随着科技的发展,现在食品市场主要供应加工食品,以方便消费者。然而,加工不仅可以用于为消费者利益准备食品,还可以节省原材料成本,并用更便宜的合成成分代替昂贵的天然成分。有时,恶劣的加工方法或条件也会导致有价值的成分降解或损失。维生素、矿物质、氨基酸和多不饱和脂肪酸是均衡饮食的关键组成部分,可防止健康状况恶化并降低肥胖、糖尿病、心血管疾病和癌症的发病率。
植物油是一种特别有价值的生物活性物质来源,具有治疗和预防许多疾病的有用特性。这些物质包括天然抗氧化剂、ω-6和ω-3脂肪酸(分别以亚油酸和亚麻酸脂肪酸为代表),以及植物甾醇和角鲨烯(是甾醇、类固醇激素和维生素D形成的前体)。
油中这些物质的含量取决于原料和榨油工艺。从油籽中提取油的两种最常见的技术是使用压榨机(压榨)的机械提取和使用有机溶剂的提取。尽管溶剂萃取比压榨更有效并且可以从原材料中提取更多的油,但该技术涉及使用有机溶剂(主要是己烷),这在生产过程中是危险的,并且对人体健康存在风险如果未正确从产品中移除。
此外,从生态角度来看,溶剂蒸气释放到环境中也是危险的,因为它们与空气污染物发生反应并形成臭氧和光化学物质。最后,通过提取方法获得的油必须经过精炼,这导致许多生物活性物质的损失。
压榨方法更加环保(尽管能耗较高)和安全,并且还有助于保留所得油中有价值的天然成分(尤其是冷压)。然而,压榨并不能完全从油籽中提取油,并且很大一部分残留在饼中。这就是持续研究强化机械采油技术的原因。一些强化方法包括使用萜烯和离子液体作为绿色溶剂的溶剂萃取方法,但这些方法中最有前途的是植物材料,特别是压榨前用水解酶对油籽进行酶预处理。
油籽中的油受到油籽细胞内的区室化和各种结构成分的很好保护。为了从其亚细胞和细胞区室中释放油,有必要降解这些结构成分。为了支持机械力本身不会导致完全提取,使用水解酶(一种快速且特异性的催化剂)有望通过部分水解各种油材料细胞成分来实现高油产量。
目前,含油植物材料和油籽的酶预处理主要在实验室规模进行研究,仅进行了一些试点研究。为了将该技术转移到工业中,必须显着提高石油开采的产量,但不能干扰现有的工艺。一个关键因素是处理时间,它对技术适用性、商业可行性和产品质量有很大影响。因此,优化所应用的酶混合物和酶预处理的关键参数非常重要,以保持较短的处理时间、足够大的颗粒尺寸以保持压榨的孔隙率以及尽可能低的水分含量。酶预处理过程中的温度和pH值等其他因素更容易适应以提高酶的性能。
然而,最大的因素是针对给定底物的最佳酶组合,不仅攻击细胞壁,而且同时攻击膜油质体,并结合不同的策略来削弱细胞微观结构,以实现有效的油提取。细胞结构是一个非常复杂的多组分系统,并随种子类型的不同而变化。为了有效利用酶预处理,必须研究其化学成分并相应地选择酶。酶预处理的一个有益结果可能是压制过程中压力降低,从而降低能源需求和成本。酶预处理与压榨机械提取的结合有可能比溶剂油提取方法更加环保。
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