综述:可持续溶剂脱脂工艺综述:植物油与鱼油的比较研究

《Sustainable Food Technology》:A review of defatting processes using sustainable solvents: parallels between seed and fish oil sources

【字体: 时间:2026年02月10日 来源:Sustainable Food Technology 5.3

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  本综述系统比较了传统溶剂(如正己烷)与新兴可持续溶剂(醇类、萜烯、低共熔溶剂、离子液体等)在植物油和鱼油脱脂中的应用,重点分析了各类溶剂的提取效率、环境影响及工业化潜力,为绿色脱脂工艺的开发提供了重要参考。

  
传统脱脂工艺的挑战与局限
传统脱脂工艺主要依赖石油基溶剂(如正己烷),虽提取效率高但存在溶剂残留、环境污染和操作安全等问题。正己烷被归类为CMR 2(致癌、致突变、生殖毒性)物质,其神经毒性及在空气中形成光化学氧化物的风险促使行业寻求更安全的替代方案。植物油与鱼油的脱脂过程存在显著共性:均涉及机械压榨(螺旋压榨、冷/热压榨)和溶剂萃取两大技术路线。鱼油因富含ω-3多不饱和脂肪酸(如EPA和DHA)更易氧化,且蛋白质-脂质相互作用增加了乳化风险,对溶剂选择性提出更高要求。
可持续溶剂的创新与应用
醇类溶剂
乙醇、异丙醇等极性溶剂可有效提取极性脂质,其水溶性特性可通过冷却而非完全蒸发实现溶剂回收。乙醇提取鲑鱼油时获得49%的收率,且乙醇层富含磷脂(>45%)和n-3 PUFA,同时显著降低氟含量。但较高沸点导致能耗增加,需优化温度与溶剂比例。
萜烯类溶剂
d-柠檬烯、α-蒎烯等天然萜烯具有类似正己烷的溶解特性,但闪点更高、安全性更优。对油菜籽的提取实验中,对伞花烃显示出38.22%的脂质收率(高于正己烷的25.02%)。鲑鱼油提取时萜烯溶剂可减少甘油三酯含量,但需注意d-柠檬烯自身氧化风险。
深共熔溶剂(DES/NADES)
由胆碱氯化物与草酸组成的NADES用于棉籽油提取时收率达90.68%,远超正己烷(29%)。其黏度可通过加水或调节氢键供体/受体比例调控,但回收能耗高制约工业化应用。目前鱼油脱脂中NADES研究尚属空白,但其抗氧化组分对多不饱和脂肪酸的保护潜力值得探索。
超临界CO2技术
超临界CO2(GRAS认证)可通过压力调节选择性提取脂质,且溶剂残留为零。沙丁鱼废料提取实验获得20.3 g/100 g原料的收率,鲑鱼副产物脱脂后蛋白质酶活性保留完整。但设备投资高、对极性成分提取率低(需乙醇为共溶剂)是主要瓶颈。
2-甲基氧杂环戊烷(2-MeOx)
该生物基溶剂沸点80°C,密度与黏度与正己烷相近,部分水溶性和高爆炸下限提升安全性。大豆油提取收率(23.7%)显著高于正己烷(18.8%),且能富集异黄酮等极性成分。EFSA已批准其食品应用,但成本与能耗仍需优化。
预处理技术的协同效应
脉冲电场、超声波、酶处理等预处理可破坏细胞壁结构,提升后续溶剂提取效率。例如超高压预处理结合木瓜蛋白酶水解金枪鱼头,或脉冲电场辅助猪脂肪酶处理海鲈鱼皮,均有效提升油脂回收率并减少腥味。微藻研究中的DES-超声联用技术为植物油/鱼油预处理提供了可借鉴方案。
可持续性评估与未来展望
生命周期评估(LCA)显示,乙醇替代正己烷可降低全球变暖潜能值,但净现值较低;d-柠檬烯因低挥发性在11项环境指标中优于正己烷。未来需重点开发低黏度疏水性DES、优化溶剂回收系统,并加强预处理与绿色溶剂的协同机制研究。该领域发展直接关联联合国可持续发展目标(SDG 9、12、13、14),对构建循环经济具有重要意义。
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