亚临界液体萃取工艺制作富硒黑芝麻食品的优势分析

杜渊，淦菁，邓军

（江西工业贸易职业技术学院,南昌 330038）

1 黑芝麻油及黑芝麻食品的营养价值

黑芝麻属籽麻科植物，是籽麻的成熟种子，含有多种人体必需的氨基酸、蛋白质、维生素E、维生素B1、维生素A、软磷脂、钙、铁等营养成分，其中富含脂肪油，为油酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸等甘油脂，并含芝麻素（sesamin）、芝麻林酚素（sesamolin）、芝麻酚（sesamol）、胡麻甙（pedaliin）、车前糖（planteose）、芝麻糖（sesamose）等，具有加速人体代谢、预防贫血、活化脑细胞、消除血管胆固醇等功效。黑芝麻多做成各种各样的美食，其提炼的芝麻油也是人们烹饪中的必备食用油。

同时，中医中药理论认为，黑芝麻具有补肝肾、润五脏、益气力、长肌肉、填脑髓的作用，可用于治疗肝肾精血不足所致的眩晕、腰膝酸软、四肢乏力、步履艰难、五脏虚损、皮燥发枯等病症，尤其适合患有血管硬化、高血压、冠心病、高脂血症、糖尿病、蛔虫性肠梗阻等病症者食用；习惯性便秘患者早晚空腹喝一口香油，能润肠通便；黑芝麻在乌发养颜方面的功效更是有口皆碑。

2 黑芝麻食品及芝麻油的现有工艺及不足

2.1 黑芝麻食品的现有工艺

黑芝麻是一种极具香味的特色食品，有着“五谷之首”的美誉。黑芝麻可以做成各种风味的食品，通常有炒香芝麻、芝麻粉、芝麻、芝麻酥、芝麻酱等。

黑芝麻粉的工艺流程见图1：

图1 黑芝麻粉的工艺流程

芝麻酱的工艺流程见图2：

图2 芝麻酱的工艺流程

2.2 黑芝麻食品现有工艺的不足

做黑芝麻食品的传统工艺通常不取油，将黑芝麻直接经过筛选、水洗、高温炒料、扬烟、粉碎研磨等工艺，做成黑芝麻食品，如黑芝麻粉或芝麻酱。芝麻食品因未经取油，做成的黑芝麻食品含油量高，油腻重，同时，粉碎时因含有大量油脂而极易堵塞筛孔，造成加工困难。

2.3 芝麻油的现有工艺

芝麻油的现有工艺流程见图3：

图3 芝麻油的现有工艺流程

2.4 芝麻油现有工艺的不足

芝麻的出油率较低，一般约40%，同时，现有压榨工艺都是高温环境，对芝麻的活性破坏较为严重，营养价值也随之大大降低，约60%的沉淀物为芝麻粕，多作为饲料的原材料，附加值极低。

3 亚临界液体萃取制作富硒黑芝麻食品的新工艺

亚临界液体萃取制油及黑芝麻食品的工艺就是利用亚临界液体萃取工艺，先对黑芝麻进行部分脱油，提炼出约20%的芝麻油；再将脱油后的沉淀芝麻进行烘干处理后，再提取炒香芝麻、芝麻粉、芝麻、芝麻酥等富硒黑芝麻食品，也为将来提取芝麻香精、芝麻黑色素、芝麻酚奠定基础。

3.1 亚临界液体萃取制作富硒黑芝麻食品的新工艺

亚临界萃取(Sub-critical fluid extraction technology)是利用亚临界溶剂作为萃取剂，在密闭、无氧、较低压力的容器内，依据有机物相似相溶的原理，通过萃取物料与萃取剂在浸泡过程中的分子扩散过程，达到固体物料中的脂溶性成分转移到液态的萃取剂中，再通过减压蒸发的过程将萃取剂与目标产物分离，最终得到目标产物[1]。

亚临界萃取过程一般是：预处理后的油料进入萃取罐，用亚临界液体浸没，萃取出芝麻油后分离，然后湿粕脱溶，混合油蒸发，将溶剂汽压缩成液态后回收到溶剂罐，循环使用[2]。（见图4）

图4 亚临界萃取过程

溶剂比控制在1:1.5～1:1.2之间，温度控制在25℃～45℃之间，溶剂选用丙烷、丁烷。

2.4 转染pSIREN-hTERT对A2780细胞凋亡的影响 PI染色流式细胞学检测显示：pSIREN-hTERT转染48 h后，A2780细胞凋亡率为(26.76±7.42)%，明显高于对照质粒pSIREN-Con转染组的(3.73±0.78)%及空白对照组的细胞凋亡率(1.33±0.15)%，且差异有统计学意义(t1=9.74，t2=10.82，P<0.05)，shRNA对A2780细胞凋亡的影响常规PI染色行流式细胞学检测见图3。

3.2 亚临界液体萃取制作富硒黑芝麻食品的优势

亚临界状态下的分子扩散性能增强，传质速率加快，在萃取过程中物质的渗透性和溶解能力显著提高，有一定的萃取选择性，具有萃取和分离的效果。

由于亚临界萃取所用溶剂的沸点都在0℃以下，萃取后物料和萃取液的脱溶都在较低温度下进行，萃取物和萃余物的活性成分较低破坏，是农产品加工过程中脱脂、半脱脂和制取脱脂蛋白粉的关键技术。亚临界萃取属于非热加工，无氧加工，萃取压力低，有节能措施，运行成本低，无工艺废水污染，相对于六号溶剂，能保持芝麻粕中蛋白低变性，相对于超临界萃取，投资少，能实现大规模生产，生产成本低[3]。

用亚临界液体提取20%的黑芝麻油，剩下的粕再做成芝麻食品，不但可以改进传统不脱油制成的芝麻食品含油量高、油腻重、口感差的问题，同时，亚临界液体提取的工艺温度在40℃左右，属低温,可以很好地保持芝麻的基本活性，营养价值更高；另外，还解决了堵塞筛孔的问题。

4 亚临界液体萃取制作富硒黑芝麻的经济指标核算分析

4.1 现有工艺情况及经济效率分析

4.1.1 富硒黑芝麻直接用于榨油的工艺

按照现有工艺，黑芝麻的出油率约为40%，即1t黑芝麻能榨得芝麻香油400kg，剩余约600kg的芝麻粕全部作为饲料的原材料。

按照黑芝麻、芝麻油和芝麻粕市场价格分别为19000元/t、40000元/t和1800元/t来计算，其经济效率分析如下：

1t黑芝麻产0.4t芝麻油×芝麻油40000元/t=16000元；

余0.6t芝麻粕做饲料×1800元/t=1080元；

总经济效率合计：16000元+1080元=17080元。

4.1.2 富硒黑芝麻直接用于加工芝麻食品的工艺

富硒黑芝麻不脱油直接做成芝麻粉、芝麻酱、芝麻酥等富硒黑芝麻食品，每吨富硒黑芝麻可产生32000元经济效率。

4.2 亚临界液体萃取制作富硒黑芝麻新工艺的经济效率分析

采用亚临界萃取新工艺先提取20%的芝麻油后，再做成芝麻粉、芝麻酱、芝麻酥等富硒黑芝麻食品。

1t黑芝麻提取0.2t芝麻油×40000万/t=8000元；

余0.8t做成芝麻粉、芝麻酱、芝麻酥等富硒黑芝麻食品×32000元/t=25600元；

总经济效率合计：8000元+25600元=33600元。

4.3 亚临界萃取新工艺和现有工艺的增效成果

4.3.1 新工艺与现有生产黑芝麻食品工艺相比的增效成果

亚临界萃取脱油制成富硒黑芝麻食品新工艺比现有黑芝麻食品制作工艺，每吨增加经济效益成果约为：33600元-32000元=1600元。

4.3.2 新工艺与现有压榨黑芝麻油工艺相比的增效成果

即亚临界萃取脱油制成富硒黑芝麻食品新工艺比现有压榨芝麻油工艺，每吨增加经济效益成果约为：33600元-17080元=16820元。