機械壓榨法提取微生物油脂的優(yōu)點和缺點

2024-12-03

機械壓榨法是提取微生物油脂的一種重要方法，它具有自身的優(yōu)點和缺點。

優(yōu)點

（一）操作簡單

• 設備要求直觀易懂：機械壓榨法所使用的設備主要是各種壓榨機，如螺旋壓榨機和液壓壓榨機。這些設備的構造和操作原理相對簡單。以螺旋壓榨機為例，其主要部件是螺旋軸和榨膛，通過螺旋軸的旋轉將微生物菌體推向榨膛出口，隨著榨膛空間逐漸縮小，對菌體產(chǎn)生壓力從而擠出油脂。操作人員很容易理解設備的工作方式，不需要復雜的專業(yè)知識就能進行基本操作，對于小型生產(chǎn)企業(yè)或者實驗室研究來說，易于上手和維護。

• 工藝流程簡潔明了：整個機械壓榨過程的工藝流程不復雜。首先將收集到的微生物菌體進行預處理，如簡單的干燥或者破碎處理，然后將其放入壓榨設備中施加壓力即可。沒有復雜的化學反應步驟，也不需要添加多種化學試劑，減少了因化學反應可能帶來的副反應風險，以及因使用大量化學試劑而產(chǎn)生的成本和后續(xù)處理問題。

（二）成本較低

• 設備投資成本方面：相比一些先進的油脂提取技術，如超臨界二氧化碳萃取法等需要昂貴的專業(yè)設備，機械壓榨設備的價格較為親民。普通的小型螺旋壓榨機價格可能在幾千元到幾萬元不等，對于資金有限的小型油脂生產(chǎn)企業(yè)或者研究機構來說，在設備采購上的資金壓力較小。而且這些設備的使用壽命相對較長，維護成本也較低，不需要頻繁更換復雜的精密部件。

• 運行成本角度：機械壓榨法在運行過程中主要消耗的是電能，用于驅動壓榨機的運轉。與其他提取方法相比，例如溶劑提取法需要大量的有機溶劑，這些有機溶劑的購買、儲存、回收處理等都需要一定的成本，而機械壓榨法不需要這些額外的化學試劑成本，從而在運行成本上具有一定的優(yōu)勢。

（三）無需使用有機溶劑

• 產(chǎn)品安全性高：由于不使用有機溶劑，機械壓榨法提取出的微生物油脂不會有有機溶劑殘留的問題。有機溶劑如氯仿、甲醇等通常具有一定的毒性，在油脂中有殘留的話，會對人體健康產(chǎn)生危害。而通過機械壓榨得到的油脂安全性更高，更符合食品、化妝品等行業(yè)對于原料安全性的嚴格要求。例如在食品行業(yè)，微生物油脂用于生產(chǎn)營養(yǎng)補充劑或者食品添加劑時，無溶劑殘留是保證產(chǎn)品質量和消費者健康的重要因素。

• 環(huán)保效益顯著：不使用有機溶劑也就避免了有機溶劑揮發(fā)對環(huán)境造成的污染。有機溶劑的揮發(fā)不僅會導致空氣質量下降，還可能對操作人員的身體健康產(chǎn)生不良影響。從環(huán)境保護和工作場所安全的角度來看，機械壓榨法是一種較為綠色的油脂提取方法，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。

（四）產(chǎn)品質量較好

• 保留天然特性：機械壓榨過程是通過物理壓力來提取油脂，沒有引入化學試劑進行化學反應，這樣能夠較好地保留微生物油脂中的天然成分和特性。例如微生物油脂中的一些熱敏性成分和營養(yǎng)成分，如不飽和脂肪酸、維生素等，在機械壓榨過程中不會因為高溫或者化學反應而被破壞。這種保留了天然成分的油脂在營養(yǎng)價值和功能性方面更具優(yōu)勢，在高端食品、保健品和化妝品等領域更受歡迎。

• 風味和色澤優(yōu)勢：與一些使用化學方法提取的油脂相比，機械壓榨法提取的油脂通常具有更好的風味和色澤。因為沒有受到化學試劑或者高溫處理過程中可能產(chǎn)生的異味和色澤變化的影響，油脂的原始風味和色澤能夠得到較好的保持。這種品質上的優(yōu)勢使得機械壓榨法提取的油脂在一些對風味和色澤要求較高的產(chǎn)品中，如高級食用油、高檔化妝品乳液等，具有獨特的應用價值。

缺點

（一）出油率相對較低

• 受微生物自身特性限制：微生物的種類繁多，其細胞結構和油脂含量差異很大。一些微生物細胞壁厚，油脂難以通過機械壓榨完全釋放出來。例如，藻類細胞的細胞壁含有纖維素等堅韌成分，在機械壓榨時需要更高的壓力才能破壞細胞壁使油脂流出，但過高的壓力又可能導致細胞內(nèi)其他成分與油脂混合，影響出油率。而且不同微生物的油脂含量不同，對于油脂含量較低的微生物，如部分細菌，本身含油率可能僅占細胞干重的10% - 20%，即使采用機械壓榨法，出油率也會受到很大限制。

• 工藝因素影響出油率：機械壓榨法的出油率還受到工藝條件的限制。如果壓榨壓力不夠或者壓榨時間過短，細胞破碎不完全，油脂就不能充分釋放出來。另外，壓榨溫度對出油率也有影響，溫度過低時油脂黏度大，不利于流出；溫度過高雖然能降低油脂黏度，但可能會導致油脂氧化或者微生物其他成分的變化，從而影響出油率。一般來說，機械壓榨法的出油率可能在10% - 60%之間，相較于一些先進的提取方法，出油率還有提升的空間。

（二）對微生物細胞破碎程度要求高

• 破碎不完全的問題：機械壓榨法的出油前提是微生物細胞破碎，使油脂能夠從細胞內(nèi)釋放出來。但在實際操作中，要實現(xiàn)完全破碎細胞并不容易。如果細胞破碎不完全，大量油脂仍被困在細胞內(nèi)，會導致出油率降低。而且未破碎的細胞在后續(xù)的壓榨過程中可能會堵塞壓榨設備的通道，影響壓榨的順利進行，降低生產(chǎn)效率。

• 過度破碎的弊端：然而，細胞破碎過度也會帶來問題。過度破碎會使細胞內(nèi)的蛋白質、多糖等成分與油脂混合在一起，形成黏稠的混合物，阻礙油脂的流出。同時，過度破碎后的細胞碎片會吸附油脂，增加油脂分離的難度，使得實際能夠收集到的油脂減少。

（三）勞動強度較大

• 操作過程需要人工干預：在機械壓榨過程中，無論是將微生物菌體放入壓榨設備，還是在壓榨過程中對設備進行監(jiān)控和調(diào)整，都需要一定的人工操作。例如，在使用螺旋壓榨機時，需要人工將菌體均勻地送入進料口，并且要根據(jù)壓榨的情況適時調(diào)整螺旋軸的轉速和壓榨壓力。這種操作方式使得人工勞動強度較大，尤其是在大規(guī)模生產(chǎn)的情況下，需要較多的操作人員來維持生產(chǎn)的正常運行。

• 后續(xù)油脂分離環(huán)節(jié)較繁瑣：壓榨完成后，油脂和殘渣的分離也是一個相對繁瑣的過程，通常需要人工進行過濾、離心等操作來分離油脂和細胞殘渣。這一過程不僅勞動強度大，而且分離效果可能會受到人為因素的影響，如過濾時濾紙的選擇、離心速度和時間的控制等，都會對最終油脂的純度產(chǎn)生影響。

（四）生產(chǎn)效率有限

• 連續(xù)生產(chǎn)能力不足：機械壓榨法的設備在連續(xù)生產(chǎn)方面存在一定的局限性。例如螺旋壓榨機，在進料、壓榨和出料的過程中，需要一定的時間來完成一個循環(huán)，不能像一些連續(xù)化的溶劑萃取設備那樣不間斷地進行生產(chǎn)。而且在連續(xù)生產(chǎn)過程中，設備容易出現(xiàn)堵塞、磨損等問題，需要定期停機維護，這也影響了生產(chǎn)效率。

• 處理量相對較小：與大型的溶劑萃取裝置或者其他高效的油脂提取設備相比，機械壓榨設備的處理量相對較小。對于大規(guī)模的微生物油脂生產(chǎn)來說，需要多臺設備同時運行才能滿足生產(chǎn)需求，這不僅增加了設備成本，還需要更大的生產(chǎn)場地，在一定程度上限制了其在大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)中的應用。