油茶籽油提取方法對比分析

黃 鑫，張利軍，張保艷

(1.無錫中糧工程科技有限公司，江蘇 無錫 214035； 2.無錫市惠山區(qū)市場監(jiān)督管理局，江蘇 無錫 214174)

油茶籽油又叫山茶油，是從油茶樹種子中提取的，是我國特有的木本油脂。油茶籽油不飽和脂肪酸含量在90%以上，主要為油酸和亞油酸，與橄欖油相似，被稱為“東方橄欖油”。油茶籽油功能性成分豐富，富含角鯊烯、維生素E和茶多酚等，具有降血壓、降血脂的作用，對預防心血管疾病有良好的效果[1-2]。除此之外，油茶籽油還具有煙點高、凝固點低、碘值低、不易氧化等優(yōu)點，是一種綠色、健康、安全的食用油。我國油茶資源豐富，年產(chǎn)油茶籽60余萬t，油茶籽含油26%～39%[3]，油脂加工發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

目前，油茶籽油主要用以下方法提?。簾嵴シā⒗湔シ?、傳統(tǒng)溶劑浸出法、亞臨界萃取法、超臨界萃取法、水代法和水酶法。工業(yè)生產(chǎn)中，常采用熱榨法，或者“預榨-浸出法”[1]。各提取方法在油茶籽油品質(zhì)、提取率、處理量、工藝復雜性、設備投資、能耗等方面各有利弊。本文對油茶籽油的提取方法進行對比分析，以期為油茶籽油提取工藝的選擇提供參考。

1 油茶籽油的主要提取方法

1.1 熱榨法

壓榨法是對油料施加物理壓力，使油脂從油料中分離出來的一種油脂提取方法。根據(jù)前期處理方式的不同，壓榨法又可分為熱榨法與冷榨法，熱榨法有油料蒸炒工序。

優(yōu)點：熱榨法工藝簡單，生產(chǎn)設備便于維修，整個生產(chǎn)過程不使用有機溶劑，較為安全。同時，由于前期對油料進行了加熱蒸炒，產(chǎn)生了一些香味成分，使得熱榨法制得的油品香味較為濃郁[4]。

缺點：因為蒸炒處理，壓榨溫度高，易損失天然熱敏性活性成分，從而影響油脂的天然品質(zhì)，降低其營養(yǎng)價值[5]，同時壓榨餅中蛋白質(zhì)嚴重變性，影響了壓榨餅的利用，油料綜合利用率降低[6]。除此之外，熱榨法還存在處理量小、殘油率高、油茶籽油色澤深、需要精煉等問題[7]。

1.2 冷榨法

冷榨法是指原料不經(jīng)過蒸炒，直接進行壓榨的一種制油方法。冷榨法適合含油量高于25%的油料，適合油茶籽油的提取。

優(yōu)點：工藝簡單，耗能少；毛油品質(zhì)好，顏色淺，氣味清香；營養(yǎng)物質(zhì)保留較多，物料沒有經(jīng)過高溫蒸炒處理，可有效保存茶多酚、角鯊烯、生育酚等天然生物活性成分；壓榨餅中蛋白質(zhì)變性程度低，有利于提高壓榨餅的利用價值；毛油經(jīng)過簡單處理即可食用，未與溶劑、酸、堿等化學物質(zhì)接觸，綠色天然，有利于健康，有利于保護環(huán)境[4-5]。

缺點：壓榨餅中殘油較多，出油率較低，相比于熱榨工藝對機器的要求較高[4-5]。另外，為了保證油品質(zhì)量，對原料要求較高。

1.3 傳統(tǒng)溶劑浸出法

傳統(tǒng)溶劑浸出法是指利用溶劑對油脂的溶解能力，從油料中將油脂萃取出來，再經(jīng)過蒸餾等工序?qū)⒂椭腿軇┓蛛x的方法。我國從20世紀70年代開始，采用傳統(tǒng)溶劑浸出法生產(chǎn)油茶籽油，但大多數(shù)情況下，是從壓榨餅中提取殘油[8]。工業(yè)生產(chǎn)中，國內(nèi)食用植物油浸出基本上采用6號溶劑。除此之外，實驗室研究中，傳統(tǒng)溶劑浸出法經(jīng)常和微波、超聲等方式聯(lián)用來提高油脂提取效率、縮短提取時間、提升油脂品質(zhì)[4]。

優(yōu)點：殘油率低、油脂提取率高；處理量大、提油成本低；浸出粕的品質(zhì)高，資源利用率高[2]。

缺點：毛油中雜質(zhì)較多，顏色較深，需進一步精煉處理。浸提時，溶劑一旦揮發(fā)在環(huán)境中，容易導致環(huán)境污染[2]。

1.4 亞臨界萃取法

亞臨界萃取法是指在一定壓力下，利用亞臨界溶劑對油脂的溶解能力，使亞臨界溶劑與油料進行充分接觸，將油料中的油脂萃取到亞臨界溶劑中，分別對萃取后的液相和固相進行蒸發(fā)，液相經(jīng)蒸發(fā)溶劑后，得到油脂產(chǎn)品，固相經(jīng)蒸發(fā)溶劑后，得到浸出粕。蒸發(fā)出來的亞臨界溶劑經(jīng)液化后循環(huán)使用。與傳統(tǒng)溶劑浸出法類似，亞臨界萃取法也是使用溶劑作為加工助劑。不同的是，工業(yè)生產(chǎn)中，在亞臨界萃取中所使用的亞臨界溶劑通常為4號溶劑丁烷，而傳統(tǒng)溶劑浸出法為6號溶劑。

優(yōu)點：亞臨界萃取工藝可在室溫或低于室溫條件下進行，萃取后所得浸出粕質(zhì)量好，浸出粕中水溶性蛋白不變性率大于95%，因為亞臨界萃取工藝采取低溫(小于30℃)脫溶，對浸出粕和油中的熱敏性物質(zhì)不破壞，可用于貴重油脂如油茶籽油、沙棘油、月見草油等的提取。

缺點：國內(nèi)亞臨界流體設備及技術的研究起步較晚，應用研究報道較少[9]。亞臨界工藝采用4號溶劑丁烷作為加工助劑，其揮發(fā)性及危險程度高于6號溶劑，工廠日常經(jīng)營的安全風險比較高，對建筑物的安全等級要求也更高。根據(jù)GB 50016—2014《建筑設計防火規(guī)范》，6號溶劑為甲類液體，6號溶劑罐(50 m3

1.5 超臨界萃取法

CO2在超臨界狀態(tài)下，對溶質(zhì)溶解力很強，而在正常狀態(tài)下對溶質(zhì)的溶解能力很低，利用CO2的這種特點，可以對油料中的油脂進行提取和分離。

優(yōu)點：超臨界萃取法提油效率高，可以更好地保留油茶籽油中的天然香氣和風味。在精煉中可以省去減壓蒸餾和脫臭等工序，簡化生產(chǎn)流程，降低油品損耗[2]。

缺點：超臨界CO2萃取耗能較大,成本較高，工業(yè)生產(chǎn)上廣泛應用還有難度[10]。

1.6 水代法

水代法是指在一定壓力條件下，油脂與蛋白質(zhì)之間的親和力小于水與蛋白質(zhì)之間的親和力，因而以水代油得到脂肪，并利用油脂和水密度的不同，將油脂分離出來的制油方法。這種方法不用溶劑，是一種綠色健康的加工方法。油茶籽仁油含量比較高，是軟質(zhì)油料，適合用水代法提取油脂[2]。

優(yōu)點：設備簡單，成本低廉。在水代法工藝中，以水作為介質(zhì)，油與水相互作用實現(xiàn)了水對油脂的“水洗”，一些水溶性雜質(zhì)和呈味成分被去除，提高了油脂品質(zhì)。水代法不使用有機溶劑，符合綠色健康的理念，減少了對環(huán)境的污染，符合環(huán)保要求。除此之外，浸出粕中蛋白質(zhì)可以進一步加工利用，提高了資源綜合利用率[2]。

缺點：目前尚難應用在生產(chǎn)實踐中，該工藝中，油與水之間易形成乳化層，需要經(jīng)過破乳技術處理，并且水分及揮發(fā)物含量不能達到GB/T 11765—2018《油茶籽油》要求[11]，還需進一步的加工處理。

1.7 水酶法

水酶法是將水代法進行優(yōu)化的一種油脂提取方法。在物料充分研磨浸泡后，加入蛋白酶、纖維素酶等酶制劑，分解細胞壁，使蛋白質(zhì)、糖、油脂的結合結構變得松散，從而使油脂游離出來，便于以水代油得到脂肪，再利用水和油的密度不同以及二者之間互不相容的特性將二者分離[2,8]。當前，利用水酶法提取油茶籽油，已有工業(yè)生產(chǎn)，但報道較少，這主要是由于酶的特異性問題、生產(chǎn)成本高問題以及油水之間形成乳化層問題[8]。

優(yōu)點：條件溫和，油茶籽油品質(zhì)高，對環(huán)境污染小，資源利用率高。

缺點：酶的特異性研究較少，酶制劑價格偏高導致生產(chǎn)成本高，酶解效率較低，水和油之間形成乳化層不利于油茶籽油提取[4]。

2 不同提取方法的提取效果比較

2.1 油茶籽油提取率(見表1)

表1 不同提取方法所得油茶籽油的提取率 %

從表1可以看出，熱榨法和冷榨法的提取率較低，約75%，傳統(tǒng)溶劑浸出法、亞臨界萃取法、超臨界萃取法的油茶籽油提取率較高，均為90%以上。

2.2 脂肪酸組成

油茶籽油的不飽和脂肪酸主要是油酸，約占不飽和脂肪酸的90%[13]。楊輝等[1]研究了傳統(tǒng)溶劑浸出法、水代法、水酶法、超臨界萃取法、壓榨法得到的油茶籽油的脂肪酸組成，結果表明使用不同方法提取油茶籽油，對脂肪酸組成沒有影響。劉肖麗等[12]對比了不同提取方法對油茶籽油脂肪酸組成的影響，結果表明采用亞臨界萃取法、超臨界萃取法、壓榨法得到的油茶籽油脂肪酸組成雖然有一定的差異，但其主要成分都是油酸、亞油酸、棕櫚酸和硬脂酸。其中，亞臨界萃取法得到的油茶籽油不飽和脂肪酸含量最高，飽和脂肪酸含量最低。聶明等[14]分析了超臨界萃取法、低溫壓榨法、普通螺旋壓榨法得到的油茶籽油脂肪酸組成，結果表明，超臨界萃取法得到的油茶籽油棕櫚烯酸和花生烯酸含量高于低溫壓榨法的，這說明超臨界萃取法可以更好地保留油茶籽油中的一些營養(yǎng)成分。

2.3 感官指標

楊輝等[1]研究了不同提取方法得到的油茶籽油的感官品質(zhì)，結果如表2所示。從表2可以看出，在色澤和透明度方面，水酶法和水代法制取的油茶籽油顏色最佳，呈淺黃色，澄清、透明。超臨界萃取法制取的油茶籽油色澤最深，而且雜質(zhì)較多，這可能是由于在超臨界狀態(tài)下CO2有很強的萃取能力，可以將一些色素及其他雜質(zhì)萃取出來；傳統(tǒng)溶劑浸出法制得的油茶籽油呈棕黃色，這是由于相似相溶原理，一些脂溶性或者非極性色素溶于提取溶劑從而被提取出來，造成油茶籽油顏色偏深呈棕黃色；壓榨法制得的油茶籽油呈黃色，并摻有少量雜質(zhì)，這是因為在壓榨過程中，會對油料施加壓力，導致油料溫度升高，油料和油脂色澤加深。在氣味上，水酶法、水代法和壓榨法制得的油茶籽油能較好地保留油茶籽油的固有清香味?？傮w而言，水酶法和水代法制得的油茶籽油感官品質(zhì)較好。

表2 提取方法對油茶籽油的感官指標的影響[1]

謝藍華等[15]對比了冷榨法和熱榨法得到的油茶籽油的感官品質(zhì)，結果表明，冷榨法制得的油茶籽油澄清透明、色澤較淺、滋味柔和，熱榨法制得的油茶籽油顏色較深，香氣濃郁，有少量的沉淀物，加熱后顏色變深，有少許析出物。

2.4 理化指標(見表3)

由于各位研究人員所使用的原料、實驗方法、儀器等存在差別，因此不能單純比較數(shù)據(jù)絕對值的大小，但是可以看出相關趨勢。從表3可以看出：冷榨法、水代法、水酶法的酸價較低，熱榨法的酸價較高；熱榨法的過氧化值較高，冷榨法、超臨界萃取法和亞臨界萃取法的過氧化值小于熱榨法的；熱榨法、冷榨法、超臨界萃取法的碘值差別不大；冷榨法的皂化值高于熱榨法的，熱榨法的皂化值則高于亞臨界萃取法和超臨界萃取法的；冷榨法的煙點較高。

表3 不同提取方法所得油茶籽油的理化指標

注：“-”表示未找到相關數(shù)據(jù)；同行不同小寫字母表示在α=0.05水平上差異顯著，相同字母表示差異不顯著。下同。

2.5 功能性成分(見表4)

表4 不同提取方法所得油茶籽油的功能性成分含量

由于不同學者所采用的提取方法不同，對功能性物質(zhì)的選取不同，而且原料不同，所采用的實驗方法、儀器等也有差別，不宜簡單地比較數(shù)據(jù)絕對值的大小，但是根據(jù)這些數(shù)據(jù)，可以看出趨勢。從表4可以看出：傳統(tǒng)溶劑浸出法、水代法、水酶法的維生素E含量較高，熱榨法的維生素E含量最低；熱榨法、冷榨法、超臨界萃取法的角鯊烯含量較高；冷榨法的β-谷甾醇含量較低；冷榨法較熱榨法和超臨界萃取法的總磷含量高，熱榨法的磷脂含量高于亞臨界萃取法和超臨界萃取法；亞臨界萃取法和超臨界萃取法的多酚、黃酮、葉綠素、類胡蘿卜素含量高于熱榨法的。

3 結束語

熱榨法、冷榨法、傳統(tǒng)溶劑浸出法是目前油茶籽油生產(chǎn)中最常用的提取方法，其中，冷榨法由于提取溫度低，對油茶籽油、壓榨餅中的成分保存較好等優(yōu)點而受到歡迎。而亞臨界萃取法、超臨界萃取法、水代法、水酶法，由于設備昂貴、技術不成熟等原因尚少用于工業(yè)生產(chǎn)中，亟待在設備開發(fā)、技術改進上多做研究，以期能大規(guī)模應用于工業(yè)化生產(chǎn)中。