棉籽粕脱毒技术研究进展

1、物理法

传统的物理脱酚方法主要包括热处理法、膨化技术等，与这些方法相比，近年兴起的微波、超声波辅助技术减少了处理时间和生产成本，且能高效地脱除棉籽粕中游离棉酚。Dabbour等利用超声波对棉籽粕进行脱毒处理时发现，在温度53℃、超声处理功率320W、反应时间21min的情况下，总棉酚脱除率和棉籽粕蛋白质提取率效果最优，游离棉酚和总棉酚的脱除率和棉籽粕蛋白质提取率分别为93.21%、87.56%和58.23%，分别比碱提取方法提高了15.64%、12.88%和29.56%。Kadam等[22]利用微波对棉籽粕进行预处理可使总棉酚含量降低50.17%。此外，高压灭菌也是一种高效脱酚方法，棉籽粕在121℃经高压灭菌60min处理后游离棉酚脱除率高达96%，而粗蛋白质含量却没有降低。

2、化学法

棉酚具有酸性，能与碱性物质反应生成复合盐，可选用碱性物质水溶液反应脱毒。Soares Neto等用Ca(OH)2，对棉籽粕进行化学处理也能有效去除游离棉酚，1%的Ca(OH)2，溶液使游离棉酚含量降低98.9%，2%的Ca(OH)2溶液使游离棉酚含量降低99.6%，但是这也使得粗蛋白质含量降低了3%。戴卫东等研究表明，在温度60℃、时间3h、pH8~9的条件下，可使棉籽粕中的游离棉酚含量从0.150%降低至0.032%。但碱处理后的棉籽粕适口性较差，且需要清洗、干燥增加了处理成本，所以此方法不适合用于大规模工业化生产。棉酚易溶于有机溶剂，可用醇类如乙醇、丙酮等萃取。Singh等通过使用2-丙醇与草酸的酸化极性溶剂成功去除了棉籽粕中高达95.43%的棉酚。孙亚森等选择浓度为85%~90%、料液比1：(0.5~0.6)(物料质量与新鲜甲醇溶剂体积比)的脱酚效果较好。采用溶剂萃取法脱酚比较彻底，对棉籽粕中蛋白质破坏较少，但溶剂回收工艺比较复杂，溶剂消耗大，成本较高，因此还需进一步优化。目前硫酸亚铁法被公认为有效的脱酚方法，脱毒原理是硫酸亚铁中亚铁离子(Fe2+)能与游离棉酚结合，使游离棉酚中的活性醛基和羟基失去作用。当亚铁离子与游离棉酚的摩尔比为80：1时，棉籽粕中的游离棉酚残留量从1156mg/kg降至66mg/kg，脱除率可达 94%。此外，王倩等报道，当硫酸亚铁用量为游离棉酚的5倍质量浓度时，游离棉酚脱除率可达83%。

3、生物法

目前棉籽粕脱酚常用的生物法包括酶解法和微生物发酵法。杨文婷研究发现，在温度40℃、水分含量35%的条件下，添加5%的棉酚降解酶经过2h可脱除92.67%的游离棉酚，比热带假丝酵母ZD-3进行固态发酵后的游离棉酚脱除率高4.46%，且前者极大地缩短了脱毒时间，大大地提升了棉籽粕脱毒效率。微生物发酵法根据发酵的类型可分为单菌发酵和混菌发酵，该方法不仅能提高棉酚降解率，还能够降低物理法和化学法对棉籽粕中蛋白质的功能和结构产生的破坏作用。Wang等研究发现，安氏乳杆菌在体外接种浓度为5%的条件下，39℃连续发酵5d，棉酚降解率高达83%，粗蛋白质含量提高了4.1%。此外，Zhang等选用热带假丝酵母和黑曲霉对棉籽粕进行混菌发酵处理，游离棉酚的降解率可达91.64%，粗蛋白质含量及其体外消化率也得到明显提高。