文冠果油脂加工工艺研究进展

路 昌，王 磊，于 梅*

（1.山东农业工程学院食品科学与工程学院，山东 济南 250100；2.山东省林草种质资源中心暖温带林草种质资源保存与利用国家林业和草原局重点实验室，山东 济南 250102）

木本油料产业是我国的传统产业，也是提供健康优质食用植物油的重要来源。近年来，我国食用植物油消费量持续增长，需求缺口不断扩大，对外依存度明显上升，食用植物油安全问题日益突出[1-2]。为进一步加快木本油料产业发展，增加健康优质食用植物油供给，切实维护国家粮油安全，国务院办公厅于2014—2021年连续多年提出调整优化农业结构，积极发展木本油料相关政策[3]。

文冠果（Xanthoceras sorbifoliaBunge）又称文官果、崖木瓜、僧灯木道等，属于无患子科文冠果属，为单种属落叶乔木或灌木。有文字记载最早于公元7世纪在西北庙宇、宅院里就有生长种植，明清以后，文冠果被引种到山西、河北、河南、山东、东北[4]。在西藏、内蒙等地，寺庙里的僧侣、喇嘛将其作为食用油，也用于点佛前长明灯。在陕甘交界区，农民也有加工食用文冠果油的传统[5]。国内外学者对文冠果的传统用途、化学成分、药理学及应用现状等进行了梳理，分析了影响文冠果油含量和组成的植物性因素，总结评价了其食用安全性和功能活性[6-8]。文冠果作为我国北方地区可重点发展的新型木本油料资源，针对其油脂提取工艺及品质等方面的研究，已经取得了一些成效，但相对于传统油脂工艺而言，仍处于起步阶段。为推进文冠果油产品开发，促进产业化，本文就文冠果油的分离提取工艺、成分分析、生产应用等相关的研究进展进行了梳理，以期对我国高品质食用文冠果油的开发与创新利用提供参考。

1 文冠果油的组成及应用

1.1 组成

文冠果油含各类脂肪酸、植物甾醇、维生素E、磷脂、单宁、黄酮、多酚等其他微量活性成分。其中脂肪酸主要有五种，包括亚麻酸、亚油酸、油酸、棕榈酸、硬脂酸。暴雪等[9]发现亚油酸、油酸、亚麻酸含量占比最高，相对含量最高值达到30.54%、24.44%、6.42%，其中不饱和脂肪酸含量高。付玉杰等[10]采用GC-MS 检测分析不饱和脂肪酸含量高达94.36%。阿拉坦图雅等[11]用气相色谱法测得不饱和脂肪酸含量达到90%以上。许佳敏等[8]测得文冠果油所含生育酚和生育三烯酚含量普遍高于花生油、菜籽油、芝麻油和油茶籽油。同时生育酚含量高于稻米油、橄榄油、葡萄籽油和棕榈油。

1.2 用途

文冠果油作为质量很好的食用油，含有丰富的亚油酸、亚麻酸、廿碳烯酸等人体本身不能合成的物质，同时亚油酸、亚麻酸对防治心血管病有益，但受其分布范围等因素的影响，文冠果油的应用范围目前只局限在西北地区。近代系统地对文冠果的成分性状等开展研究最早见于1946年，文冠果种仁含油55%～66%，油脂为半干性油，也可制高级润滑油、喷漆及肥皂等[9-11]。油中非皂化部分中的甾醇可作液晶材料。文冠果油还可以作为化妆品行业的一种高级按摩油。文冠果植物甾醇是一种较好的抗菌剂。刘俊义等[12]、曹立强等[13]均对文冠果油中的植物甾醇进行抑菌活性研究，结果表明，该甾醇对金黄色葡萄球菌、鼠伤寒沙门氏菌、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌都有明显的抑制作用。国内已开发出以文冠果油为基本原料，生产出对高血压症有预防和治疗效果的亚油酸滴丸和中成药“益寿宁”[14]。

随着全球性能源短缺、石油危机等问题的出现。世界各国的能源研究人员从环境保护和资源战略的角度出发积极探索石化能源的替代燃料及可再生能源。生物柴油就是重点开发研究的项目之一，我国政府非常重视生物柴油的发展。国家“十五”计划发展纲要就曾明确提出发展各种石油替代品，“十一五”计划中设立了农林生物质工程重大专项，东北师范大学、吉林省林业科学院和长春市亿高生态工程研究所分析了用文冠果籽油制备的生物柴油的可行性，开启了生物质柴油的研究[15-18]。受栽培条件、气候等因素的影响，其产量远远不能满足柴油的消耗量，生物质柴油相关研究方向慢慢变少，未成为文冠果油脂开发利用的主流方向，而因其优异的食用油表现品质及长期食用历史，作为食用油和食品、药品、化妆品辅料等的研究方向回归，2019年12月国家粮食和物资储备局于发布标准《LS/T 3265—2019 文冠果油》，2020年国家卫生健康委员会建议终止审查，按普通食品管理。王雨萌等[19]用文冠果油研制一款饼干并对其风味进行分析，为文冠果油在食品加工利用奠定理论基础。但是，文冠果油的药理、食品添加等相关研究目前多停留在实验研究阶段，临床实验效果有待进一步探究，文冠果油作为药品在市场推广，尚且缺乏实验数据支撑。文冠果油已收录国际化妆品原料目录清单，而以文冠果油为添加物或辅料的化妆品目前未见有正式产品上市，所以多用途的开发才能推动文冠果油在更广阔的领域应用。

2 文冠果油的提取方法

油脂提取方法多样，除传统的压榨法外，大多数提取方法对文冠果油的提取仅处于实验室阶段，没有真正用于工业生产。目前文冠果油提取较好的方法为超临界萃取法，而实际生产中，仍以压榨法为主。

2.1 压榨法

压榨法属于传统制备工艺，是目前生产上最常用的油脂提取工艺，根据物料压榨前是否进行热处理分为冷榨和热榨。压榨法虽然饼残油高、动力消耗大，但该方法所得油脂无掺杂，稳定性好，且风味纯正，工艺简单，目前仍有广泛的应用。邓红等[20]发现冷榨法提取的亚油酸和油酸含量较高，适合做食用油。常志娟等[21]比较分析冷、热榨文冠果油品质差异发现，两种压榨方法所得脂肪酸种类差别不大，但冷压榨处理得到的油品质较好，氧化程度、皂化值都比热压榨油低。李信等[22]研究用微波预处理冷榨文冠果油比直接冷榨文冠果的出油率高十个百分点。

目前，温度对文冠果油营养成分的破坏还有待进一步探讨，对于文冠果油的提取，冷榨法与热榨法哪种相对更优，也需要进一步试验进行深入研究。

2.2 浸提法

浸提法利用相似相溶原理，出油率高，对活性物质影响小，是目前生产上常用的方法，可以实现规模化生产及生产自动化，但存在提取油脂含杂质多、色泽较深、溶剂残留等缺点。

浸出法采用的浸出剂主要是正己烷、石油醚等，浸提溶剂的不同对文冠果油的提取效率存在差异。郭雄等[23]、阮瑜琳[24]、刘玉兰等[25]采用不同方法提取文冠果油，以正己烷作为提取溶剂浸提，得到文冠果油得率高达98.04%，多不饱和脂肪酸相对含量为41.78%，油色泽淡黄，有坚果香味，后味略有苦涩味。丁立军等[26]、周泉城等[27]、陈曾等[28]用石油醚作为提取溶剂，超声波辅助浸提法，出油率可达62.56%、68.60%、58.95%，提取的文冠果油品质较好，且宜贮藏。试验发现，浸提时增加超声波辅助处理，具有缩短提取时间、提高出油效率、减少溶剂用量、保持油脂高营养价值等优点。

2.3 超临界CO2 萃取法

超临界CO2萃取技术是目前开发的新一代高效分离及分析技术，具有良好的溶剂性质，被广泛地应用于植物油脂的提取。王娅丽等[29]、麻起等[30]、王丽丽等[31]、陈鸥等[32]利用超临界CO2萃取技术提取文冠果油，分别研究了萃取压力、温度、萃取时间等因素对文冠果出油率的影响，探索得出各自最佳萃取条件下种仁的出油率分别达到了44.56%、81.22%、47.94%、31.60%，脂肪酸种类最多，亚油酸的含量最高（40.90%、42.30%、48.14%、32.00%），文冠果油外观品质较好。超临界CO2萃取法的提取效率较高，无溶剂残留毒性，能最大限度地保持提取物的天然特征，但它设备操作复杂，价格昂贵，运行成本高，在目前基本处于实验室阶段，工业生产中应用范围较狭窄。

2.4 水酶法

水酶法的制备工艺较温和，对设备要求低，杜绝了溶剂等有害物质的残留，解决了传统制备工艺中高温过程和添加化学制剂进行精炼而造成的食品安全问题，满足食用油生产要求[33]。水酶法研究的酶多集中在纤维素酶、果胶酶、碱性蛋白酶。

阮瑜琳等[34]、王瑞等[35]采用水酶法对酶的种类、加酶量、料液比、酶解温度、酶解时间等因素进行研究，最佳的工艺条件下油脂得率为35.41%、65.10%。赵焱等[36]、邓红等[37]利用超波辅助预处理样品，采用水相酶解法提取文冠果油，结果表明选用碱性蛋白酶能有效促进蛋白质的水解，出油率最高，分别为61.40%、81.20%，因此，利用超声与水酶法相结合可不同程度提高文冠果油的得率。Li等[38]比较了微波辅助水酶法萃取文冠果籽油，不使用有机溶剂时，在60 ℃下30 min 的萃取率与普通溶剂萃取法在90 ℃下90 min 的萃取率均为55%。水酶法无溶剂残留，能耗低，萃取成本远低于溶剂萃取法，是一种高效的萃取方法，且可以有效提高文冠果油的出油率，是一种提取文冠果油的较好方法；但水酶法酶解时间过长，工艺实际操作难度较大，降低成本、提高酶效、简化工艺是下一步的研究方向。

3 文冠果油质量的影响因素

3.1 提取工艺

3.1.1 不同提取工艺对文冠果油理化性质的影响

酸价、皂化值、碘值、过氧化值及水分等是评价油脂品质的主要指标。《食品安全国家标准植物油（GB2716—2018）》中规定：油脂的酸值≤4mg/g，过氧化值≤0.25g/100g。不同提取工艺对文冠果油理化性质有影响，具体见表1。由表知，不同工艺条件下油脂酸价均符合国家标准，过氧化值除了压榨法（热榨）和水酶法，其余工艺条件下提取油脂过氧化值均符合国家标准。水酶法和超临界萃取的文冠果油酸值较低，说明油中游离脂肪酸含量较少。

表1 不同提取工艺的文冠果油各项理化性质指标Table 1 Physicochemical property indexes of X.sorbifolia oil with different extraction processes

3.1.2 不同提取工艺对文冠果油脂肪酸组成的影响

采用不同工艺提取的文冠果油脂肪酸组成基本相同，含量略有不同（见表2）；文冠果油中不饱和脂肪酸含量高，其中以亚油酸含量最高，为38.62%～48.34%，其次是油酸（23.56%～33.93%）、芥酸（8.22%～10.77%）以及11-二十烯酸（5.16%～9.61%）[21,23,41-43]。

表2 不同提取工艺对文冠果油脂肪酸组成及含量的影响Table 2 Effects of different extraction processes on fatty acid composition and content of X.sorbifolia oil单位：%

不饱和脂肪酸含量以冷榨法制油的最高，为91.42%，其次是水酶法，为91.09%；单不饱和脂肪酸含量以水酶法制取的文冠果油最高，为49.83%，第二是微波提取法，为49.45%；多不饱和脂肪酸含量以索氏抽提法制取的最高，为52.95%，然后是冷榨法，为43.71%。因此，冷榨法和水酶法制取的文冠果油脂肪酸不饱和程度相对较高，能够更大程度地保留油料的营养物质。

3.1.3 不同提取工艺对文冠果油生育酚的影响

文冠果油在储藏期间的氧化稳定性与生育酚含量密切相关，提取方法不同，油脂的生育酚含量也不尽相同。阮瑜琳[24]研究四种不同的提取方法得出，文冠果油中提取生育酚总含量最高的是浸出法，为530.42 mg/kg，其中α-生育酚含量达到17.83%，δ-生育酚含量达到14.00%；γ-生育酚含量最高的是超临界CO2萃取法，达到72.68%；在62 ℃烘箱中进行实验，生育酚的含量都呈下降趋势，且基本呈先慢后快。李信等[44]通过微波预处理测得文冠果油生育酚总量达450 mg/kg，其中γ-生育酚占80%左右。微波预处理6 min，功率800 W 比1 200 W 生育酚含量高，证明微波预处理对文冠果油中的生育酚含量有显著影响。赵芳等[45]采用超临界CO2萃取法得出，文冠果油生育酚总量为512.40 mg/kg，其中γ-生育酚含量较多，占总量的50%以上。所以从生育酚角度考虑，选择生育酚含量保留较高的提取方法，对油脂氧化稳定效果较好。

3.1.4 不同提取工艺对文冠果油抗氧化能力的影响

文冠果油中亚油酸和油酸含量高，这些脂肪酸对自由基有很强的清除作用，而且其还原能力随着质量浓度增加而增大，文冠果油与BHT 的还原能力不存在显著性差异，所以文冠果油也具有较强的还原能力，不同工艺制备的文冠果油，对自由基的清除作用也有所不同。梁俊玉等[46]通过超声盐破乳辅助酶法进行研究，发现文冠果油对DPPH·的清除作用很强，且与质量浓度呈线性关系，浓度越大，清除能力越强。阮瑜琳[24]通过油脂氧化稳定性分析得知，文冠果油的酸值变化均不大，变化斜率最大的为水酶法，对DPPH 自由基清除能力的变化可知，文冠果油随着样品浓度的增大，DPPH 的清除能力逐渐增强，超临界CO2法制备文冠果油DPPH 自由基的清除能力最强。

3.2 脱色工艺

油脂中色素的存在会影响油脂的深加工，从而影响油的质量。吴丛梅等[47]在单因素实验的基础上，采用Box-Behnken 设计，优化文冠果油的脱色工艺。将文冠果油加热并加入适量脱色剂，搅拌离心，最佳条件为脱色温度50 ℃，脱色时间为31 min，脱色剂使用量4%，搅拌速度19 r/min，在此条件下，脱色率为90.38%。孙康等[48]用文冠果皮作原料，用磷酸来活化，经一步法制得活性炭。添加甘油粗品质量1.5%的文冠果皮活性炭，90 ℃下恒温脱色可获得透光率98.50%无色无味的精制甘油。赵先花[49]通过单因素和响应面实验优化文冠果油的脱色条件，得到了脱色温度50 ℃，时间30 min，脱色添加剂添加量4%，搅拌速度20 r/min 时，文冠果油的脱色效果最好。张严磊等[50]以文冠果壳为原料，利用硫酸法制备糠醛，糖醛渣经微波辐照氯化锌制备高吸附性活性炭，最佳工艺为氯化锌质量分数40%，浸提时间1 d，微波功率700 W，辐照5 min，得到亚甲基蓝脱色能力为165.59 mL/g。

3.3 货架期优化工艺

添加抗氧化剂是一种常规的增加油脂氧化稳定性的方法。范琛[51]研究了添加天然抗氧化剂VC、VE、β-胡萝卜素对文冠果油的氧化稳定性的影响，实验表明添加VC 的效果好于VE，而添加VE 与添加β-胡萝卜素相近；低温和避光条件贮存效果更好，温度比光照对油脂的影响更明显。李招娣等[52]采用Schaal 烘箱加速法对文冠果油抗氧化性能进行研究，得出添加复合抗氧化剂（0.02%TBHQ+0.01%VC）的冷榨文冠果油，常温下的贮藏期可达30 个月以上。

4 展望

文冠果油有“不饱和油之王”的美誉，还被称为食用油中的软黄金，营养价值丰富。目前，文冠果油还处于起步阶段，在油脂的提取工艺以及成分分析方面仍然需要进一步研究，在食用油、医药、卫生保健产品的开发研究相对较少，这对其向更深、更广泛的领域发展较为不利，需要大力开发研究。

关于文冠果油未来的发展，有以下建议：第一，文冠果油的工艺研究虽多，但大部分制油方法只适用于实验室，无法规模化投入生产，目前企业还是传统压榨法制油。优化提取文冠果油的工艺，克服生产过程中遇到的技术难关，开发出适于大规模生产的制油方法，提高市场接受度。第二，文冠果油现有资源整体利用率不高，基本还处于初级加工产品为主，深加工研究少，目前市面上可见到的文冠果油产品有文冠果瓶装油、文冠果油胶囊等。今后需要开发具有高附加值的文冠果神经酸产品，加强文冠果油的修复神经、改善脑功能等作用机理研究，确定文冠果油产品的目标人群，研发功能性食品，提高文冠果油的综合利用价值。