吳翰，宋元達(dá)

（山東理工大學(xué)農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院，山東淄博 255000）

果蔬在人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮?，果蔬籽目前多以廢棄物的形式被扔掉，但大部分果蔬籽富含油脂，而且不同果蔬籽含油量差異較大，如葡萄籽含油量10%～14%[1]，而南瓜籽含油量可達(dá)到49%[2]。研究發(fā)現(xiàn)，有些果蔬籽油含有一些功能性成分，如紫蘇籽油富含-亞麻酸[3]，黑加侖籽油富含-亞麻酸[4]，葡萄籽油[5]與石榴籽油[6]富含多酚、甾醇、黃酮等具有生物活性的物質(zhì)。亞麻酸是人體必需脂肪酸，參與合成人體多種重要成分如前列腺素[7-8]，而多酚與黃酮等多種生物活性物質(zhì)，具有抗氧化、抗癌癥和調(diào)節(jié)血脂等功能[9]。因此，研究果蔬籽油提取技術(shù)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本文就果蔬籽油提取技術(shù)及研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，以期能指導(dǎo)果蔬籽油的資源化應(yīng)用。

1 傳統(tǒng)果蔬籽油的提取方法及其優(yōu)缺點(diǎn)

傳統(tǒng)果蔬籽油的提取方法一般有壓榨法和浸出法兩種。

1.1 壓榨法

壓榨法是借助機(jī)械外力的作用，將油脂從油料中擠壓出來的一種提取方法，是目前國內(nèi)植物油脂提取的主要方法[10]。壓榨法分為熱榨法和冷榨法。熱榨法首先去除種子中的和塵土類雜質(zhì)，然后進(jìn)行破碎、蒸炒、擠壓等，以促進(jìn)油脂分離。目前，為保證成品的天然健康，多數(shù)植物油生產(chǎn)工藝采用冷榨法提取，即不用蒸炒等高溫處理，在較低溫度下制取純綠色無污染的食用油[11]。壓榨法適應(yīng)性強(qiáng)，工藝操作簡單，生產(chǎn)設(shè)備維修方便，生產(chǎn)規(guī)模大小靈活，適合各種植物油的提取，同時(shí)生產(chǎn)比較安全。按照提油設(shè)備來分，壓榨法提油有液壓機(jī)榨油和螺旋機(jī)榨油兩種。液壓榨油機(jī)又可以分為立式和臥式兩類，目前廣泛使用的是立式液壓榨油機(jī)。壓榨法存在出油率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低的缺點(diǎn)，并且由于榨油過程中有生坯蒸炒的工序，蛋白質(zhì)變性嚴(yán)重，油料資源綜合利用率低[10]。魏貞偉等[12]利用壓榨法提取葡萄籽油，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過工藝優(yōu)化提取葡萄籽的最大油量占葡萄籽的9%。

1.2 浸出法

浸出法是一種較先進(jìn)的提油方法，它是應(yīng)用固液萃取的原理，選用某種能夠溶解油脂的有機(jī)溶劑，經(jīng)過對油料的接觸（浸泡或噴淋等），使油料中油脂被萃取出來的一種方法，多采用先預(yù)榨餅后再浸提的方式。常見的浸出劑有石油醚、乙醚、丙酮等，其中最典型的是6 號溶劑油，其主要成分為六個(gè)碳的烷烴和環(huán)烷烴，沸點(diǎn)一般在60～90。由于6 號溶劑油是從石油中提煉的產(chǎn)品，而石油能源短缺、市場價(jià)高，且殘余的高沸點(diǎn)溶劑會(huì)對餅粕與食用油的衛(wèi)生安全產(chǎn)生影響，所以需要考慮開發(fā)替代溶劑。浸出法具有出油率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、生產(chǎn)效率高、出油質(zhì)量好、容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模和自動(dòng)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)：其缺點(diǎn)是浸提出來的毛油含非油物質(zhì)較多，色澤較深，質(zhì)量較差，且浸出所用溶劑易燃易爆，具有一定的毒性，生產(chǎn)的安全性差以及會(huì)造成油脂中有機(jī)溶劑的殘留[10]。

朱繼華等[13]利用有機(jī)溶劑提取紫蘇籽油，結(jié)果表明乙酸乙酯為溶劑，溫度為77，時(shí)間為8 h 和料液比為1:30（w/v）的條件下提取效果最好，其提取的紫蘇籽最大油量占總油脂含量的69.89豫；馬紹英等[14]利用有機(jī)溶劑法提取葡萄籽油、白藜蘆醇與原花青素，提取葡萄籽最大油量占葡萄籽的23.15%；朱慶書等[15]利用響應(yīng)面優(yōu)化有機(jī)溶劑法提取石榴籽油，在提取工藝條件液固比33:1（mL/g），提取溫度98，壓力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 新興果蔬籽油的提取方法及特點(diǎn)

2.1 水酶法

水酶法是一種新興的籽油脂與蛋白質(zhì)分離的方法。它將酶制劑應(yīng)用于油脂分離，首先利用機(jī)械破壞油料細(xì)胞壁，然后利用生物酶（纖維素酶、果膠酶、蛋白酶等）來降解果蔬籽細(xì)胞壁及其內(nèi)部的脂蛋白和脂多糖等，從而釋放出油脂，再利用非油成分（蛋白質(zhì)和碳水化合物）對油和水親和力的差異及油水比重的不同將油與非油成分分離。水酶法的優(yōu)勢是不使用有機(jī)溶劑和高溫高壓，與傳統(tǒng)提油工藝相比，水酶法具有處理?xiàng)l件溫和，體系中的降解產(chǎn)物一般不與提取物發(fā)生反應(yīng)，可以有效地保護(hù)油脂、蛋白質(zhì)等可利用成分的特點(diǎn)。在得油的同時(shí)還能有效回收植物原料中的蛋白質(zhì)（或其水解產(chǎn)物）及碳水化合物。工藝簡單、能耗低、并且廢水中BOD 與COD 值低，易處理，污染少，符合“安全、高效、綠色”的要求[16]。袁德成等[17]使用堿性蛋白酶水解紫蘇籽提取油脂，經(jīng)過優(yōu)化后提取紫蘇籽最大油量占紫蘇籽的37.65%，并且-亞麻酸含量占總脂肪酸含量的67.9%；朱振寶等[18]使用Alcalase 2.4 L 蛋白酶提取大扁杏仁油，經(jīng)過優(yōu)化提取的杏仁油量占總油脂含量的72.1%，并且提取的油脂質(zhì)量高于溶劑法。呂珊珊等[19]使用纖維素酶與蛋白酶提取葡萄籽油，經(jīng)過優(yōu)化葡萄籽最大提油量占葡萄籽的13.26%。羅述博等[20]使用堿性蛋白酶水解籽瓜種子提油，經(jīng)過優(yōu)化提取的籽瓜籽油量占總油脂含量的76.5%。

2.2 超臨界CO2萃取法

超臨界流體是指溫度與壓力在超臨界點(diǎn)以上的流體。超臨界流體的物理化學(xué)性質(zhì)介于液體與氣體之間。其密度接近液體，因此具有良好的溶解性；而其黏度接近氣體，因此具有良好的流動(dòng)性。這樣的特性使得超臨界流體滲透和萃取能力都比較強(qiáng)，傳質(zhì)速度快從而很容易進(jìn)入組織內(nèi)部[21]。而CO2具有臨界溫度（31.1）低，臨界壓力（7.38 MPa）較低，具有萃取效果好等特性，使得CO2成為較廣泛使用的超臨界萃取物質(zhì)。超臨界CO2提取果蔬籽油具有許多優(yōu)點(diǎn)，如工藝簡單、節(jié)約能源、萃取溫度低，能保護(hù)生物活性物質(zhì)（多酚、黃酮等）等。CO2作為萃取溶劑，資源豐富、價(jià)格低、無毒、不燃不爆、不污染環(huán)境，且常溫常壓下為氣體，提取的果蔬籽油無溶劑殘留。超臨界CO2萃取法的缺點(diǎn)也很明顯，如設(shè)備昂貴、生產(chǎn)成本高、普及率低等，因此在應(yīng)用方面受到一定的限制。

劉小莉等[22]使用超臨界CO2提取黑莓籽油時(shí)發(fā)現(xiàn)，該方法提取的最大油量占總油脂含量的68.99%；孫秀青[23]使用超臨界CO2提取雪梨籽油，最佳條件下提取的最大油量占雪梨籽的23.9%。

2.3 超聲輔助萃取法

超聲波是頻率大于20 kHz 的聲波，具有定向、反射和透射等特性。超聲波的波動(dòng)形式因方向性強(qiáng)可用于物質(zhì)分析檢測；其能量形式可以改變介質(zhì)形態(tài)，從而加速化學(xué)反應(yīng)或觸發(fā)新的反應(yīng)通道。超聲波作用原理主要表現(xiàn)為空化效應(yīng)，并伴隨熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)?？栈菇缑鏀U(kuò)散層上分子擴(kuò)散加劇，在油脂提取過程中會(huì)加快油脂滲出速度，提高出油率。超聲波提取技術(shù)具有適用范圍廣、成本低、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。然而，超聲波提取過程會(huì)產(chǎn)生高溫高壓，導(dǎo)致超氧自由基和不良風(fēng)味的產(chǎn)生[24]。

Shadi Samaram 等[25]利用超聲波輔助提取番木瓜籽油，經(jīng)過響應(yīng)面優(yōu)化在提取溫度為62.5，超聲功率700 W，液固比7:1 的條件下，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]利用超聲波輔助提取南瓜籽油，經(jīng)過響應(yīng)面優(yōu)化提取的最大油量占總油脂含量的89.02%，并且油脂品質(zhì)較好。

2.4 微波輔助萃取法

微波是指波長在0.1mm～1m、頻率在300MHz～3 000GHz的電磁波,它介于紅外線和無線電波之間。微波輔助萃取法是一種通過微波產(chǎn)熱，使細(xì)胞內(nèi)的溫度迅速上升，從而破壞細(xì)胞壁促進(jìn)脂肪溶出的萃取方法。該方法具有穿透力強(qiáng)、加熱快、能耗低、溶劑用量小等特點(diǎn)。

木太里普·吐遜等[27]使用微波輔助提取葫蘆籽油，結(jié)果發(fā)現(xiàn)提取時(shí)間為3 min，功率為800 W，料液比為1:8時(shí)，提取的葫蘆籽最大油量占葫蘆籽的43.5%；劉樹恒等[28]使用微波輔助提取紫荊籽油，優(yōu)化工藝后提取時(shí)間為20 min、微波功率為300 W、液料比為12:1，提取的紫荊籽最大油量占總油脂含量的94.9%，提取的油脂呈現(xiàn)出透明的淡黃色，酸值1.8 mgNaOH/g、皂化值177.9 mgKOH/g、碘值134.6 g/100 g、過氧化值18.8 mmol/kg，這表明該法提取的油脂具有較高的品質(zhì)和利用價(jià)值。

2.5 其他技術(shù)

除了上述幾種常見的技術(shù)外，也有些研究人員嘗試了其他提取技術(shù)。如J儼l(fā)ia Ribeiro Sarkis 等[29]利用脈沖電場和高壓放電法提取芝麻油，兩種方法都提高了油脂的提取率，但是脈沖電場的提取率較低而高壓放電法的油損失較大。

有不少學(xué)者采取多種技術(shù)相結(jié)合的方法提高油脂提取率。如張妍等[30]使用超聲波輔助水酶法提取菜籽油，經(jīng)過響應(yīng)面優(yōu)化得到最優(yōu)超聲條件為超聲溫度40、超聲功率350 W、超聲時(shí)間60 min，此時(shí)提取的菜籽最大油量占總油脂含量的67.55%。在此超聲條件下優(yōu)化酶的種類，最后提取菜籽的最大油量占總油脂含量的72.87%。馬文君等[31]使用超聲波輔助水酶法提取月見草籽油，得出最佳預(yù)處理?xiàng)l件為超聲功率300 W、超聲時(shí)間30 min、超聲溫度60；采用Alcalase 2.4 L 堿性蛋白酶進(jìn)行酶解，利用響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，確定最優(yōu)的月見草籽油脂提取工藝為料液比5.4（w/w）、酶添加量1.38（V/w）、酶解溫度62.5、酶解時(shí)間2.8 h，提取月見草籽最大油量占總油脂含量的84.32%。Jiao Jiao 等[32]使用微波輔助水酶法提取南瓜籽油，通過試驗(yàn)得出最優(yōu)酶組合為纖維素酶、果膠酶與蛋白酶，最優(yōu)處理?xiàng)l件為酶濃度1.4%，溫度44，時(shí)間66 min，微波功率419 W，此時(shí)提取的南瓜籽最大油量占總油脂含量的64.17%。

3 果蔬籽油提取技術(shù)的發(fā)展趨勢

作為果蔬的廢棄物，果蔬籽中富含的果蔬籽油尚未得到有效的開發(fā)利用，尤其是一些果蔬籽油含有傳統(tǒng)食用油脂不具有的功能性成分。而傳統(tǒng)果蔬籽油提取方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和國際競爭的要求，需要對其工藝進(jìn)行改進(jìn)，以提高出油率。生產(chǎn)效率高及保證生產(chǎn)安全、實(shí)用、三低（低能耗、低成本、低溫）、無溶劑殘留是最理想的提取方法。果蔬籽油的提取經(jīng)歷了有機(jī)溶劑萃取、使用少量有機(jī)溶劑以及不使用有機(jī)溶劑萃取等發(fā)展歷程[11]。

傳統(tǒng)果蔬籽油提取方法如壓榨法，雖然未使用有毒有害的有機(jī)溶劑，但其提取溫度高、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低。浸出法雖然生產(chǎn)效率比壓榨法高，但使用大量有毒有害的有機(jī)試劑，提取的油脂容易出現(xiàn)有毒溶劑殘留等問題，所以傳統(tǒng)工藝不利于企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展，其工業(yè)應(yīng)用受限。現(xiàn)代果蔬籽油提取方法中超聲波、微波輔助提取等技術(shù)較傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)效率高，使用少量的有機(jī)溶劑便可獲得大量油脂，較環(huán)保，具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用與發(fā)展前景。而水酶法、超臨界CO2萃取法完全不使用有機(jī)溶劑，比超聲波、微波輔助提取技術(shù)更加綠色環(huán)保，具有更廣泛的工業(yè)應(yīng)用和發(fā)展前景。到目前為止，水酶法、超臨界CO2萃取法均已被成功運(yùn)用到多種果蔬籽油提取中，如使用水酶法成功提取紫蘇籽[17]、石榴籽[33]、葡萄籽[19]、南瓜籽[34]等果蔬籽油，使用超臨界CO2提取法提取黑加侖籽[35]、打瓜籽[36]、葡萄籽[37]、南瓜籽[38]等果蔬籽油。

目前，多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)仍然采用傳統(tǒng)工藝，不僅生產(chǎn)效率低而且對環(huán)境污染嚴(yán)重，阻礙了企業(yè)的發(fā)展壯大。油脂加工業(yè)要實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展，需要革新技術(shù)、采用環(huán)保的方式解決瓶頸問題，即采用綠色工藝進(jìn)行油脂生產(chǎn)，如采用水酶法或超臨界CO2萃取法。但是這些技術(shù)也存在需要改進(jìn)的地方，如水酶法容易出現(xiàn)微生物污染等問題，而超臨界CO2萃取法具有生產(chǎn)設(shè)備成本高、難以規(guī)模化等問題，使其應(yīng)用受限。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)條件的改善，環(huán)保意識的提高，這些問題都可以得到有效解決。新興環(huán)保的果蔬籽油提取技術(shù)將有可能替代傳統(tǒng)技術(shù)在油脂生產(chǎn)中大量應(yīng)用，助力油脂加工工業(yè)的發(fā)展。