基于水相的Macauba(Acrocomia aculeata)果肉油提取工艺:工艺优化、放大生产的可重复性及油品质量

《ACS Food Science & Technology》:Aqueous-Based Extractions of Macauba (Acrocomia aculeata) Pulp Oil: Process Optimization, Scale-up Reproducibility, and Oil Quality

【字体: 时间:2025年10月24日 来源:ACS Food Science & Technology 2.8

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  巴西坚果果肉油水相提取及酶辅助提取工艺优化与规模化应用研究。通过实验室参数优化和四轮规模放大试验,确定了水相酶辅助提取(AEE)最佳条件为1% pectinase与1% cellulase复合酶、50℃、350rpm搅拌、2小时提取,产率达73%,显著优于水相提取(AEP)的51%。提取油酸价2.76-2.93%、K270值0.16-0.19,氧化稳定性良好;含油酸71%、亚油酸10%,脂肪酸组成优于传统压榨法。研究证实酶辅助水相提取技术具有工业规模化潜力,为可持续的坚果油生产提供了新方法。

  本研究探讨了通过水提取和水酶提取技术从马卡乌巴果肉中高效回收油脂的可行性,并验证了这些方法在工业规模下的适用性。马卡乌巴是一种具有潜力的热带棕榈植物,其果肉油脂富含单不饱和脂肪酸和类胡萝卜素,适用于食品和生物燃料行业。相比之下,其果核油脂则富含饱和脂肪酸,适合用于化妆品领域。由于马卡乌巴果肉含水量高,传统的机械压榨方法并不适用,因为干燥过程需要大量能源。因此,研究者开发了更环保、节能的水提取(AEP)和水酶提取(AEE)技术,以实现油脂的高效提取并减少对环境的影响。

在实验室阶段,研究团队对关键参数进行了评估,包括酶浓度、提取时间、温度和搅拌速率。其中,AEE-pectinase/cellulase系统在提取效率方面表现最佳,达到了73%的油脂回收率,而AEP仅达到51%。研究还发现,提取后的油脂具有良好的氧化稳定性,酸值在2.76%-2.93%之间,K270值在0.16-0.19之间。类胡萝卜素含量在25-30 μg/g之间,而脂肪酸组成则以油酸(71%)和亚油酸(10%)为主。这些结果表明,AEP和AEE方法在实验室条件下能够有效提取油脂,并保持产品的质量。

为了验证这些方法的工业可行性,研究者进行了四次扩大规模的实验,分别测试了AEP和不同酶组合的AEE。结果显示,AEE-pectinase/cellulase方法在工业规模下同样表现出较高的油脂回收率,同时保持了产品的稳定性。此外,实验发现,使用水作为溶剂而不是缓冲液可以简化提取过程,降低生产成本,并减少对环境的影响。这些结果表明,水酶提取技术在工业应用中具有显著优势,能够替代传统的机械压榨方法。

在扩大规模的实验中,研究者还对油脂的化学特性进行了评估,包括水分含量、酸值、类胡萝卜素含量、K232和K270值等。这些参数对于确保产品品质和工业生产的稳定性至关重要。研究发现,所有AEE方法在工业规模下的油脂回收效率均高于实验室规模下的最优条件,表明这些方法在扩大规模后依然具有良好的表现。此外,实验还发现,不同酶组合对油脂回收效率的影响并不显著,这表明在实际应用中可以根据成本、可得性和操作便利性选择合适的酶。

研究还分析了油脂的脂肪酸组成和碘值,以评估其营养价值和潜在的健康影响。结果显示,油脂中单不饱和脂肪酸(MUFA)和多不饱和脂肪酸(PUFA)的比例较高,而饱和脂肪酸(SFA)的比例相对较低。这种脂肪酸组成被认为对心血管健康有益,因为单不饱和和多不饱和脂肪酸的比例高于饱和脂肪酸。此外,研究还发现,不同提取方法对油脂的化学特性影响较小,表明这些方法在工业规模下能够保持产品的稳定性。

总的来说,本研究展示了水提取和水酶提取技术在工业规模下的可行性,这些方法能够有效回收油脂并保持产品质量。然而,为了实现其更大的应用潜力,还需要进一步研究以提高其经济可行性。此外,还需要对液体和固体副产品进行更深入的功能和工艺研究,以探索其替代用途。同时,本研究提出的扩大规模策略也可以作为设计适合工业规模水提取设备的基础,从而推动马卡乌巴果肉油脂生产的循环经济,为行业提供可持续的解决方案。
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