葡萄籽油的热榨法制备工艺研究与脂肪酸GC-MS分析

任继波，李彦奎，张晶莹，张玉磊，胡文效，魏彦锋*

（山东省葡萄研究院，济南 250100）

葡萄籽油的热榨法制备工艺研究与脂肪酸GC-MS分析

任继波，李彦奎，张晶莹，张玉磊，胡文效，魏彦锋*

（山东省葡萄研究院，济南 250100）

以公酿一号葡萄籽为原料，采用液压热榨法对葡萄籽油进行制备，确定液压热榨法的最佳工艺条件为：蒸料时间40 min、物料粉碎度60目、榨膛温度50 ℃，该条件下葡萄籽油出油率达到12.2%。利用气相质谱分析仪（GC-MS）对制备的葡萄籽油进行检测分析，发现热榨葡萄籽油中主要含有四种脂肪酸，即亚油酸、油酸、棕榈酸、肉豆蔻酸。不饱和脂肪酸相对含量占81.68%，饱和脂肪酸相对含量占14.98%。

葡萄籽油；热榨工艺；脂肪酸；气质分析

葡萄籽是葡萄酒、葡萄果汁饮料生产中产生的资源性副产物。随着我国葡萄酒产业的发展，每年仅葡萄酒生产产生的葡萄籽就达数万吨。葡萄籽中含有脂肪、原花青素、蛋白质、维生素以及矿物质等成分[1]。葡萄籽功能成分的研究和开发利用，对延长葡萄酒产业链条，提高资源利用效率，具有重要实际应用价值。葡萄籽含油量为9%～17%[2]，属于含不饱和脂肪酸的半干性油脂，其中不饱和脂肪酸以亚油酸（顺-9,12-十八碳二烯酸）和油酸（顺-9-十八碳烯酸）为主[3]，具有益智、软化血管、降低低密度脂蛋白、增强视力等多种保健作用，对人类健康大有裨益[4]。目前，常用的葡萄籽油制备方法有机械压榨法、溶剂浸出法、超临界CO2萃取法等。本实验采用热榨法对葡萄籽油进行制备，对工艺参数进行了优化；对热榨法制备的葡萄籽油进行了脂肪酸组成分析，对几种主要脂肪酸的相对含量进行了测定，为葡萄籽油的开发和利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

材料：公酿一号葡萄籽，日照太阳城葡萄酒庄园（2015年，粗脂肪含量15.7%）。

试剂：氢氧化钾、一氯化碘、氢氧化钠、硫代硫酸钠、乙醚、冰乙酸、无水乙醇、三氯甲烷、正己烷、乙酸乙酯、碘化钾等分析试剂为国产分析纯。氢氧化钠、磷酸、活性白土、硅藻土为国产食品级。

仪器设备：ML 204/2型电子天平，上海梅特勒-托利 多；WK-500B高速粉碎机，青州精诚；电加热恒温水浴锅，北京永光明；RE-52AA旋转蒸发仪，上海亚荣；DGG-9140B型电热恒温鼓风干燥箱，上海森信；GCMSQP2010型气相质谱联用仪，岛津；QYZ-500型液压压榨机，泰安良君益友；FQ-360型锤片式破碎机，青岛微纳。

1.2 分析测定方法

1.2.1 葡萄籽油理化指标测定[5]

酸值的测定：按GB/T 5530-2005执行。

过氧化值测定：按GB/T 5538-2005执行。

水分及挥发物测定：按GB/T 5528-2008执行。

透明度、气味、滋味测定：按GB/T 5525-2008执行。

1.2.2 脂肪酸组成测定

前处理（甲酯化）：采用GB/T 17376-2008/ISO 5509：2000《动植物油脂 脂肪酸甲酯制备》，三氟化硼法，试样采用0.45 μm滤膜处理。

色谱条件[6]：色谱柱Rtx-Wax（30 m×0.25 mm×0.25 μm），线速度27.0 cm/s，总流量14.1 mL/min，柱流量0.55 mL/min，分流比19.0，进样口230 ℃。程序升温方式为：起始柱温50 ℃，以20 ℃/min升温至180 ℃，以5 ℃/min升温至190 ℃，以20 ℃/min升温至230 ℃，保持12 min。

质谱条件[6]：溶剂延迟时间3.0 min，开始时间3.0 min。接口温度230 ℃，离子源230 ℃，m/z为35-550。

1.2.3 葡萄籽油出油率的计算

1.3 单因素试验方法

本研究采用热榨法（工艺流程见图1），在最大程度发挥压榨机性能基础上，保持单批装料量、压榨压力、压榨时间等因素不变，分别研究蒸料时间、物料粉碎度、榨膛温度3个因素对葡萄籽油出油率的影响。

1.3.1 蒸料时间对葡萄籽油得率的影响

单批投料量40 kg，压榨压力40 MPa，压榨时间60 min，物料粉碎度60目，榨膛温度50 ℃，分别设定蒸料时间为0 min、30 min、60 min、90 min、120 min进行分批压榨试验，计算不同蒸料时间下的葡萄籽油出油率。

1.3.2 物料粉碎度对葡萄籽油得率的影响

单批投料量40 kg，压榨压力40 MPa，压榨时间60 min，蒸料时间60 min，榨膛温度50 ℃，分别取物料粉碎度为20目、40目、60目、80目、100目进行分批压榨试验，计算不同物料粉碎度下的葡萄籽油出油率。

1.3.3 榨膛温度对葡萄籽油得率的影响

单批投料量40 kg，压榨压力40 MPa，压榨时间60 min，物料粉碎度60目，蒸料时间60 min，分别设定榨膛温度为30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃进行分批压榨试验，计算不同榨膛温度下的葡萄籽油出油率。

1.4 正交优化试验方法

在单因素试验数据基础上采用L9（34）正交试验设计，考察蒸料时间、物料粉碎度、榨膛温度3个因素（表1）对葡萄籽油出油率的影响。对试验结果进行直观分析和方差分析，得出热榨法制备葡萄籽油的最佳工艺条件。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 蒸料时间对葡萄籽油出油率的影响

图1 热榨法制备葡萄籽油工艺流程

表1 热榨法正交试验因素水平表L9（34）

从图2可以看出，当蒸料时间为60 min时，出油率可达12%；60～90 min出油率呈下降趋势，之后随时间延长出油率变化较小。考虑到提高生产效率、降低能耗等因素，选定蒸料时间为60 min。

2.1.2 物料粉碎度对葡萄籽油出油率的影响

从图3可以看出，当物料粉碎度＜60目时，出油率随粉碎目数的增加而增加；当物料粉碎度＞80目时，出油率呈下降趋势。在压榨过程中，由于过细的物料在高压下更易压实而阻碍葡萄籽油从物料内部流出的油路，因此物料粉碎度不宜过高，选择60目合适。

2.1.3 榨膛温度对葡萄籽油出油率的影响

从图4可以看出，当榨膛温度＞50 ℃时，出油率随榨膛温度变化不大。由于过高的榨膛温度会影响葡萄籽油的品质，使油更易氧化。综合考虑，榨膛温度选择50 ℃。

2.2 热榨法正交优化试验结果

根据单因素试验所确定的每个因素的最优点，采用L9（34）正交试验设计对压榨工艺进行优化。正交试验组合与试验结果表见表2。

以空白列作为试验误差列进行方差分析（表3）。

图2 蒸料时间对出油率的影响

图3 物料粉碎度对出油率的影响

图4 榨膛温度对出油率的影响

从表2直观分析可知，对葡萄籽油出油率影响最大的因素是物料粉碎度，其次是榨膛温度，再次是蒸料时间，即影响因素主次顺序为B＞C＞A。从表3方差分析可知，因素B的p值＜0.01，即因素B对试验结果影响极显著；因素C的p值＜0.05，即因素C对试验结果影响显著；因素A的p值＜0.10，即因素A对试验结果有一定影响。因此，因素B为主要因素，因素C和因素A为次要因素。按方差分析的观点，只需对有显著影响的因素选择最佳水平，而其他对试验结果影响较小的因素，则可按实际需要选择适当的水平。因此可确定本试验各因素的最佳搭配为A1B1C2，即热榨法最佳工艺条件为：蒸料时间40 min、物料粉碎度60目、榨膛温度50 ℃。在最佳工艺条件下，葡萄籽油出油率为12.2%。

表2 热榨法优化试验组合与结果

表3 正交试验方差分析表

表4 热榨油主要指标

2.3 常规分析

热榨法制备的葡萄籽油主要指标测定结果见表4。

2.4 葡萄籽油脂肪酸成分分析

采用气相质谱联用仪对热榨法制备的葡萄籽油进行分析，并对几种主要脂肪酸的相对含量进行测定。热榨法制备的葡萄籽油脂肪酸成分分析总离子流图（TIC图）见图5。结合图5和表5分析可知，热榨法制备的葡萄籽油中主要存在亚油酸（A）、油酸（B）、棕榈酸（C）、肉豆蔻酸（D）四种脂肪酸。其中亚油酸、油酸属于不饱和脂肪酸，相对含量占81.68%；棕榈酸、肉豆蔻酸属于饱和脂肪酸，相对含量占14.98%。

3 讨论与结论

3.1 讨论

常用的葡萄籽油提取方法有有机溶剂萃取法、超临界CO2萃取法、液压压榨法等。任花[7]采用有机溶剂萃取法对葡萄籽油提取工艺进行优化，葡萄籽油提取率可达13.9%，但工艺流程繁杂，产品有溶剂残留，难以保证油脂天然特色，对后续加工工艺要求也高[8]。李彦奎等[2]利用超临界CO2对葡萄籽油进行提取，结果表明最佳工艺条件下葡萄籽油提取率可达16%，但此工艺对设备条件要求较高，且受限于成本等因素。赵瑞等[9]研究了液压冷榨法制备葡萄籽油的工艺，葡萄籽油出油率达10.9%。米彩霞等[10]对有机溶剂萃取法制备的葡萄籽油进行了脂肪酸组成分析，葡萄籽油亚油酸含量＜50%。采用液压热榨法制备葡萄籽油的工艺报道较少，本研究对液压热榨工艺进行了优化，葡萄籽出油率为12.2%，高于液压冷榨工艺的葡萄籽出油率，经脂肪酸GC-MS分析，发现葡萄籽油亚油酸含量为62.41%。

图5 热榨法制备葡萄籽油的脂肪酸成分TIC图

表5 热榨油主要脂肪酸成分及相对含量 （%）

3.2 结论

本研究以公酿一号葡萄籽为原料，采用液压热榨工艺提取葡萄籽油。在单因素试验基础上采用正交优化试验对影响压榨工艺的3个因素（即蒸料时间、物料粉碎度、榨膛温度）进行优化，并结合直观分析和方差分析确定最佳的热榨工艺为：单批投料量40 kg、压榨压力40 MPa、压榨时间60 min、蒸料时间40 min、物料粉碎度60目、榨膛温度50 ℃，在此最佳工艺条件下葡萄籽油出油率为12.2%。经分析测定，热榨法制备的葡萄籽油酸值为6.7 mg/g、过氧化值为5.5 mmol/kg，主要含有亚油酸、油酸、棕榈酸、肉豆蔻酸四种脂肪酸，其中不饱和脂肪酸相对含量为81.68%，饱和脂肪酸相对含量为14.98%。

[1] 许申鸿, 杭瑚, 郝晓丽. 葡萄籽化学成分分析及其抗氧化性质的研究[J]. 食品工业科技, 2000, 21(2): 18-20.

[2] 李彦奎, 蒋锡龙, 魏彦锋, 等. 超临界CO2萃取葡萄籽油工艺研究[J]. 中外葡萄与葡萄酒, 2013(5): 31-34.

[3] HOIKYUNG K, SANGGYUN K, YOUNGMIN C, et al. Changes in Tocopherols, Tocotrienols, and Fatty Acid Contents in Grape Seed Oils during Oxidation[J]. Journal of the American Oil Chemists' Society, 2008, 85(5), 487-489.

[4] 孙来华. 葡萄籽功能成分及其应用[J]. 食品研究与开发, 2011, 32(7): 184-187.

[5] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. 葡萄籽油：GB/T 22478—2008[S]. 北京: 中国标准出版社, 2008.

[6] 梁红敏, 李彦奎, 张晶莹, 等. 葡萄籽源按摩基础油制备工艺研究[J]. 中外葡萄与葡萄酒, 2016(4): 10-13.

[7] 任花. 溶剂提取法提取葡萄籽油的工艺研究[J]. 轻工科技, 2016(1): 21-22.

[8] 王四维. 葡萄籽油开发利用[J]. 粮食与油脂, 2007(7): 17-19.

[9] 赵瑞, 郑阳, 张武平, 等. 冷榨法制取葡萄籽油的最佳工艺条件研究[J]. 北京农学院学报, 2009, 24(3): 59-62.

[10] 米彩霞, 马建龙, 刘利军. 不同方法提取的葡萄籽油品质研究[J]. 食品与机械, 2011, 27(5): 90-92.

Study on grape seed oil by hot-pressing technology and fatty acid GC-MS analysis

REN Jibo, LI Yankui, ZHANG Jingying, ZHANG Yulei, HU Wenxiao, WEI Yanfeng*
（Shandong Academy of Grape, Jinan 250100, China）

Grape seed oil was extracted from the seeds of Gongniang No.1 with hot-pressing technology. The optimized extractive condition was steaming time 40 min, material crushing degree 60 mesh, pressing temperature 50 ℃, Extractive rate could reach 12.2% under above. The grape seed oil was detected and analyzed by gas chromatography and mass spectrometry. The experimental results showed that four fatty acids, including linoleic acid, oleic acid, palmic acid and myristic acid were the main components in grape seed oil. Among them, the content of unsaturated fatty acid and saturated fatty acid were 81.68% and 14.98%, respectively.

grape seed oil; hot-pressing technology; fatty acid; GC-MS analysis

TQ644.46

A

10.13414/j.cnki.zwpp.2017.01.004

2016-12-16

山东省农业重大应用技术创新项目—葡萄籽生物活性成分分离纯化及应用开发。

任继波，男，主要从事葡萄与葡萄酒生产、生物活性成分分离与应用开发研究。E-mail: renjibocc@hotmail.com

*通讯作者：魏彦锋，男，高级工程师，生物化工专业。E-mail: sdvwa@163.com