挤压预处理对杏仁皮油提取率影响研究

2023-11-01刘美荣李育峰

河北北方学院学报（自然科学版） 2023年9期

马悦，刘美荣，张贺，李育峰，魏东

(河北北方学院农林科技学院，河北张家口 075000)

0 前言

杏仁皮，又称杏仁种皮或杏仁红衣，属于杏仁加工过程的副产物，约占杏仁质量的8%[1]，含有多酚、蛋白质、黄酮、黑色素、膳食纤维及维生素E等多种功能成分[2]。近年来，国内外有关杏仁皮的开发利用主要集中在脱皮工艺、功能成分提取、制备发酵饲料以及将其直接作为营养添加剂或增强剂来强化食品或包装材料的性能等方面[3-6]。

油脂工业通常将含油率高于10%的植物性原料称为油料。杏仁皮中含有约12.0%的油脂。杏仁皮原料价廉易得，且它不与粮食作物争地，因此开发杏仁皮油不仅具有良好的经济效益，同时也减少了环境污染，具有广阔前景。挤压技术属于现代食品工程高新技术。油脂原料经过挤压后，细胞壁破坏、油脂积聚并形成大量的毛细管通道，促使油脂提取率明显升高[7-10]。

本课题组前期探讨了正己烷浸出法提取杏仁皮油的最优工艺，在此工艺条件下杏仁皮油提取率最高为7.82%[11]。同时表明杏仁皮油含有丰富的必须脂肪酸，其中亚油酸约占51.77%，亚麻酸约占2.84%，属于优质的植物油[12]。本试验在此基础上进一步考察挤压预处理对杏仁皮油提取率的影响，以期为工业化生产提供一定理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

1.1.1 材料与试剂

杏仁皮：取自涿鹿果仁食品公司，清洗沥水，晾干；所有试剂均为分析纯。

1.1.2 主要仪器设备

ST-02A高速万能粉碎机(北京京创泰宁伟业科技发展有限公司)；平模饲料颗粒机(山东章丘华龙机械厂)；HHS数显恒温水浴锅(金坛市医疗仪器厂)；9040A(S)干燥箱(宁波江南仪器厂)。

1.2 分析方法

根据AOAC官方方法934.01、942.05、968.06、920.39及962.09分别测定杏仁皮的水分、灰分、粗蛋白、粗脂肪及粗纤维含量(AOAC，2016)。

1.3 杏仁皮油提取工艺

将一定量杏仁皮粉末与去离子水混合均匀并静置30 min，通过颗粒机造粒得到不同水分含量、直径及长度的杏仁皮颗粒，再将其于60 ℃正己烷中浸渍1 h，过滤后对上清液进行旋蒸处理，最后得到杏仁皮毛油。主要工艺流程如图1所示。

图1 杏仁皮油提取工艺流程示意

1.4 提取率的计算

其中：w-油脂提取率/%，m-提取的油脂质量/g，M-杏仁皮质量/g。

1.5 数据处理

采用Excel 2007对试验数据进行整理，采用SPSS 21.0比较均值中的单因素进行分析，结果以均值±标准表示，同时用字母标记法比较各组之间的差异性，P>0.05表示差异不显著，P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 杏仁皮的主要成分及含量

由表1可知，杏仁皮中含量最高的组分为粗纤维，粗纤维可以作为膳食纤维的良好来源。此外，杏仁皮还含有丰富的蛋白质及脂肪。因此其营养成分比较全面，进一步表明杏仁皮在农副产物深加工中的应用潜力。

表1 杏仁皮的主要成分及含量

2.2 杏仁皮粉碎度对提取率的影响

将含水量为12%的杏仁皮粉末分别过10目、20目、40目、60目、80目、100目筛，进行颗粒压制，接着干燥至含水量为7%，最后利用正己烷浸出油脂，考察不同粉碎度对油脂提取率的影响(图2)。

图2 粉碎度对油脂提取率的影响(n=6)

由图2可知，杏仁皮的粉碎度对油脂提取率具有较明显影响。当杏仁皮粉碎度太低时，由于其细胞壁破坏较少，且溶剂与细胞内油脂的相互扩散阻力较大，导致油脂提取率降低；当杏仁皮粉碎度太高时，尽管溶剂与细胞内油脂的接触面积增大，但挤压后产生致密颗粒的毛细管体积减小，也会导致油脂提取率降低。本次试验杏仁皮粉碎度为40目时油脂提取率最高，与粉碎度为10目、20目、80目、100目的杏仁皮油提取率差异显著(P<0.05)，与粉碎度为60目的杏仁皮油提取率差异不显著(P>0.05)，但有所提高，因此确定粉碎度的最优参数以40目为宜。

2.3 杏仁皮粉含水量对提取率的影响

将粉碎度为40目的杏仁皮粉末调整水分含量为4%、8%、12%、16%、20%，进行颗粒压制，接着干燥至含水量为7%，最后利用正己烷浸出油脂，考察不同含水量对油脂提取率的影响(图3)。

图3 杏仁皮含水量对油脂提取率的影响(n=6)

由图3可知，杏仁皮含水量对油脂提取率具有显著影响。当杏仁皮含水量太低时，由于其颗粒硬度太小、粉末度太大，导致油脂提取率减小；当杏仁皮含水量太高时，由于颗粒过于结实，溶剂向颗粒内渗透阻力增大，也会导致油脂提取率减小。本次试验杏仁皮含水量为12%时油脂提取率最高，与含水量为4%、8%、16%、20%的杏仁皮油提取率差异显著(P<0.05)。因此确定含水量的最优参数为12%。

2.4 颗粒入浸水分对提取率的影响

将粉碎度为40目、含水量为12%的杏仁皮粉末，进行颗粒压制，干燥至3%、5%、7%、9%和11%等不同含水量，利用正己烷浸出油脂，考察颗粒入浸水分对油脂提取率的影响(图4)。

图4 颗粒入浸水分对油脂提取率的影响(n=6)

由图4可知，杏仁皮的颗粒入浸水分对油脂提取率具有显著的影响。当颗粒的入浸水分太低时，由于其颗粒硬度太小、粉末度太大，导致油脂提取率减小；当颗粒的入浸水分太高时，由于大量水分的存在会阻碍溶剂向颗粒中渗透，也会导致油脂提取率减小。本次试验杏仁皮颗粒入浸水分为7%时油脂提取率最高，与颗粒入浸水分为3%、5%、9%、11%的杏仁皮油提取率差异显著(P<0.05)。因此确定颗粒入浸水分的最优参数为7%。

2.5 颗粒形状对提取率的影响

将粉碎度为40目、含水量为12%的杏仁皮粉末，进行颗粒压制，得到不同形状的颗粒，接着干燥至含水量为7%，最后利用正己烷浸出油脂，考察颗粒形状(设1mm、4mm、6mm、8mm四水平直径梯度和10mm、15mm两水平长度)对油脂提取率的影响(图5)。

图5 颗粒形状对油脂提取率的影响(n=6)

由图5可知，颗粒的形状对油脂提取率存在一定影响。对相同直径的杏仁皮颗粒而言，长度在10～15 mm范围内时，长度增加时其体积增大，导致油脂分子和溶剂分子的扩散路径延长，提取率略有降低。对相同长度的杏仁皮颗粒而言，杏仁皮颗粒直径较小时，由于杏仁皮颗粒造粒比较困难，形成的毛细管较少，导致其提取率降低，随着颗粒直径的增加又会导致体积增加，从而影响提取率。本次试验颗粒直径为4 mm时油脂提取率最高，与直径1 mm、6 mm、8 mm颗粒油脂提取率差异显著(P<0.05)。因此确定颗粒的最优直径为4 mm，最优长度为10 mm。