油料冷榨在葡萄籽加工中的应用前景

柴佳，王华，杨继红，李华

（西北农林科技大学葡萄酒学院，陕西杨凌 712100）

随着消费者需求的不断增长，具有营养功能性的特色油脂开发，如核桃油、南瓜籽油、葡萄籽油、番茄籽油成为今后油脂开发的一个重要方面[1]。我国酿酒工业每年产生的葡萄籽废弃物超过4.2万t[2]，将这些葡萄籽加工成葡萄籽油不仅减少环境污染，而且能够增加产品附加值，延长葡萄加工产业链[3]。

目前应用于工业生产的食用油脂制取技术主要有机械压榨法、溶剂浸提法[4]。鉴于对绿色食品的需求及环保意识的与日俱增，冷榨制油技术以减少工业生产对产品和环境的污染为优势，开始应用于大宗油脂：菜籽油、花生油及大豆油的制取，并且现已逐渐应用于南瓜籽油、杏仁油、核桃油等特色油脂的加工，引起油脂提取领域极大的关注[1]。

1 冷榨制油技术

1.1 冷榨制油概念

油料冷榨是指将未蒸炒的油料直接进行机械压榨获得油脂，冷榨过程中油料内部的油脂微粒的相对位置发生变化。油料在压榨过程中，稀疏散落的油料在压力作用下消除了颗粒间存在的大量孔隙，随后产生弹塑性变形，成为密实的散粒体。随着压力逐渐增大，油料的细胞壁破裂使油料颗粒破碎，导致油液渗出，从而破碎的颗粒互相黏结形成饼粕[5-6]。

1.2 冷榨制油特点

冷榨制油属于物理制油法，保持温度恒定的条件下借助机械力对物料加压。该工艺具有以下特点：

1）避免了高温对物料的影响，不会在压榨过程中产生反式脂肪酸、油脂聚合体等有害物质使油脂、营养物质变性，保留了压榨油中的活性物质[7]。

2）获得的冷榨油满足直接食用的条件，不需要进一步油脂精炼，从而避免了冷榨油在精炼过程中与碱液、脱色白土、磷酸等直接接触和精炼时的高温对油脂可能造成的稳定性破坏，最大限度地保留了油脂中各种脂溶性营养成分如VA、VE和油脂的独特风味[8]。

3）免去了酸碱等各类化工原料消耗的同时，避免了皂角、土洗废水等各种反应肥料对环境的污染，因此冷榨工艺是一种对环境影响较小的制油工艺，在整个加工过程中绿色无污染。

4）用冷榨法提取的葡萄籽油具有天然无污染，富含脂溶性营养成分和天然风味的优点，符合目前人们所推崇的食用天然有机无污染食品理念。

1.3 国内外研究现状

1.3.1 冷榨制油工艺研究

国外冷榨制油研究开展较早，20世纪90年代末Bernesson，Batgale等就进行了螺旋冷榨机冷榨制油的研究，探讨了榨油机操作参数与油料性质对出油率的影响，得出了合理的冷榨制油工艺参数[9]。波兰专家Stepniewski Andrzej通过研究在欧洲广泛种植的油菜品种单粒种子在榨油过程种的受力强度及其与出油率的关系，结果表明种子含水量、温度对受力强度和出油率等参数都有显著影响，单粒种子的强度与出油率呈正相关[10]。Zuniga等[11]通过酶辅助冷榨制取芥花籽油，试验结果表明：酶预处理结合冷榨法制油出油率达到98%，此方法在提高芥花籽油油品质量的同时也提高了冷榨饼质量，但与传统压榨制油法相比，酶预处理结合冷榨法制取油脂的过氧化值及自由脂肪酸含量较高，这表明冷榨油被高度氧化，可能是由于样品储存在－18℃条件，而没有在推荐的－20℃温度条件下充氮气贮藏。Soto等[12]同样采用酶法和冷榨相结合提取玻璃苣籽油，结果表明出油率达到95%，且酶处理不会影响油的品质，制油后的饼粕营养价值较高，减少纤维含量，并含有少量VE（生育酚）以及多酚物质，使得饼粕抗氧化能力提高。

国内冷榨技术对冷榨过程中的基本特性，规律也进行了大量研究，对常规油料及特种油料，如花生油、橄榄油、南瓜籽油等进行有关生产工艺、冷榨油性质、冷榨副产品利用的全面研究。范媛等通过冷榨法制取南瓜籽油的探索研究得出冷榨过程的最佳工艺条件，结果表明，该法制取南瓜籽油出油率达到46.6%，高于Mitra等采用超临界CO2提取南瓜籽油的出油率（30.7%）[13]，且保留了南瓜籽油中的全部营养成分[14]。王世让等利用冷榨法制取小麦胚芽油，确定了冷榨法制取小麦胚芽油最佳工艺条件，并对其功效进行研究，通过测定得出冷榨法制取的小麦胚芽油符合国家标准，尤其是VE含量和磷脂含量较高[15]。国家粮食储备局西安油脂科学研究设计院与中国农机院北京油脂装备设计研究所等院企合作的国家“十一五”科技支撑项目《食品加工关键技术研究与产业化开发》专项的子项“双低油菜籽制油新工艺与大型冷榨设备开发”课题通过科技部验收，解决了热榨法制油损失营养成分，饼粕资源综合利用程度低等冷榨制油领域多项相关技术，积极推动油菜籽加工新技术向产业化方向发展，对行业的发展起到重要的支撑与引领作用[16]。

1.3.2 冷榨油性质研究

国内外专家已展开对多种油料种子，如玻璃苣籽油、橄榄油、芥花籽油等冷榨油性质的研究。Soto等对玻璃苣籽冷榨油抗氧化成分作出了分析，研究表明采用冷榨法制取的玻璃苣油中含DPPH清除自由基及VE，VE可以改善玻璃苣油抗氧化性，使其稳定，成品油中通常加入外源VE提高油品氧化稳定性[12]。

国内专家对冷榨文冠果油的氧化稳定性做了研究，结果表明，光线、温度对文冠果籽油的氧化过程均有影响，且温度影响显著，并通过冷榨文冠果油进行急性毒性、3项遗传毒性和30 d喂养试验，研究文冠果油的食用安全性[17－18]。

1.3.3 油饼成分及利用的研究

国外已展开关于冷榨饼性质的研究，Zuniga等对莴苣籽冷榨油饼成分进行分析，研究表明冷榨油饼中主要成分为灰分、粗纤维、蛋白质，粗纤维包括半纤维素、纤维素、木质素、果胶，并且经研究证实冷榨油饼中含有的大量酚类物质可被再次利用[11]。Zuniga，Soto等在玻璃苣籽冷榨油饼中提取出大量抗氧化物质，其中80%为BHA（丁基羟基茴香醚），另外抗氧化物质对提取条件，如pH、温度和提取方法等非常敏感，高温有利于多酚物质提取，却会对抗氧化物质产生负面影响。采用酶法与处理后冷榨得到玻璃苣籽油及饼粕质量明显提高，使饼粕中蛋白质所占比例提高，同时降低纤维含量，且过氧化物及自由脂肪含量降低，使饼粕品质更佳[12－19]。国内亦对油饼进行研究，从中提取出营养物质，提高了饼粕的综合利用价值。杨伟强等研究冷榨花生饼粕中分离蛋白的制备，通过正交试验结果分析得到花生分离蛋白碱提酸沉条件[20]。祝俊等初次探索研究菜籽冷榨饼蛋白质和油脂的水酶法提取工艺，比较4种酶对提取脱皮菜子冷榨饼中的蛋白质与油脂的影响[21]。杜蕾蕾等展开冷榨核桃饼中核桃蛋白的提取与纯化的研究，确定了核桃蛋白的最佳提取工艺，并对粗核桃蛋白进行了纯化，制取的高纯度蛋白为核桃多肽的研究打下了基础[22]。

2 冷榨技术运用于提取葡萄籽油的前景

2.1 葡萄籽油的简介

葡萄酒酿造过程产生的废弃物（皮、籽、梗）约占鲜果总量的20%～30%，其中葡萄籽约占鲜果总重的7%～10%，葡萄籽的含油量约为14%～17%（与主要油料作物大豆含油量相当），属于不饱和脂肪酸的半干性油脂，含有大量不饱和脂肪酸，含量高达90%以上，包括棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸以及微量亚麻酸、月桂酸、肉豆蔻酸等。其主要功能性成分是亚油酸，为人体必需脂肪酸，含量达到70%以上[23]，含量比一般食用油甚至药用油核桃油和红花油中的都高，它是构成人体细胞膜和皮肤的重要组成之一，对于儿童大脑和神经发育，以及维持成年人的血脂平衡、降低胆固醇、防止血栓形成，预防动脉硬化等作用都发挥着重要的作用。此外，葡萄籽油还含有少量（≤1%）亚麻酸，亚麻酸同为人体必需脂肪酸，必须通过饮食摄入，可通过肝脏代谢为EPA（二十碳五烯酸）、DHA（二十二碳六烯酸）和DPA（二十二碳五烯酸）3种多不饱和脂肪酸，具有易通过血管进入脑细胞的特性，是优质的健脑营养素，可促进神经系统、脑和视网膜的发育，提高脑功能和学习记忆，可起到改善记忆力，预防老年痴呆症和过敏症作用[24]。葡萄籽油含有多种脂溶性维生素（A、E、D、K、P）和多种微量元素（Ca、Fe、Zn、Mn、Cu）。此外，葡萄籽油含有原花青素（OPC），是目前自然界中发现抗氧化、抗老化、提供酸碱平衡、清除自由基能力最强的物质，预防多种疾病发生，特别是对心脑血管疾病有很好的预防效果[25]。葡萄籽油对人体微循环具有改善作用和调节机体免疫力、抗过敏、抗炎等作用，对心脑血管疾病患者和肾脏疾病患者有辅助治疗作用，也可以促进血液循环，使脂肪逐渐消减，起到减肥瘦身的功效[26]。葡萄籽油营养价值和医疗作用均得到国内外医学界及营养学家的充分肯定。长期食用葡萄籽油可以防病、治病，还具有黑发，延年益寿等功效[27]。

2.2 传统工艺提取葡萄籽油的不足

葡萄籽油主要提取方式有传统溶剂浸提法、超临界CO2萃取法、机械压榨法、生物酶法[2]。溶剂浸提法虽然操作简便提取效率较高，但显示出工业缺点：溶剂残留会带来食品安全隐患，高温提取环境破坏有效成分；超临界CO2萃取法提取效率高，萃取产物无污染，保留了生物活性功能成分[28]，但由于所需材料、设备昂贵使得提取成本高，因此主要着眼于小规模实验，难以实现大规模工业生产。将酶应用于食用油提取可改善出油率，但成本大幅增加，因此生物酶法更值得应用于化妆品与医药行业；机械压榨法由于设备简易、操作简便，容易实现工业化大规模生产受到酒厂青睐，然而传统压榨法在105℃高温下进行，易使活性成分和热不稳定成分在加工过程中遭分解破坏[29]；冷榨法在低于65℃的温度下对物料进行压榨，可以避免制油过程中对油脂营养成分的破坏，最大限度保存葡萄籽油及冷榨饼中生物活性功能成分，因此在工业化生产中应得到推广。赵瑞等在压榨温度50℃，原料温度50℃，水分含量为5.5%条件下提取葡萄籽油所得原油理化指标较好，其中酸价为3.35 mgKOH/g，说明葡萄籽油有轻微变质现象，但各项理化指标与低温冷榨油葡萄籽油国家标准的理化指标基本一致，其原因主要是由于试验生产出来的葡萄籽油为原油，而标准是经过精炼的葡萄籽油。碘价为131.2 gl/100 g油，说明含有不饱和脂肪酸，即葡萄籽油的食用和药用价值很高，同时说明采用低温冷榨技术提高了蛋白质的利用价值[30]。

2.3 冷榨法制取葡萄籽油的优势[4，5，8，31]

1）冷榨制油在低温条件对葡萄籽进行直接压榨而不需要蒸炒，减少对葡萄籽油有益成分的破坏，有效保留在高温下易氧化的各种营养成分。同时也可避免在高温下一些胶体、杂质溶解到油中，避免营养物质遭到破坏，获得的油质纯净且质量高，不需精炼，过滤后即可食用。

2）冷榨油不需要精炼，可以避免在脱酸、脱碱、脱臭等工艺过程中与碱液、脱色白土、磷酸等化学药品的接触以及脱臭时高温对葡萄籽油中有益成分的破坏，最大程度地保留葡萄籽油的原有风味及营养成分。

3）冷榨制油工艺绿色环保，冷榨油及油饼同样为绿色食品，满足人们对生产过程及产品无污染的要求。

4）不会破坏获得油饼中的多酚、VE等抗氧化营养成分，从而可从饼粕中提取纤维、蛋白、果胶、多酚等有效成分。

2.4 冷榨技术提取葡萄籽油的应用前景

目前，我国大部分酒厂对葡萄籽综合利用程度较低，大多情况下葡萄籽与葡萄皮一起加工成为饲料、肥料，甚至直接丢弃，葡萄皮渣易变质生蛹，这种处理方式不仅造成环境污染，也造成了极大的资源浪费[32]。法国、意大利、美国、西班牙等葡萄酒生产大国从葡萄籽废弃物中提取出葡萄籽油用于婴儿、老人的营养油，高空作业、飞行员、宇航员的高级保健油，它在食品、医药、化工、化妆品、航空等工业上有着广泛的用途。葡萄籽油葡萄籽油含有两种重要的元素——亚麻酸和原花青素[33]。这两种产品均属于高附加值产品，所剩饼粕富含蛋白、碳水化合物、微量与常量营养元素，可以加工成优质饲料。葡萄籽的深加工不但开辟了新的油源，在化妆品领域也有很大的发展前景。利用低温冷榨技术制取葡萄籽油，产品品质良好、工艺可行、成本低廉、对环境无污染，有一定推广价值[34]。

目前国内由于制取葡萄籽油成本较高且生产葡萄籽油较少，使得市场上葡萄籽油价格较贵，并且都以胶囊包装作为保健食品销售，而葡萄籽油具有罕见的高烟点（190℃～230℃）[35]，欧美等国家已将葡萄籽油作为同橄榄油一样的食用油食用。于是改造葡萄籽油提取工艺，降低葡萄籽油生产成本是我国拉动葡萄酒副产物生产丰富我国油料资源的重要环节。冷榨制油工艺有着设备简单、成本低廉的特点，便于工业大批量生产葡萄籽油的同时降低了葡萄籽油生产成本。产品的价格优势、绿色食品的优良品质以及绿色环保的生产工艺决定了冷榨技术应用于葡萄籽油加工的优势。综合上述冷榨技术制油的优势可以得出，冷榨技术在葡萄籽油加工中的应用前景十分广阔。

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