y e dt h a tl i p i d so fs e e d si nZ a n t h o x y l u mb u n g e a n u mM a x i mc o u l dr e d u c et h el e v e lo fL D L-Ci nh i i g hf a tm i c e(5)T h ei n d e xo fA 1w h i c hi si n d i r e c ti n d e xs c a l e ds i z eo fL D Li nh i g hf a tm i c ec o n t r o lg r o u pW a gh i g h e rt h a nt h a to fi nd o s eg r o u p，c o m p a r e dw i t hl o wd o s eg r o u pP 0 0 5，w i t hh i g ha n dm i d d l ed o s eg r o u pP O 0 1 I tW a gs h o w e dt h a tl i p i d so fs e e d si nZ a n t h o x y l u mb u n g e a n u mM a x i mc o u l dm a k et h es i z eL D Ll a r g ea n dl o o s e n e d，a n dr e d u c ef a t a l n e s so fa r t e r i o s c l e r o s i s(6)T h ei n d e xo fA l Pi nh i g hf a tm i c ec o n t r o lg r o u pW a gm u c hh i g h e rt h a nt h a to fi nd o s eg r o u p，c o m p a r e d ew i t ha l lt h et h r e ed o s eg r o u p sP 8 0 M p a)时才表现出好的互溶性，而在3 0 M p a、3 5 下仅为1，但是后者突出的优势在于超临界二氧化碳具有很强的扩散能力和很低的黏度，非常适合连续循环操作，从而可克服一次萃取速度慢的缺点；而且，根据实际需要可通过添加少量的丙酮、丙烷、乙醇、甲醇等夹带剂来大大提高油脂的溶解度。另一方面，根据压力很高时(如 8 0 M p a)，超l 临界二氧化碳与甘油三酯良好的互溶性出现，此时二氧化碳再循环，采用高压下溶解、低压下析出的一次萃取方法，即在高压下用超临界流体溶解油脂，然后压力稍降，萃取相中的油脂将因溶解度下降而析出。油脂是超临界流体萃取技术最早介入的研究对象之一，早在1 9 6 4 年Z o s e l用试验的方法证实了超临界二氧化碳可以浸出油料中的油脂，1 9 7 2 年V i t z t h u m，D a k o v i c 及H u b e r t 等人报道了超临界二氧化碳萃取大豆、米糠、葵花籽等油料中油脂的研究结果。至今超临界二氧化碳萃取己渗透到油脂工程的诸多领域，范围涉及到油脂提取、精炼和深加工，脂质活性成分的分离与精制，脂肪与胆固醇从食品原料中的脱除等。超临界流体萃取技术用于油脂的提取，实质就是超临界二氧化碳溶剂的浸出，几乎所有受关注的油脂(包括大宗油料)都被作为试材用于研究，特别是对大豆、棉籽、葵花籽、米糠、月见草、玉米胚芽、小麦胚芽、红花籽及鱼进行了系统研究。结果表明超临界二氧化碳流体萃取不仅具有自身技术优点，而且可以完成脱胶过程，并部分起到脱酸、脱臭和脱色效果，大大简化后续工艺。不足的是油脂中生育酚含量较传统工艺低，须通过回加生育酚及微量磷脂等以提高氧化稳定性(见表5)。表5几种油脂超临界二氧化碳浸出(S C-C 0 2)与传统工艺比较油脂品质项目磷含量铁含量生育酚含量提取方式颜色m g k g|m g k g 1m g k g-lS C 4 2 0 21 30 3浅黄9 0 0 1 0 0 0大豆油正已烷5 0 0 6 0 0O 7深红1 2 0 0 1 5 0 0S C-C 0 21 3O黄1 2 0 0 1 8 0 0玉米油正己烷1 2 00 3深褐1 5 0 0 1 7 0 0S C 0 2l 5O 2浅黄7 棉籽油正己烷3 8 01 9深红9 2 0S C-C 0 25 1O 62 8 4米糠油正己烷8 2 52 23 3 0尽管目前己制造出容积超过1 0 0 0 0 L 的大型提取装置，但受成本、能耗等主要因素限制，己工业化应用的油料加工还很有限，该技术主要用在月见草油、小麦胚芽油、沙棘油、红花籽油、富含E P A 和D H A 的鱼油与海豹油等产量少而附加值高的功能性油脂制备上。超临界流体萃取技术应用于油脂精炼也有良好的研究报道，其中应用在花生油、大豆油的精炼工序生产中己实现了工业化，例如有研究表明，在4 7、2 0 M p a 的条件下，超l 临界二氧化碳浸出花生油可同时完成脱臭与脱酸两个过程；采用7 5、5 5 M p a 使超临界二氧化碳与浸出大豆毛油进行连续逆流接触，可将含磷量从6 2 m g k g 降至5 m g k g，这一脱胶新方法给物理精炼带来极大方便，而且能免除脱臭工作。在油脂深加工方面，如Z o s e l 采用含1 氢气的二氧化碳，在2 0 0、2 0 M p a下同时完成了脱臭和氢化。但最典型和广泛的研究是超临界二氧化碳流体状态下的酶法酯交换，它也是近几年生物工程开拓的新领域。超l 临界二氧化碳下酶反应的最大优点是大大降低了酶反应过程传质阻力，提高了酶反应效率，而且超临界流体对蛋白质结构基本无影响，故脂肪酶能保持其活性和稳定性。自1 9 8 5 年H a m m a r d 等人率先提出超临界流体可以作为酶法酯交换反应介质和1 9 8 6 年N a k m u r a 发表超l 临界二氧化碳下脂肪酶催化甘油三酯酯交换反应的研究结果以来，各国科学工作者对它开展了广泛而深入的研究。如Y u Z R 等人(1 9 9 2)利用C a n d i d aG y l i n d r a c e a 酯酶将牛乳的香味成分脂肪酸与C a n o l a 菜籽油进行酯交换，以提高产品的用途和价格。H a r r o d 等人(1 9 9 4)则利用酯酶在超临界流体下将L y s o P c 和长链的不饱和脂肪酸作用，形成磷脂酰胆碱。H e l g a 等人(1 9 9 5)在超临界二氧化碳下用选择性脂肪酶催化鳕鱼肝油与乙醇的酯交换反应，以富集n 3多不饱和脂肪酸。此外，对超临界二氧化碳下酯交换反应的影响因素如水分含量、反应压力、底物浓度等也进行了系统的研讨。随着基础数据的逐步丰富，在获得高品位、多用途的油脂产品的开发上，这一技术将显示出其独特功能。超临界流体用于脂质生理活性成分的分离与精制方面利用低温和二氧化碳的惰性可以最大限度地保持功能物质活性。1 9 8 4 年日本采用从红花种子中提取高纯度亚油酸的超临界流体萃取工艺，对鱼油或海豹油中二十碳五烯酸(E P A)和二十二碳六烯酸(D H A)的提取和浓缩实行了工业化生产，在提取月见草种子和菌丝体中的r 亚麻酸、分离米糠油中的植物甾醇及芝麻油中的芝麻明等方面都获得了广泛应用，在生育酚、磷脂、角鳖烯等脂质活性成份的分离浓缩方面也有报道。另一方面，超l 临界流体萃取技术用于特定用途食品的脱脂、脱固醇也非常有效。在超临界二氧化碳条件下萃取和酶促反应的研究与应用方面，随着理论研究特别是高压下复杂的相平衡研究及基础数据的累积，多组分体系最佳操作条件的摸索及工艺设备的改进，超临界流体技术将在油脂科学高新技术产业化过程中扮演愈来愈重要的角色。4 2 膜分离技术膜分离技术起源于1 9 6 1 年A S M i c h a e l s 对分离不同分子质量的各种超滤膜的研制。近四十年来，按照使用者的要求，高机能性膜的制造技术进展极快，在许多领域己广泛应用，成果显著。现已在工业上应用的膜分离主要包括渗析、电渗析、超滤、微滤、反渗透、气体渗透、渗透液化及乳化液膜分离等。膜分离技术的基本原理和特点：膜分离过程是基于膜孔尺寸的不同，当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差)时，原料一侧组分选择性地透过膜，以达到分离、提纯之目的。不过，分离过程中有许多因素的相互作用与影响，这使得膜分离技术成为一门学科被加以讨论和学习。膜分离作为一项新兴技术问世，有两个典型的特点，一是分离过程为纯物理分离，被分离组分既不会有热学性质的变化，也不会产生化学和生物性质的改变：二是膜分离工艺是以组件形式构成，不同的组件可以适应不同的生产能力的需要。这就使它与传统分离(如蒸发、萃取或离子交换)操作相比，具有能耗低、化学品消耗少、操作方便、不产生二次污染、可以避免组分受热变质和混入等优点。存在的问题在于膜的结垢和污染造成的堵塞给清洗带来的困难。膜分离技术在油脂中的应用：膜分离技术应用到油脂工业已有十三、四年，主要有超滤、反渗透和微滤三种。在压差推动力下的三种液相膜分离的有关特性见表6。表6 三种膜分离技术的有关特性膜分离类型特性微滤超滤反渗透截留分子的相对分子质量1 0 2 1 0 61 0 1 0 2操作压差范围(M P a)O 0 20 3 O 70 7 6最大料液浓度()0 1l f f 3l膜的结构对称、不对称不对称不对称、复合孔隙率()0 7 00 h 6 0O 5 0机理筛分筛分溶解扩散膜分离在油脂生产中节省能源和保护环境方面的作用尤显突出，如M S K u k和G A b r a h a m 先后研究用反渗透膜来分离乙醇浸出棉仁胚后的混合油，以克服乙醇替代浸出溶剂正己烷时的蒸发耗能问题；S S K oS e o g h 和D E E n g e l u m 研究了反渗透膜和超滤膜分离混合油的效果，都表现出极好的节能作用。在混合油溶剂回收中采用膜技术，仅在美国每年就可节能2 1 l x l 0 1 5 J。膜分离技术应用于脱胶、脱酸和脱色工序，也有很大的节能潜力，可以用膜分离把脱酸和脱色简化为一个工序，膜技术良好的脱胶效果也有利于物理精炼，对大豆油、棉油、棕榈油等的加工特别有利，例如采用胶束强化超滤技术可使毛油中的磷脂完全脱除。在节约能量的同时，膜分离有利于环境保护和简化处理工艺。植物油厂油性废水传统的处理方法如药剂法、压力浮洗法、氯化钙处理法均由于建造净化设施和管理费用大以及净化效率不高而难以推广。超滤分离技术的应用则能大大简化含油废水的处理工艺，有用物质回收率高，净化后水可循环使用，特别是在用传统的分离方法难于分离的情况下，用超滤技术则可以做到，用超滤技术处理油脂工业废水，无论从技术角度还是经济角度讲，都是非常有意义的。采用膜处理回收混合油中溶剂和溶剂蒸汽，可省却蒸发、汽提工序，安全、经济性好。采用气体渗透膜系统可以直接从空气和溶剂的混合气中回收溶剂，而经净化的热空气可以循环使用。应用膜分离技术还可减少化学精炼脱酸中的中性油损失，皂脚量也相应下降，还可降低脱色的白土量，减少脱色废白土带来的污染和被吸附油的损失。此外，采用超滤技术能有效的脱除棉酚、类异戊二烯聚合物、多酚皂化物、色素等一些难于清除的微量成分，从而大大简化了后处理工序，提高了油品质量。采用微波技术脱蜡也己工业化，回收蜡品纯度高。采用己烷和异丙醇作为超滤法的溶剂，可以分离得到高纯度的磷脂，采用膜过滤系统可有效回收油脂氢化后的废催化剂，同时也减少了回收时油的损耗。引人注目的是，膜分离酶反应器的研制，简化了固定化酶反应操作，在油脂的合成和水解等方面取得了良好效果。4 3 分子蒸馏技术分子蒸馏法是蒸馏法的一种，其原理是利用混合物组分挥发度的不同而得到分离。该方法一般在绝对压强为1 3 3 P a 0 0 1 3 3 P a 的高度真空下进行的。在这种条件下，蒸发面与冷凝面的距离在被蒸馏物料分子的平均自由程之内，脂肪酸分子间引力减小，挥发度提高，因而蒸馏温度比常压蒸馏大大降低。分子蒸馏时，饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸首先蒸出，而双键较多的不饱和脂肪酸最后蒸出。采用分子蒸馏法分离鱼油乙酯，产品中E P A 与D H A 总量可达7 0 以上。分子蒸馏法的优点在于蒸馏温度较低，可有效防止多价不饱和脂肪酸受热氧化分解，缺点是需高真空设备，能耗较高。与一般采用的常压、减压蒸馏相比，分子蒸馏具有蒸发温度低、分解聚合现象及热损失少、蒸发速度大、分离效果好等优点，所以可分离常压和减压条件下难以蒸馏分离的物质。主要缺点在于设备费用和维修费用高，一般条件下只能单级进行。因此，它适合于高附加值、热稳定性差的物质的分离。在油脂工业中，分子蒸馏已在橄榄油、大豆油、棉籽油、椰子油、肝油、米糠油、亚麻油、菜籽油的生产及其组分分离中应用，但重点用于天然维生素E、植物 醇、谷维素、E P A 和D H A、脂肪酸酯及二聚酸的生产上。如油脂脱臭馏出物中天然维生素E 和植物陷醇的获取，可预先脱除脂肪酸后对二者加以分离，海产鱼油E P A 和D H A 的生产也有采用分子蒸馏进行的，在精细化工上广泛应用的二聚酸合成原料来自大豆、亚麻、棉籽等不饱和脂肪酸，原料经聚合、薄膜蒸馏后，通过分子蒸馏可分离得到单体酸、二聚酸和三聚酸。经酯化或醇解反应制备的混合甘油酯，采用分子蒸馏技术，可得到含量为9 0 的单甘酯。4 4 超声波技术超声波是频率大于2 0 K H Z 的声波，具有波动与能量的双重属性【1 0 l l。是一种弹性机械振动波，是听觉阈以外的声振动。其振动产生并传递强大的能量，给予媒质粒子极大的速度和加速度，加速度随着声波频率的增高而增大。对某些物质超声波比一些电磁波渗透得更深，停留时间也较长，足以使物质中分子加速运动。由于大能量超声波的作用，媒质粒子将处于约为其重力1 0 4 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出很多空穴，这些小空穴在瞬间生成、生长、崩溃时，会产生高达几千个大气压的瞬时压力，即成为空化现象。由于空化对界面扩散层作用，使扩散层上的分子扩散急剧加快，从而使动植物中的油脂加速渗透出来，以提高出油率。超声波同时还具有机械振动、击碎、化学效应等作用，这些都有助于油脂的提取【1 0 2 l。超声波的空化效应、机械振动等作用的利用也随着研究领域的拓展而进入了油脂工业，从油脂的提取到深加工，都有应用超声波改善品质、节约原料、提高效率的实例。采用熬制法生产动物油脂出油率低，高温下维生素等热敏性物质易被破坏，采用超声波处理不但大大提高出油率，缩短提取时间，而且能使维生素等免遭破坏。在植物油脂提取中，采用超声波处理也可大大缩短取油的时间，如W F r e dS c h u r i n g 等人研究用乙醇浸出法提取棉籽油时，使用了超声波处理棉籽，单位时间(最初1 h)的出油量较对照组高8 3 倍。超声波处理也使植物油中的生理活性成分如维生素E、不饱和脂肪酸的化学稳定性得以保持，在国外已有工厂将超声波精炼法用于有特殊要求特别是高附加值油脂的精炼，效果良好，此方法在脱酸阶段，毛油与碱液混合时用1 5 1 5 0 k H z s 超声波处理，以加速完全中和，然后再对乳化混合物进行4 0 0-2 0 0 0 k H z s 的超声波处理，最后将凝集的皂脚和油离心分离。G o r o d c n d 等人报道，葵花籽油采用超声波精炼有利于脱胶，M o n l t o n 等人给大豆油加氢，氢化率提高了2 8。在油脂裂解和皂化(如羊毛脂)中，采用超声波处理较易达到要求的反应程度。特别是以现今超声波技术作为生命科学研究细胞壁的一个重要的技术手段和从微生物油脂的发展前景来看，超声波将在微生物油脂的研究和工业化生产中发挥独特作用。4 5 微波和远红外技术微波是一种频率为3 0 0 M H z 一3 0 0 G H z 的高频波段电磁波，工业微波加热设备常用波段一般为9 1 5 _+2 5、2 4 5 0+_ 5 0、5 8 0 0+7 5、2 2 1 2 5 _+1 2 5(M H z)等四个波段。从物料受热的热能转换效率、加热总时间、物料与设备部件耗能比例等方面综合评价，与远红外、蒸气加热、微波加热相比更节能，也更高效。此外，由于微波功率输出的可调性和微波加热时其内部蒸汽压力梯度和蒸汽向外迁移速率的可调性，可在适宜条件控制下便物料达到膨化效果。微波的这些特点及其在食品加工上表现出的热特性和生物效应形成了微波食品工程这一新兴领域，但对食品油脂的研究和应用尚属起步阶段。在植物油加工的油料干燥工序中，传统的方法是采用加热介质水蒸气、热空气等进行热力干燥，这种方法时间长，耗能大，干燥不均匀，且各组分同时受热，这将直接影响成品油的质量。采用高效、省时及选择性加热的微波进行物料干燥，可较好的解决这一实际闯题，其主要依据在于在微波作用下水的介电系数和介电损失系数都大大高于油脂。以致加热过程中水分被选择性蒸发。如Y a hH u aC h a(1 9 9 5)采用微波处理含水量为1 5 1 8 的大豆，时间仅l m i n，获得同样干燥程度的普通热力干燥则需3 0 r a i n，毛油品质也较对照组高。H i r o m iY o s h i d a 等人(1 9 9 4)在芝麻油蒸炒加工中利用微波处理来降低芝麻素、芝麻明及维生素E的损失，以提高毛油抗氧化稳定性。微波加热还有利于提高饼柏蛋白质的利用价值。随着对微波干燥油料机理进一步深入的研究，微波干燥的综合效益将在油脂加工中得以充分体现。微波萃取技术是使用微波、以及对微波。透明”的反应器和合适的溶剂来提取物质的化学成分。作为一种新工艺，其优点在于节能、溶剂消耗低、废物生成少及生产时间短等，同时也提高了产物的得率和纯度。对一些以油脂为载体的香精油的提取，可发挥微波的选择性这一特长，尤其是对萜烯成分的提取更为有效，如采用微波提取的马郁兰油产量接近l。此外，由于微波提取速度快，可使油脂许多热敏性成分损失减少，例如鱼肝油采用微波加热提取，脂溶性维生素的破坏率较常规提取法低。许多研究表明，对于低或非挥发性的有效成分，微波萃取可大幅度提高物质的提取速度。例如对棉酚的提取，仅用常规法溶剂用量的一半，在十几分钟之内即可完成萃取。远红外技术在油脂工业中主要用于对不利于油脂和饼柏质量的酶的钝化，如菜籽油生产中已有采用远红外加热灭酶技术，约3 2 s 远红外线处理即可使油菜籽中9 5 的黑芥子酶失活，从而避免该酶水解硫代葡萄糖甙产生异硫氰酸盐、腈、恶哇烷硫酮等有害物质，防止了这些含硫物质在菜籽油氢化中使镍催化剂中毒。4 6 水酶法萃取技术水酶法是将酶制剂应用于油脂分离的一种较新的油脂与蛋白质分离方法，通过对油料种籽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。与传统油脂萃取技术相比，水酶法具有处理条件温和，工艺简单、能耗低、并且能同时得到纯度高、再利用性强的蛋白质和优质的植物油脂等优点。水酶法提取油脂的工艺可分为四类，即水相酶解水萃取工艺、水相酶解有机溶剂萃取工艺、油料低水分酶解压榨工艺和油料低水分酶解溶剂浸出工艺。其中水相酶解效率较高，但从水相中分离油脂难度较大，特别对于含油量低的油料如大豆。低水分酶解效率低，但酶解后以传统的溶剂低温浸出或机械冷榨提油，工业上较易实现，从同时利用油脂与蛋白质的角度讲，此法提取效果较理想。为了减少酶的用量同时获得高质量的蛋白，可采用多种酶复合，结合水相酶法有机溶剂萃取形成一种新的工艺。水相酶法水萃取工艺与水相酶解有机溶剂萃取工艺相比，由于有机溶剂的存在不仅推动油料释放油脂的过程从而使油脂更易进入有机相，而且使油分从蛋白及水相中更加容易地分离出来，因而提高所得蛋白质产品的纯度也相应提高了得油率。水相酶解有机溶剂萃取工艺整个工艺过程中力求避免高温操作，为以后的大豆蛋白的再利用创造良好的条件，有机溶剂萃取对大豆蛋自的各种性质影响很小。水相酶法有机溶剂萃取工艺与传统工艺如压榨法、浸取法等相比有如下优点：油脂质量高，无需精炼或较低成本的精炼就可达到食用油的等级要求，酶处理条件温和，脱脂粕的变性小，大豆蛋白的乳化及溶解性都较传统方法好。酶降解使大豆中诸如纤维素、果胶、果皮等不易溶的物质转化为水溶性物质，从而提高蛋白质的纯度。由于这种水相酶法有机溶剂萃取工艺与传统工艺相差不大，所以可将原有的设备改造成可利用设备从而节省生产成本。由于此工艺缩短了油脂提取时间进而提高了设备处理能力。水相酶解有机溶剂萃取工艺是一种大豆油脂提取技术的创新，如果将其在生产上大面积推广必将产生良好社会效益与经济效益。到目前为止，国外在这方面的研究较早较多【1 8 1 0 5】，1 9 8 3 年F u l l l f o o k 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蛋白质和油脂，研究中大豆油回收率可达9 0，菜籽油为7 0 7 2。1 9 8 6 年M c G l o n e 等人用聚半乳糖醛酸酶、Q 淀粉酶和蛋白酶提取椰子油，油脂收率为7 4 8 0。1 9 8 8 年S o s u l s k i 对C a n o l a 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。1 9 9 3 年S o s u l s k i 等人对C a n o l a 油料先进行酶处理后再进行压榨，未经酶处理的C a n o l a 压榨出油率仅为7 2，经过酶处理后可达9 0 9 3。1 9 9 6 年C h e M a n 等人用纤维素酶、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7 3 8 等。刘志强，邓光炳l l 嘶】做了花生水酶法蛋白质提取及制油研究，油脂提取率可以达到9