油料冷榨在葡萄籽加工中的應(yīng)用前景

柴佳，王華，楊繼紅，李華

（西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄酒學(xué)院，陜西楊凌 712100）

隨著消費者需求的不斷增長，具有營養(yǎng)功能性的特色油脂開發(fā)，如核桃油、南瓜籽油、葡萄籽油、番茄籽油成為今后油脂開發(fā)的一個重要方面[1]。我國釀酒工業(yè)每年產(chǎn)生的葡萄籽廢棄物超過4.2萬t[2]，將這些葡萄籽加工成葡萄籽油不僅減少環(huán)境污染，而且能夠增加產(chǎn)品附加值，延長葡萄加工產(chǎn)業(yè)鏈[3]。

目前應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的食用油脂制取技術(shù)主要有機械壓榨法、溶劑浸提法[4]。鑒于對綠色食品的需求及環(huán)保意識的與日俱增，冷榨制油技術(shù)以減少工業(yè)生產(chǎn)對產(chǎn)品和環(huán)境的污染為優(yōu)勢，開始應(yīng)用于大宗油脂：菜籽油、花生油及大豆油的制取，并且現(xiàn)已逐漸應(yīng)用于南瓜籽油、杏仁油、核桃油等特色油脂的加工，引起油脂提取領(lǐng)域極大的關(guān)注[1]。

1 冷榨制油技術(shù)

1.1 冷榨制油概念

油料冷榨是指將未蒸炒的油料直接進行機械壓榨獲得油脂，冷榨過程中油料內(nèi)部的油脂微粒的相對位置發(fā)生變化。油料在壓榨過程中，稀疏散落的油料在壓力作用下消除了顆粒間存在的大量孔隙，隨后產(chǎn)生彈塑性變形，成為密實的散粒體。隨著壓力逐漸增大，油料的細胞壁破裂使油料顆粒破碎，導(dǎo)致油液滲出，從而破碎的顆?；ハ囵そY(jié)形成餅粕[5-6]。

1.2 冷榨制油特點

冷榨制油屬于物理制油法，保持溫度恒定的條件下借助機械力對物料加壓。該工藝具有以下特點：

1）避免了高溫對物料的影響，不會在壓榨過程中產(chǎn)生反式脂肪酸、油脂聚合體等有害物質(zhì)使油脂、營養(yǎng)物質(zhì)變性，保留了壓榨油中的活性物質(zhì)[7]。

2）獲得的冷榨油滿足直接食用的條件，不需要進一步油脂精煉，從而避免了冷榨油在精煉過程中與堿液、脫色白土、磷酸等直接接觸和精煉時的高溫對油脂可能造成的穩(wěn)定性破壞，最大限度地保留了油脂中各種脂溶性營養(yǎng)成分如VA、VE和油脂的獨特風(fēng)味[8]。

3）免去了酸堿等各類化工原料消耗的同時，避免了皂角、土洗廢水等各種反應(yīng)肥料對環(huán)境的污染，因此冷榨工藝是一種對環(huán)境影響較小的制油工藝，在整個加工過程中綠色無污染。

4）用冷榨法提取的葡萄籽油具有天然無污染，富含脂溶性營養(yǎng)成分和天然風(fēng)味的優(yōu)點，符合目前人們所推崇的食用天然有機無污染食品理念。

1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.3.1 冷榨制油工藝研究

國外冷榨制油研究開展較早，20世紀90年代末Bernesson，Batgale等就進行了螺旋冷榨機冷榨制油的研究，探討了榨油機操作參數(shù)與油料性質(zhì)對出油率的影響，得出了合理的冷榨制油工藝參數(shù)[9]。波蘭專家Stepniewski Andrzej通過研究在歐洲廣泛種植的油菜品種單粒種子在榨油過程種的受力強度及其與出油率的關(guān)系，結(jié)果表明種子含水量、溫度對受力強度和出油率等參數(shù)都有顯著影響，單粒種子的強度與出油率呈正相關(guān)[10]。Zuniga等[11]通過酶輔助冷榨制取芥花籽油，試驗結(jié)果表明：酶預(yù)處理結(jié)合冷榨法制油出油率達到98%，此方法在提高芥花籽油油品質(zhì)量的同時也提高了冷榨餅質(zhì)量，但與傳統(tǒng)壓榨制油法相比，酶預(yù)處理結(jié)合冷榨法制取油脂的過氧化值及自由脂肪酸含量較高，這表明冷榨油被高度氧化，可能是由于樣品儲存在－18℃條件，而沒有在推薦的－20℃溫度條件下充氮氣貯藏。Soto等[12]同樣采用酶法和冷榨相結(jié)合提取玻璃苣籽油，結(jié)果表明出油率達到95%，且酶處理不會影響油的品質(zhì)，制油后的餅粕營養(yǎng)價值較高，減少纖維含量，并含有少量VE（生育酚）以及多酚物質(zhì)，使得餅粕抗氧化能力提高。

國內(nèi)冷榨技術(shù)對冷榨過程中的基本特性，規(guī)律也進行了大量研究，對常規(guī)油料及特種油料，如花生油、橄欖油、南瓜籽油等進行有關(guān)生產(chǎn)工藝、冷榨油性質(zhì)、冷榨副產(chǎn)品利用的全面研究。范媛等通過冷榨法制取南瓜籽油的探索研究得出冷榨過程的最佳工藝條件，結(jié)果表明，該法制取南瓜籽油出油率達到46.6%，高于Mitra等采用超臨界CO2提取南瓜籽油的出油率（30.7%）[13]，且保留了南瓜籽油中的全部營養(yǎng)成分[14]。王世讓等利用冷榨法制取小麥胚芽油，確定了冷榨法制取小麥胚芽油最佳工藝條件，并對其功效進行研究，通過測定得出冷榨法制取的小麥胚芽油符合國家標(biāo)準(zhǔn)，尤其是VE含量和磷脂含量較高[15]。國家糧食儲備局西安油脂科學(xué)研究設(shè)計院與中國農(nóng)機院北京油脂裝備設(shè)計研究所等院企合作的國家“十一五”科技支撐項目《食品加工關(guān)鍵技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)》專項的子項“雙低油菜籽制油新工藝與大型冷榨設(shè)備開發(fā)”課題通過科技部驗收，解決了熱榨法制油損失營養(yǎng)成分，餅粕資源綜合利用程度低等冷榨制油領(lǐng)域多項相關(guān)技術(shù)，積極推動油菜籽加工新技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，對行業(yè)的發(fā)展起到重要的支撐與引領(lǐng)作用[16]。

1.3.2 冷榨油性質(zhì)研究

國內(nèi)外專家已展開對多種油料種子，如玻璃苣籽油、橄欖油、芥花籽油等冷榨油性質(zhì)的研究。Soto等對玻璃苣籽冷榨油抗氧化成分作出了分析，研究表明采用冷榨法制取的玻璃苣油中含DPPH清除自由基及VE，VE可以改善玻璃苣油抗氧化性，使其穩(wěn)定，成品油中通常加入外源VE提高油品氧化穩(wěn)定性[12]。

國內(nèi)專家對冷榨文冠果油的氧化穩(wěn)定性做了研究，結(jié)果表明，光線、溫度對文冠果籽油的氧化過程均有影響，且溫度影響顯著，并通過冷榨文冠果油進行急性毒性、3項遺傳毒性和30 d喂養(yǎng)試驗，研究文冠果油的食用安全性[17－18]。

1.3.3 油餅成分及利用的研究

國外已展開關(guān)于冷榨餅性質(zhì)的研究，Zuniga等對萵苣籽冷榨油餅成分進行分析，研究表明冷榨油餅中主要成分為灰分、粗纖維、蛋白質(zhì)，粗纖維包括半纖維素、纖維素、木質(zhì)素、果膠，并且經(jīng)研究證實冷榨油餅中含有的大量酚類物質(zhì)可被再次利用[11]。Zuniga，Soto等在玻璃苣籽冷榨油餅中提取出大量抗氧化物質(zhì)，其中80%為BHA（丁基羥基茴香醚），另外抗氧化物質(zhì)對提取條件，如pH、溫度和提取方法等非常敏感，高溫有利于多酚物質(zhì)提取，卻會對抗氧化物質(zhì)產(chǎn)生負面影響。采用酶法與處理后冷榨得到玻璃苣籽油及餅粕質(zhì)量明顯提高，使餅粕中蛋白質(zhì)所占比例提高，同時降低纖維含量，且過氧化物及自由脂肪含量降低，使餅粕品質(zhì)更佳[12－19]。國內(nèi)亦對油餅進行研究，從中提取出營養(yǎng)物質(zhì)，提高了餅粕的綜合利用價值。楊偉強等研究冷榨花生餅粕中分離蛋白的制備，通過正交試驗結(jié)果分析得到花生分離蛋白堿提酸沉條件[20]。祝俊等初次探索研究菜籽冷榨餅蛋白質(zhì)和油脂的水酶法提取工藝，比較4種酶對提取脫皮菜子冷榨餅中的蛋白質(zhì)與油脂的影響[21]。杜蕾蕾等展開冷榨核桃餅中核桃蛋白的提取與純化的研究，確定了核桃蛋白的最佳提取工藝，并對粗核桃蛋白進行了純化，制取的高純度蛋白為核桃多肽的研究打下了基礎(chǔ)[22]。

2 冷榨技術(shù)運用于提取葡萄籽油的前景

2.1 葡萄籽油的簡介

葡萄酒釀造過程產(chǎn)生的廢棄物（皮、籽、梗）約占鮮果總量的20%～30%，其中葡萄籽約占鮮果總重的7%～10%，葡萄籽的含油量約為14%～17%（與主要油料作物大豆含油量相當(dāng)），屬于不飽和脂肪酸的半干性油脂，含有大量不飽和脂肪酸，含量高達90%以上，包括棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸以及微量亞麻酸、月桂酸、肉豆蔻酸等。其主要功能性成分是亞油酸，為人體必需脂肪酸，含量達到70%以上[23]，含量比一般食用油甚至藥用油核桃油和紅花油中的都高，它是構(gòu)成人體細胞膜和皮膚的重要組成之一，對于兒童大腦和神經(jīng)發(fā)育，以及維持成年人的血脂平衡、降低膽固醇、防止血栓形成，預(yù)防動脈硬化等作用都發(fā)揮著重要的作用。此外，葡萄籽油還含有少量（≤1%）亞麻酸，亞麻酸同為人體必需脂肪酸，必須通過飲食攝入，可通過肝臟代謝為EPA（二十碳五烯酸）、DHA（二十二碳六烯酸）和DPA（二十二碳五烯酸）3種多不飽和脂肪酸，具有易通過血管進入腦細胞的特性，是優(yōu)質(zhì)的健腦營養(yǎng)素，可促進神經(jīng)系統(tǒng)、腦和視網(wǎng)膜的發(fā)育，提高腦功能和學(xué)習(xí)記憶，可起到改善記憶力，預(yù)防老年癡呆癥和過敏癥作用[24]。葡萄籽油含有多種脂溶性維生素（A、E、D、K、P）和多種微量元素（Ca、Fe、Zn、Mn、Cu）。此外，葡萄籽油含有原花青素（OPC），是目前自然界中發(fā)現(xiàn)抗氧化、抗老化、提供酸堿平衡、清除自由基能力最強的物質(zhì)，預(yù)防多種疾病發(fā)生，特別是對心腦血管疾病有很好的預(yù)防效果[25]。葡萄籽油對人體微循環(huán)具有改善作用和調(diào)節(jié)機體免疫力、抗過敏、抗炎等作用，對心腦血管疾病患者和腎臟疾病患者有輔助治療作用，也可以促進血液循環(huán)，使脂肪逐漸消減，起到減肥瘦身的功效[26]。葡萄籽油營養(yǎng)價值和醫(yī)療作用均得到國內(nèi)外醫(yī)學(xué)界及營養(yǎng)學(xué)家的充分肯定。長期食用葡萄籽油可以防病、治病，還具有黑發(fā)，延年益壽等功效[27]。

2.2 傳統(tǒng)工藝提取葡萄籽油的不足

葡萄籽油主要提取方式有傳統(tǒng)溶劑浸提法、超臨界CO2萃取法、機械壓榨法、生物酶法[2]。溶劑浸提法雖然操作簡便提取效率較高，但顯示出工業(yè)缺點：溶劑殘留會帶來食品安全隱患，高溫提取環(huán)境破壞有效成分；超臨界CO2萃取法提取效率高，萃取產(chǎn)物無污染，保留了生物活性功能成分[28]，但由于所需材料、設(shè)備昂貴使得提取成本高，因此主要著眼于小規(guī)模實驗，難以實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。將酶應(yīng)用于食用油提取可改善出油率，但成本大幅增加，因此生物酶法更值得應(yīng)用于化妝品與醫(yī)藥行業(yè)；機械壓榨法由于設(shè)備簡易、操作簡便，容易實現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)受到酒廠青睞，然而傳統(tǒng)壓榨法在105℃高溫下進行，易使活性成分和熱不穩(wěn)定成分在加工過程中遭分解破壞[29]；冷榨法在低于65℃的溫度下對物料進行壓榨，可以避免制油過程中對油脂營養(yǎng)成分的破壞，最大限度保存葡萄籽油及冷榨餅中生物活性功能成分，因此在工業(yè)化生產(chǎn)中應(yīng)得到推廣。趙瑞等在壓榨溫度50℃，原料溫度50℃，水分含量為5.5%條件下提取葡萄籽油所得原油理化指標(biāo)較好，其中酸價為3.35 mgKOH/g，說明葡萄籽油有輕微變質(zhì)現(xiàn)象，但各項理化指標(biāo)與低溫冷榨油葡萄籽油國家標(biāo)準(zhǔn)的理化指標(biāo)基本一致，其原因主要是由于試驗生產(chǎn)出來的葡萄籽油為原油，而標(biāo)準(zhǔn)是經(jīng)過精煉的葡萄籽油。碘價為131.2 gl/100 g油，說明含有不飽和脂肪酸，即葡萄籽油的食用和藥用價值很高，同時說明采用低溫冷榨技術(shù)提高了蛋白質(zhì)的利用價值[30]。

2.3 冷榨法制取葡萄籽油的優(yōu)勢[4，5，8，31]

1）冷榨制油在低溫條件對葡萄籽進行直接壓榨而不需要蒸炒，減少對葡萄籽油有益成分的破壞，有效保留在高溫下易氧化的各種營養(yǎng)成分。同時也可避免在高溫下一些膠體、雜質(zhì)溶解到油中，避免營養(yǎng)物質(zhì)遭到破壞，獲得的油質(zhì)純凈且質(zhì)量高，不需精煉，過濾后即可食用。

2）冷榨油不需要精煉，可以避免在脫酸、脫堿、脫臭等工藝過程中與堿液、脫色白土、磷酸等化學(xué)藥品的接觸以及脫臭時高溫對葡萄籽油中有益成分的破壞，最大程度地保留葡萄籽油的原有風(fēng)味及營養(yǎng)成分。

3）冷榨制油工藝綠色環(huán)保，冷榨油及油餅同樣為綠色食品，滿足人們對生產(chǎn)過程及產(chǎn)品無污染的要求。

4）不會破壞獲得油餅中的多酚、VE等抗氧化營養(yǎng)成分，從而可從餅粕中提取纖維、蛋白、果膠、多酚等有效成分。

2.4 冷榨技術(shù)提取葡萄籽油的應(yīng)用前景

目前，我國大部分酒廠對葡萄籽綜合利用程度較低，大多情況下葡萄籽與葡萄皮一起加工成為飼料、肥料，甚至直接丟棄，葡萄皮渣易變質(zhì)生蛹，這種處理方式不僅造成環(huán)境污染，也造成了極大的資源浪費[32]。法國、意大利、美國、西班牙等葡萄酒生產(chǎn)大國從葡萄籽廢棄物中提取出葡萄籽油用于嬰兒、老人的營養(yǎng)油，高空作業(yè)、飛行員、宇航員的高級保健油，它在食品、醫(yī)藥、化工、化妝品、航空等工業(yè)上有著廣泛的用途。葡萄籽油葡萄籽油含有兩種重要的元素——亞麻酸和原花青素[33]。這兩種產(chǎn)品均屬于高附加值產(chǎn)品，所剩餅粕富含蛋白、碳水化合物、微量與常量營養(yǎng)元素，可以加工成優(yōu)質(zhì)飼料。葡萄籽的深加工不但開辟了新的油源，在化妝品領(lǐng)域也有很大的發(fā)展前景。利用低溫冷榨技術(shù)制取葡萄籽油，產(chǎn)品品質(zhì)良好、工藝可行、成本低廉、對環(huán)境無污染，有一定推廣價值[34]。

目前國內(nèi)由于制取葡萄籽油成本較高且生產(chǎn)葡萄籽油較少，使得市場上葡萄籽油價格較貴，并且都以膠囊包裝作為保健食品銷售，而葡萄籽油具有罕見的高煙點（190℃～230℃）[35]，歐美等國家已將葡萄籽油作為同橄欖油一樣的食用油食用。于是改造葡萄籽油提取工藝，降低葡萄籽油生產(chǎn)成本是我國拉動葡萄酒副產(chǎn)物生產(chǎn)豐富我國油料資源的重要環(huán)節(jié)。冷榨制油工藝有著設(shè)備簡單、成本低廉的特點，便于工業(yè)大批量生產(chǎn)葡萄籽油的同時降低了葡萄籽油生產(chǎn)成本。產(chǎn)品的價格優(yōu)勢、綠色食品的優(yōu)良品質(zhì)以及綠色環(huán)保的生產(chǎn)工藝決定了冷榨技術(shù)應(yīng)用于葡萄籽油加工的優(yōu)勢。綜合上述冷榨技術(shù)制油的優(yōu)勢可以得出，冷榨技術(shù)在葡萄籽油加工中的應(yīng)用前景十分廣闊。

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