松子油加工工艺及脂肪酸组成研究

时间:2022-12-19 09:48:38

松子油加工工艺及脂肪酸组成研究

摘要:综述了松子油的加工工艺、脂肪酸组成及松子相关产品的开发,旨在为充分利用松子的营养功能及其深度开发奠定基础,并对其发展前景进行展望。

关键词:松子;加工工艺;脂肪酸组成;产品应用

松子别名松籽、红松果等,是松科植物红松、白皮松、华山松等多种松树的种子。我国松子资源丰富,各地几乎都有生产,但以东北、西南地区种植为主,且大多数尚未被开发利用。松子是一种重要的中药,长期食用可延年益寿,滋养美颜[1-2]。松子中含有60%以上的油脂,较花生、大豆、芝麻等油料作物含量高[3],随着经济水平和人民生活质量的提高,松子油以其独特的香味及丰富的营养性能深受广大消费者青睐。目前,我国有关松子油的开发利用尚处于探索阶段,松子油及其他相关产品的加工有待进一步开发,尤其是在医疗方面,是一种极具潜力且尚待开发利用的资源,因此对松子油的加工工艺及脂肪酸组成的研究具有十分重要的现实意义。

1松子油加工工艺研究

1.1冷榨法。冷榨是利用机械力将油脂从油料中提取出来的方法[4]。冷榨法不仅操作容易,设备便于维修,规模相对灵活,而且在一定程度上解决了热榨法油脂有效成分遭到部分破坏的缺点,最大限度地保持了产品中的脂溶性营养成分。研究发现,通过冷榨法制取红松子油,当粉碎粒度为1.18mm,压榨压力为4MPa,水分含量为4%时,松子出油率为51.1%,并测得此工艺下的松子油不饱和脂肪酸含量高达92.9%,且不含反式脂肪酸,碘值高达143.0g/100g。1.2水代法与水酶法。水代法是以水代油从油料中得到脂肪的方法。水代法具有设备工艺简单、生产规模灵活机动、条件温和等优点,水代法制取的松子油符合安全环保、绿色健康的要求。研究表明[5]:水代法提取红松子油的最佳工艺参数为料液比6∶1(g/mL)、pH9、提取温度70℃、提取时间2h,其中料液比是最重要的因素。该法提油率较低,渣滓中残油率较高。研究者在水代法的基础上采用水酶法[6-7],即通过研磨和添加酶制剂,破坏油料的细胞结构,从而促使油脂更好地释放出来的方法提取松子油[8],不仅能提高油脂的提取率,还能较好地保留维生素等多种功能性成分。粉碎后的松子中加入料液比1∶5(g/mL)的蒸馏水,调节pH至8.5后加入碱性蛋白酶酶解(50℃,3.0h),升温灭酶(100℃,5min)后离心分离并收集上层清油,经此法提取的松子油色泽浅,松子香气浓郁,过氧化值较高,而酸值和磷脂含量较低,这为油脂后续精炼过程提供了便利。1.3溶剂浸出法。将丙酮、正己烷、无水乙醇、乙醚、石油醚等溶剂进行比较,结果表明,石油醚的提油率(33.6%)明显高于其他几种溶剂[9]。马文君等[10]以石油醚为溶剂采用索氏抽提法提取松子油,结果表明,由于浸提过程中一些有色物质被溶剂浸提出来,颜色较水酶法提取的松子油稍深一些。此外,为了提高提油率,研究者在溶剂浸出法的基础上,采用超声辅助法提取松子油。超声波辅助提取,即利用超声波(频率为20kHz~50MHz)所具有的破碎细胞和强化传质的作用,使溶剂分子充分地渗透到组织细胞并与溶质分子相接触,从而使细胞中的可溶成分更好地释放出来,以提高提油率。研究表明,超声波辅助法提取松子油,不仅提取率高达56.3%,而且该法比较节省试剂,是一种可靠、高效提取松子油的方法。另外,随着超声强度、溶剂用量、提取时间、提取次数的变化,松子油的提取率也有所不同。因此,超声波辅助提取油脂在实际生产中的工艺优化有待研究。1.4超临界。CO2萃取法超临界CO2萃取过程是利用压力和温度对超临界流体的溶解能力的影响而进行的,该法操作温度低,可一次完成提取分离,没有溶剂残留,并保证了萃取出的油脂的色泽和品质。目前,有关超临界CO2萃取技术萃取松子油的报道很多,研究表明,在萃取压力为40~40.6MPa,萃取温度为36.7~50℃,萃取时间为112.6~180min的条件下,松子油的出油率可达到24.68%~45.85%[11]。另外,松子出油率受萃取压力、萃取温度、萃取时间这3个因素影响,其中萃取压力对出油率的影响最大,其次分别是萃取时间和萃取温度。1.5亚临界流体萃取技术。亚临界流体萃取技术作为一种继超临界CO2萃取技术后发展起来的以特定的萃取剂为溶媒来提取目标组分的新型分离技术[12],该方法操作简便、回收率高、油质好、无毒害,较超临界CO2萃取而言,显著的特点是萃取压强低、成本低廉、工业化大规模生产可行性高,目前在食品、化工等领域已被广泛利用[13],并受到国内外研究者的广泛重视,特别在油脂提取方面具有很好的应用前景。目前利用亚临界流体方法制取松子油的研究尚未报道,但是有关其他种类油脂的研究较多。姚茂君等[14]在萃取温度50℃、萃取压强0.5MPa、萃取时间30min、萃取3次的条件下萃取牡丹籽,出油率达24.16%。马燕等[15]研究表明亚临界丁烷制备核桃油的最佳工艺参数为萃取时间40min,萃取压力0.5MPa,萃取温度45℃,出油率可达65.11%。这些研究结果为亚临界流体萃取法提取松子油的研究提供了理论基础。1.6松子油的精炼。松子粗油存在透明度低、异味大、酸价高等不足,从而限制了其在医药制品、化妆品及保健品等相关领域的应用。因此,研究松子粗油的精炼工艺,从而满足不同行业对松子油品质的要求,提高松子油经济效益,拓宽应用领域,也为松子野生资源的开发与应用提供基础理论支持。松子油为高度不饱和油脂,氧化稳定性较差,吸附剂往往会强化油脂的自动氧化,因此松子油脱色前应尽量除去油脂中的空气。脱臭的真空度高,在180℃左右会因为油中的胶质炭化导致油色变深,也会在脱色时覆盖吸附剂的部分活性表面,使脱色效率下降。因此,在碱炼前应先脱胶。李婉莹等[16]在加热温度40℃、加酸量4.0%、搅拌30min的条件下进行脱胶,在碱炼温度80℃、碱液浓度8.0%、超碱量0.25%、碱炼时间40min条件下进行脱酸,活性炭与活性白土复合脱色剂(1∶1)、脱色剂用量7.0%、脱色温度70℃、脱色时间30min条件下进行脱色等一系列工艺操作对松子毛油进行精炼,得到酸值(0.63mgKOH/g)和过氧化值(0.43mmol/kg)较低的松子油。

2松子油脂肪酸组成及其营养特性

松子油富含多不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸,其中不饱和脂肪酸含量高达90%以上,是较好的不饱和脂肪酸资源。研究表明,松子油中主要的不饱和脂肪酸为亚油酸(42.00%~78.10%)、油酸(14.3%~30.76%)、皮诺敛酸(10.60%~14.07%),主要的饱和脂肪酸为棕榈酸(5.38%~6.30%)、硬脂酸(1.62%~5.10%)、豆蔻酸(小于0.20%),另外松子油中还含有少量的对人体有生物活性的亚麻酸(小于0.20%),花生四烯酸(0.39%~0.52%)等脂肪酸[17]。亚油酸、亚麻酸对胎儿神经发育具有重要作用,油酸能选择性地降低有害胆固醇并保持有益胆固醇,还可以有效预防冠心病等心脑血管疾病的发生[18-20]。此外,有研究在东北红松子油中发现了α,γ-亚麻酸的异构体,皮诺敛酸,即顺-5,9,12-十八碳三烯酸,是松子油的特征脂肪酸,皮诺敛酸经环氧酶或脂氧合酶形成代谢物,不仅可以部分缓解必需脂肪酸缺乏症,还具有降低血脂、抑制癌症等作用[21-24],因此,松子油可望成为具有较高营养价值的保健食用油资源。

3松子、松子油及相关产品的开发

松子可单食,也可作为菜肴中的辅料如海带玉米松仁糊、松子露等。目前,国内松子加工产品有松子乳、松子风味饮料、松子豆奶以及松子酒等[25]。研究者对高得率,高稳定性松子饮料(脂肪含量为4%)的制备工艺进行研究,结果表明:在pH8.0、温度55℃和固液比1∶15(g/mL)的条件下水提40min可使蛋白质的提取率达到85.91%,同时,松子饮料中含有较高的脂肪/蛋白质比例,这使它具有比其它植物蛋白饮料更为丰满的口感。松子油可用于医药品、化妆品和保健品的生产加工等方面,但有关松子油加工品的研究比较少见。目前,国外市场上有关松子油的产品有松子油胶囊,松子油粉、松子油饮料等;国内市场上有妊娠纹防护精华、松子精华油等产品。

4展望

松子作为可食用油料资源,富含多种对人体健康有益的营养成分,随着天然食品潮流逐步成为人们的追求对象,松子及相关产品的开发研究也逐渐成为功能性食品研究领域中的一个新亮点,因此对松子及松子油的深度开发迫在眉睫。

作者:仇记红 侯利霞 单位:河南工业大学