牡丹,在中国已有一千多年的观赏和药用历史。油用牡丹籽含油量高达30%以上,蛋白质含量约22%。尤其是牡丹籽油中不饱和脂肪酸含量超过90%(超过橄榄油和山茶油),富含0.1%的维生素E和0.46%的植物甾醇等活性物质。因此,牡丹油具有降血脂、抗氧化等多种功能,被营养学专家称赞其为“世界上最好的食用油”。有关牡丹籽油的提取方法中,传统的压榨法和溶剂法提油分别存在着生成反式脂肪酸和溶剂残留等问题,而目前的水酶法工艺虽然解决了传统工艺存在的问题,却存在着采用多酶体系,且油脂乳化严重,游离油及总油得率分别不到60%、85%。其主要原因是水酶体系中的多肽、糊精、果胶、纤维素等碳键均含有羟基、氨基和羧基等亲水基团,以及磷脂、脂肪酸钠,且这些物质具有两亲性,所以具有强大的油-水乳化能力。目前,破开这种强大的乳化体系,提高油脂得率是水酶法提油工艺至今不能工业化的一项关键痛点问题。基于以上的认识,本论文分别采用酸法、乙醇预处理牡丹籽粉,然后再酶解。利用对牡丹籽粉合适的调酸处理,从源头上封闭游离脂肪酸中羧基的电离,以及促进牡丹籽细胞中可溶性蛋白质及碳水化合物溶出等作用,不仅从源头上降低了油脂乳化的程度,而且使得细胞结构变得松散,为后续酶制剂与底物的接触创造了良好条件;利用一定浓度的乙醇溶液,对牡丹籽粉中磷脂、脂肪酸等物质的溶解,以及使蛋白质溶解度降低等作用,从而从源头上降低了油脂的乳化程度。本论文主要结论如下:1.牡丹籽酸法预处理水酶法提油工艺研究。本研究先后对酸法预处理工艺、酶解工艺、破乳方法进行了优化试验。最佳酸法预处理条件为:料水比1:6(w/w)、pH 3.5、温度40℃、反应8 h;最佳酶解条件为:在碱性蛋白酶最适条件下(pH 8.5、55℃),加入3%的酶量(酶/籽·干基计),酶解5 h。此时,游离油和牡丹多肽得率分别达到86.21%、90.43%;最佳破乳方法为:冷冻解冻破乳,破乳油得率为5.78%。综上所述,在最佳工艺下,牡丹籽总油得率可达91.99%,且仅使用单一酶蛋白酶。所制备的牡丹籽油,各项理化指标均符合牡丹籽油特征指标,且酸价等指标总体达到二级质量标准;总不饱和脂肪酸含量高达92.21%,其中亚麻酸含量为42.46%,比市售牡丹籽油高出10%以上。2.牡丹籽乙醇预处理水酶法提油工艺研究。在前期试验确定的最佳碱提、酶解条件的基础上,最佳乙醇预处理工艺条件为:料液比1:9(g/mL)、乙醇浓度80%(v/v)、温度35℃、反应7 h。结果表明,仅游离油得率高达92.24%。所制备的牡丹籽油,各项理化指标均符合牡丹籽油特征指标,且溶剂残留等指标均达到一级质量标准;总不饱和脂肪酸含量高达91.16%,其中亚麻酸含量为41.62%约比市售牡丹籽油高出10%。3.膜技术回收牡丹多肽研究。以最佳牡丹籽酸法预处理水酶法提油工艺下的水解液为研究对象。最佳超滤膜回收牡丹多肽的工艺条件为:截留分子量(MWCO)为1kDa的超滤膜,调节水解液pH 8(即原始pH),在操作压力0.18MPa、温度35℃下超滤。结果表明,最大膜通量可达7.12L/(m~2·h),牡丹多肽截留率89.05%。4.水酶法经济效益分析。以年处理5000吨牡丹籽估算,采用本研究化学改性水酶法提油工艺,年税后利润约为22733.6万元,比其他学者的水酶法提油工艺的年税后利润高出1752.7万元,本工艺兼具经济与环保意义。