冷冻压榨获取食用油专利技术综述

舒翔 邱奇琦

摘要 冷榨制油技术是一种直接将未经轧胚或蒸炒的油料在室温至65 ℃之间，经低温榨油机压榨而获得营养价值、分子结构未发生变化的油脂和饼粕的制油技术。对冷冻低温压榨获取食用油技术领域的专利申请趋势、专利申请产出国和申请人分布进行了统计分析，并对冷榨制油的技术方向和技术手段的发展脉络进行了梳理。

关键词 冷冻压榨；食用油；专利分析

中图分类号 S509；TS224.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）11-267-02

1 冷冻压榨技术概述

传统的油料作物制油工艺有热榨和溶剂提取法，由于采用上述工艺制油后的饼粕中大分子营养物质（蛋白质、淀粉、膳食纤维等）存在不同程度的变性，使其仅被用于饲料加工或作肥料而未被高附加值化利用，造成严重的资源浪费。

伴随着人们的健康意识和资源综合利用意识的提高，开始探索高新技术用于同步制取高品质植物油和饼粕中低变性营养物质，以实现油料作物的综合利用。国内外专家提出了冷榨技术拟解决上述问题，并围绕着此技术开展了大量研究，其中有冷榨制取油和低变性蛋白技术[1]、酶法制取油和蛋白质水解产物技术[2]、酶法预处理冷榨制油技术[3]等研究，部分研究成果得到了成功的应用和推广，产生了较大的经济、社会和生态效益。

冷冻压榨的机械原理是由于旋转着的螺旋轴在榨膛内的推进作用，使榨料连续地向前推进，由于螺旋轴上榨螺螺距的缩短和根圆直径的增大，以及榨膛内径的减小，使榨膛空间体积不断缩小而对榨料产生压榨作用。榨料受压缩后，油脂从榨笼缝隙中挤压流出，同时，榨料被压成饼块从榨膛末端排出。

传统的热榨制油工艺：油料→清选→壳仁分离→籽仁→干燥与冷却→破碎脱皮→轧坯→高温蒸炒→高温压榨→沉淀过滤→精练→成品油。

冷榨制油工艺：油料→清选→壳仁分离→籽仁→低温干燥→脱红衣→调质→冷榨→精滤→冷榨成品油。

冷榨制油法属于物理方法，加压而不升温，对油脂、营养物质没有影响[4]。同时，该工艺除了具有普通制油工艺一般的特征外，还能提高油脂品质，避免因高温加工而使油脂产生反式脂肪酸、油脂聚合体等有害物质，保留了油中的活性物质。以冷榨花生制油为例，冷榨制油可以避免精炼过程中，因添加化学添加剂而造成的酸、碱、重金属等有害物质残留的问题，同时缩短了加工工艺，节约1/3的生产成本，减少了项目投资成本，增强了产品的市场竞争力。另外，压榨后的花生饼粕营养价值得到了提高，蛋白质、膳食纤维等营养成分未变性，活性物质得以保存，确保了饼粕的开发和利用价值。因而，该技术适合应用于油料作物压榨同步制取高品质油脂及大分子营养物质的生产加工中。

冷榨制油法存在的主要问题在于对设备以及原料预处理（水分、温度等）的要求较高，参数较难确定，且冷榨饼残油和能耗比高，相应地增加了生产成本，成为阻碍冷榨制油工业化进程的重要因素。为了有效发挥冷榨制油技术的优势，克服其存在的技术问题，国内外的研究者一直在开展多方面的研究。笔者通过专利信息的分析对冷冻低温压榨制备食用油技术进行梳理和展望。

2 检索数据库的选择

根据数据库收集的文献量及分布特点对中文和外文数据库进行选择，其中中文数据库选择CNABS数据库，外文数据库选择DWPI数据库。其中，CNABS数据库收录了自1985年至今在我国申请的全部专利文献，其中整合了所收集到的中国专利数据信息、中国专利英文文摘数据、外文数据库如DWPI和SIPOABS中收录的中国文献的信息，以及深加工数据库的信息，并且包含大量丰富的字段，便于检索和后期的技术分析。

DPWI数据库收集了最早为1960年的约45个国家和组织的专利文献，其中专利文献的标题和文献信息都由Derwent文献工作人员重新改写过，所以用词比较规范，文摘中的技术内容信息丰富，从技术方案、发明点、用途等多个角度进行阐述，便于关键词的检索和后期的阅读标引。

考虑到该研究所分析主题的特点，笔者采用了以关键词为主，分类号为辅的检索方式，检索时间截止到2014年5月1日。

3 冷冻压榨制备食用油专利技术的整体情况

3.1 专利申请量趋势分析

图1为冷冻低温压榨制备食用油国内外专利申请趋势比对图。可以看出，国外关于冷冻压榨制备食用油的技术比国内发展得更早，也更快速。检索到的专利最早出现在1980年的法国，2000年开始，申请量出现持续快速增长，国外在2004年达到高峰。国内从2010年开始专利申请量增长极为迅速，一直到2014年都呈现增加的趋势；而国外从2008年之后申请量有所下降，有可能是由于国外在这一领域中的研究已经趋于完备，较难出现更新颖的研究进展，且国外的饮食习惯不同，烹饪方式主要是烘烤，用油量较少，而国内的主要烹饪方式是煎炒油炸，用油量较大，且研究起步较晚。因此，在进入2010年之后，国内冷榨制油的专利申请出现较大规模的井喷现象。

相对于其他传统方法制备食用油的技术，冷冻低温压榨法研究起步较晚，随着国内人们对食品健康的需求以及逐渐关注，对该技术的研发将保持持续的热度，可以预期，该领域的专利申请量也将继续保持稳步增长的状态。

3.2 专利申请产出国和申请人分布

专利申请产出国一般指一项技术的原创技术国，一般而言，一个国家拥有的原创技术越多，说明在该技术领域的研发能力和技术实力越强。

通过对所检索到的专利文献产出国进行统计分析（如图2所示），排名靠前的地区依次为中国、欧洲和美国，并且排名第一的中国的申请量远远高于其他地区，显示出极高的开发研究活跃度。这与我国政府近几年对食用油对人体健康的关注有很大关系。进一步地，对国内外申请人进行统计分析发现，大部分专利申请集中在“武汉工业学院”、“中国农业科学院油料作物研究所”等单位，而国外的申请人较多的为“联合利华”、“Krupp GMBH”等公司，说明了在国内，对于冷榨技术还停留在科研阶段，而国外的技术相对较为成熟，已经投入了实际工业生产中。

3.3 主要技术分支

如前所述，冷榨制油法存在的主要问题在于对设备以及参数的要求较高，冷榨饼残油和能耗比高，成为阻碍生物酶法工业化进程的重要因素。综观冷榨制油的专利技术，主要涉及两大类，一类主要涉及针对不同油料的冷榨工艺，优化调整具体的操作参数，如预处理含水量、炸膛温度/压力以及操作时间等，增加油料的出油量；另一类是对冷榨制油的设备进行改进，调整螺旋杆长度、螺距等具体参数，以提高原料利用率。

4 冷冻压榨制备食用油工艺的技术发展趋势分析

由图3可以看出，在冷榨制油工艺改进中，最突出的技术问题是优化工艺提高原料出油率，其次是针对不同的油料如何选择合适参数、降低能耗比以及改进设备。

从历年专利产出量来看，该领域的研发人员对各个技术问题都保持了持续性的关注（图4）。

对于设备的改进这一技术问题最早在1980年的时候就受到了重视，涉及的专利源自欧洲（申请号EP80101584），主要从螺距、膛腔壁厚、螺杆长度等方面进行了研究和分析；从各种不同油料中冷榨制油的技术从1991年开始受到重视，涉及的专利源自中国（申请号CN911109218），从西红柿籽中通过冷榨得到食用油；自2000年之后，对于如何优化工艺参数从而提高原料的出油率这一技术问题的关注迅速提升，形成了专利产出高峰。

对于如何优化工艺从而提高原料的出油率这一技术问题，该领域常用的技术手段主要有3种，包括调整油料的初始参数（如含水量、温度等）、对油料进行预处理（如酶解、脱皮等）、调整冷榨工艺的参数（如炸膛温度/压力、饼粕厚度、转速等）。从总量来看，这3种技术手段的专利产出量相当，除此之外也还有其他的一些技术手段，如对冷榨制得的毛油的后续处理的改进、以及对饼粕的回收利用等。

对于采用酶法辅助冷冻榨油的专利，最早于2003年（申请号：AU2003252766A1）由Gao Wen Fan和David Sue San Ho提出，该专利针对植物种子在冷榨制油的预处理过程中，采用乙醇和酶的混合物对去壳的种子进行处理，提高了物料的出油率以及饼粕中可溶性蛋白和碳水化合物的含量。该专利不仅实现了出油率的提高，而且还增加了副产物的营养价值。贵州大学的邱树毅教授同样在采用酶法辅助冷榨制油这一技术手段上拥有专利（申请号：CN201110085304），将酶的种类具体选择为纤维素酶、果胶酶、蛋白酶和风味酶，进一步提高了出油率和饼粕的利用率。而国家粮食储备局西安油脂科学研究设计院的一篇专利（申请号：CN2005100419016）采用了0.6 mol/L NaOH溶液对杏仁进行浸泡1.5 s，浸泡温度为70 ℃，进行冷却和水洗后烘干，然后开始进行冷榨，对于氢氧化钠浸泡的参数调整，既能增加杏仁的产油率，又能避免浸泡时间过程或温度过高造成杏仁蛋白变性，影响饼粕的使用率。

武汉工业学院的胡健华教授从事冷榨制油领域的研究多年，其中的一篇专利（申请号：CN021461902）涉及到了对冷榨饼粕进行进一步调质、挤压膨化得挤压毛油和膨化粒料，再将膨化粒料进行浸出处理得到浸出毛油和脱皮菜籽粕，最大程度地将原料中的油分进行榨取，有效解决了前述的冷榨饼残油量高的这一技术问题。

从1990年至今，国内大批申请人开始着眼于将冷榨制油的方法应用到各种各样的油料作物中，如紫苏籽、西红柿籽、沙蒿籽、芥末籽等原本受热榨工艺条件限制而不容易提取出健康食用油的原料，在这些专利文件中，申请人针对这些不同的原料，不断调整最佳的工艺参数。如申请号为911109218的专利说明了要将西红柿籽晾晒至含水量在10%以下，破碎至粒度在0.40 mm3以下；申请号为981136168的专利公开了将紫苏籽经过预压榨后的饼粕厚度为8～12 mm，残油在15%以下，水份5%～14%，浸出温度40～80 ℃，能够充分获取油料中的油分；申请号为2005101042657的专利公开了将石榴籽烘干后放入高频电磁振荡器中进行振荡处理，频率为500～3 000次/ min，时间为5～10 min，然后进行冷榨制油步骤，电磁振荡处理能够使得石榴籽内部毛细油路扩张通畅，提高冷榨的出油率。

5 结语

总的来看，国内对于冷榨制油这一领域的专利技术持有量远高于国外，这与我国的饮食习惯是密不可分的，而专利能够让企业在激烈的市场竞争中占据有利的位置，尤其是对中小型企业而言，纵观冷榨制油的发展趋势，呈现出多面发展的状态，其中尤以如何优化工艺为主要发展目标，而随着目前大量转基因农作物的出现，开发新的油料作物势在必行。因此，预测今后冷榨领域将会朝着这一方面发展，同时也会催生大量的专利申请，研究成果将会得到成功的应用和推广，产生较大的经济、社会和生态效益。

参考文献

[1] 刘大川，孙伟，俞伯群.花生低温预榨、浸出、低温脱溶制油同时制备脱脂花生蛋白粉工艺研究[J].中国油脂，2008，33（12）：13-15.

[2] 江利华，华娣，王璋，等.水酶法从花生中提取油与水解蛋白的中试研究[J].食品与发酵工艺，2009，35（9）：147-153.

[3] SOTO C，CONCHA J，ZUNIGA M E.Process biochemistry[J].Process Biochemistry，2008，43：696-699.

[4] 王丰俊，王建中，王宪昌，等.冷榨制取与超临界CO2萃取核桃油的氧化稳定性比较研究[J].食品科学，2005，26（5）：41-43.

责任编辑 徐丽华 责任校对 李岩