松子油加工工藝及脂肪酸組成研究
時(shí)間:2022-12-19 09:48:38
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摘要:綜述了松子油的加工工藝、脂肪酸組成及松子相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā),旨在為充分利用松子的營(yíng)養(yǎng)功能及其深度開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ),并對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行展望。
關(guān)鍵詞:松子;加工工藝;脂肪酸組成;產(chǎn)品應(yīng)用
松子別名松籽、紅松果等,是松科植物紅松、白皮松、華山松等多種松樹(shù)的種子。我國(guó)松子資源豐富,各地幾乎都有生產(chǎn),但以東北、西南地區(qū)種植為主,且大多數(shù)尚未被開(kāi)發(fā)利用。松子是一種重要的中藥,長(zhǎng)期食用可延年益壽,滋養(yǎng)美顏[1-2]。松子中含有60%以上的油脂,較花生、大豆、芝麻等油料作物含量高[3],隨著經(jīng)濟(jì)水平和人民生活質(zhì)量的提高,松子油以其獨(dú)特的香味及豐富的營(yíng)養(yǎng)性能深受廣大消費(fèi)者青睞。目前,我國(guó)有關(guān)松子油的開(kāi)發(fā)利用尚處于探索階段,松子油及其他相關(guān)產(chǎn)品的加工有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā),尤其是在醫(yī)療方面,是一種極具潛力且尚待開(kāi)發(fā)利用的資源,因此對(duì)松子油的加工工藝及脂肪酸組成的研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1松子油加工工藝研究
1.1冷榨法。冷榨是利用機(jī)械力將油脂從油料中提取出來(lái)的方法[4]。冷榨法不僅操作容易,設(shè)備便于維修,規(guī)模相對(duì)靈活,而且在一定程度上解決了熱榨法油脂有效成分遭到部分破壞的缺點(diǎn),最大限度地保持了產(chǎn)品中的脂溶性營(yíng)養(yǎng)成分。研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)冷榨法制取紅松子油,當(dāng)粉碎粒度為1.18mm,壓榨壓力為4MPa,水分含量為4%時(shí),松子出油率為51.1%,并測(cè)得此工藝下的松子油不飽和脂肪酸含量高達(dá)92.9%,且不含反式脂肪酸,碘值高達(dá)143.0g/100g。1.2水代法與水酶法。水代法是以水代油從油料中得到脂肪的方法。水代法具有設(shè)備工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)規(guī)模靈活機(jī)動(dòng)、條件溫和等優(yōu)點(diǎn),水代法制取的松子油符合安全環(huán)保、綠色健康的要求。研究表明[5]:水代法提取紅松子油的最佳工藝參數(shù)為料液比6∶1(g/mL)、pH9、提取溫度70℃、提取時(shí)間2h,其中料液比是最重要的因素。該法提油率較低,渣滓中殘油率較高。研究者在水代法的基礎(chǔ)上采用水酶法[6-7],即通過(guò)研磨和添加酶制劑,破壞油料的細(xì)胞結(jié)構(gòu),從而促使油脂更好地釋放出來(lái)的方法提取松子油[8],不僅能提高油脂的提取率,還能較好地保留維生素等多種功能性成分。粉碎后的松子中加入料液比1∶5(g/mL)的蒸餾水,調(diào)節(jié)pH至8.5后加入堿性蛋白酶酶解(50℃,3.0h),升溫滅酶(100℃,5min)后離心分離并收集上層清油,經(jīng)此法提取的松子油色澤淺,松子香氣濃郁,過(guò)氧化值較高,而酸值和磷脂含量較低,這為油脂后續(xù)精煉過(guò)程提供了便利。1.3溶劑浸出法。將丙酮、正己烷、無(wú)水乙醇、乙醚、石油醚等溶劑進(jìn)行比較,結(jié)果表明,石油醚的提油率(33.6%)明顯高于其他幾種溶劑[9]。馬文君等[10]以石油醚為溶劑采用索氏抽提法提取松子油,結(jié)果表明,由于浸提過(guò)程中一些有色物質(zhì)被溶劑浸提出來(lái),顏色較水酶法提取的松子油稍深一些。此外,為了提高提油率,研究者在溶劑浸出法的基礎(chǔ)上,采用超聲輔助法提取松子油。超聲波輔助提取,即利用超聲波(頻率為20kHz~50MHz)所具有的破碎細(xì)胞和強(qiáng)化傳質(zhì)的作用,使溶劑分子充分地滲透到組織細(xì)胞并與溶質(zhì)分子相接觸,從而使細(xì)胞中的可溶成分更好地釋放出來(lái),以提高提油率。研究表明,超聲波輔助法提取松子油,不僅提取率高達(dá)56.3%,而且該法比較節(jié)省試劑,是一種可靠、高效提取松子油的方法。另外,隨著超聲強(qiáng)度、溶劑用量、提取時(shí)間、提取次數(shù)的變化,松子油的提取率也有所不同。因此,超聲波輔助提取油脂在實(shí)際生產(chǎn)中的工藝優(yōu)化有待研究。1.4超臨界。CO2萃取法超臨界CO2萃取過(guò)程是利用壓力和溫度對(duì)超臨界流體的溶解能力的影響而進(jìn)行的,該法操作溫度低,可一次完成提取分離,沒(méi)有溶劑殘留,并保證了萃取出的油脂的色澤和品質(zhì)。目前,有關(guān)超臨界CO2萃取技術(shù)萃取松子油的報(bào)道很多,研究表明,在萃取壓力為40~40.6MPa,萃取溫度為36.7~50℃,萃取時(shí)間為112.6~180min的條件下,松子油的出油率可達(dá)到24.68%~45.85%[11]。另外,松子出油率受萃取壓力、萃取溫度、萃取時(shí)間這3個(gè)因素影響,其中萃取壓力對(duì)出油率的影響最大,其次分別是萃取時(shí)間和萃取溫度。1.5亞臨界流體萃取技術(shù)。亞臨界流體萃取技術(shù)作為一種繼超臨界CO2萃取技術(shù)后發(fā)展起來(lái)的以特定的萃取劑為溶媒來(lái)提取目標(biāo)組分的新型分離技術(shù)[12],該方法操作簡(jiǎn)便、回收率高、油質(zhì)好、無(wú)毒害,較超臨界CO2萃取而言,顯著的特點(diǎn)是萃取壓強(qiáng)低、成本低廉、工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)可行性高,目前在食品、化工等領(lǐng)域已被廣泛利用[13],并受到國(guó)內(nèi)外研究者的廣泛重視,特別在油脂提取方面具有很好的應(yīng)用前景。目前利用亞臨界流體方法制取松子油的研究尚未報(bào)道,但是有關(guān)其他種類油脂的研究較多。姚茂君等[14]在萃取溫度50℃、萃取壓強(qiáng)0.5MPa、萃取時(shí)間30min、萃取3次的條件下萃取牡丹籽,出油率達(dá)24.16%。馬燕等[15]研究表明亞臨界丁烷制備核桃油的最佳工藝參數(shù)為萃取時(shí)間40min,萃取壓力0.5MPa,萃取溫度45℃,出油率可達(dá)65.11%。這些研究結(jié)果為亞臨界流體萃取法提取松子油的研究提供了理論基礎(chǔ)。1.6松子油的精煉。松子粗油存在透明度低、異味大、酸價(jià)高等不足,從而限制了其在醫(yī)藥制品、化妝品及保健品等相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用。因此,研究松子粗油的精煉工藝,從而滿足不同行業(yè)對(duì)松子油品質(zhì)的要求,提高松子油經(jīng)濟(jì)效益,拓寬應(yīng)用領(lǐng)域,也為松子野生資源的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用提供基礎(chǔ)理論支持。松子油為高度不飽和油脂,氧化穩(wěn)定性較差,吸附劑往往會(huì)強(qiáng)化油脂的自動(dòng)氧化,因此松子油脫色前應(yīng)盡量除去油脂中的空氣。脫臭的真空度高,在180℃左右會(huì)因?yàn)橛椭械哪z質(zhì)炭化導(dǎo)致油色變深,也會(huì)在脫色時(shí)覆蓋吸附劑的部分活性表面,使脫色效率下降。因此,在堿煉前應(yīng)先脫膠。李婉瑩等[16]在加熱溫度40℃、加酸量4.0%、攪拌30min的條件下進(jìn)行脫膠,在堿煉溫度80℃、堿液濃度8.0%、超堿量0.25%、堿煉時(shí)間40min條件下進(jìn)行脫酸,活性炭與活性白土復(fù)合脫色劑(1∶1)、脫色劑用量7.0%、脫色溫度70℃、脫色時(shí)間30min條件下進(jìn)行脫色等一系列工藝操作對(duì)松子毛油進(jìn)行精煉,得到酸值(0.63mgKOH/g)和過(guò)氧化值(0.43mmol/kg)較低的松子油。
2松子油脂肪酸組成及其營(yíng)養(yǎng)特性
松子油富含多不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸,其中不飽和脂肪酸含量高達(dá)90%以上,是較好的不飽和脂肪酸資源。研究表明,松子油中主要的不飽和脂肪酸為亞油酸(42.00%~78.10%)、油酸(14.3%~30.76%)、皮諾斂酸(10.60%~14.07%),主要的飽和脂肪酸為棕櫚酸(5.38%~6.30%)、硬脂酸(1.62%~5.10%)、豆蔻酸(小于0.20%),另外松子油中還含有少量的對(duì)人體有生物活性的亞麻酸(小于0.20%),花生四烯酸(0.39%~0.52%)等脂肪酸[17]。亞油酸、亞麻酸對(duì)胎兒神經(jīng)發(fā)育具有重要作用,油酸能選擇性地降低有害膽固醇并保持有益膽固醇,還可以有效預(yù)防冠心病等心腦血管疾病的發(fā)生[18-20]。此外,有研究在東北紅松子油中發(fā)現(xiàn)了α,γ-亞麻酸的異構(gòu)體,皮諾斂酸,即順-5,9,12-十八碳三烯酸,是松子油的特征脂肪酸,皮諾斂酸經(jīng)環(huán)氧酶或脂氧合酶形成代謝物,不僅可以部分緩解必需脂肪酸缺乏癥,還具有降低血脂、抑制癌癥等作用[21-24],因此,松子油可望成為具有較高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的保健食用油資源。
3松子、松子油及相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)
松子可單食,也可作為菜肴中的輔料如海帶玉米松仁糊、松子露等。目前,國(guó)內(nèi)松子加工產(chǎn)品有松子乳、松子風(fēng)味飲料、松子豆奶以及松子酒等[25]。研究者對(duì)高得率,高穩(wěn)定性松子飲料(脂肪含量為4%)的制備工藝進(jìn)行研究,結(jié)果表明:在pH8.0、溫度55℃和固液比1∶15(g/mL)的條件下水提40min可使蛋白質(zhì)的提取率達(dá)到85.91%,同時(shí),松子飲料中含有較高的脂肪/蛋白質(zhì)比例,這使它具有比其它植物蛋白飲料更為豐滿的口感。松子油可用于醫(yī)藥品、化妝品和保健品的生產(chǎn)加工等方面,但有關(guān)松子油加工品的研究比較少見(jiàn)。目前,國(guó)外市場(chǎng)上有關(guān)松子油的產(chǎn)品有松子油膠囊,松子油粉、松子油飲料等;國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上有妊娠紋防護(hù)精華、松子精華油等產(chǎn)品。
4展望
松子作為可食用油料資源,富含多種對(duì)人體健康有益的營(yíng)養(yǎng)成分,隨著天然食品潮流逐步成為人們的追求對(duì)象,松子及相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)研究也逐漸成為功能性食品研究領(lǐng)域中的一個(gè)新亮點(diǎn),因此對(duì)松子及松子油的深度開(kāi)發(fā)迫在眉睫。
作者:仇記紅 侯利霞 單位:河南工業(yè)大學(xué)
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