果蔬籽油提取技术研究进展

吴翰，宋元达

（山东理工大学农业工程与食品科学学院，山东淄博 255000）

果蔬在人们日常生活中必不可少，果蔬籽目前多以废弃物的形式被扔掉，但大部分果蔬籽富含油脂，而且不同果蔬籽含油量差异较大，如葡萄籽含油量10%～14%[1]，而南瓜籽含油量可达到49%[2]。研究发现，有些果蔬籽油含有一些功能性成分，如紫苏籽油富含-亚麻酸[3]，黑加仑籽油富含-亚麻酸[4]，葡萄籽油[5]与石榴籽油[6]富含多酚、甾醇、黄酮等具有生物活性的物质。亚麻酸是人体必需脂肪酸，参与合成人体多种重要成分如前列腺素[7-8]，而多酚与黄酮等多种生物活性物质，具有抗氧化、抗癌症和调节血脂等功能[9]。因此，研究果蔬籽油提取技术具有重要的应用价值。本文就果蔬籽油提取技术及研究进展进行了综述，以期能指导果蔬籽油的资源化应用。

1 传统果蔬籽油的提取方法及其优缺点

传统果蔬籽油的提取方法一般有压榨法和浸出法两种。

1.1 压榨法

压榨法是借助机械外力的作用，将油脂从油料中挤压出来的一种提取方法，是目前国内植物油脂提取的主要方法[10]。压榨法分为热榨法和冷榨法。热榨法首先去除种子中的和尘土类杂质，然后进行破碎、蒸炒、挤压等，以促进油脂分离。目前，为保证成品的天然健康，多数植物油生产工艺采用冷榨法提取，即不用蒸炒等高温处理，在较低温度下制取纯绿色无污染的食用油[11]。压榨法适应性强，工艺操作简单，生产设备维修方便，生产规模大小灵活，适合各种植物油的提取，同时生产比较安全。按照提油设备来分，压榨法提油有液压机榨油和螺旋机榨油两种。液压榨油机又可以分为立式和卧式两类，目前广泛使用的是立式液压榨油机。压榨法存在出油率低、劳动强度大、生产效率低的缺点，并且由于榨油过程中有生坯蒸炒的工序，蛋白质变性严重，油料资源综合利用率低[10]。魏贞伟等[12]利用压榨法提取葡萄籽油，结果发现，经过工艺优化提取葡萄籽的最大油量占葡萄籽的9%。

1.2 浸出法

浸出法是一种较先进的提油方法，它是应用固液萃取的原理，选用某种能够溶解油脂的有机溶剂，经过对油料的接触（浸泡或喷淋等），使油料中油脂被萃取出来的一种方法，多采用先预榨饼后再浸提的方式。常见的浸出剂有石油醚、乙醚、丙酮等，其中最典型的是6 号溶剂油，其主要成分为六个碳的烷烃和环烷烃，沸点一般在60～90。由于6 号溶剂油是从石油中提炼的产品，而石油能源短缺、市场价高，且残余的高沸点溶剂会对饼粕与食用油的卫生安全产生影响，所以需要考虑开发替代溶剂。浸出法具有出油率高、劳动强度低、生产效率高、出油质量好、容易实现大规模和自动化生产等优点：其缺点是浸提出来的毛油含非油物质较多，色泽较深，质量较差，且浸出所用溶剂易燃易爆，具有一定的毒性，生产的安全性差以及会造成油脂中有机溶剂的残留[10]。

朱继华等[13]利用有机溶剂提取紫苏籽油，结果表明乙酸乙酯为溶剂，温度为77，时间为8 h 和料液比为1:30（w/v）的条件下提取效果最好，其提取的紫苏籽最大油量占总油脂含量的69.89豫；马绍英等[14]利用有机溶剂法提取葡萄籽油、白藜芦醇与原花青素，提取葡萄籽最大油量占葡萄籽的23.15%；朱庆书等[15]利用响应面优化有机溶剂法提取石榴籽油，在提取工艺条件液固比33:1（mL/g），提取温度98，压力0.25 MPa 下提取30 min，提取的石榴籽最大油量占石榴籽的25.8%。

2 新兴果蔬籽油的提取方法及特点

2.1 水酶法

水酶法是一种新兴的籽油脂与蛋白质分离的方法。它将酶制剂应用于油脂分离，首先利用机械破坏油料细胞壁，然后利用生物酶（纤维素酶、果胶酶、蛋白酶等）来降解果蔬籽细胞壁及其内部的脂蛋白和脂多糖等，从而释放出油脂，再利用非油成分（蛋白质和碳水化合物）对油和水亲和力的差异及油水比重的不同将油与非油成分分离。水酶法的优势是不使用有机溶剂和高温高压，与传统提油工艺相比，水酶法具有处理条件温和，体系中的降解产物一般不与提取物发生反应，可以有效地保护油脂、蛋白质等可利用成分的特点。在得油的同时还能有效回收植物原料中的蛋白质（或其水解产物）及碳水化合物。工艺简单、能耗低、并且废水中BOD 与COD 值低，易处理，污染少，符合“安全、高效、绿色”的要求[16]。袁德成等[17]使用碱性蛋白酶水解紫苏籽提取油脂，经过优化后提取紫苏籽最大油量占紫苏籽的37.65%，并且-亚麻酸含量占总脂肪酸含量的67.9%；朱振宝等[18]使用Alcalase 2.4 L 蛋白酶提取大扁杏仁油，经过优化提取的杏仁油量占总油脂含量的72.1%，并且提取的油脂质量高于溶剂法。吕珊珊等[19]使用纤维素酶与蛋白酶提取葡萄籽油，经过优化葡萄籽最大提油量占葡萄籽的13.26%。罗述博等[20]使用碱性蛋白酶水解籽瓜种子提油，经过优化提取的籽瓜籽油量占总油脂含量的76.5%。

2.2 超临界CO2萃取法

超临界流体是指温度与压力在超临界点以上的流体。超临界流体的物理化学性质介于液体与气体之间。其密度接近液体，因此具有良好的溶解性；而其黏度接近气体，因此具有良好的流动性。这样的特性使得超临界流体渗透和萃取能力都比较强，传质速度快从而很容易进入组织内部[21]。而CO2具有临界温度（31.1）低，临界压力（7.38 MPa）较低，具有萃取效果好等特性，使得CO2成为较广泛使用的超临界萃取物质。超临界CO2提取果蔬籽油具有许多优点，如工艺简单、节约能源、萃取温度低，能保护生物活性物质（多酚、黄酮等）等。CO2作为萃取溶剂，资源丰富、价格低、无毒、不燃不爆、不污染环境，且常温常压下为气体，提取的果蔬籽油无溶剂残留。超临界CO2萃取法的缺点也很明显，如设备昂贵、生产成本高、普及率低等，因此在应用方面受到一定的限制。

刘小莉等[22]使用超临界CO2提取黑莓籽油时发现，该方法提取的最大油量占总油脂含量的68.99%；孙秀青[23]使用超临界CO2提取雪梨籽油，最佳条件下提取的最大油量占雪梨籽的23.9%。

2.3 超声辅助萃取法

超声波是频率大于20 kHz 的声波，具有定向、反射和透射等特性。超声波的波动形式因方向性强可用于物质分析检测；其能量形式可以改变介质形态，从而加速化学反应或触发新的反应通道。超声波作用原理主要表现为空化效应，并伴随热效应和机械效应。空化使界面扩散层上分子扩散加剧，在油脂提取过程中会加快油脂渗出速度，提高出油率。超声波提取技术具有适用范围广、成本低、操作简便等优点。然而，超声波提取过程会产生高温高压，导致超氧自由基和不良风味的产生[24]。

Shadi Samaram 等[25]利用超声波辅助提取番木瓜籽油，经过响应面优化在提取温度为62.5，超声功率700 W，液固比7:1 的条件下，提取的最大油量占番木瓜籽的23.3%，抗氧化活性保持在88.1%。Betsab佴Hern佗ndez-Santos 等[26]利用超声波辅助提取南瓜籽油，经过响应面优化提取的最大油量占总油脂含量的89.02%，并且油脂品质较好。

2.4 微波辅助萃取法

微波是指波长在0.1mm～1m、频率在300MHz～3 000GHz的电磁波,它介于红外线和无线电波之间。微波辅助萃取法是一种通过微波产热，使细胞内的温度迅速上升，从而破坏细胞壁促进脂肪溶出的萃取方法。该方法具有穿透力强、加热快、能耗低、溶剂用量小等特点。

木太里普·吐逊等[27]使用微波辅助提取葫芦籽油，结果发现提取时间为3 min，功率为800 W，料液比为1:8时，提取的葫芦籽最大油量占葫芦籽的43.5%；刘树恒等[28]使用微波辅助提取紫荆籽油，优化工艺后提取时间为20 min、微波功率为300 W、液料比为12:1，提取的紫荆籽最大油量占总油脂含量的94.9%，提取的油脂呈现出透明的淡黄色，酸值1.8 mgNaOH/g、皂化值177.9 mgKOH/g、碘值134.6 g/100 g、过氧化值18.8 mmol/kg，这表明该法提取的油脂具有较高的品质和利用价值。

2.5 其他技术

除了上述几种常见的技术外，也有些研究人员尝试了其他提取技术。如J俨lia Ribeiro Sarkis 等[29]利用脉冲电场和高压放电法提取芝麻油，两种方法都提高了油脂的提取率，但是脉冲电场的提取率较低而高压放电法的油损失较大。

有不少学者采取多种技术相结合的方法提高油脂提取率。如张妍等[30]使用超声波辅助水酶法提取菜籽油，经过响应面优化得到最优超声条件为超声温度40、超声功率350 W、超声时间60 min，此时提取的菜籽最大油量占总油脂含量的67.55%。在此超声条件下优化酶的种类，最后提取菜籽的最大油量占总油脂含量的72.87%。马文君等[31]使用超声波辅助水酶法提取月见草籽油，得出最佳预处理条件为超声功率300 W、超声时间30 min、超声温度60；采用Alcalase 2.4 L 碱性蛋白酶进行酶解，利用响应面优化试验，确定最优的月见草籽油脂提取工艺为料液比5.4（w/w）、酶添加量1.38（V/w）、酶解温度62.5、酶解时间2.8 h，提取月见草籽最大油量占总油脂含量的84.32%。Jiao Jiao 等[32]使用微波辅助水酶法提取南瓜籽油，通过试验得出最优酶组合为纤维素酶、果胶酶与蛋白酶，最优处理条件为酶浓度1.4%，温度44，时间66 min，微波功率419 W，此时提取的南瓜籽最大油量占总油脂含量的64.17%。

3 果蔬籽油提取技术的发展趋势

作为果蔬的废弃物，果蔬籽中富含的果蔬籽油尚未得到有效的开发利用，尤其是一些果蔬籽油含有传统食用油脂不具有的功能性成分。而传统果蔬籽油提取方法已经不能满足现代工业的发展和国际竞争的要求，需要对其工艺进行改进，以提高出油率。生产效率高及保证生产安全、实用、三低（低能耗、低成本、低温）、无溶剂残留是最理想的提取方法。果蔬籽油的提取经历了有机溶剂萃取、使用少量有机溶剂以及不使用有机溶剂萃取等发展历程[11]。

传统果蔬籽油提取方法如压榨法，虽然未使用有毒有害的有机溶剂，但其提取温度高、劳动强度大、生产效率低。浸出法虽然生产效率比压榨法高，但使用大量有毒有害的有机试剂，提取的油脂容易出现有毒溶剂残留等问题，所以传统工艺不利于企业的长远发展，其工业应用受限。现代果蔬籽油提取方法中超声波、微波辅助提取等技术较传统工艺生产效率高，使用少量的有机溶剂便可获得大量油脂，较环保，具有广泛的工业应用与发展前景。而水酶法、超临界CO2萃取法完全不使用有机溶剂，比超声波、微波辅助提取技术更加绿色环保，具有更广泛的工业应用和发展前景。到目前为止，水酶法、超临界CO2萃取法均已被成功运用到多种果蔬籽油提取中，如使用水酶法成功提取紫苏籽[17]、石榴籽[33]、葡萄籽[19]、南瓜籽[34]等果蔬籽油，使用超临界CO2提取法提取黑加仑籽[35]、打瓜籽[36]、葡萄籽[37]、南瓜籽[38]等果蔬籽油。

目前，多数企业生产仍然采用传统工艺，不仅生产效率低而且对环境污染严重，阻碍了企业的发展壮大。油脂加工业要实现持续发展，需要革新技术、采用环保的方式解决瓶颈问题，即采用绿色工艺进行油脂生产，如采用水酶法或超临界CO2萃取法。但是这些技术也存在需要改进的地方，如水酶法容易出现微生物污染等问题，而超临界CO2萃取法具有生产设备成本高、难以规模化等问题，使其应用受限。随着科学技术的发展，经济条件的改善，环保意识的提高，这些问题都可以得到有效解决。新兴环保的果蔬籽油提取技术将有可能替代传统技术在油脂生产中大量应用，助力油脂加工工业的发展。