水相酶法提取花生油中，NaCl浸泡-微波与己酸结合建立非乳化体系的机制

《Food Chemistry》：Mechanism of non-emulsifying system establishment by NaCl soaking-microwave combined with hexanoic acid in aqueous enzymatic extraction of peanut oil

　　

摘要

水相酶法提取花生油时，严重的乳化现象会阻碍提取过程的进行。本研究探讨了NaCl浸泡-微波预处理与己酸联合使用对非乳化型水相酶法提取的协同作用，并阐明了其作用机制。微波预处理会破坏油体膜结构，导致界面蛋白降解，改变蛋白质的二级结构，促使三级结构展开，同时增加表面疏水性，从而促使油脂向残渣相转移（占比73.55%）。己酸则会进一步影响脂质分子排列，并与18-kDa的油蛋白结合（结合能：?3.84?kcal/mol）。这些协同作用使得油滴发生大量聚并，这一现象可通过扫描激光显微镜观察浆液状态得到证实。剩余的乳液稳定性降低，容易出现相转变，|ζ电位|值下降，Z-平均直径增大。最终，采用微波预处理结合1.5%的己酸后，乳化现象完全消失（从28.28%降至0%），自由油的回收率从0%上升至94.03%。这些研究结果为有效抑制乳化现象以及开发非乳化型水相酶法提取系统提供了依据。

引言

水相酶法提取是一种可持续且环保的食用油提取技术，具有更高的工艺安全性（Zhu等，2025）。在该过程中，水作为反应介质，而生物酶则用于分解细胞壁和油体膜，从而促进甘油三酯的释放与聚并（Hao等，2024）。与溶剂萃取相比，水相酶法提取无需使用溶剂，避免了溶剂使用及残留物带来的环境与安全风险。此外，与传统机械压榨法相比，水相酶法提取在较温和的条件下进行，更能保持花生油及其所含蛋白质的自然品质与功能特性。因此，该技术不仅符合日益严格的全球环保法规和绿色制造趋势，还能满足食品行业对“清洁标签”及高品质产品的需求。这些优势凸显了水相酶法提取在可持续油脂提取领域的巨大潜力。

尽管水相酶法提取花生油具有巨大潜力与诸多优势，但由于油水界面容易形成稳定乳液，导致自由油回收率显著降低（Shi等，2023）。这种乳化现象的产生，是由于提取过程中细胞被破坏，原有的预乳化油体以及油脂、蛋白质、磷脂、多糖和细胞碎片等表面活性成分被释放出来所致（Hai等，2026）。因此，需要额外的破乳步骤才能有效回收油脂。以往的研究多集中在优化物理、化学和酶法等下游破乳技术上，但彻底实现破乳仍然面临挑战，现有工艺往往存在操作复杂、能耗高以及油脂损失或质量下降等问题。

因此，与其在提取后破坏已形成的乳液，不如在提取过程中控制乳液的生成，这才是提高油脂回收率的更有效策略。

为调控界面行为并抑制水相酶法提取过程中的乳化现象，人们已经开发出了多种预处理方法。例如，异丙醇辅助超声处理结合添加Ca²⁺，可通过促使界面乳化剂沉淀来减少其含量（Lu等，2023）。直接利用蛋白酶辅助提取也能降低乳化程度，但由于会频繁产生苦味肽，限制了该方法的应用（Li、Shi和Meng，2025）。此外，其他提取方法（如水提取或压榨）中使用的热处理和水分处理等方法，也为水相酶法提取研究提供了有益借鉴，因为这些方法能够促进油滴聚并（Tu等，2024；Wang等，2024）。尽管已有诸多进展，但目前大多数预处理方法仅能部分减少乳化现象，且往往耗时较长。因此，开发一种基于明确作用机制的高效预处理方法，以实现非乳化型的水相酶法提取系统，依然是一项具有挑战性的任务。

与单独使用其他处理方法相比，NaCl浸泡-微波预处理在抑制乳化方面的效果更为优异，它将花生油水相酶法提取过程中的乳化比例从28.92%降低到了7.72%（Hai等，2026）。不过，要实现完全无乳化的提取系统，仍需进一步优化。先前的研究表明，脂肪酸可以通过与蛋白质、磷脂等界面成分相互作用来调控水相酶法提取过程中产生的乳液（Li等，2024；Zhao等，2023），不过这些研究主要侧重于破乳方面。因此，本研究选择了作为典型中链饱和脂肪酸的己酸作为进一步研究的对象，提出了一种微波预处理结合己酸的协同策略，旨在主动抑制花生油水相酶法提取过程中的乳化现象。研究系统评估了不同处理方法对乳化现象及自由油回收率的影响，并通过微观结构分析、乳液性质检测、界面蛋白分析、蛋白质相分布分析以及分子对接模拟等方法，阐明了其背后的作用机制。该策略实现了非乳化型提取，自由油回收率高达94.03%，为提升水相酶法提取技术提供了一种极具前景的绿色途径。

章节要点

材料与试剂

所使用的花生籽为 YuHua 37 品种，属于高油酸品种，其主要成分指标为：油含量51.75?±?0.31%，蛋白质含量23.67?±?0.43%，水分含量5.69?±?0.03%，灰分含量2.39?±?0.02%。这些原料购自河南的齐乐种子产业科技有限公司。食品级酶 Viscozyme?L 购自中国的诺维信生物技术公司。所有实验均使用分析级试剂。

样品预处理与实验分组

在水相酶法提取之前，花生籽需经过

乳化能力与自由油回收率

如图1所示，不同预处理条件下的乳化能力指数和自由油回收率存在差异。在水相酶法提取过程中，提取体系会从细胞基质内的固-固多相状态转变为含有油滴的乳液体系（Wang、Ding等，2025）。在仅进行微波处理、仅加己酸处理以及同时进行微波处理和加己酸处理的情况下，释放出的油脂会发生乳化，从而导致乳液形成，自由油回收率极低。相比之下，微波预处理显著降低了乳化能力指数，提高了自由油回收率，不过提升幅度仍未达到预期水平（p?

结论

本研究重点研究了微波预处理结合己酸对花生油水相酶法提取过程中乳化现象的协同抑制作用，并阐明了其作用机制。微波预处理会破坏油体膜结构，促进油滴聚集，同时改变界面蛋白的构象，从而降低乳液的生成与稳定性。在微波预处理的基础上再加入己酸，能够进一步改变脂质分子的排列方式及界面蛋白的行为，进而提高油脂的

作者贡献说明

Nan Hai：论文撰写——初稿撰写、结果验证、研究指导、软件应用、项目管理、方法设计、实验实施、数据分析、概念构建。Dingyang Lv：论文撰写——审阅与编辑、软件应用、资源协调、数据分析。Fusheng Chen：论文撰写——审阅与编辑、软件应用、概念构建。Lifen Zhang：结果验证、软件应用、项目管理、方法设计。

伦理声明

作者声明，本研究未涉及人类或动物实验对象。

资金支持

本研究得到了中国国家自然科学基金（项目编号：U21A20270）以及中国国家自然科学基金（项目编号：2267083330）的支持。

未引用参考文献

Hao等，2025

利益冲突声明

作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。

Nan Hai|Dingyang Lv|Fusheng Chen|Lifen Zhang