摘要：为提高亚麻籽油提取率，以亚麻籽为原料，采用果胶酶酶法提取亚麻籽油。采用单因素实验探讨了料液比、酶解温度、酶解时间对亚麻籽油提取率的影响，在此基础上采用响应面法对果胶酶酶法提取亚麻籽油的工艺条件进行了优化。结果表明，果胶酶酶法提取亚麻籽油的最佳工艺条件为料液比1∶5、果胶酶添加量3%、酶解温度56℃、酶解时间6h，在此条件下亚麻籽油提取率为85.64%。采用果胶酶可以有效提取亚麻籽油。
关键词：亚麻籽油；酶法；果胶酶
亚麻又称胡麻，起源于远东、地中海沿岸，是一年生草本植物，按用途可分为纤维用亚麻、油用亚麻和油纤兼用亚麻三种。亚麻籽是亚麻的成熟种子，由于其含有丰富的必需脂肪酸α－亚麻酸，近年来在我国主要作为油料用于食用植物油的生产加工［1－3］。
目前，从亚麻籽中提取亚麻籽油的方法主要有热榨法和溶剂浸出法，这两种方法在前处理过程中要采用高温长时间处理，油料中的蛋白质易变性，不利于资源的再利用［4］。王文侠等［5］采用超临界二氧化碳流体萃取法提取亚麻籽油，亚麻籽油提取率高达80.18%，但所需设备昂贵，不利于大规模的工业化生产。水酶法因反应条件温和、产物综合利用高等优势而受到广泛关注。
水酶法是利用酶对植物细胞壁的降解作用，使脂多糖、脂蛋白分解，从而利于油脂释放，提高油脂的提取率。水酶法常用的生物酶有碱性蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、α－淀粉酶、木瓜蛋白酶等。采用水酶法提取亚麻籽油的相关研究较少，且在已有研究中多是采用复合酶，如陈晶等［6］利用碱性蛋白酶和复合纤维素酶提取亚麻籽油，并对提取工艺进行了研究；姚思含等［7］使用纤维素酶和果胶酶复合酶辅助三相分离法对同时提取亚麻籽油、亚麻籽蛋白和亚麻籽胶的工艺进行了优化；张会彦等［8］采用中性蛋白酶与戊聚糖酶复合酶提取亚麻籽油，并对提取工艺进行了优化。考虑到果胶酶取材方便，提取效率高等优点，本研究采用单一果胶酶酶法提取亚麻籽油，通过单因素实验和响应面实验优化酶法提取条件，以期为酶法提取亚麻籽油提供参考。
1材料与方法
1.1实验材料
脱胶亚麻籽，浙江中科中创健康科技有限公司。果胶酶(酶活3×105U/g)，南宁东恒华道生物科技有限责任公司；氢氧化钠、柠檬酸等均为分析纯试剂。
HS－9240A电热鼓风干燥箱，FA1004电子天平，WH－5恒温水浴锅，SS752－500型高速离心机，ＲE－2000A旋转蒸发器。
1.2实验方法
1.2.1亚麻籽油的提取
取50g脱胶亚麻籽，经粉碎机粉碎后，按照一定的料液比添加蒸馏水，用0.1mol/L的柠檬酸溶液调节料液的pH至果胶酶最适反应pH(约3.5左右)，升高温度，添加一定量的果胶酶，酶解反应一定时间。酶解完成后置于90℃水浴中灭酶活10min，冷却至室温后移至离心机中离心20min，收集上层清油，即得亚麻籽油。
1.2.2亚麻籽油提取率的计算
采用GB/T14488.1—2008测定脱胶亚麻籽的含油率，按下式计算亚麻籽油提取率(Y)。
式中：m1为亚麻籽油质量，g；m0为脱胶亚麻籽粉质量，g；C为脱胶亚麻籽粉含油率。
2结果与分析
2.1亚麻籽油提取单因素实验
2.1.1料液比对提取率的影响
在果胶酶添加量3%、酶解温度55℃、酶解时间6h条件下，考察料液比对亚麻籽油提取率的影响，结果见图1。
图1 料液比对亚麻籽油提取率的影响
由图1可知，随着料液比的增加，亚麻籽油提取率先增大后降低。料液比从1∶3增加到1∶4时，提取率增加不明显；料液比从1∶4增加到1∶5时，提取率陡然上升，当料液比为1∶5时，提取率最大，这表明在一定范围内，增加水量可以明显提高提取率；料液比超过1∶5后，提取率明显下降，这可能是因为水的过度增多，使酶的浓度降低，反应速度减慢，反应效率下降。
2.1.2酶解温度对提取率的影响
在料液比1∶5、果胶酶添加量3%、酶解时间6h条件下，考察酶解温度对亚麻籽油提取率的影响，结果见图2。
图2 酶解温度对亚麻籽油提取率的影响
由图2可知，随着酶解温度的升高，亚麻籽油提取率呈先增大后降低的趋势，在55℃时达最大值。这是因为酶的活性与温度息息相关，每一种酶都有其最佳活性温度范围，在本实验条件下，随着酶解温度上升，酶的活性逐渐增大，酶的催化反应速度加快，亚麻籽油提取率也呈现增长趋势，在55℃之后，酶会逐渐变性失活，从而导致亚麻籽油提取率降低。
2.1.3酶解时间对提取率的影响
在料液比1∶5、果胶酶添加量3%、酶解温度55℃条件下，考察酶解时间对亚麻籽油提取率的影响，结果见图3。
图3 酶解时间对亚麻籽油提取率的影响
由图3可知，随着酶解时间的延长，亚麻籽油提取率呈先上升后下降的趋势，在提取时间6h时达最高。这是因为酶解时间过长，有可能促使部分提取出来的亚麻籽油进入了乳化层，导致清油量减少，提取率反而下降［9］。
2.2亚麻籽油提取响应面实验
在单因素实验的基础上，固定果胶酶添加量为3%，以料液比(A)、酶解温度(B)及酶解时间(C)3个因素为自变量，亚麻籽油提取率(Y)为响应值，设计三因素三水平的响应面实验，优化亚麻籽油果胶酶酶法提取工艺条件。响应面实验因素水平见表1，响应面实验设计及结果见表2，方差分析见表3。
表1 响应面实验因素水平
表2响应面实验设计及结果
表3方差分析
注：p＜0.05差异显著，p＜0.01差异极显著
根据Design－Expert软件对表2实验数据进行拟合，得到回归方程为：Y=85.24+0.05A+2.32B+1.25C－0.15AB－0.75AC－0.6BC+0.11A2–3.64B2－3.44C2。
由表3可以看出：该回归模型p值小于0.01，说明回归模型差异极显著；失拟项p值大于0.05，说明失拟项不显著，因此回归方程可靠。交互相AB、BC的影响极显著，AC的影响显著。3个因素中，B的影响极显著，而A、C影响不显著。
通过二次多元数学模型解逆矩阵和软件Design－Expert建模实验分析，最终得出果胶酶酶法提取亚麻籽油的最佳条件为料液比1∶5.26、酶解温度56.33℃、酶解时间6h，在此条件下亚麻籽油提取率理论值为85.63%。为了便于操作，对最佳条件进行修正，确定亚麻籽油最佳提取条件为果胶酶添加量3%、料液比1∶5、酶解温度56℃、酶解时间6h。经验证实验，最佳条件下亚麻籽油提取率为85.64%。
3结论
以亚麻籽为原料，采用果胶酶酶法提取亚麻籽油，获得最佳提取条件为果胶酶添加量3%、料液比1∶5、酶解温度56℃、酶解时间6h，此条件下亚麻籽油提取率为85.64%。说明采用果胶酶可以有效提取亚麻籽油。
参考文献
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［3］OOMAHBD.Flaxseedasafunctionalfoodsource［J］.JSciFoodAgric，2001，81(9)：889－894.
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［7］姚思含，廖敏和，康佳欣，等.酶辅助三相分离法同时提取亚麻籽油、亚麻籽蛋白和亚麻籽胶工艺优化［J］.中国油脂，2022，47(3)：11－17.
［8］张会彦，刘壮，欧阳伶俐，等.水酶法提取胡麻籽油的工艺研究［J］.中国油脂，2017，42(6)：5－8.
［9］谭春兰，袁永俊.水酶法在植物油脂提取中的应用［J］.食品研究与开发，2006，27(7)：128－129.
文章摘自：王恺，田振华.果胶酶酶法提取亚麻籽油工艺条件优化［J］中国油脂2022年第47卷第8期
