食品科学技术21603 - page 8

超声波、热压处理、 预酶解及超高压处理等。 通过比
对研究,国内现已开发出针对不同油料作物的预处
理工艺[30] ,超声波技术因其加速物料传热 、 传质及
空泡作用,可应用于胡麻子、胚芽、 茶叶籽等油料,具
有缩短制取时间、提高出油率等特点[31 - 34] ; 分步式
预酶解技术利用纤维素酶、 果胶酶逐级降解细胞壁
纤维素骨架结构, 促进破裂使油脂聚集, 适于菜籽、
米糠、玉米胚芽等的预处理工艺[35 - 37] ; 挤压膨化技
术可充分破坏油料细胞壁,通过增加蛋白质表面积、
变性程度及酶解作用位点,促进油脂释放和溶出 ,可
应用于大豆、米糠和葵花籽等的原料处理[38 - 42] 。 国
内在高新预处理技术的引入应用方面领先于国外,
但相关研究仍局限于工艺参数优化及特种油料预处
理技术的研发,多数预处理方法仍停留在实验室阶
段,尚未实现规模化 、产业化。
乳液的破除是制约生物解离工艺发展的主要技
术瓶颈,亦是现今的研究热点 。 目前对破乳技术的
研究多集中于物理破乳 ( 微波破乳、加热破乳、 冷冻
解冻破乳)、化学破乳 ( pH 破乳 、 有机溶剂破乳、 无
机盐破乳) 以及酶法破乳等[43 - 47] 。 比较几种物理
破乳方法,微波、加热乳状液的破乳率不高, 虽然冷
冻解冻破乳效果好, 但耗能较大,需要专门的设备;
采用化学破乳的游离油回收率有高有低, 但其引入
了盐类和有机溶剂,需要专门的设备和工艺去除这
些物质,增加提油的成本 , 降低油脂的品质; 采用酶
法对乳状液进行破乳,破乳率较高 ,此外酶法破乳不
会引入有害物质,油脂品质高 ,耗能低 [48] 。
本研究团队在此方面处于国内领先水平, 现已
创制反胶束萃取破乳、磷酸聚沉— 热絮凝破乳、超临
界 CO2 高效破乳、高压蒸汽快速破乳、 超声—乙醇破
乳、微生物破乳等多项技术 , 破乳效果显著, 且回收
得到的蛋白质功能性强、纯度高、凝胶性及持水性均
优于国外同类产品[49 - 51] 。 同时利用磷脂酶— 乙醇
破乳技术,全面破除高磷脂油料生物解离形成乳状
液, 破乳率高达 99. 51% , 同时简化了后续脱胶
工艺。
为进一步实现生物解离产业化发展、生产高附
加值产品,部分研究利用微波辅助酶法、超高压均质
和高温蒸煮技术和超滤处理法提取残渣中的功能性
低聚糖,所得低聚糖主要含有水苏糖、 棉籽糖, 具有
促进人体肠道内有益菌、非致龋齿性、 甜度低、 热能
低等生理功能[52 - 54] ;以不溶性豆渣为原料, 联用淀
粉酶、纤维酶等复合酶解,酶解滤液经醇沉干燥制得
水溶性膳食纤维 ,滤渣经丙酮 / 乙醇分级洗脱制得非
水溶性膳食纤维 。 另有研究将酶法提油过程中水相
液组分施以二次酶解, 借助电渗析除去芳香族氨基
酸及游离氨基酸 , 再经反渗透及超滤处理制得高 F
值复合低聚肽及降压活性炭等功能性肽类 , 进一步
通过醇洗水相组分和残渣基液进行超声萃取 、大孔
吸附树脂纯化及丙酮萃取 ,萃取液及滤除不溶物分
别经真空浓缩、冷冻干燥制备为大豆异黄酮及大豆
皂苷[55] 。
3摇 大豆生物解离技术的瓶颈分析
综上所述 , 目前国内外研究侧重于不同预处理
方式增加油脂提取率和乳状液破除方式等方面的研
究 ,而未深入开展影响生物解离大豆蛋白油脂释放
的关键组分和特征构象研究 ,以及生物解离大豆蛋
白油脂过程中,各组分间的分子相互作用 ,结构及其
功能性的变化等方面的基础研究, 这也极大限制了
生物技术在大豆产品加工的发展与应用。
1) 大豆中油脂主要存在于大豆油脂体中,其结
构极其稳定 。 生物解离酶法制取油脂的过程中 ,首
先需要经过预处理的方法对大豆细胞壁进行破坏 ,
增加生物解离时酶的接触位点。 但目前有关预处理
过程中油脂的释放、 聚集及大豆油脂体结构状态的
研究十分有限,因此, 要明晰预处理对大豆油脂体的
作用机制,提升预处理效果 。
2) 在生物解离过程中, 油脂体对蛋白体、 细胞
壁等具有明显的亲和力, 因而限制了解离过程中油
脂的释放[56,3] 。 而在整个过程中有多种因素影响着
油脂体和蛋白质体的稳定性 ,以及它们之间的相互
作用,因而会影响油脂的提取率。 在生物解离体系
中蛋白质体和油脂体相互作用复杂, 蛋白质水解的
关键组分、空间结构变化及磷脂 、多糖对油脂释放都
有重要影响 ,重点探明重要组分的相互作用关系,解
决油脂的释放问题。
3) 大豆油脂体作为亚细胞态稳定结构, 其分子
空间结构动态变化, 油脂体各组分均会影响生物解
离过程中油脂溶出, 需从分子层面基础上研究大豆
油脂体溢裂模式及油脂析出机制 。
4) 利用生物酶法解离提取大豆油脂最为关键
问题是乳液的破除 。 大豆酶解后蛋白、 磷脂和油脂
构成稳定的乳状液体系 [18] , 其乳状液组分 、界面性
质及结构特征与乳液的稳定性紧密相关。 而且乳状
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第 34 卷 第 3 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 江连洲: 大豆生物解离制取油脂技术研究进展