葵花籽粕的深加工研究現(xiàn)狀與建議

敖燕妮，劉君悟，劉光澤，李學(xué)姣，李 超， 阮培英

（1.臨河區(qū)農(nóng)牧業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心，內(nèi)蒙古巴彥淖爾 015000；2.杭錦后旗農(nóng)牧業(yè)綜合保障中心，內(nèi)蒙古巴彥淖爾 015400；3.山東理工大學(xué)農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院，山東淄博 255000）

0 引言

向日葵因具有很高的食用、藥用、觀賞和經(jīng)濟價值而在全世界40 多個國家均有種植[1]。我國的年種植面積約100 萬hm2，排名世界第5 位[2]；種植地區(qū)則主要集中在華北北部、東北和西北地區(qū)，其中內(nèi)蒙古自治區(qū)是最大的主產(chǎn)區(qū)[1]，而巴彥淖爾市則是內(nèi)蒙古種植向日葵的第一大市，其年種植面積約為全國的1/4，產(chǎn)量占到了1/3[3]。然而，巴彥淖爾市的向日葵產(chǎn)業(yè)存在著精深加工不足和產(chǎn)品加工技術(shù)滯后等問題[4]，且葵花籽及其制油剩余物的精深加工欠缺的問題普遍存在于我國各地向日葵產(chǎn)業(yè)中[1]。

葵花籽是向日葵的籽實，主要利用途徑包括食用和油用2 種，其中葵花籽油富含油酸、亞油酸和維E 等，具有抗癌、抗氧化等多種保健功能，因此我國葵花籽油的需求和消費量近些年持續(xù)增長[5]。葵花籽粕則是其提油后的副產(chǎn)物，針對脫脂葵花籽粕的精深加工和利用的研究現(xiàn)狀進行了總結(jié)，并提出一些建議，以期為我國向日葵油脂加工行業(yè)的葵花籽高值加工與利用提供思路和參考。

1 葵花籽粕的深加工

脫脂葵花籽粕中含有豐富的營養(yǎng)成分，但其含量與向日葵品種特性和提油工藝密切相關(guān)，如葵花籽粕中含有粗蛋白（27.70%～49.80%）和粗纖維（10.50%～25.50%）的比例均與葵花籽脫殼程度相關(guān)，完全脫殼的葵花粕中平均蛋白質(zhì)含量約為45%[6]。目前，葵花籽粕多用作雞、豬和反芻動物等的蛋白飼料，利用率較低[7]；而其深加工研究則主要集中在活性成分的提取及其利用，營養(yǎng)食品與飲品的研制等方面。

1.1 提取葵花粕蛋白

葵花籽蛋白較其他植物蛋白有更高的含硫氨基酸，是一種優(yōu)質(zhì)植物來源蛋白[8]。目前，由葵花籽粕提取蛋白的主要方法有鹽提酸沉法、堿溶酸沉法及超聲波輔助提取等。

劉文靜等人[9]以高溫提油產(chǎn)生的葵花籽粕為原料，用醇溶法提取到了可溶熱變性葵花粕蛋白粉，其含有67%蛋白質(zhì)，1‰脂肪和1.12%綠原酸，白度為78%，且由于含有少量多酚物質(zhì)具有一定抗氧化活性。喬砥等人[10]以脫除綠原酸的葵花籽粕為原料利用堿溶酸沉法制取蛋白質(zhì)，在利用蛋白層析儀對其分離純化后可將蛋白質(zhì)含量提高至93%，該葵花粕蛋白的持油性明顯高于市售大豆蛋白，因此可作為一種食品風(fēng)味保持劑。為進一步提高葵花粕蛋白的提取率，朱效兵等人[11]針對經(jīng)脫殼和烘烤后提油產(chǎn)生的葵花籽粕，在室溫下進行了15 min 的超聲波處理，之后采用堿提酸沉法將葵花粕蛋白的提取率提高到約74%。

由于葵花籽蛋白的溶解性等較差，通常還需要通過改性來提高其功能性質(zhì)，以滿足生產(chǎn)加工和使用要求。鄧愛華等人[8]用堿溶酸沉法提取了葵花粕蛋白并利用超聲處理對其進行了改性，發(fā)現(xiàn)超聲改性能顯著改善葵花粕蛋白的溶解性、起泡性、乳化性及持油性。秦那日蘇等人[12]先對低溫脫脂葵花籽粕利用堿溶酸沉法制得葵花粕蛋白，再利用大孔樹脂和超聲波對其進行處理，結(jié)果表明，大孔樹脂吸附脫色后葵花粕蛋白的白度、溶解度和乳化性等均顯著提高，而超聲波處理則會進一步改善其功能特性，超聲功率為400 W 時，蛋白的白度、乳化性和持油性達到最高。

1.2 提取綠原酸

綠原酸是一種酚類化合物，葵花籽粕中有3%～4%的酚類物質(zhì)，其中大部分是綠原酸[13]。由于綠原酸具有抗菌消炎和降壓等功效，由葵花籽粕中提取綠原酸是一種增值利用途徑；同時，綠原酸等酚類物質(zhì)在葵花粕蛋白提取過程中，容易在堿性環(huán)境下發(fā)生氧化褐變而導(dǎo)致蛋白呈深灰色或墨綠色[14]，因此在葵花粕蛋白提取時需要先對葵花籽粕脫除綠原酸，目前常用的提取或者脫除方法主要是醇提法及其物理輔助法；水提法經(jīng)濟性好，但所需溫度較高，可能會造成綠原酸失活及蛋白質(zhì)變性等[15]。

杜延兵等人[14]用70%乙醇溶液萃取脫脂葵花粕2 次并將其抽濾濃縮后獲得了綠原酸濃縮液，對其采用鹽提酸沉法去除蛋白質(zhì)后，利用乙酸乙酯進行3 次萃取實現(xiàn)綠原酸的分離純化，其純度提高近4 倍，且純化后的綠原酸對DPPH·的清除率達90%，對Fe3+表現(xiàn)出較強的還原能力；由于乙酸乙酯沸點低且價格便宜，可用于工業(yè)化生產(chǎn)高純度綠原酸。為了提高綠原酸的提取率，袁粉粉等人[15]和李彩云等人[16]均采用了微波輔助提取的方法，提高了葵花籽粕中綠原酸的得率，同時避免了綠原酸的高溫失活。

趙濤[17]則以對葵花籽粕蛋白和綠原酸進行了同步提?。菏紫葘⒂涂ㄗ衙摎つ胨楹笥盟魇铣樘岱撝@得葵花籽粕，并利用乙醇萃取獲得綠原酸，其還原力和對自由基的清除能力在同等劑量的條件下均高于維C；之后利用NaCl 溶液獲得了葵花粕球蛋白，除吸水性低于大豆蛋白外，其吸油性、起泡性和乳化性等均優(yōu)于大豆分離蛋白。

1.3 制備葵花籽（粕）肽

活性肽是對生物機體有益的肽類化合物，從植物中制備活性肽也是目前食品工業(yè)的研究熱門之一，主要方法有酸或堿水解法、酶解法和發(fā)酵法等[18]。基于葵花籽粕蛋白制備葵花籽肽的研究目前主要采用酶解法及其輔助法，酶解肽具有抗氧化、降血壓、抗血栓及改善食品風(fēng)味等多種活性功效。

1.3.1 抗氧化肽

趙濤[17]以葵花籽粕提取的球蛋白為底物，篩選出可制備降血壓與抗氧化活性肽的最佳酶種分別是中性蛋白酶與堿性蛋白酶和木瓜蛋白酶，并確定了各酶種的最佳酶解條件。董聰[18]以熱榨粕制取的葵花籽粕蛋白為原料，首先確定了堿性蛋白酶和木瓜蛋白酶作為復(fù)合酶制備抗氧化活性多肽的最佳條件，在此基礎(chǔ)上分別輔以超聲波和微波預(yù)處理，實現(xiàn)其對2 種自由基清除率的提高。孫玲等人[19]則采用堿溶酸沉法提取葵花粕蛋白，研究了酶和超濾膜耦合制備抗氧化肽的工藝。

1.3.2 ACE 抑制肽

ACE（血管緊張素轉(zhuǎn)化酶）抑制肽有治療高血壓的功效，且食物來源的ACE 抑制肽安全性高并易于被人體吸收。趙濤[17]通過試驗發(fā)現(xiàn)，中性蛋白酶的酶解物對ACE（血管緊張素轉(zhuǎn)化酶）具有較高的抑制率，可用作葵花籽粕制備ACE 抑制肽的酶種。拉升·再尼西等人[20]則獲得了利用堿性蛋白酶對葵花籽粕制備ACE 抑制肽的最佳工藝。張孟凡等人[21]在此基礎(chǔ)上利用DA201-C 型大孔樹脂對其進行了分離純化，純化后的ACE 抑制率為92.23%。羅鵬等人[22-23]以低溫脫脂葵花粕為原料，研究了ACE 抑制肽的酶解、分離純化及微膠囊化和脂質(zhì)體制備方法，結(jié)果表明，堿性蛋白酶+風(fēng)味蛋白酶的分步水解制得的ACE 抑制肽活性最強，DA201-C 型樹脂則對肽的吸附與解析效果最好，并且利用β -環(huán)糊精為壁材實現(xiàn)了ACE 抑制肽的微膠囊化、利用磷脂和膽固醇制備了ACE 抑制肽脂質(zhì)體，其結(jié)果表明膠囊化及脂質(zhì)體的包封對葵花籽粕ACE 抑制肽起到了一定的緩釋效果。

1.4 提取葵花粕黃酮和膳食纖維

張海容等人[24]采用超聲波輔助乙醇提取了葵花籽粕中的黃酮，發(fā)現(xiàn)其對DPPH·的清除率高于食品抗氧化劑BHT。

褚盼盼等人[25]利用水提醇沉法提取了葵花粕中的水溶性膳食纖維，其具有一定的持水性、乳化能力，以及吸附脂肪和膽固醇的能力，可作為潛在的吸附劑和穩(wěn)定劑進行開發(fā)和利用。胡筱等人[26]則在采用改進的水提醇沉法提取葵花粕中的水溶性和不溶性膳食纖維的基礎(chǔ)上，利用超聲波對其改性處理1 h，結(jié)果顯示超聲改性提高了膳食纖維的持水力和持油力，且不溶性膳食纖維改性后對DPPH·和ABTS+·的清除作用增強。

2 葵花粕提取物的利用

趙萍等人[27]利用葵花粕蛋白制得了一種葵花乳飲品，該飲品為乳白色、無沉淀、有葵花籽香氣，且理化指標等均符合國標要求；而李云玲等人[28]在面包粉中添加了2%葵花粕蛋白，烤制的面包有更好的外形、營養(yǎng)和感官評價。葵花粕蛋白具有很好的起泡性和起泡穩(wěn)定性，因此韓慧艷[29]進行了葵花粕蛋白制備混凝土發(fā)泡劑的工藝研究，發(fā)現(xiàn)葵花粕以料液比1∶10（g∶mL）在2%氧化鈣溶液中煮沸水解2 h，可以得到發(fā)泡性能良好的發(fā)泡母液；在此基礎(chǔ)上，添加最優(yōu)配比的表面活性劑可使發(fā)泡性能進一步提高，其性能優(yōu)于市面上的同類產(chǎn)品。

徐姍姍[30]和趙微微等人[31]分別以葵花粕為原料，利用不同方法和配料等制得富含葵花籽多肽的復(fù)合飲料；馮云龍等人[32]以油葵籽仁壓榨后的葵花粕為原料，利用制取的多肽水解液制得了一種具有天然麥香的風(fēng)味物質(zhì)，可作為一種新的食用調(diào)味品；而詹萍等人[33]利用酶解獲得的多肽酶解液，將氯化鈣與其按1∶8 的質(zhì)量比混合實現(xiàn)肽鈣螯合，得到的螯合物更易被人體吸收，有作為補鈣劑的研究和應(yīng)用潛力。

3 結(jié)語

制油后的葵花籽粕由于含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)與生物活性成分，其深加工研究主要集中在綠原酸、葵花粕蛋白、抗氧化和ACE 抑制肽等生物活性物質(zhì)的提取與制備。其中，葵花粕蛋白與多肽等還可以進一步應(yīng)用于食品、飲品、保健品及工業(yè)用品等的研制與加工中。

目前，葵花粕深度加工和利用中，葵花粕提取物的高值利用研究稍顯不足：主要是葵花粕蛋白和多肽在食品等領(lǐng)域的簡單應(yīng)用，應(yīng)用領(lǐng)域有限；并且具有重要生理特性的綠原酸主要集中在提取方法和工藝的研究上，應(yīng)用研究不足。

為避免綠原酸氧化影響蛋白的色澤和營養(yǎng)價值，脫除綠原酸是提取葵花粕蛋白的必經(jīng)一環(huán)。因此，綠原酸和葵花蛋白可采取同步提取、后續(xù)多肽等的“一條龍”連續(xù)加工可作為一種高效、高值葵花粕深加工的實現(xiàn)途徑。另外，由于葵花粕的成分及其含量取決于制油工藝，因此研究環(huán)節(jié)及制油工業(yè)的制油/ 粕工藝應(yīng)進行精細化分類，包括是否脫殼，采用高溫或低溫制取等，以便于后續(xù)葵花粕的精準利用和深加工，以及方便試驗研究結(jié)果應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。