提高雙低油菜籽利用價(jià)值的探討

左 青，孫 勤，甘光生，左 暉，張偉春，楊偉峰

(1.江蘇牧羊集團(tuán)有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225127； 2.安徽糧食工程職業(yè)學(xué)院，合肥 230011； 3.廣州星坤機(jī)械有限公司，廣州 510460； 4.東莞嘉吉糧油有限公司，廣東 東莞 523147)

我國(guó)于20世紀(jì)70年代引進(jìn)雙低油菜籽，經(jīng)40多年培育，雙低油菜籽制取的油含芥酸小于3%，菜籽粕含硫苷小于30 μmol/g[1]。菜籽粕蛋白質(zhì)含量35%～37%，脫皮菜籽粕蛋白質(zhì)含量46%～47%，氨基酸平衡，在飼料行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，經(jīng)脫毒處理后可應(yīng)用到食品中[2]。我國(guó)到2020年，飼料級(jí)蛋白需求量在0.72億t。生產(chǎn)冷榨雙低菜籽油和熱榨濃香型菜籽油，引入加拿大高油酸油菜籽生產(chǎn)高油酸菜籽油，不僅提升菜籽油的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，還可提升菜籽油的市場(chǎng)價(jià)格。本文從雙低油菜籽加工工藝、脫皮雙低菜籽粕的利用、雙低菜籽蛋白及雙低菜籽皮的利用方面對(duì)提高雙低油菜籽的利用價(jià)值進(jìn)行探討，供同行參考。

1 雙低油菜籽加工工藝

國(guó)內(nèi)油脂加工行業(yè)采取預(yù)處理預(yù)榨浸出、預(yù)處理預(yù)榨膨化浸出、冷榨、熱榨、機(jī)榨餅浸出，生產(chǎn)機(jī)榨四級(jí)菜籽油、浸出四級(jí)菜籽油、冷榨油、高溫?zé)嵴ビ汀Ｓ筒俗衙撈ず罂缮a(chǎn)含皮菜籽粕、高蛋白菜籽粕及濃縮菜籽蛋白。

1.1 油菜籽脫皮

雙低油菜籽含皮16%～18%，種皮厚度26～28 μm，與子葉結(jié)合緊密，種皮含粗纖維30%～34%，含大量的植酸、色素、單寧、皂素、芥子堿、蠟質(zhì)等化合物。雙低油菜籽含少量的硫代葡萄糖苷，在芥子酶作用下降解為硫氰酸酯、異硫氰酸酯、噁唑烷硫酮及類脂物，具有毒性。

油菜籽的仁肉主要在胚芽部分結(jié)合，皮下的大部分是互相獨(dú)立的，通過(guò)剪切、擠壓、搓碾，在破碎輥間隙內(nèi)產(chǎn)生變形，導(dǎo)致菜籽皮破碎，破碎混合物經(jīng)過(guò)平面回轉(zhuǎn)篩，篩下仁直接壓榨，篩上未完全破碎的油菜籽進(jìn)行二次破碎，中間皮仁混合物經(jīng)風(fēng)選分離出皮和仁；沒(méi)有破碎的油菜籽進(jìn)行第二次破碎，二次破碎的混合物經(jīng)平面回轉(zhuǎn)篩分離。也可把水分7%～8%的油菜籽經(jīng)熱風(fēng)干燥[3]，脫除游離水分、不良?xì)馕叮砥づc油菜籽仁熱脹冷縮，采取離心撞擊擋板使油菜籽皮破裂。控制脫皮12%左右，粉末度2%～3%，皮仁分離后仁中含皮小于4%，皮中含仁或籽小于3%，隨著脫皮率提高，粉末度隨之增加。

若不脫皮，菜籽皮中的單寧、色素、粗纖維和膠質(zhì)進(jìn)入菜籽粕中，增加菜籽粕的色素，降低蛋白質(zhì)含量和消化率，適口性差[4]。脫皮油菜籽可脫除85%以上抗?fàn)I養(yǎng)因子，改善適口性，提高菜籽粕的蛋白質(zhì)含量(達(dá)到46%～47%)。

脫皮油菜籽改善了菜籽油和菜籽粕的質(zhì)量，利于動(dòng)物消化和提取食用蛋白，可減少菜籽粕中酚類化合物和纖維含量。

1.2 油菜籽預(yù)榨浸出工藝

油菜籽運(yùn)到工廠，先經(jīng)初清篩除大雜進(jìn)筒倉(cāng)。預(yù)榨浸出工藝為：

1.2.1 主要操作要點(diǎn)

(1)倉(cāng)儲(chǔ)：油菜籽水分小于8%、雜質(zhì)小于4%時(shí)，儲(chǔ)存在沒(méi)有換氣的地方，時(shí)間為2個(gè)月。油菜籽水分在8%～10%之間，儲(chǔ)存在有換氣的地方，時(shí)間為15～30 d，還要在線觀察油菜籽的溫度變化。油菜籽水分大于10%時(shí)，要先經(jīng)干燥才能進(jìn)倉(cāng)。

(2)磁選、清理：用磁選滾筒去鐵，用平面回轉(zhuǎn)篩清理。清理篩一層篩面，篩孔前段是DN6，后段是DN4，要求清理后油菜籽含雜小于1%。

(3)調(diào)質(zhì)/軟化：為了潤(rùn)濕、傳質(zhì)均勻，調(diào)質(zhì)塔前面做兩個(gè)小型筒倉(cāng)(SS304)，在進(jìn)料段噴水，根據(jù)油菜籽品質(zhì)濕潤(rùn)6～12 h，控制水分9%～10%。油菜籽進(jìn)調(diào)質(zhì)塔前先經(jīng)過(guò)吸皮器吸輕雜。油菜籽調(diào)質(zhì)使用VSC(7層)立式調(diào)質(zhì)塔，注意風(fēng)機(jī)頻率，調(diào)節(jié)熱風(fēng)溫度為60～70℃，脫水能力2%左右，加熱層用0.7～0.8 MPa蒸汽，油菜籽穿過(guò)時(shí)間35～40 min，以上、下兩個(gè)位置進(jìn)汽，保持溫度55℃。

(4)脫皮見1.1。

(5)壓坯：溫度50～55℃，油菜籽水分7%～9%，坯片厚度0.25～0.35 mm。

(6)炒籽：采用臥式炒籽機(jī)炒籽，油菜籽滯留30～40 min，出口溫度100～105℃，水分3.5%～5%。

(7)壓榨：采用ZX338壓榨機(jī)，入榨溫度大于等于95℃、水分4%～6%，餅厚10～11 mm，殘油在16%～18%范圍可調(diào)，回渣量13%。如果入榨溫度在105℃以上，水分4%～4.5%；如果入榨溫度80℃，水分5.5%。入榨油料需要保溫、預(yù)壓。在榨油機(jī)后面出餅口加裝打刀，起碎餅作用。在榨膛內(nèi)部要考慮榨條、榨螺和阻力塊的安排。

采用德國(guó)Vorpress榨油機(jī)，則入榨溫度110℃、水分6%左右，機(jī)榨餅厚度8～10 mm，餅水分8%～9%，餅殘油17%～21%，壓榨時(shí)間30～35 s。入榨進(jìn)料段有預(yù)壓裝置。

(9)冷卻：采用翻板冷卻器，熱風(fēng)溫度設(shè)定在50～60℃，進(jìn)行冷卻降水，保持進(jìn)浸出器溫度在55℃左右。

(9)機(jī)榨餅輸送選用刮板輸送機(jī)，以減少粉末度。

(10)除雜：壓榨機(jī)出油經(jīng)過(guò)撈渣機(jī)、澄清箱后經(jīng)Alfa Laval或GEA臥式離心機(jī)，固雜量小于等于0.2%，水分0.1%。

1.2.2 討論

(1)進(jìn)倉(cāng)油菜籽含水和含雜要求

油菜籽碳水化合物含量低，游離水含量低。如果游離水含量高，油菜籽的新陳代謝會(huì)加速，微生物生長(zhǎng)加快。在儲(chǔ)存過(guò)程中，脂質(zhì)、碳水化合物和蛋白質(zhì)降解為二氧化碳、水，會(huì)放出熱量升高溫度和滋生微生物。

(2)軟化和調(diào)質(zhì)的差別

軟化鍋各料層可對(duì)油菜籽加水和升溫，調(diào)節(jié)油料的彈塑性效果好。調(diào)質(zhì)塔對(duì)油菜籽降水性能好，在吸水方面低于軟化鍋。

(3)臥式炒籽機(jī)替代蒸炒鍋

臥式炒籽機(jī)用電是立式蒸炒鍋的1/4，但是立式蒸炒堝有蒸和炒的功能，在100～150℃、1.5 h條件下對(duì)油料細(xì)胞蛋白變性作用大，細(xì)胞壁破裂，油路打開。臥式炒籽機(jī)工藝效果比蒸炒鍋差，但炒籽和降水效果好。

(4)在榨油機(jī)榨膛內(nèi)油菜籽的含皮量、溫度、水分與壓力、殘油的關(guān)系

油菜籽的仁肉主要在胚芽部分結(jié)合，皮下的大部分是互相獨(dú)立的，隨著榨膛壓力上升油的流出通道變窄，含皮量從16%～17%減少到4%左右，對(duì)壓力幾乎沒(méi)有影響，繼續(xù)降低到2%時(shí)，壓力上升，由于固體的變形，油的流出通道急速變小，油慢速流出，螺旋榨油機(jī)提供很長(zhǎng)的張弛時(shí)間讓油流出，所以入榨脫皮油菜籽要保持一定含皮量。

隨著油菜籽水分的增加，榨膛內(nèi)壓力下降，但是榨膛壓力與榨軸沿線壓力無(wú)關(guān)。水和細(xì)胞壁呈膠狀結(jié)合并塑性化，在壓力上升的同時(shí)流油減小。所以要求冷榨時(shí)油菜籽含皮3%～4%，水分4%，對(duì)于不脫皮油菜籽，入榨溫度和水分的要求見1.2.1壓榨部分。

為得到適宜的壓榨性，達(dá)到最佳的壓力和最佳的排流性，注意含水量、含皮量、溫度和壓榨條件。

(5)在預(yù)榨機(jī)后增加膨化機(jī)[3]

膨化可使磷脂改性，部分疏水磷脂轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水磷脂，以生產(chǎn)四級(jí)菜籽油。菜籽餅表現(xiàn)出膨松性、透氣性和容重的增加，利于浸出溶劑滲透和在DT中溶劑汽提回收。浸出菜籽粕殘油下降0.2%～0.3%，控制菜籽粕殘油小于等于1.1%，殘溶小于等于500 mg/kg。預(yù)榨毛油含磷量300～350 mg/kg，預(yù)榨膨化浸出油含磷量600～800 mg/kg。

(6)脫膠生產(chǎn)四級(jí)菜籽油

適度添加75%磷酸、稀堿，生產(chǎn)的四級(jí)菜籽油在冬季保持透明，不發(fā)朦。菜籽油含脫鎂葉綠素，延長(zhǎng)炒籽時(shí)間至40 min和炒籽溫度在115℃以上，可消除部分菜籽油的藍(lán)光。

1.3 油菜籽脫皮冷榨

選取優(yōu)質(zhì)油菜籽，不含霉變、熱損的油菜籽進(jìn)行冷榨。為建立榨膛壓力，脫皮油菜籽含皮(或類似的纖維)4%入榨。

我國(guó)冷榨選擇雙螺桿榨油機(jī)和單螺桿榨油機(jī)[4]，溫度55～65℃，水分7%～9%，出榨機(jī)餅溫度小于等于70℃，采取軸通冷卻水循環(huán)。如果壓榨溫度小于等于45℃，殘油上升2%～5%，處理量下降15%～25%。冷榨餅含油8%～9%，經(jīng)收集后調(diào)質(zhì)膨化，進(jìn)浸出車間繼續(xù)提取油脂。

凈化冷榨菜籽油：在脫除固體雜質(zhì)的同時(shí)，脫除黏附的酶和微生物，保持油脂不降解，維持透明度。在罐內(nèi)存放15～30 d。

存在的問(wèn)題：

(1)殘油是熱榨的2～3倍，加大冷榨壓力或增加壓榨次數(shù)降低餅殘油，則自然升高冷榨溫度和降低冷榨油的品質(zhì)。

(2)冷榨蛋白未變性的油菜籽，相同的裝機(jī)容量，處理量降低50%。冷榨餅的殘油不可過(guò)度降低，隨著冷榨餅殘油的降低，油品質(zhì)下降，不能滿足直接食用的目的。

1.4 油菜籽脫皮熱榨

菜籽油的濃香是糖和氨基酸反應(yīng)形成的，因含量不同產(chǎn)生香味不同。高溫炒籽壓榨的油脂風(fēng)味復(fù)雜，硫苷降解物多，硫苷降解物苯環(huán)類、雜環(huán)類物質(zhì)是美拉德反應(yīng)的風(fēng)味物質(zhì)。

濃香菜籽油原料是高芥酸高硫苷油菜籽，芥子苷分解后生成異硫氰酸酯、腈和雜環(huán)化合物，產(chǎn)生濃香和辛辣味。菜籽油含芥酸低于25%時(shí)，濃香味差。雙低油菜籽高溫壓榨得到的菜籽油也具有一定的香味。

對(duì)于制取濃香味的機(jī)榨菜籽油，選取優(yōu)質(zhì)油菜籽，脫皮后，在140～150℃炒籽，控制炒籽時(shí)間，避免炒糊，炒糊油菜籽的機(jī)榨油帶有焦糊味。

加水調(diào)質(zhì)：加水量與油含磷量有關(guān)，按原料水分確定加水量，仁要烘干。

選取壓縮比大的榨油機(jī)。入榨溫度控制在115～120℃，榨油機(jī)出餅厚度在5～7 mm，機(jī)榨餅含油7%～8%，熱榨脫皮菜籽油色紅、濃香。對(duì)于國(guó)產(chǎn)油菜籽高溫炒籽，得到濃香型菜籽油；對(duì)雙低油菜籽，得到次濃香型菜籽油。

機(jī)榨油含磷脂，經(jīng)靜置沉淀、低溫兩次過(guò)濾脫雜和磷脂。過(guò)濾后油色澤Y≤35、R5，水分及揮發(fā)物小于等于0.1%，不溶性雜質(zhì)0.05%，酸價(jià)(KOH)小于1.2 mg/g。

2 雙低菜籽油脫蠟及n-9菜籽油

2.1 菜籽油脫蠟

生產(chǎn)一級(jí)菜籽油的精煉工藝與大豆油相同，但是菜籽油含30～400 mg/kg蠟和醇化合物。菜籽油中的蠟質(zhì)熔點(diǎn)在75℃，溶解度低，在低溫時(shí)結(jié)晶，微量蠟在低溫和長(zhǎng)期儲(chǔ)存過(guò)程中結(jié)晶析出，使油脂出現(xiàn)發(fā)朦、絮狀沉淀，其結(jié)晶特性難檢測(cè)，有時(shí)幾天或幾個(gè)月后出現(xiàn)沉淀。菜籽油沉淀物主要為：蠟脂78.1%，游離脂肪醇2%，甘二酯2.7%，F(xiàn)FA 0.2%，甘三酯痕跡，其他2.7%。菜籽油蠟脂主要脂肪酸是C20∶0、C22∶0，主要脂肪醇是C24∶0、C26∶0、C28∶0，菜籽油沉淀物含蠟脂75%～80%。

菜籽油的渾濁度和沉淀物之間的關(guān)系是非線性關(guān)系，磷脂也影響液體油脂的透明度，如添加2%磷脂，菜籽油渾濁度增加23%。

雙低菜籽油脫蠟：結(jié)晶溫度5℃，結(jié)晶時(shí)間14 h，快速升溫到12～15℃過(guò)濾，先加入0.1%助濾劑進(jìn)入過(guò)濾機(jī)，脫除高熔點(diǎn)的長(zhǎng)鏈脂肪酸的蠟及固體脂。

2.2 n-9雙低菜籽油

加拿大從1996年開始種植高油酸(n-9)+低亞麻酸雙低油菜籽品種。n-9油脂與其他植物油的氧化穩(wěn)定指數(shù)(OSI)和主要脂肪酸組成見表1。

表1 n-9油脂與其他植物油的OSI和主要脂肪酸組成[5]

由表1可見，低亞麻酸大豆油含16%飽和脂肪酸，氧化穩(wěn)定性比n-9菜籽油低50%。

高油酸型雙低菜籽油在美國(guó)、加拿大主要應(yīng)用4個(gè)方面：家庭包裝油、煎炸油、噴淋油和起酥油。

3 脫皮雙低菜籽粕的利用

3.1 雙低菜籽粕飼用價(jià)值

雙低菜籽粕的粗蛋白含量為35%～38%，脫皮雙低菜籽粕粗蛋白含量達(dá)46%～47%。脫皮雙低菜籽粕必需氨基酸組成中異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸含量分別為4.2、7.3、5.8、2.3、4.1、4.5、1.4、5.4 g/100 g，賴氨酸含量與大豆粕相同，蛋氨酸、蘇氨酸和纈氨酸含量明顯高于大豆粕的，二者混合可使氨基酸平衡。

脫皮雙低菜籽粕作為飼料，對(duì)家禽的營(yíng)養(yǎng)值相當(dāng)于大豆粕的70%～75%，喂養(yǎng)反芻動(dòng)物和水產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值為大豆粕的75%～80%[6]。

雙低菜籽粕富含礦物質(zhì)，鈣、鐵、錳、磷、硒和鎂含量高于大豆粕，但因高含植酸和纖維，降低了礦物質(zhì)的利用率。雙低菜籽粕富含膽堿、生物素、葉酸、煙酸、維生素B2，大豆粕富含泛酸。

湖北農(nóng)科院用膨化雙低菜籽粕喂養(yǎng)哺乳母豬與常規(guī)日糧比較，添加10%～15%，母豬哺乳后失重在12 kg以內(nèi)，母豬泌乳能力或乳豬斷奶窩重提高8%，生長(zhǎng)育肥豬平均增重8%，飼料轉(zhuǎn)化率提高7%，肉禽生長(zhǎng)速度提高5%，飼料效率提高6%。要注意的是油菜籽中膽堿和芥子苷為結(jié)合狀態(tài)，不易被腸道吸收，按比例添加。菜籽粕含12%～13%粗纖維、8%左右的淀粉或聚糖，小雞不能飼用。在攝入同樣的能量時(shí)，脫皮菜籽餅?zāi)苁辜仪菰鲋?0%～20%，雞增重20%～30%。

3.2 雙低菜籽蛋白

雙低菜籽蛋白是一種全價(jià)蛋白，消化率達(dá)95%～100%，蛋白生物效價(jià)2.8～3.5，高于大豆蛋白，菜籽蛋白效率比值(PER)3～3.5，蛋白質(zhì)利用率(NPU)、蛋白質(zhì)生物價(jià)(BV)高于其他植物蛋白。

雙低油菜籽含少量的抗?fàn)I養(yǎng)因子，如硫苷含量10～15 μmol/g、芥酸含量小于1.5%、植酸鹽5%～6%、粗纖維14%～16%。在制備食用蛋白前要進(jìn)行脫毒。

油菜籽含兩類儲(chǔ)存蛋白，即2S白蛋白(12～17 kDa)和12S球蛋白(300 kDa)。菜籽粕富含蛋白和酚類化合物，酚類化合物主要是芥子酸及其衍生物，在菜籽蛋白預(yù)處理[7]中可采取酯化形成芥子酸膽堿酯和脫羧形式，降低酚類化合物含量。但菜籽蛋白氨基酸存在營(yíng)養(yǎng)不平衡、過(guò)敏反應(yīng)，在食品中不能作為主蛋白源，在限量下應(yīng)用是安全的。2012年歐盟把菜籽分離蛋白作為新食品原料。

3.2.1 菜籽濃縮蛋白

油菜籽脫皮后脫除植酸和多酚，用水、熱鈍化芥子苷，壓榨餅經(jīng)浸出，用流化床(75～95℃)脫溶，恢復(fù)蛋白質(zhì)的功能性，粉碎顆粒小于200 μm。提取蛋白質(zhì)對(duì)粕的要求：低含油，正己烷殘留小于等于300 mg/kg，硫代葡萄糖苷、植酸和酚類含量低，高PDI和蛋白質(zhì)低變性。

采取水相、有機(jī)相、酶法提取，膜(截留相對(duì)分子質(zhì)量在50 000)、等電點(diǎn)分離等方法，脫除與蛋白一起提取出來(lái)的硫苷、植酸、可溶性糖等，得到濃縮蛋白[7-9]。Slawski等[6]用75%乙醇在60℃、35 min脫除菜籽粕中硫苷。Hermann等[9]制備的雙低菜籽濃縮蛋白蛋白質(zhì)含量65%，粗脂肪含量0.28%，粗纖維含量6.7%，灰分含量4.08%，單寧含量0.13%，植酸含量1.77 g/100 g，硫代葡萄糖苷含量1.32 μmol/g。

菜籽蛋白通過(guò)濕熱法糖基化改性[10]，可提高起泡性、溶解性、乳化性及乳化穩(wěn)定性。

3.2.2 蛋白肽

用酶法水解菜籽蛋白生產(chǎn)蛋白肽，選用蛋白酶，內(nèi)切酶或外切酶通過(guò)斷裂肽鏈，生成相對(duì)分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)或肽類，改善蛋白質(zhì)的溶解性、起泡性等功能特性?？刂频鞍酌傅乃膺M(jìn)程，制備具有生理活性的功能肽。選用多糖酶、戊聚糖酶與蛋白酶復(fù)合酶，可提高蛋白肽得率10%左右。

用復(fù)合酶法結(jié)合分離技術(shù)，提取具有抗氧化、抗腫瘤、抗高血壓和抗艾滋病等生物活性的菜籽肽[11]。

3.2.3 雙低菜籽分離蛋白

現(xiàn)在多采取水、酶法從低溫雙低菜籽粕提取分離蛋白，同時(shí)脫除一些抗?fàn)I養(yǎng)因子。劉大川等[12]采取堿浸酸沉法得到低植酸和低單寧的雙低菜籽分離蛋白。在堿液pH 11.0、浸提4次、每次浸提溫度50℃、浸提時(shí)間35 min、料液比1∶12條件下，產(chǎn)品蛋白質(zhì)含量為86.12%，得率為24.35%。用8倍的pH 5.0水溶出植酸，再用4倍的85%乙醇溶出單寧。

歐盟在2016年6月對(duì)雙低菜籽分離蛋白的科學(xué)安全評(píng)估，把雙低菜籽分離蛋白作為一種新食品原料[13]。這為我國(guó)制備食用型雙低菜籽分離蛋白提供參考。

4 雙低菜籽皮的利用[14-15]

(1)食用菌生產(chǎn)：作為食用菌栽培的培養(yǎng)基，能提高產(chǎn)量20%～30%，菌體粗蛋白含量提高5%～10%。

(2)生產(chǎn)可降解環(huán)保餐具，替代塑料。

(3)精細(xì)化工：皮中含2%～4%多酚化合物、3%～6%植酸?？商崛《喾宇愇镔|(zhì)、原花青素、植酸或植酸鈣、植酸鹽。

(4)菜籽皮含17 MJ/kg能量，可作為反芻動(dòng)物飼料。

5 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)沿海油菜籽加工廠利潤(rùn)一直高于大豆加工廠，很多大豆加工廠增加油菜籽加工設(shè)備，增加進(jìn)口雙低油菜籽。隨著養(yǎng)殖業(yè)的擴(kuò)展，飼料用雙低菜籽粕需求量上升，用雙低菜籽粕制取的飼用級(jí)菜籽濃縮蛋白含硫苷5 μmol/g，脫除50%左右的植酸和多酚，雙低菜籽粕蛋白的價(jià)值在飼料行業(yè)得到認(rèn)可。我國(guó)在推廣高油酸花生油，高油酸雙低菜籽油在我國(guó)還沒(méi)有得到重視。目前，研究人員在開展油菜籽皮應(yīng)用的研究課題，如制作可降解環(huán)保餐具和精細(xì)化工產(chǎn)品，一旦突破，則可提高雙低油菜籽利用的附加值。