酶在水代法生产芝麻香油中的应用研究
芝麻油常用的生产方法有水代法、浸出法和压榨法，浸出法得油率高、工艺简单，易于实现大规模生产，但其所得芝麻油香味不够浓郁，颜色发暗、发浊，且有溶剂残留[1]；压榨法提取率高、产品稳定、操作简单，但所得产品口感差、香味较淡，蛋白质功能受影响。水代法是我国特有的生产芝麻香油的传统方法，其基本原理是利用水与蛋白的亲和力大于油与蛋白的亲和力，在振荡的条件下，将油释放出来[2-4]，这种方法的特点是投资少，操作简单灵活，所得香油香味浓郁，品质天然，深受广大消费者喜爱，但得油率较低，不易实现大规模生产[5]。
随着酶技术的不断发展，酶制剂在植物油料加工过程中的应用也越来越广泛。水代法兑浆搅油后，料浆中加入酶进行酶解，能进一步破坏油料细胞结构，水解蛋白质，使油脂分子尽可能地释放出来，从而最大程度上提高出油率。本文探讨了不同酶制剂在水代法提取芝麻香油中的应用效果，这对于芝麻香油的规模化生产具有重要意义。
1· 材料与方法
1.1 试验材料
白芝麻：郑州市金海粮油市场，产自湖北；酶制剂：江苏锐阳生物科技有限公司；试剂：均为分析纯。
6种酶的酶活及最适反应条件见表1。
1.2 试验仪器
FA-2004型电子天平，全自动凯氏定氮仪，索氏抽提器，SHZ-88(双显)水浴恒温振荡器，离心机。
1.3 试验方法
1.3.1 分析方法
水分及挥发物含量、灰分含量、粗脂肪含量分别参照：GB/T 5528—2008、GB/T5009.4—2003、GB/T 5512—2008；粗蛋白含量的测定按照全自动凯氏定氮法。
提油率(%)=所提芝麻油质量/[(样品质量×含油率)]×100
残油率(%)=芝麻渣中残油的质量/[(样品质量×含油率)]×100
1.3.2 酶法辅助水代法制油工艺
原料芝麻→筛选→漂洗→调质→炒籽→扬烟→磨坯→一次兑水→二次兑水→酶解→离心分离→芝麻香油。1.3.3 单因素试验和正交试验 选取纤维素酶加酶量分别为0、100、200、300、400、500 U/g[6]；碱性蛋白酶加酶量为0、1000、1500、2000、2500、3000 U/g[7-8]；中性蛋白酶加酶量为0、1000、2000、3000、4000、5000 U/g；酸性蛋白酶加酶量为0、1000、2000、3000、4000、5000 U/g[9]；木瓜蛋白酶加酶量为0、1000、2000、3000、4000、5 0 0 0 U / g [ 1 0 ]；菠萝蛋白酶加酶量为0、1 0 0 0、2000、3000、4000、5000 U/g。在酶解温度50℃，酶解时间3.0 h，回旋震荡频率为165 r/min，以及各种酶最适pH下[11]，根据初试各酶的加酶量探索，6种酶各取5水平进行单因素试验，研究不同酶种加酶量对提油率和麻渣残油率的影响。
在单因素试验基础上，选取4种效果较好的酶进行正交试验，确定酶法辅助水代法的最佳加酶组合。
2· 结果与讨论
2.1 原料芝麻基本成分测定
原料芝麻基本成分测定结果见表2。
2.2 单因素试验
2.2.1 纤维素酶加酶量对提油率和残油率的影响
由图1可知，当纤维素酶加酶量小于200 U/g时，提油率随着加酶量的增大而明显提高，麻渣中残油则随加酶量的增大而快速降低；当加酶量大于200 U/g时，提油率和残油率随酶量的增大而趋于平缓。纤维素酶能水解细胞壁中的纤维素，破坏细胞结构，从而使油脂分子尽可能地释放出来。因此，本实验中选取纤维素酶合适的加酶量为200 U/g。
2.2.2 碱性蛋白酶加酶量对提油率和残油率的影响
如图2所示，当碱性蛋白酶加酶量小于2000U/g时，提油率随着酶量的增大而提高，残油率随着酶量的增大而降低；当加酶量大于2000 U/g时，提油率缓慢下降，趋于平缓，麻渣的残油率也趋于平缓。蛋白酶的作用是水解蛋白，使与蛋白质分子结合在一起的油脂分子进一步释放出来，从而提高提油率。因此，本实验选择合适的碱性蛋白酶加酶量为2000 U/g。
2.2.3 中性蛋白酶加酶量对提油率和残油率的影响
由图3可以看出，当中性蛋白酶加酶量小于3000 U/g时，提油率随加酶量增大而逐步提高，残油率则随之降低。当加酶量大于3000 U/g时，提油率和残油率均没有明显变化。因此，本实验选取中性蛋白酶加酶量为3000 U/g。
2.2.4 酸性蛋白酶加酶量对提油率和残油率的影响
如图4所示，在酸性蛋白酶作用下，提油率和残油率的变化均没有规律性，因此，酸性蛋白酶对提油率没有明显作
2.2.5 木瓜蛋白酶加酶量对提油率和残油率的影响
由图5可知，木瓜蛋白酶加酶量对提油率和残油率都有很大的影响。当加酶量小于3000 U/g时，提油率随着酶量的增大而逐渐提高，麻渣中残油率随酶量的增大逐步降低；当加酶量大于3000 U/g时，随着加酶量的增大，出油率和残油率均无明显变化。因此，本实验选择木瓜蛋白酶合适的加酶量为3000 U/g。
2.2.6 菠萝蛋白酶加酶量对提油率和残油率的影响
由图6可以看出，菠萝蛋白酶加酶量对提油率和残油率有一定影响。当加酶量小于4000 U/g时，提油率随酶量的增加而缓慢提高，麻渣残油也相应降低，但提油率最高仅80.05%，菠萝蛋白酶对提高提油率效果不明显。
2.3 正交试验
在以上单因素试验结果基础上，选取对提高提油率、降低残油率效果较好的纤维素酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶和木瓜蛋白酶，研究4种酶的配合作用，以提油率为考察指标，进行正交试验。因素水平表见表3。
正交试验结果见表4。
方差分析表见表5。
由表4可知，各因素对提油率的影响大小依次为：B>A>C>D，即碱性蛋白酶>纤维素酶>木瓜蛋白酶>中性蛋白酶。比较均值大小可得出最佳加酶组合为A2B2C3D2，即纤维素酶200U/g，碱性蛋白酶2000 U/g，木瓜蛋白酶3500 U/g，中性蛋白酶3000 U/g。由方差分析表可知，碱性蛋白酶对提油率影响显著，其他因素均不显著。按最佳加酶组合进行3次验证实验，得到提油率结果平均值为88.32%。
3· 结论
在传统水代法提取芝麻油中加入酶，能有效地提高出油率，降低麻渣中的残油。
4种酶对芝麻油提油率的影响顺序依次是：碱性蛋白酶>纤维素酶>木瓜蛋白酶>中性蛋白酶。得到的最佳加酶组合为纤维素酶200 U/g，碱性蛋白酶2000 U/g，木瓜蛋白酶3500 U/g，中性蛋白酶3000 U/g。