紅松果仁研究開(kāi)發(fā)進(jìn)展

王軍茹 ，費(fèi)英敏 ，劉躍軍 ，徐旖夢(mèng) ，朱喜文 ，張根生*

(1.哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品工程學(xué)院，哈爾濱 150076； 2.黑龍江民族職業(yè)學(xué)院，哈爾濱 150066；3.黑龍江宏泰松果有限公司，黑龍江 七臺(tái)河 154599；4.黑龍江省勃利縣紅旗林場(chǎng)，黑龍江 七臺(tái)河 154599)

野生紅松的種子就是紅松果仁，擁有的藥用價(jià)值極高[1]。紅松果仁的長(zhǎng)度約為1.2～1.6 cm，成熟的紅松果仁可以直接食用，也可以作為重要的中藥藥材，還可進(jìn)一步加工用作工業(yè)用及食用。紅松果仁中富含豐富的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，還含有一些對(duì)身體有益處的微量元素，如鈣、磷、錳、鐵及維生素等。紅松果仁中還含有大量的揮發(fā)油、棕櫚堿等，能夠使人體的新陳代謝加速[2]。紅松果仁對(duì)于心腦血管病也有一定的預(yù)防的作用，紅松果仁中的脂肪主要是不飽和脂肪酸，不飽和脂肪酸能夠起到加速腦部細(xì)胞代謝和降血脂的作用，對(duì)人體有極大益處[3]。此外，紅松果仁經(jīng)過(guò)加工制得的松籽油是具有很高藥用價(jià)值和食療價(jià)值的營(yíng)養(yǎng)保健品[4]。因此，紅松果仁營(yíng)養(yǎng)極高，具有很大的開(kāi)發(fā)潛力。

1 紅松籽油研究開(kāi)發(fā)進(jìn)展

1.1 紅松籽油提取研究進(jìn)展

現(xiàn)有的常見(jiàn)提取松籽油的方法有壓榨法、有機(jī)溶劑法、超臨界CO2萃取法、水代法和水酶法等幾種方法。

1.1.1 壓榨法提取紅松籽油研究進(jìn)展。壓榨法是利用機(jī)械力將油料中的油脂提取出來(lái)的方法[5]。劉靜波[6]等人采用長(zhǎng)白山紅松果仁為原料，利用機(jī)械液壓冷榨法提取紅松籽油，研究了在加工過(guò)程中榨油溫度、上限壓力、停歇周期、壓榨周期對(duì)其提取效果的影響，得到最優(yōu)的提取紅松籽油的條件為：溫度為45 ℃，上限壓力為15 MPa，停息周期為9 min，榨油周期為4 min，在上述條件下，紅松籽油的出油率可達(dá)60.3%。李默馨等[7]人對(duì)紅松籽油的冷榨工藝條件進(jìn)行了研究，得到最佳的工藝參數(shù)為：水分含量4%，壓榨壓力4 MPa，粉碎后粒度16目。在該參數(shù)的工藝條件下得到紅松籽油的出油率為51.1%。其中不飽和脂肪酸含量為92.09%，不含有反式脂肪酸，是一種“天然綠色”的榨油方法。

1.1.2 有機(jī)溶劑提取法提取紅松籽油研究進(jìn)展。松籽油在工業(yè)生產(chǎn)中采取的主要提取方法為溶劑浸出法，溶劑浸出法的優(yōu)點(diǎn)有成品品質(zhì)好、出油率高且有較高的脫脂蛋白利用率等[8]，但有機(jī)溶劑會(huì)給環(huán)境帶來(lái)一定的污染，并且生產(chǎn)過(guò)程中的安全問(wèn)題也值得注意。孫宇等[9]采用溶劑浸出法，研究了以正己烷為溶劑的提取工藝參數(shù)，研究結(jié)果為在反應(yīng)時(shí)間為24 h，料液比為1∶9，提取次數(shù)為3次時(shí)，松籽油的提取率最佳，提取率為57.31%。馬文君等[10]人對(duì)比了溶劑提取法和水酶法提取的松籽油的脂肪酸組成和理化性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)利用不同方法提取而得的松籽油的品質(zhì)有所不同，溶劑法提取的松籽油松籽油磷脂含量及油酸值均高于水酶法提取的松籽油，而過(guò)氧化值低于水酶法提取的松籽油，兩種方法對(duì)松籽油的脂肪酸組成無(wú)顯著影響。

此外，還有研究者在溶劑浸出法的基礎(chǔ)上，采用微波輔助法提取紅松籽油，從而提高提取率。楊明非等[11]人采用紅松果仁為原料，提取溶劑為無(wú)水乙醇，確定了最佳的紅松籽油提取條件為：微波時(shí)間50 min，微波功率700 W，微波溫度60℃，液料比20 mL/g，勻質(zhì)時(shí)間120 s，勻質(zhì)速度12000 r/min。在此條件下，紅松籽油可以達(dá)到最高提取率，提取率為60.3%。胡濱等[12]人對(duì)微波輔助提取松籽油的工藝條件進(jìn)行了研究，確定了最佳工藝為石油醚和無(wú)水乙醇體積比2∶1，紅松果仁粉碎過(guò)40目篩，在液料比為10∶1、微波功率480 W、提取時(shí)間19 min的條件下，松籽油具有最高的得率，得率為57.79%。

1.1.3 超臨界CO2萃取法提取紅松籽油研究進(jìn)展。當(dāng)流體處于臨界溫度和臨界壓力以上的狀態(tài)稱(chēng)為超臨界狀態(tài)，該流體即為超臨界流體[13]。超臨界CO2流體的流動(dòng)能力和擴(kuò)散能力對(duì)所溶解的各組分有相互分離的作用[14]。胡小泓等[15]人利用超臨界CO2法萃取紅松籽油。研究了時(shí)間、溫度和壓力對(duì)出油率的影響。得到最佳工藝條件為：萃取時(shí)間為3 h，溫度為35 ℃，壓力30 MPa時(shí)有最好的萃取效果。李清光等[16]人對(duì)超臨界CO2法提取松籽油的影響因素進(jìn)行了研究，獲得最佳的工藝參數(shù)為240 min，35 MPa，夾帶劑為5%無(wú)水乙醇，20～25 L/h的CO2流量時(shí)萃取效果最好。

1.1.4 水酶法及水代法提取紅松籽油研究進(jìn)展。水酶法的原理是將油料進(jìn)行破碎后，利用酶對(duì)植物細(xì)胞壁或者脂多糖、脂蛋白等復(fù)合體有的水解作用對(duì)油料酶解，使油料中的油脂更易釋放，利用油水密度的差異和非油成分對(duì)于水與油的親和力的差異將油分離出來(lái)[17]。相比于其他提取方法而言，水酶法耗能低，操作簡(jiǎn)便安全，具有溫和的作用條件，不使用有機(jī)試劑，更經(jīng)濟(jì)環(huán)保，能夠制得品質(zhì)較高的油，且具有原料的清香味[18]。包怡紅等[19]采用紅松果仁為原料，經(jīng)超聲波預(yù)處理后，以水酶法提取松籽油，得到最佳的松籽油提取工藝條件為：酶解溫度為44℃、酶解時(shí)間為4.08 h、堿性蛋白酶加酶量為1427 u/g、料液比為1∶5 g/mL、超聲溫度為50℃、超聲時(shí)間為40 min、超聲強(qiáng)度為0.28 w/cm2，在該條件下制得的松籽油得率最佳，可達(dá)73.01%。吳洪軍等[20]人采用紅松果仁為原料，經(jīng)過(guò)粉碎、水浴、振蕩提取、離心分離等一系列工藝制得紅松籽油。得到了水代法制備紅松籽油的最優(yōu)工藝條件為：2 h的提取時(shí)間、70℃的提取溫度9的pH值、6∶1的料液比。

總之，冷榨法容易操作，便于維修設(shè)備，具有相對(duì)靈活的規(guī)模，能夠使產(chǎn)品中的脂溶性營(yíng)養(yǎng)成分極大程度上得到保留。溶劑浸出法成品品質(zhì)高、出油率高且脫脂蛋白利用率高，但有機(jī)溶劑造成的環(huán)境污染和生產(chǎn)過(guò)程中的安全問(wèn)題還有待進(jìn)一步解決。超臨界CO2萃取法能夠一次完成提取分離，具有較低的操作溫度，無(wú)溶劑殘留，并且能夠保證萃取出油的品質(zhì)和色澤。水酶法的油脂提取率較高，還能將維生素等多種功能性成分較好地保留下來(lái)。水代法具有簡(jiǎn)單的設(shè)備、靈活的生產(chǎn)規(guī)模、溫和的工藝條件等優(yōu)點(diǎn)，符合綠色健康、安全環(huán)保的要求。但是關(guān)于紅松果仁開(kāi)發(fā)松籽油不同方法的對(duì)比研究還比較少，還有待深入研究。

1.2 紅松籽油中皮諾斂酸研究開(kāi)發(fā)進(jìn)展

皮諾斂酸是松籽油中特有的一種十八碳三烯酸[21]，分子式C18H30O2[22]，與其他不飽和脂肪酸有所不同，其只存在于松籽油中[23]。常用的不飽和脂肪酸提取方法有尿素包合法[24]、超臨界二氧化碳萃取法[25]、脂肪酶濃縮法[26]、吸附分離法[27]、分子蒸餾法[28]、以及低溫結(jié)晶法[29]等。在現(xiàn)有的研究中多采用尿素包合法進(jìn)行皮諾斂酸的提取。尿素包合法是根據(jù)尿素與不同飽和程度的脂肪酸的結(jié)合差異性來(lái)進(jìn)行分離，尿素分子與飽和脂肪酸更易形成穩(wěn)定包合物，而多不飽和脂肪酸具有較多的的雙鍵，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，難與尿素進(jìn)行包合[30-31]。因此尿素包合法可以將不同類(lèi)型的脂肪酸分離開(kāi)來(lái)，從而制備高純度的皮諾斂酸[32]。劉志鑫等[33]人采用松籽油為原料，研究尿素包合法的最佳提取條件。研究表明：包合溫度為4.18 ℃、包合時(shí)間為23.44 h、脂肪酸和乙醇比例為1∶7.98(g/mL)、脂肪酸和尿素比例為1∶2.88(g/g)的條件下進(jìn)行二次包合，皮諾斂酸提取含量可由一次包合的39.27%上升為53.36%。張晶等[34]人采用尿素包合法純化紅松籽油中的皮諾斂酸，確定了最佳的皮諾斂酸純化參數(shù)為：包合時(shí)間為12 h、包合溫度為-10℃、乙醇：尿素為4∶1(w∶v)、脂肪酸：尿素為1∶6.5(w∶w)。該條件下可獲得皮諾斂酸的回收率為51.8%、純度為58.3%，二次包合純化后可得到皮諾斂酸的回收率為64.7%、純度為72.5%。包三三等[35]人以尿素包埋法結(jié)合油脂乙醇醇解法富集純化紅松籽油中的皮諾斂酸，研究表明最佳的皮諾斂酸乙酯純化條件為：包合時(shí)間為24 h、包合溫度為-13 ℃、乙醇：尿素為6∶1、尿素質(zhì)量：紅松籽油脂肪酸乙酯質(zhì)量為 3∶1，在該條件下尿素一次包合后，皮諾斂酸乙酯回收率為66.25%，純度為94.75%，相比于傳統(tǒng)方法純度提高了107%，回收率提高了143%?？傊?，尿素包合法具有反應(yīng)條件溫和、操作簡(jiǎn)便、設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)，適合規(guī)模生產(chǎn)使用。

皮諾斂酸具有、促進(jìn)排泄、解熱鎮(zhèn)痛、清除自由基、減肥、抗氧化、消除病毒和細(xì)菌所引起的感染等作用。楊明非等[36]人優(yōu)化了皮諾斂酸/左旋肉堿降低肝癌細(xì)胞的最佳濃度配比。發(fā)現(xiàn)皮諾斂酸/左旋肉堿復(fù)配物可以將肝癌細(xì)胞脂質(zhì)有效降低，具有協(xié)同作用效果好，用量少等特點(diǎn)點(diǎn)，所以可以將皮諾斂酸/左旋肉堿復(fù)配物開(kāi)發(fā)成減肥降脂的產(chǎn)品。孫宇[37]研究了皮諾斂酸對(duì)于肥胖小鼠的減肥作用。研究表明，皮諾斂酸可顯著降低營(yíng)養(yǎng)性肥胖小鼠的脂肪指數(shù)、體重、腎指數(shù)、肝、血糖及血清低密度脂蛋白膽固醇水平。董越[38]進(jìn)行了皮諾斂酸體外抗腫瘤活性和抗氧化性的研究。研究表明：皮諾斂酸能夠顯著的抑制脂質(zhì)的過(guò)氧化，并且能夠一定程度上對(duì)宮頸癌細(xì)胞的增殖進(jìn)行抑制。綜上，紅松籽油不僅是作為食用的優(yōu)良油脂，還可以成為保健用的新型油脂。具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和社會(huì)意義。

2 紅松果仁蛋白開(kāi)發(fā)研究進(jìn)展

2.1 紅松果仁中蛋白提取研究進(jìn)展

紅松果仁中含有較高的蛋白質(zhì)，具有18種配比合理氨基酸，含量最高的是谷氨酸，天冬氨酸、精氨酸的含量也較高[39]。王勝男等[40]人采用水酶法提取紅松果仁的松子蛋白。確定酶解的最佳工藝參數(shù)為：pH 值為8.8、料液比為1∶5、酶解時(shí)間為2.2 h、溫度為55 ℃、加酶量為1.9%，此條件下蛋白提取率可達(dá)87.92%。韓冰園等[41]人利用松仁作為原料，研究了堿法提取的工藝參數(shù)對(duì)蛋白提取率的影響。得到最佳松仁鹽溶蛋白的提取工藝為：時(shí)間60 min、NaOH溶液的濃度為0.0005 mol/L、料液比1:30、溫度為45 ℃。在此工藝參數(shù)下，蛋白質(zhì)提取率為72.07%。楊立賓[42]以紅松果仁為原料，采用超聲波輔助水提法提取松仁蛋白，得到最佳的工藝參數(shù)為：溫度為37 ℃、提取時(shí)間為128 min、固液比為1∶36(m/v)，此條件下松仁蛋白質(zhì)的提取率為69.4%，提取質(zhì)量為1.77 g。總之，堿提法相比之下成本較低，能夠節(jié)省能源，不會(huì)引起害物質(zhì)的生成和蛋白質(zhì)的變性，且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。水酶法在提取過(guò)程中基本不會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)，提取條件也比較溫和[43]。超聲波輔助提取法能夠?qū)⑻崛r(shí)間有效縮短，將松仁蛋白質(zhì)的提取率提高，具有低成本、短時(shí)間的特點(diǎn)，在工業(yè)化生產(chǎn)中擁有廣闊前景。

2.2 紅松果仁蛋白肽開(kāi)發(fā)研究進(jìn)展

紅松果仁蛋白質(zhì)擁有復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)，較大的相對(duì)分子質(zhì)量，直接食用后其消化率遠(yuǎn)達(dá)不到預(yù)期效果[44]。而生物活性肽易被吸收消化，因此可以將紅松果仁蛋白分解成小分子肽來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究。荊晶等[45]人采用松仁分離蛋白為原料，對(duì)松仁肽的酶解工藝進(jìn)行優(yōu)化。得到最佳的松仁肽制備工藝參數(shù)為：加酶量為9000 u/g、酶解時(shí)間為3 h、pH值為9.1、底物濃度為3.2%、酶解溫度為52 ℃。在該酶解工藝條件下，水解度為0.3297，且得到的松仁肽具有一定的抗氧化活性。鄭元元等[46]人利用紅松果仁蛋白為原料，采用胰蛋白酶和胃蛋白酶兩步酶解法制得松仁蛋白肽，最終制備出的蛋白肽組分具有較強(qiáng)的DPPH自由基和羥自由基清除能力，并且有降低丙二醛、血清尿素氮和乳酸濃度，提高肝糖原的儲(chǔ)備能力，維持血糖濃度和抗疲勞的作用。趙玉紅等[47]人以松仁蛋白為原料制備松仁蛋白多肽。獲得酶解的最佳條件為：底物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%、酶用量為5000 U、時(shí)間為180 min、pH值為8.0、溫度為50 ℃、松仁蛋白的水解度為30.06%。綜上，現(xiàn)有的研究中制備肽的方法多采用酶解法，并且多以酶解條件的研究為主，但是關(guān)于將紅松仁蛋白肽開(kāi)發(fā)成食品類(lèi)的研究還比較少，還有待深入研究。

2.3 紅松果仁植物蛋白飲品開(kāi)發(fā)研究進(jìn)展

紅松果仁植物蛋白飲品是一種比較常見(jiàn)的飲品，在其基礎(chǔ)上又發(fā)展出了功能型松仁蛋白飲品。魏冬珊[48]以松仁多肽液為原料制備松仁多肽飲料，確定了最佳的松仁多肽飲料工藝配方為：7%的白砂糖含量、1.8%的松仁渣含量、2%的松仁多肽液含量、0.2%的黃原膠含量、0.15%的海藻酸鈉含量、0.1%的羧甲基纖維素鈉、0.03%的檸檬酸。此工藝配方下制得的飲料穩(wěn)定系數(shù)為82.34%，且感官評(píng)價(jià)得分為91分。段善海等[49]人對(duì)研究了松仁乳飲料的生產(chǎn)，研究表明，最佳的松仁乳飲料的酶解條件為：溫度45 ℃、pH值8、時(shí)間3 h、酶用量0.5%。使松仁乳飲料達(dá)到最佳穩(wěn)定性的配方為：0.35%的蔗糖脂肪酸脂含量、0.45%的酪蛋白酸鈉含量、0.15%的黃原膠含量。此配方下獲得的松仁乳飲料有松仁清香為，口感獨(dú)特，是一種擁有廣闊前景的功能性飲品。綜上，紅松果仁植物蛋白飲品飲品主要包括以松仁為主要原料制作而成的風(fēng)味飲品和以松仁渣為原料制作成的功能性松仁多肽飲料，并且多以飲料的配方和穩(wěn)定性研究為主。

3 紅松果仁多糖開(kāi)發(fā)研究進(jìn)展

松仁多糖是一種重要的天然活性物質(zhì)，具有降血糖、抗輻射、抗衰老、抗腫瘤及免疫調(diào)節(jié)等作用。劉榮等[50]人對(duì)超聲波輔助法提取松仁多糖進(jìn)行了研究，獲得了最佳的超聲波輔助提取松仁多糖的工藝參數(shù)為：超聲功率為800 W、時(shí)間為35 min、料液比為1∶45(g∶mL)、水浴溫度為90℃、脫脂松仁粉為100 g。在該條件下，多糖得率可達(dá)9.74%。采用松仁多糖飼喂小鼠可知松仁多糖能夠顯著增強(qiáng)對(duì)免疫功能。王振宇等[51]人對(duì)微波輔助法提取松仁多糖進(jìn)行了研究，獲得了最佳的微波輔助法提取松仁多糖的工藝參數(shù)為：浸泡時(shí)間60 min、微波處理時(shí)間5 min、微波功率320 W、料液比1∶15。在該工藝參數(shù)下，多糖提取率為6.01%。孫芳[52]對(duì)比了水提法、微波和超聲波輔助提取法提取松仁多糖的提取率，研究表明三種方法提取多糖的得率分別為6.26%、6.01%和10.74%。總之，紅松果仁多糖的提取方法主要有水提法、超聲波輔助提取法、微波輔助提取法三種方法。微波和超聲波輔助提取法能夠?qū)⑻崛r(shí)間縮短，其中超聲波輔助提取法能夠?qū)⒓t松果仁多糖的提取率顯著提高，具有節(jié)能、高效的優(yōu)點(diǎn)。但是關(guān)于紅松果仁多糖產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研究還比較少，有待深入研究。

4 結(jié)論

目前，已經(jīng)有大量關(guān)于紅松果仁的開(kāi)發(fā)研究，紅松果仁主要開(kāi)發(fā)為紅松籽油、紅松果仁蛋白和紅松果仁多肽，開(kāi)發(fā)而成的產(chǎn)品風(fēng)味獨(dú)特，營(yíng)養(yǎng)健康。但是現(xiàn)有的研究中關(guān)于紅松果仁油脂、蛋白和多糖提取的研究較多，但是對(duì)于其產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)研究較少。所以，接下來(lái)應(yīng)注重紅松果仁功能性食品、藥品的開(kāi)發(fā)，并且應(yīng)深入研究在開(kāi)發(fā)過(guò)程中的工藝條件如加工方法、加工時(shí)間、加工溫度和pH等條件對(duì)紅松果仁制品的功能性成分的影響。