张凯淇，于 泽，刘子伟，孔钦冰，刘 柯，曹 恰

（河北农业大学 理工学院，河北 沧州 061100）

1 大豆及大豆油

大豆（又称黄豆） 是人们熟悉的一种豆类，常以豆浆、豆腐和豆皮等豆制品形式出现，或是深加工食品的原料——酱油及酱类制品；此外，也是一种重要的油料作物[1]，大豆的营养价值较高，富含蛋白质和多种脂肪酸，尤其是亚油酸占比高达7.3%（±1.1%）[2]。亚油酸具有降低患癌率、预防心脏病、提高免疫力等功能[3-4]，可以对人体健康产生积极影响，由此可见，大豆油具有很高的食用价值。

然而，普通大豆的含油脂率只有10%~18%，即使是高油大豆的粗脂肪含量也不足22%[5]，其远远低于花生、油菜籽的含油脂率；并且大豆子叶的细胞之间几乎没间隙（如图1），细胞大小为1.67×10-3[6]，可知大豆榨油所需的外力较大，不易被破坏，加大了获取油脂的难度。

10×10 倍显微镜观察到的大豆子叶细胞[6]见图1。

图1 10×10 倍显微镜观察到的大豆子叶细胞

2 大豆制油加工工艺

大豆含油脂率低，想要得到出油率高且品质好的油更加不易。往年对大豆制油加工工艺的研究颇多，将众多方法分为物理方法、化学方法、生物方法和混合方法，再分类举出典型的加工工艺，针对其加工工艺流程及关键步骤等信息进行详细叙述。

大豆制油工艺的思维导图见图2。

图2 大豆制油工艺的思维导图

2.1 物理方法

2.1.1 压榨法

有一种古法压榨法是纯物理压榨，不是熟知的那个“压榨法”，其依靠压力将油脂直接从原料中分离出来，保留了大豆的原汁原味，为了与现代压榨区分而被称为笨榨，笨榨法的成品又分为笨榨生豆油和笨榨熟豆油[7]，其区别点类似于冷榨油和热榨油。目前，压榨法的大致工艺流程为大豆→清洗→干燥→破碎→过筛→压榨→分离→大豆油，压榨前是否加热、蒸煮，分为冷榨法和热榨法，一般热榨温度维持在128 ℃左右[8]，导致热榨的出油率略高于冷榨，但是倪倩[9]通过比较冷榨和热榨提取的大豆油品质，发现前者比后者的亚油酸含量多出22.80%，由于亚油酸含量的提高，冷榨大豆油的营养价值明显高于热榨。

压榨制取大豆油较为安全，几乎不添加有害化学成分，但是其出油率较低，经济效益不高，所以现代压榨方法常需要调节压榨条件、添加辅助处理或和其他方法结合制油，如纤维素酶结合碱性蛋白酶冷榨制油，朱秀清等人[10]根据优化试验得到了最优工艺数据，具体工艺技术要求与流程为大豆→清洗→干燥→脱皮→粉粹至40 目→调整水分含量13%→加纤维素酶与碱性蛋白酶（1∶2） 0.2%（加酶前先在45 ℃的水浴锅中活化30 min） →冷榨（温度80 ℃及螺杆转速36 r/min） →离心取杂→三级大豆油，出油率为70.6%，提高了出油率，可比常规冷榨法高2.1%。

2.1.2 萃取法

萃取法是根据不同溶解度来提取大豆油的物理方法，大豆→粉碎→过筛→调节温度和压力→萃取→大豆油。王拓等人[11]采用超临界萃取法提取一种新型浓香的优质大豆油，最优条件为大豆经170 ℃下烘烤30 min，破碎至40~60 目，萃取压力25 MPa，在50 ℃下萃取2.5 h；也可以采用超临界CO2萃取法，最佳提取工艺为在45 ℃，25 MPa 萃取颗粒度50 目的大豆粉末60 min，大豆油的提取率21.48%[12]。利用超临界流体的优良溶解能力，将基质和萃取物有效分离，可以避免在传统工艺上出现杂质过多的问题。

2.2 化学方法

溶液浸提法（浸出法） 是工业上普遍应用的一种大豆制油工艺，大豆→清洗→干燥→破碎→轧胚→调节浸出条件→浸出→六脱（脱脂、脱胶、脱水、脱色、脱臭、脱酸） →大豆油，其工艺完全、成熟，浸出率接近百分之百。使用不同的有机溶剂进行浸提，在品质和得率方面会有细微的变化，张元生等人[13]使用正戊烷浸出大豆油，同时在浸出前膨化大豆料，选择在30 ℃的情况下浸出2.4 h，其出油率有98.83%。近年来，有机溶剂的使用以己烷为主，黄梅婷[14]得出最优浸提条件为入浸水分7%，料液比1∶0.8，浸出温度60 ℃，浸出时间80 min，最终大豆中的残油率低至0.65%。浸提法需要添加化学试剂，但是其危险性很难完全消除，正己烷在浸提方法中不可或缺，但是其蒸汽与空气接触易爆炸[15]，且不可再生[16]。进而，研发出水代法浸提[17]，用水来代替化学试剂，但是其出油率就不如溶剂浸提法的效果，所以常常与生物方法结合——水代酶法，可简称为水酶法[18]。

索氏提取法与溶液浸提法相似，是脂肪含量测定的代表方法[19]，该方法准确、重现性好，并且操作简便[20]。与此同时，与存在相关的制油工艺，张璐等人[21]选择胚芽进行制油，将其烘干、粉碎至30 目，然后将大豆胚芽粉末放入索氏抽提器（料液比1∶1.3） 中进行提取，回流5 收集溶剂并对产品进行浓缩即可，但是其出油率仅有10.50%，这种加工方法没有进入过制油市场，只停留在实验室的检验工作中。

2.3 生物方法

2.3.1 发酵法

生物方法是通过微生物发酵提取大豆油脂，称为微生物发酵法，微生物产生的蛋白酶分解大豆蛋白，从而提高了大豆油脂的分离率，其使得原有大豆油提取率在有限范围内达到最大值，也不会增添有毒物质。大部分试验应用的微生物为枯草芽孢杆菌，加工工艺流程为大豆→清洗→干燥→粉碎→灭菌→发酵→提取→大豆油，提取方法每个人的试验都略有差别，于妍[22]采用的方法是离心，而王松霞[23]则采用萃取，初始条件为80 目，底物质量分数10%，初始pH 值4.62~5.00，初始培养温度36 ℃，38 ℃下发酵19 h，其出油率达到极致——30.28%。

微生物发酵法安全系数极高，即使油中仅残留少部分微生物，在使用时也可以高温杀死，但是其出油率不如压榨法，所以单独使用一种发酵法无法满足生产需要。可采用发酵工艺的大豆制粉联合挤压膨化技术，结合后的总油得率95.1%[24]，与水酶法相当。

枯草芽孢杆菌发酵全脂豆粉提取油和蛋白工艺图[24]见图3。

图3 枯草芽孢杆菌发酵全脂豆粉提取油和蛋白工艺图

2.3.2 生物解离法

生物解离法与微生物发酵法相比，跳过了发酵，直接应用微生物的产物酶。生物解离法的优点就是安全无毒、添加物质少，但是生物方法本身出油率具有局限性。孙禹凡等人[25]使用微波辅助生物解离，基于王心刚等人[26]的水酶法试验，通过单因素试验及响应面试验达到了最好的工艺即微波功率 700 W，微波时间7.6 min，添加0.9% Protex 6 L，料液比1∶5.15，最终总油脂提取率为92.13%。

微波辅助生物解离法提取大豆油的工艺流程图[25]见图4。

图4 微波辅助生物解离法提取大豆油的工艺流程图

2.4 混合方法

虽然单独生物方法的出油率并不理想，但是与化学或物理方法结合则出油效果会很好，不仅可以提高出油率，还可以保证大豆油的食用品质，有2 种代表性方法——其他方法辅助的水酶法和萃取法，其中水酶法本就是化学和生物方法的结合。

2.4.1 水酶法

水酶法是化学方法与生物方法的结合，近年来这种采油新技术得到了广泛的研究。水酶法脱脂[27]的基本加工工艺流程为大豆→清洗→干燥→粉碎→调节水分、挤压膨化→酶解→离心分离→大豆油，这里需要注意的一点是工艺过程中的“挤压膨化”，挤压膨化可以使大豆组织膨胀，使油脂更容易流出[28-29]，并且在此基础上，选择合适的酶解条件为酶添加量2%，原料与水的配比1∶6.5，在温度57 ℃，pH 值9.5 条件下酶解3 h，大豆油的提取率为91.67%左右，比传统酶法高19%[30]。另外，还可以增加“破乳”步骤，在江连洲等人[8]和李杨等人[31]的水酶法工艺中都加入了这一步，将乳状液破乳可以得到部分残留的游离油，提高出油率。

在水酶法的基础上可以增加各种不同的辅助方法，如与真空挤压膨胀、剥落挤压等物理方法的结合，或依靠超声波辅助提取。前2 种类似都是结合物理方法挤压帮助大豆出油，在套筒温度87 ℃，模孔孔径22 mm，真空度-0.067 MPa 的条件下挤压，使大豆粉膨化，其出油率93.87%[26]，比简单的挤压碰撞高出了2.2%；剥落和挤压强化了蛋白质的蛋白酶水解，释放出更多的油，可使油脂提取率提高到88%[32]。杨柳等人[32]用超声波辅助水酶法，超声温度50 ℃，超声功率400 W 下处理15 min 后，料液比1∶6，酶添加量2.0%，在pH 值9.0，温度55 ℃下酶解4 h，出油率可提高12.57%，达到86.13%。

超声波辅助水酶法提取大豆油工艺流程图[33]见图5。

图5 超声波辅助水酶法提取大豆油工艺流程图

2.4.2 其他方法辅助萃取法

萃取法大多被酶辅助或者直接与水酶法结合，使用微量蛋白酶就可以提高出油率[34]。钱俊青设计的工艺步骤分为三道工序：水提含油蛋白、酶解含油蛋白及萃取提油，大豆→粉碎过筛20 目→加入400 mL水/ 100 g 大豆，在pH 值9.0 及室温下浸泡1 h→过滤→调节pH 值至4.5→以转速2 000 r/min 离心15 min→酶解加入30%水→再加入0.3%的中性蛋白酶，控制pH 值8.0，45 ℃条件→酶解1 h→按照300 mL 石油醚/100 g 原料加入溶剂萃取→pH 值4.0、室温下振荡15 min→以转速3 000 r/min 离心15 min→大豆油，可以获得70%的高品质大豆油。

3 结语

大豆含油脂率低，并出油困难，称不上极好的工艺选择的油料作物，目前的家庭用油也以花生油为主。然而，由于人们生活观念已发生转变，从原来的吃饱吃好到现在的大多数人会考虑健康、营养因素来看，大豆油的营养价值极高，可能会成为未来追捧的对象，这样一种富有经济效益的榨油工艺就显得极为重要。大规模工业生产加工工艺以压榨与浸提为主，“酶”元素也在逐渐走入，综述总结近年来的大豆制油加工工艺，分析工艺关键步骤、对比油脂出油率及品质，以期为日后大豆油工艺的发展及研究提供参考。