水代法提取紅松籽油加工工藝的研究

吳洪軍，付婷婷，李靖彤，趙鳳臣

(黑龍江省林副特產(chǎn)研究所，黑龍江省非木質(zhì)林產(chǎn)品研發(fā)重點試驗室，黑龍江牡丹江157011)

水代法(water extraction process或aqueous extraction method)，是從油料中以水代油而得脂肪的方法。其原理是利用油料中非油成分對水和油的親和力不同以及油、水的比重不同，經(jīng)過一系列加工工藝過程，將油和親水性的非油物質(zhì)分離后取得[1]。水代法具有設(shè)備和生產(chǎn)工藝簡單、投資少、生產(chǎn)規(guī)模靈活機(jī)動等優(yōu)點；同時，經(jīng)水代法制取的油脂品質(zhì)好，符合安全、營養(yǎng)、綠色的要求，對環(huán)境污染少[2-3]。

紅松籽油是從松樹的果實中提取的油脂，目前提取方法主要有物理壓榨法(普通法和螺旋法)和溶劑浸出法，其中以物理壓榨法制取的松籽油品質(zhì)好。松籽所含的脂肪成分主要為亞油酸、皮諾斂酸等不飽和脂肪酸。其含量占脂肪總量的97%，有軟化血管和防治動脈粥樣硬化的作用。松籽中含有19種氨基酸，其中含有人體必需的8種氨基酸，這些活性成分對激活酶的活性、促進(jìn)蛋白質(zhì)合成、抗衰老、抗缺氧、抗輻射、增強(qiáng)體力、提高耐力、消除疲勞、增加人體免疫功能等都有很好的促進(jìn)作用。臨床試驗表明，松籽對老年慢性支氣管炎、支氣管哮喘、便秘、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、神經(jīng)衰弱、頭暈眼花等均有一定的治療作用，經(jīng)常食用松籽仁可起補(bǔ)充營養(yǎng)、滋補(bǔ)強(qiáng)壯和抗衰老延壽的作用[4]。

隨著追求天然食品潮流的興起，松籽仁相關(guān)研究及產(chǎn)品開發(fā)逐漸成為功能性食品研究領(lǐng)域中的一個新亮點，其不但能增加食用油品種，調(diào)節(jié)人們食品營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，而且還能提高經(jīng)濟(jì)效益，因此松籽油開發(fā)前景廣闊[5]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料。紅松籽(黑龍江省柴河林業(yè)局)。

1.2 試驗試劑。無水乙醚、石油醚、丙酮、乙醇、韋氏試劑、1%溴酚藍(lán)指示劑、氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)液(0.01mol/L、0.5mol/L)、碘化鉀溶液(100g/L)、硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.1mol/L、0.0020mol/L)、鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液(0.01mol/L)。

1.3 試驗儀器。電子分析天平(FA1004上海天平儀器廠)、恒溫水浴箱(HHS上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠)、超級恒溫水浴振蕩器(GZS-H哈東聯(lián))、離心機(jī)(TDL-50B上海安亭科學(xué)儀器廠)、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(DNP-9052上海精宏實驗設(shè)備有限公司)、馬弗爐(SX-4上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠)、高速組織搗碎機(jī)(DS-1上海精科實業(yè)有限公司)、索式提取器(北京博美玻璃有限公司)、微量滴定管、玻璃干燥器、漏斗、坩堝、三角瓶、量筒、移液管、玻璃稱量皿。

1.4 工藝流程

水

↓

原料篩選→粉碎→恒溫水浴振蕩提取→離心分離→吸取上層清油→吸取乳化層、水層→漿渣→干燥恒重→計算出油率

2 試驗方法

2.1 松籽油的提取

水代法提取油脂：準(zhǔn)確稱取磨碎后的樣品5g，加入一定比例的水，在試驗室溫度下攪拌提取一定時間，于4000r/min條件下離心15min，吸去上層清油得到提取樣品，而后吸去乳化層及水層得到漿渣，于60℃條件下干燥至恒重稱量測含油率：

樣品含油率：按GB/T 14488.1-2008 植物油料 含油量測定執(zhí)行

漿渣含油率：按GB/T 10359-2008油料餅粕 含油量的測定 第1部分：己烷(或石油醚)提取法執(zhí)行。

紅松籽油提取率=

2.2 松籽油理化指標(biāo)的測定

采用現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)對松籽油的酸價、碘值、皂化值、過氧化值等理化指標(biāo)進(jìn)行測定。酸價的測定按GB/T5530-2005動植物油脂酸值和酸度測定執(zhí)行；碘值的測定按GB/T 5532-2008動植物油脂 碘值的測定執(zhí)行；含皂量的測定按GB/T 5533-2008糧油檢驗 植物油脂含皂量的測定 執(zhí)行；過氧化值的測定按GB/T5538-2005動植物油脂 過氧化值測定執(zhí)行。檢測時平行取樣3份進(jìn)行測定，結(jié)果取平均值。

3 結(jié)果與分析

3.1 水代法提取紅松籽油

采用單因素實驗對提取時間、提取溫度、料液比、提取pH值4個因素進(jìn)行松籽油提取率分析，比較各參數(shù)對提取率的影響，得出最佳取值范圍，確定最佳組合。

3.1.1 提取時間對紅松籽油提取率的影響

分別稱取5份樣品，每份5g，按料液比4∶1、提取pH值9、提取溫度70℃的提取條件，分別選取提取時間1、1.5、2、2.5、3h，分析提取時間對提取率的影響，結(jié)果如圖1。

圖1 提取時間對紅松籽油提取率的影響

由圖1可以看出隨著提取時間的增加，提取率也在增加；當(dāng)提取時間達(dá)到2h后，提取率的增長速率放慢。

3.1.2 提取溫度對紅松籽油提取率的影響

其它提取條件不變，分別設(shè)置提取溫度為50℃、60℃、70℃、80℃、90℃。結(jié)果如圖2。

圖2 提取溫度對紅松籽油提取率的影響

溫度升高會使溶漿粘度變小，油脂分子更容易游離出來。而一定高溫條件下，部分蛋白質(zhì)發(fā)生變性使結(jié)合的油脂釋放。由圖2可知，溫度在70℃之后提取率放慢。

3.1.3 料液比對紅松籽油提取率的影響

其它提取條件不變，設(shè)置料液比為1∶1、2∶1、4∶1、6∶1、8∶1、10∶1。料液比對提取率的影響，如圖3。

圖3 料液比對紅松籽油提取率的影響

由圖3可知，提取率隨料液比的變化先增后減。當(dāng)料液比較低時，漿液粘稠，不利于油脂的浸出；當(dāng)料液比增大到一定程度后提取率下降。

3.1.4 pH對紅松籽油提取率的影響

其它提取條件不變，調(diào)節(jié)提取pH值分別為6、7、8、9、10。提取率結(jié)果如圖4。

圖4 pH值對紅松籽油提取率的影響

由圖4可發(fā)現(xiàn)提取率隨著pH值的上升而增加，當(dāng)增加到9時，提取率開始明顯放慢。

3.1.5 正交實驗結(jié)果

對提取溫度、提取時間、料水比、pH值4個因素進(jìn)行正交實驗設(shè)計。實驗設(shè)計的各因素水平見表1。

表1 水代法提取紅松籽油正交實驗

表2 水代法提取紅松籽油正交實驗結(jié)果L9(3)4

續(xù)表2

由表2的結(jié)果可知：D3B3A3C1為最優(yōu)組合，即料液比6∶1，pH值9、提取溫度70℃、提取時間2h。

3.2 松籽油理化指標(biāo)的測定

表3 松籽油理化指標(biāo)測定結(jié)果

由表3結(jié)果可知：松籽油的皂化值和碘值偏高，證明松籽油的不飽和脂肪酸含量高。

4 結(jié)論

選取提取溫度、pH值、提取時間和料液比4個影響因素，通過DPS7.05，正交試驗方差分析中的Duncar新復(fù)極差法分析數(shù)據(jù)得出，水代法提取紅松籽油工藝的優(yōu)化條件為：料液比6∶1、pH值9、提取溫度70℃、提取時間2h。

通過測定紅松籽油的理化性質(zhì)得出，水代法提取松籽油的酸價1.2mgKOH/g、碘值141.6mgI2/g、皂化值186.5mgKOH/g、過氧化值3.8 mmol/kg。

[1] 李依娜,鐘海雁.油茶籽油的水代法提取工藝研究及品質(zhì)分析[J].食品機(jī)械,2010(3):139-142.

[2] 郭玉寶,湯斌,裘愛泳.水代法從油茶籽中提取茶油的工藝[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2008(9):249-252.

[3] 劉淼,裘愛泳,苗卓,等.水代法制取核桃油工藝的研究及有效成分分析[J].中國油脂,2004(3):13-17.

[4] 陳寶,南江,王星,等.松籽的開發(fā)與利用[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2010(20):160.

[5] 張瑩，陳小強(qiáng). 超臨界CO2萃取紅松種仁油的工藝及其脂肪酸成分分析[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2007，23(12): 269-272.