長柄扁桃油榨油工藝研究*

李　聰，白徑遙，陳　邦，申燁華，張應(yīng)龍

(1 西北大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，合成與天然功能分子化學(xué)教育部重點實驗室， 陜西省醇醚及生物質(zhì)能源工程研究中心，榆林市沙漠植物資源重點實驗室， 陜西　西安　710069；2 神木縣生態(tài)保護(hù)建設(shè)協(xié)會，陜西　神木　719300)

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科學(xué)實驗

長柄扁桃油榨油工藝研究*

李聰1，白徑遙1，陳邦1，申燁華1，張應(yīng)龍2

(1 西北大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，合成與天然功能分子化學(xué)教育部重點實驗室， 陜西省醇醚及生物質(zhì)能源工程研究中心，榆林市沙漠植物資源重點實驗室， 陜西西安710069；2 神木縣生態(tài)保護(hù)建設(shè)協(xié)會，陜西神木719300)

對新型沙生木本油料植物長柄扁桃的榨油工藝進(jìn)行研究，以長柄扁桃種仁為原料，使用螺旋壓榨機(jī)，分別采用炒制冷榨、炒制熱榨、未炒熱榨、未炒冷榨等方式提取長柄扁桃油，比較不同榨油工藝對油品質(zhì)、脂肪酸組成、維生素E含量等的影響，并采用炒制冷榨法進(jìn)行9噸種仁中試放大生產(chǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，炒制冷榨工藝適合長柄扁桃油工業(yè)化生產(chǎn)，毛油出油率達(dá)46.2%。

長柄扁桃油；壓榨；炒制冷榨

長柄扁桃(Amygdalus pedunculata Pall.)是薔薇科桃屬扁桃亞屬植物，又名野櫻桃、毛櫻桃等，廣泛分布于我國陜西北部和內(nèi)蒙古沙漠地帶[1]。長柄扁桃根系發(fā)達(dá)，相互盤繞，具有防沙固沙的優(yōu)良特性，可用于沙漠治理[2]。長柄扁桃種仁富含油脂(45%～58%)，其中不飽和脂肪酸含量高達(dá)98%，長柄扁桃油色淡黃、清亮，脂肪酸組成比例較佳，油品性質(zhì)穩(wěn)定，是品質(zhì)優(yōu)良的植物油[3-5]。圍繞長柄扁桃，我們課題組已開發(fā)以長柄扁桃食用油為主的等多種高附加值產(chǎn)品，其中包括生物柴油[6]、活性炭[7]、苦杏仁苷[8]、蛋白粉[9]、生物航油、甘油和飼料等。2013年11月，課題組首次研發(fā)的長柄扁桃食用油通過國家衛(wèi)生和計劃生育委員會認(rèn)證，被批準(zhǔn)為新食品原料。

不同榨油工藝對植物油品質(zhì)有較大的影響。目前，對長柄扁桃榨油工藝研究尚未有報道，本文利用螺旋壓榨機(jī)對長柄扁桃種仁分別進(jìn)行炒制冷榨、炒制熱榨、未炒冷榨和未炒熱榨等處理，考察不同榨油工藝對長柄扁桃油品質(zhì)、脂肪酸含量、維生素E含量等的影響，并進(jìn)行9噸種仁中試放大生產(chǎn)，為長柄扁桃油工業(yè)化生產(chǎn)提供依據(jù)和參考。

1　材料與方法

1.1原料與主要儀器

生物材料：長柄扁桃種仁，由神木縣生態(tài)保護(hù)建設(shè)協(xié)會提供。去除種殼即為長柄扁桃種仁。

儀器：XHTF-00型杏核脫殼分選機(jī)組，遼寧錦州俏牌公司；SYZX12型雙螺桿冷榨機(jī)，安陸市天星糧油機(jī)械設(shè)備有限公司；GC/MS-2010plus型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，日本島津公司；P1201型高效液相色譜儀，大連依利特分析儀器有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1索氏提取法

準(zhǔn)確稱取一定量粉碎后的長柄扁桃種仁，采用索氏提取法，按8倍體積加入提取溶劑，回流提取8 h，靜置后取上清液蒸去溶劑，得長柄扁桃油。

1.2.2螺旋壓榨制備法

選取無雜質(zhì)、無霉菌的長柄扁桃種仁，采用螺旋榨油機(jī)，通過四種榨油工藝制備長柄扁桃毛油，四種榨油工藝的投料量均為50 kg。將壓榨后的長柄扁桃毛油充分沉淀，取上層液經(jīng)濾膜過濾后得到的長柄扁桃油稱為長柄扁桃粗油，四種毛油制備法如下：

方法一，炒制冷榨法：種仁在壓榨前經(jīng)100～110℃，炒制20～40 min后，進(jìn)壓榨機(jī)壓榨，油粕經(jīng)二次壓榨，兩次提油制得毛油。

方法二，炒制熱榨法：種仁在壓榨前經(jīng)100～110℃，炒制20～40 min后，進(jìn)壓榨機(jī)壓榨，油粕經(jīng)二次壓榨，兩次提油制得毛油。

方法三，未炒熱榨法：種仁直接進(jìn)壓榨機(jī)壓榨，油粕經(jīng)二次壓榨，兩次提油制得毛油。

方法四，未炒冷榨法：種仁直接進(jìn)壓榨機(jī)壓榨，油粕經(jīng)二次壓榨，兩次提油制得毛油。

1.2.3中試放大

選取9噸長柄扁桃種仁，采用炒制冷榨的方法制備長柄扁桃粗油。

1.2.4測試方法

水分、灰分、粗蛋白、粗脂肪以及總糖的測定參照國家標(biāo)準(zhǔn)[10]，分別為GB/T 5009.3-2003，GB/T 5009.4-2003，GB/T 5009.6-2003，GB/T 5009.5-2003，GB/T 5009.7-2008。長柄扁桃油脂肪酸組成測定采用GC-MS法，色譜、質(zhì)譜條件參照文獻(xiàn)[3]。維生素E含量測定采用HPLC快速測定法，色譜條件參照文獻(xiàn)[11]。苦杏仁苷含量測定采用HPLC法，色譜條件參考文獻(xiàn)[12]。

2　結(jié)果與討論

2.1長柄扁桃種仁一般成分分析

為了解長柄扁桃種仁基本情況，對其一般成分進(jìn)行分析，實驗結(jié)果如表1所示。種仁中粗脂肪及粗蛋白含量總和約為種仁總質(zhì)量的70%。粗脂肪與粗蛋白是植物產(chǎn)品開發(fā)中市場需求量較大的物質(zhì)，且種仁含油率約45%～58%[5]，說明長柄扁桃種仁是一種極具開發(fā)價值的新型油料原料。

表1　長柄扁桃種仁一般成分分析　(g/100 g)

2.2榨油工藝對長柄扁桃油出油率及油感官特性的影響

理想的榨油工藝不但應(yīng)具有高的出油率，還應(yīng)使油具有良好的顏色與氣味。因此對四種榨油工藝生產(chǎn)的長柄扁桃油出油率及油感官特性進(jìn)行評價，實驗結(jié)果如表2所示。

表2　不同榨油工藝對種仁出油率及油感官特性的影響

從油外觀來看，種仁經(jīng)過炒制熱榨處理后，得到的長柄扁桃油顏色較深，為深棕黃色，而未炒制的種仁壓榨出的長柄扁桃油均為淺棕黃色，且加工過程中溫度越低，油的顏色越淺。這是因為長柄扁桃種仁中的蛋白質(zhì)、糖類等在炒制過程中會和油脂發(fā)生結(jié)合或絡(luò)合反應(yīng)，產(chǎn)生褐色或黑色物質(zhì)，使油脂顏色加深、變渾濁[13]。在氣味方面，種仁經(jīng)過炒制或熱榨工藝處理后，長柄扁桃油可以聞到杏仁的香味，而種仁未經(jīng)炒制并采用冷榨工藝處理后，長柄扁桃油基本無氣味。長柄扁桃油壓榨過程溫度越高，香味越濃，這與芝麻香油的生產(chǎn)類似，經(jīng)過炒制的芝麻會壓制出香氣濃郁的芝麻香油。因為炒制過程會影響揮發(fā)性物質(zhì)及其降解產(chǎn)物的相對含量，使油品呈現(xiàn)不同的風(fēng)味[14]。濃香型壓榨食用油是目前深受消費(fèi)者喜愛的產(chǎn)品，如果需要生產(chǎn)帶有杏仁香味的長柄扁桃油，需要在加工過程中炒制種仁或采用熱榨方式壓榨。但炒制過程中也需要嚴(yán)格控制加熱溫度和時間，否則會破壞油的色澤和氣味。

2.3榨油工藝對長柄扁桃油脂肪酸含量的影響

食用油的主要功能是提供熱量和人體無法合成且必需的脂肪酸(亞油酸、亞麻酸等)。脂肪酸組成和含量的變化會影響食用油的功能性質(zhì)。故為評價油品質(zhì)，研究了四種榨油工藝對長柄扁桃油脂肪酸含量的影響，并與索氏提取工藝進(jìn)行了比較，實驗結(jié)果如表3所示。

表3　不同榨油工藝對長柄扁桃粗油脂肪酸含量的影響　(g/100 g)

由表3可見，四種榨油工藝制備的長柄扁桃油檢出的不飽和脂肪酸總量與索氏提取法略有不同。不飽和脂肪酸總量由高到低依次為炒制冷榨=不炒熱榨>不炒冷榨>炒制熱榨。單從數(shù)值看，溫度對長柄扁桃粗油中不飽和脂肪酸總量的影響較小，最大相差僅為0.7%。其中炒制熱榨工藝的不飽和脂肪酸總量最低，為97.2%，其他三種工藝的不飽和脂肪酸含量在97.7%～97.9%之間，非常接近。這可能是因為長柄扁桃油富含不飽和脂肪酸，且以油酸為主(含量大于70%)，亞油酸為輔(含量大于26%)，據(jù)文獻(xiàn)報道，較高的單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸的比例，有利于提高植物油的穩(wěn)定性[3]，可以抵抗壓榨溫度變化對油脂肪酸組成的影響。

2.4榨油工藝對長柄扁桃油維生素E含量的影響

維生素E的組分構(gòu)成與含量是衡量種子油脂品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，為評價油品質(zhì)，研究了索氏提取與四種榨油工藝對長柄扁桃油中的維生素E組成及含量的影響，實驗結(jié)果見表4。由表4可見，四種榨油工藝的維生素E總量依次為不炒冷榨>炒制冷榨>不炒熱榨>炒制熱榨，均低于索氏提取法。其中采用不炒冷榨方式獲得的長柄扁桃油的維生素E總量高達(dá)49.7 mg/100 g，采用炒制熱榨方式的油中維生素E總量為41.4 mg/100 g，僅為不炒冷榨方式的83.5%。說明采用冷榨的方式不容易損失油中的維生素E。維生素E是一種天然的抗氧化劑，可以維持種子壽命和防止種子的脂質(zhì)氧化[15]，其主要成分為生育酚和三烯酚，生育酚最為常見。通常情況下，生育酚的生理活性順序為α-生育酚>β-生育酚>γ-生育酚>δ-生育酚，而抗氧化能力則是:α-生育酚<β-生育酚<γ-生育酚<δ-生育酚[16]。長柄扁桃油中的維生素E主要由強(qiáng)抗氧化性的(β+γ)-VE組成，因此具有較強(qiáng)的抗氧化性。

表4　不同榨油工藝對長柄扁桃粗油維生素E含量的影響　(mg/100 g)

綜合考察出油率、油感官特性、脂肪酸含量及維生素E含量等多種因素，雖然炒制熱榨后的長柄扁桃出油率最高，但炒制熱榨不但會破壞油的色澤和澄清度，還會影響其不飽和脂肪酸含量及維生E含量；而炒制冷榨后的長柄扁桃油色澤清亮且不飽和脂肪酸含量最高，維生素E含量也位居前列，僅出油率稍低于炒制熱榨。結(jié)合以上各因素，認(rèn)為炒制冷榨是適合制備長柄扁桃油的工藝方法。如果考慮長柄扁桃油粕的綜合利用，為進(jìn)一步開發(fā)優(yōu)質(zhì)蛋白粉，可能需要控制長柄扁桃種仁炒制的溫度，或使用完全冷榨的方式。

2.5中試放大

綜合考慮長柄扁桃油的出油率、色澤、氣味及脂肪酸和維生素E組成等因素，采用炒制冷榨工藝，用9噸種仁進(jìn)行工業(yè)化試生產(chǎn)，制得長柄扁桃毛油4158 kg，實驗結(jié)果如表5所示。

表5　9噸長柄扁桃種仁壓榨長柄扁桃油實驗結(jié)果

由表5可見，毛油出油率約為46.2%。高于50 kg種仁的實驗結(jié)果(42%)，可能是因為大型機(jī)器連續(xù)生產(chǎn)減少了部分損失。經(jīng)過濾，長柄扁桃油的粗油得率為86.8%，與小試工藝持平(87.0%)。長柄扁桃粗油不飽和脂肪酸含量及維生素E總量分別為97.5%和48.2 mg/100 g，基本達(dá)到小試水平。由實驗結(jié)果可見，該工藝在工業(yè)化生產(chǎn)中也較穩(wěn)定，可用于今后長柄扁桃油工業(yè)化生產(chǎn)。

3　結(jié)　論

采用螺旋壓榨機(jī)，考察并比較了炒制熱榨、炒制冷榨、不炒熱榨、不炒冷榨四種榨油工藝，在出油率方面，炒制冷榨法稍低于炒制熱榨，炒制冷榨法易保留油中的營養(yǎng)成分且油色澤和氣味較好；在脂肪酸和維生素E含量方面，炒制冷榨后的長柄扁桃油均居于上乘水平；通過炒制冷榨工藝進(jìn)行工業(yè)化試生產(chǎn)，長柄扁桃毛油出油率(42%)高于小試水平、粗油得率(46.2%)、不飽和脂肪酸含量(97.5%)及維生素E總量(48.2 mg/100 g)均與小試水平持平。綜合各因素，認(rèn)為炒制冷榨是適合長柄扁桃油工業(yè)化生產(chǎn)的工藝方法。

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Study on Four Different Oil Extraction Technologies of Amygdalus Pedunculatus Pall.*

LI Cong1,BAI Jing-yao1,CHEN Bang1,SHEN Ye-hua1,ZHANG Ying-long2

(1Northwest University,College of Chemistry and Materials Science,Key Laboratory of Synthetic and Natural Functional Molecule Chemistry of Ministry of Education,Shaanxi Alcohol Ether and Biomass Energy Engineering Research Center,Key laboratory of Yulin Desert Plants Resources,Shaanxi Xi’an 710069;2 Shenmu County Ecology Protection and Construction Association,Shaanxi Shenmu 719300,China)

Amygdalus pedunculata Pall.seeds were used as raw material.Four pressing methods were conducted with screw presse to study the effect of different pressing technologies on the quality,fatty acid composition and vitamin E content of the oil.These four methods were fried-cold-pressed method,fried-hot-pressed method,cold-pressed method and hot-pressed method.At the same time the industrial production of nine tons seeds was studied.The results showed that fried-cold-pressed process was suitable for the industrial production of Amygdalus pedunculata Pall.oil,with the crude oil yield of 46.2%.

Amygdalus pedunculata Pall.oil;press;fried and cold-pressed

國家科技部科技惠民計劃(2012GS610203)、陜西省科技廳科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程計劃專項(2012KTCL03-05，2011KTCL03-04)。

李聰(1982-)，女，工程師，博士，主要進(jìn)行沙生植物產(chǎn)業(yè)化開發(fā)研究。

申燁華，女，教授，從事資源化學(xué)和蛋白質(zhì)化學(xué)研究。

TS225.1

A

1001-9677(2016)04-0021-03