木本油料副产物加工利用研究进展∗

张盼盼 褚治强 焦 强 周冰倩 张党权

（1.河南农业大学林学院，河南 郑州 450002；2.河南省食品检验研究院，河南 郑州 450003）

木本油料是可供榨油的木本植物的果实或种子的总称。木本油料具有不与粮食争地、产量高、油脂优质、经济效益和生态效益良好等优点，是拥有巨大潜力的油脂植物[1]。近年来，木本油料植物日益受到重视，我国将油茶、核桃、油用牡丹等12 种木本油料作物列为重点研究和发展的对象。木本油料产业迎来了持续且稳定的发展期，在我国粮油产业中的比重有所提高。随着木本油料产量逐年提高，生产加工过程中产生的副产物也连年增加，未充分利用的副产物不仅是对资源的一种浪费，对生态环境的破坏也日益凸显。油料植物在加工过程中产生的副产物主要有油脚、皂脚、油饼、油粕以及油料的皮壳等，油脂在水化脱胶和碱炼过程中分别产生油脚和皂角，直接排出将会造成严重的水体污染[2]。而副产物直接用作燃料燃烧，会散发出难闻的气味，甚至产生有毒气体，造成大气污染。如果直接用作肥料又会造成资源浪费[3-5]。木本油料副产物加工技术在此情况下应运而生，对木本油料副产物资源进行综合利用，不仅可以提高木本油料本身的附加值，同时也能使油料产品加工业竞争力得到提升。合理开发和利用副产物是实现可持续发展、绿色发展的必要选择。

1 木本油料类型

1.1 食用油

木本植物油主要供烹调食用，如山茶油，橄榄油和核桃油等。茶油和橄榄油中富含不饱和脂肪酸，临床医学表明不饱和脂肪酸对于心血管疾病的预防效果显著。茶油中富含的角鲨烯和维生素E能有效抗衰老，被广泛用做化妆品原料[6]。山桐子油含有丰富的亚油酸，具有预防心血管系统疾病、促进微循环的保健作用[7]。核桃油中富含多不饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸，而且营养活性丰富，具有保护急性肠道损伤[8]、改善空间记忆[9]、预防心血管系统疾病等作用[10]，除作为烹饪用油使用，还可用做保健食品原料。牡丹籽油中α-亚麻酸含量比大豆油中的含量高数倍，具有抗氧化、降糖、增强免疫活性的作用[11]。棕榈油在食品加工行业被大量使用，用它炸出的食品色泽好、不易变质，常用于方便面、薯片、饼干等食品制作。

1.2 工业用油

木本油料树种具有多种多样的用途，而工业用木本油料对脂肪酸含量和性质均有特殊的要求。石山樟、山胡椒等树种含有月桂酸和葵酸成分，因其具有较好的去油污能力而被用作表面活性剂[12]。乌桕中的脂肪酸成分以棕榈酸为主，而棕榈酸是制皂过程中不可缺少的原料，乌桕也是制皂的优良原料[13]。木本植物油同时还可作为制作油漆的原料，如油桐籽油中的桐酸含量高于70%，具有易氧化、速干的特性，是制作油漆的天然原料[14]。植物润滑油是可再生可降解的资源，逐渐取代了矿物油，如棕榈油、麻风树油等。有些植物油因为原油易氧化，易水解，则需要加入添加剂改性后用作润滑油[15-16]。存在于核桃中的花生烯酸是生产花生酸、洗涤剂、化妆品和其他化学品的原料，也可作为油酸替代品[17]。

1.3 精油

木本植物精油是指具有芳香气味和挥发性的油状液体，木本植物精油抗菌能力研究相对成熟[18]。木本植物精油应用于胶囊、涂膜剂、脂质体、气雾剂等制剂，可以在食品的生产和保鲜中起到更好的抑菌作用[19-20]。木本植物精油在皮肤护理、抗抑郁等方面有重要的辅助或替代作用[21]。迷迭香精油因含有大量的抗氧化活性成分被广泛用于化妆品成分添加[22]。茶树精油中因含有茶多酚等多种生物活性物质而具有较强的抗氧化活性，对草莓保鲜有特殊作用[23]。丁香精油的组成成分丁香酚用于调配多种香型，可有效抑制灰霉菌和青霉菌[24]。山茶精油对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有抑菌效果，且最低抑菌浓度分别为0.5%和1%[25]。近年来，对于油用牡丹精油成分的研究已趋向成熟，精油占比高的成分为顺式氧化芳樟醇，橙花醇和α-松油醇等[26]。在食品工业中，橙花醇被用作香料广泛用于配制橙花、玫瑰、玉兰香精，用作食品添加剂。香樟精油有驱虫杀虫和抑菌作用，可用于储粮防霉[27]。龙脑樟精油有抑菌、抗氧化、抗炎等作用，对烟草花叶病毒有抑制效果，对烟曲霉最小抑菌浓度为31.3 µg/mL[28]。桂花香气浓郁，含有黄酮类、萜类、酚类、木脂素类等多种有效活性成分，具有抑菌、抗氧化、抗肿瘤等功效[29]。

1.4 生物柴油

我国原油使用多数依靠进口，推广生物柴油，加强清洁能源的利用迫在眉睫。生物柴油在保证油体黏度、抗爆炸能力及动力性能等前提下，在环保、抗爆安全、润滑性等多个方面比普通柴油性能更加优良。我国生产生物柴油的原料主要是废弃油脂，生产技术较为先进，但存在成本和销售渠道两个制约因素[30]。我国能源类树种占种子植物的5%，木本植物中含油量超过20%的物种有300 多种[31]，虽种类丰富，但现有的技术手段限制了木本油料作为生产生物柴油的原料。

2 木本油料副产物来源

2.1 制油前处理产生的副产物

大多数木本油料植物在榨油之前需要经过筛选、清洗、除杂、脱壳等处理。在这一过程中会产生皮壳类副产物，如核桃壳、油茶果壳、山茶籽壳、油用牡丹籽壳、核桃青皮等。种子壳类副产物一般利用方式为加工过后制备活性炭或作为培养食用菌的基质[32]。核桃青皮中含有大量生物活性物质，部分组分可用于生物医药和植源性农药开发利用[33]。

2.2 制油后产生的副产物

木本油料植物制油方式可概括为压榨法和浸提法。压榨法包括冷榨和热榨；浸提法分为超临界二氧化碳萃取、溶剂浸提和水浸提法等。超临界二氧化碳萃取的原理是利用压力和温度对超临界二氧化碳溶解能力的影响进行萃取[34]，无溶剂残留，可最大程度保留油料作物中的天然营养物质，且出油率高。压榨法产生的副产物主要是饼粕类，浸提法副产物除饼粕外还有提取残渣，例如核桃蛋白、橄榄油残渣、油茶残渣等。饼粕类副产物主要用于饲料的开发[35]。橄榄油残渣广泛用于污染物吸附剂、生物质炭等，能够改善土壤环境[36]。油茶残渣经热裂解后，其部分产物可作为生物医药类和化妆品原料[37]。油棕空果串是棕榈油工业大量生产的固体废弃物，将基炭嵌入到壳聚糖-乙二胺四乙酸基体中，可得到一种能够吸收Cd (Ⅱ)的薄膜吸附剂[38]。

3 木本油料副产物利用途径

3.1 食用

在现有食品标准范围内，将榨油产生的饼粕副产物作为植物蛋白饮原料。核桃、扁桃仁、杏仁、牡丹籽榨油产生的饼粕经过真空冷冻干燥、低温喷雾干燥等技术加工，可有效保留其饼或粕中油脂以外的蛋白质等营养成分，而成为良好的食品蛋白质固体和液体饮料资源[39-41]。除了直接利用饼粕中的未发生变性的蛋白质，还可以利用核桃壳和油茶果壳中的某些成分如棕色素等纯天然成分，作为食品添加剂直接加入到食品中[42-43]，具有较高的安全性能。核桃青皮中存在的某些生物活性组分具有一定的抗氧化功效，如胡桃醌、芦丁、单宁酸、绿原酸等，是极好的天然食品防腐剂原料[44]。利用核桃青皮提取的果胶可以作为天然食品成分[45]。核桃饼粕和牡丹籽粕可以用于制作酱油[46-47]。油橄榄果渣可以用于制作果醋和果酒等[48-49]。

3.2 药用

核桃副产物核桃青皮、分心木等中存在黄酮类、醌类、烷烃类、多酚类、三萜类等物质，具有一定的抑菌、抗氧化、降血压和抗肿瘤的能力[50-51]。乌桕籽皮油富含特定结构P-O-P三酸甘油酯，是制取类可可脂的理想原料，类可可脂不仅可用于食品工业，还可以作为糖衣和栓剂基质，应用于医药工业[52]。元宝枫的种皮和果壳中含有单宁73.6%，纯度75%，达到了国家特级品标准，单宁在药物学上有镇静镇痛作用[53]。这进一步表明，副产物中的部分成分符合药理性质，并且可在临床上发挥其重要的作用。

3.3 饲料开发

饼、粕类作为重要的可再生蛋白原料，除了油桐籽、橡胶籽的饼粕需要进行脱毒处理，其他木本植物油料的饼、粕基本可以直接作为饲料使用，但是受到蛋白质变性、其中的抗营养因子甚至是有毒物质的影响，人们对其开发利用存在一定的限度[54-55]。采用微生物发酵技术，结合各种饼、粕本身的特点对其中的抗营养物质或者有毒物质等不利于饲料开发的物质进行酶解，在减少浪费的同时可解决高蛋白饲料短缺的问题[56]。在饼粕的研究上已经初步实现将其加工成新型高蛋白含量的微生物发酵饲料[57-58]，这种新型加工技术可有效提高饼、粕的利用率。

3.4 天然植物提取物

天然植物提取物是以植物为原料，经过提取分离等过程，获取的某一种或多种植物有效成分，可广泛应用于食品饮料、药品、保健品、化妆品等行业。存在于油茶饼粕中的皂素，去污能力强，是一种天然表面活性剂，可作为洗涤产品原料[59-60]。油橄榄果渣中富含橄榄苦苷、羟基酪醇、咖啡酸等多种酚类化合物，具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗氧化、降血糖及抗炎等生物活性[61]。油用牡丹籽饼粕的主要活性成分为芍药苷型单萜苷类化合物，具有一定的保健功能[62]。通过提取油用牡丹皮得到天然的抗菌物质、甜味剂等已成为开发副产物资源的新途径[63]。

3.5 其他用途

除了以上木本植物油料副产物利用途径，核桃青皮和油茶果壳可用作堆肥，以提高土壤肥力和作物产量[64-67]。油茶果壳和油橄榄果渣可作为制备生物燃料的原料[68-70]。油茶果壳具有纤维素含量高的特点，因此可以用作制备人造板的原料[71]。用油茶果壳制备的复合材料可应用于铅碳电池[72]。核桃粕可作为无醛胶黏剂的生产原料[73]。橄榄果渣营养丰富，可以用作绿化基质[74]。木本油料植物副产物利用途径多种多样，利用现有途径加大对木本油料副产物利用的有效性可实现生态效益与经济效益。

4 木本油料副产物加工利用存在的关键问题

4.1 研发力度亟待加强

目前对木本油料副产物的利用基本停留在制造有机肥和菌种栽培基质等方面，资源未能得以充分利用[65,75]，原因在于对副产物再加工利用的认识还不够。如油茶果壳可制备生物炭用于改良土壤，提取纤维素，可用作造纸原料，还可以提取鞣质类化合物用于医药，但是对于精深加工的相关研究很少[76]。因此，需要科研工作者联系实际加大对木本油料副产物的研究力度，全面认识副产物，深层次多元化利用副产物，拓展其应用途径，提高木本油料副产物加工利用率与应用价值。

4.2 加工工艺相对滞后

木本油料副产物的开发和利用大多仍停留在工艺研究阶段，尚未形成规模化和产业化的精深加工。同时，批量化加工所需的设备及其成本也是限制木本油料副产物的规模化和产业化的重要因素。如就整个核桃副产物产业而言，虽然在副产物的营养成分提取、加工与应用等方面做了大量的基础性研究工作，但是对于副产物的其他可利用途径和加工方式的深入研究甚少，副产物的精深加工产品还不多见。有关核桃青皮的加工研究，现阶段大多处于对其活性成分的提取，对于活性成分提纯工艺等的研究还有待深入[77]。茶油副产物多集中在果壳和饼粕的利用，虽然对油茶果壳在农业、工业和医药方面的应用均有研究，但是仍局限于对提取物活性成分等的基础研究，尚未在实践中应用[78]。有关橄榄油副产物的研究除固体废弃物果渣外，需强化对加工废水利用的相关工艺研究，如橄榄油加工废水中富含酚类和萜类等生物活性成分，具有安全无毒和可利用度高等特征，有学者提出用加工废水生产功能饮料的理论，但从理论转化为现实需要形成系统的加工工艺。总体而言，木本油料副产物的加工工艺水平亟待提升和创新。

5 展望

基于木本油料副产物加工利用与研究现状，今后需做好以下几方面的工作，以实现副产物的高值化、规模化利用。

5.1 注重成分提取，开发新型产品

极少数的木本油料植物副产物的生物活性成分研究技术已趋向于成熟，但目前对于有效成分的提纯研究较少。同时，成分提纯途径的局限性也限制了木本油料加工副产物产业的发展，因此，今后应加强提纯工艺等方面的相关研究，并增加财政和科研人才的投入，利用副产物大力开发新型产品，如通过开展木本油料副产物医药方面的理论研究，开发新型保健品。

5.2 强化综合利用，扩大产业规模

目前，木本油料副产物的综合利用程度不够，应把提升副产物的加工利用能力，扩大产业规模和应用领域作为今后的努力方向。通过加强副产物的综合利用与产品的精深加工，促进农村产业结构重心调整，为农民创收。在提高副产物综合利用，减少资源浪费的同时，实现社会效益与生态效益。

5.3 加强政策普及，巩固科研成果

研究理论相对成熟的副产物已进入大规模生产阶段，但普遍面临销售渠道和生产成本的困境。政府工作报告中显示，我国持续处于粮油危机，特别是近年来的国际贸易摩擦加剧了食用油的供应安全，发展木本油料植物迫在眉睫，需加大基地建设的投入，扩大木本油料植物的种植规模，重视栽培管理。2015 年以来，我国相继出台了一系列支持木本油料发展的利好政策，包括《关于加快木本油料产业发展的意见》《全国大宗油料作物生产发展规划》等，木本油料产业符合乡村振兴产业振兴的基本要求，副产物的加工利用除了需要更多的扶持，还应巩固深化已有的科研成果，将木本油料植物资源和副产物结合起来，提升综合利用手段。