陳 瑤，王 進(jìn)，許 杰，劉 海，郭少海

(貴州省林業(yè)科學(xué)研究院，貴陽 550000)

茶油是一種營養(yǎng)價(jià)值高、具有一定保健功能的木本油料[1]，茶油中不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在80%以上，并含有油酸、亞油酸、維生素E等多種營養(yǎng)物質(zhì)，易于人體吸收并有助于降血脂、抗氧化、預(yù)防心血管疾病等[2,3]。茶油的營養(yǎng)價(jià)值、生理功效與一般油脂相比較，都優(yōu)于一般油脂，并且因其理化性質(zhì)與被西方譽(yù)為“液體黃金”的橄欖油相媲美[4,5]。目前油茶籽制油方法主要為壓榨法、浸提法和水酶法[6,7]。而壓榨法又分為熱榨法和冷榨法，熱榨過程中茶油會(huì)因高溫而發(fā)生褐變使得油脂色澤加深[8]，導(dǎo)致質(zhì)量變差。冷榨法又分液壓冷榨與雙螺旋冷榨兩種，液壓冷榨能很好的保存油中的營養(yǎng)成分和天熱風(fēng)味，是茶油提取高品質(zhì)油脂最常用的壓榨法。液壓冷榨法最大問題是出油率較低，若不對(duì)油茶餅進(jìn)行提取，將會(huì)造成很大的損失，故對(duì)油茶餅殘油的提取很有必要。胡平平等[9]研究了浸出法提取油茶餅殘油的技術(shù)，油茶餅殘油提取率為8.72%。王文杰等[10]研究了壓榨制取油茶餅殘油技術(shù)，使壓榨出油率從85%以下提高到近90%。馬力等[11]研究了浸提法提取油茶餅殘油的提取工藝，利用石油醚作為溶劑溶解油脂，殘油提取率可達(dá)5.58%，且殘油清澈透明，呈淡黃色。目前研究壓榨法提取油茶餅殘油的研究甚少，為提高冷榨的出油率、減少損失，本實(shí)驗(yàn)以液壓冷榨后的油茶餅為原料，通過傳統(tǒng)的壓榨制油方法，探索油茶餅殘油的最佳壓榨工藝，以提高冷榨出油率。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

油茶餅：殘油質(zhì)量分?jǐn)?shù)16.91% ；石油醚(分析純)。

1.1.2 儀器與設(shè)備

LH-426型新型自動(dòng)液壓榨油機(jī)，THKZ-120型豪華商用蒸飯機(jī)，SZC-101型脂肪測定儀，GL2004B型電子天平。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程

油茶餅→粉碎→蒸制→冷卻→包餅→壓榨→殘油

1.2.2 操作要點(diǎn)

一榨油：將經(jīng)65 ℃烘12 h的油茶籽脫殼處理、使用自動(dòng)液壓榨油機(jī)冷榨，油茶籽壓榨時(shí)，壓強(qiáng)達(dá)到70 MPa后，穩(wěn)定1 h，壓榨，制得一榨油。將油茶餅粉碎，利用高溫水蒸氣蒸制油茶餅粉，蒸制結(jié)束后取出，并將油茶餅粉打碎后冷卻備用。

二榨油：取蒸制冷卻后的油茶餅粉1.5 kg，置于濾布中，將其包餅后至榨樘中進(jìn)行壓榨。壓榨壓強(qiáng)設(shè)定70 MPa，當(dāng)壓強(qiáng)達(dá)到70 MPa后，穩(wěn)定一段時(shí)間(保壓時(shí)間)，壓榨結(jié)束，制得二榨油。

壓榨結(jié)束后對(duì)每個(gè)處理進(jìn)行取樣，并用索氏抽提法測定其殘油，并測定一榨油、二榨油的理化指標(biāo)。

1.2.3 油茶餅壓榨工藝單因素實(shí)驗(yàn)

蒸制時(shí)間對(duì)油茶餅殘油率的影響：在壓榨壓強(qiáng)為70 MPa，粒徑為5 mm，保壓時(shí)間為60 min條件下，分別采用蒸制時(shí)間為20、30、40、50、60 min的油茶餅進(jìn)行壓榨，研究不同蒸制時(shí)間對(duì)殘油率的影響。

保壓時(shí)間對(duì)油茶餅殘油率的影響：在壓榨壓強(qiáng)為70 MPa，粒徑為5 mm，蒸制時(shí)間為30 min條件下，對(duì)油茶餅進(jìn)行壓榨，且保壓時(shí)間分別為0、30、60、90、120 min，研究不同保壓時(shí)間對(duì)殘油率的影響。

粒度對(duì)油茶餅殘油率的影響：在壓榨壓強(qiáng)為70 MPa，蒸制時(shí)間為40 min，保壓時(shí)間為60 min條件下，分別對(duì)粒徑為2、3、4、5 mm進(jìn)行壓榨，研究不同粒徑對(duì)殘油率的影響。

1.2.4 油茶餅壓榨工藝優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，以油茶餅殘油率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定最佳壓榨工藝條件。

1.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)分析

油茶餅殘油率的測定方法

按GB/T 5009.6—2016測定油茶餅殘油率。

式中：X為油茶餅殘油率/%；m1為鋁杯和鋁杯內(nèi)油的質(zhì)量/g；m0為鋁杯質(zhì)量/g；m為油茶餅的質(zhì)量/g。

2 結(jié)果與分析

2.1 蒸制時(shí)間對(duì)油茶餅壓榨工藝的影響

通過高溫水蒸氣蒸制后一方面可提高油茶餅粉的溫度，增加油的流動(dòng)性，再經(jīng)壓榨時(shí)達(dá)到榨取殘油的目的；另一方面是高溫水蒸氣占據(jù)餅粕粉間的空隙，置換出其中的油分子，使殘油游離到水或餅粕粉的表面[10]。由圖1可知，隨著蒸制時(shí)間的延長，壓榨后的餅粕粉餅的殘油率在蒸制時(shí)間20～40 min的變化不大，但蒸制時(shí)間為50 min時(shí)，殘油最低，隨后殘油率開始上升，這可能是蒸制時(shí)間過長，餅粕粉含水率過高影響了壓榨殘油提取。綜合考慮，最適蒸制時(shí)間為50 min左右。

圖1 不同因素對(duì)殘油率的影響

2.2 保壓時(shí)間對(duì)油茶餅壓榨工藝的影響

由圖1可知，隨著保壓時(shí)間的延長，壓榨后的餅粕粉餅的殘油率越來越低。當(dāng)壓榨壓強(qiáng)由0 MPa達(dá)到設(shè)定壓強(qiáng)時(shí)立即停止壓榨，此時(shí)餅粕粉餅的殘油率最高約為6.94%，當(dāng)保壓時(shí)間延長至30 min時(shí)，殘油率下降至5.08%，隨著保壓時(shí)間的延長，殘油率下降速度越來越緩慢，為縮短生產(chǎn)工藝時(shí)間，保壓時(shí)間選擇90 min左右比較合適。

2.3 粒徑對(duì)油茶餅壓榨工藝的影響

粉碎能使油料具有一定的粒徑，使得油料油腺被破壞，且油料表面積增大，利于蒸制過程中溫度及其水分的傳遞，軟化效果提高，但粉碎越細(xì)再經(jīng)蒸制處理后容易結(jié)塊，并在壓榨時(shí)流動(dòng)性大容易出現(xiàn)跑料的情況，導(dǎo)致壓榨壓強(qiáng)就達(dá)不到設(shè)定壓強(qiáng)，因此使油料具有合適的粒徑，利于壓榨過程中提高出油率[12]。由圖1可知，隨著粒徑的增大，餅粕粉餅殘油率呈先下降再上升趨勢。當(dāng)粒徑為3 mm時(shí)，餅粕粉餅的殘油率最低。因此，粉碎的粒徑選擇為3 mm左右較為合適。

2.4 油茶餅壓榨工藝的優(yōu)化

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用正交實(shí)驗(yàn)對(duì)液壓冷榨法制取油茶餅的工藝進(jìn)一步優(yōu)化。選擇蒸制時(shí)間、保壓時(shí)間、粒徑三因素作為影響油茶餅冷榨工藝的主要因素，以此設(shè)計(jì)三因素三水平L9(33)正交實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的因素水平表見表1，正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析結(jié)果見表2。

表1 油茶餅壓榨工藝L9(33)正交實(shí)驗(yàn)因素水平表

由表2和表3可知，影響油茶餅液壓冷榨工藝的主要因素為B>A>C。由方差分析可知，蒸制時(shí)間、保壓時(shí)間、粒徑對(duì)殘油率影響顯著(P<0.05)。并且對(duì)油茶餅殘油提取影響最大的是保壓時(shí)間，其次為蒸制時(shí)間，影響最小的是粒徑；最佳的壓榨工藝為A3B3C3，即蒸制時(shí)間為60 min，保壓時(shí)間120 min，粒徑4 mm，在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，油茶餅殘油率為4.07%，可使油茶籽仁的壓榨出油率從80%左右提高到90%以上，且壓榨出的油淡黃透明，色澤清亮。

表2 油茶餅殘油壓榨工藝正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表3 以殘油率為指標(biāo)的方差

2.5 一榨與二榨油品質(zhì)比較分析

一榨油與二榨油品質(zhì)指標(biāo)結(jié)果見表4。在各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)中，皂化價(jià)和角鯊烯的含量之間差異顯著。酸價(jià)直觀反映了油脂中所含游離脂肪酸多少，過氧化值反映油脂氧化初期的氧化程度，油脂過氧化值升高主要原因是由于油脂在氧化酸敗時(shí)產(chǎn)生活性很強(qiáng)的過氧化物，酸價(jià)及過氧化值都是評(píng)定油脂品質(zhì)的重要指標(biāo)[13]。一榨油與二榨油的酸價(jià)、過氧化值差異稍大，但都在國家規(guī)定的限量范圍內(nèi)(國家標(biāo)準(zhǔn)油茶籽原油酸價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為小于等于4 mg/g，過氧化值標(biāo)準(zhǔn)為小于等于0.25 g/100 g)。從檢測結(jié)果知，二榨油的含水量為0.14%，比一榨油的高0.01%，因此蒸制處理對(duì)二榨油含水量基本無影響。皂化值作為評(píng)定油脂品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，與油脂所含的脂肪酸相對(duì)分子質(zhì)量有關(guān)，游離脂肪酸將使皂化值增高[13]。雖然一榨油與二榨油的皂化價(jià)含量差異顯著，但屬油茶籽皂化價(jià)正常范圍，符合油茶籽油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。角鯊烯是作為一種生理活性成分，富氧能力很好，具有抗缺氧及抗疲勞等功能[14]。蒸制處理中角鯊烯隨著水蒸氣被帶走，所以二榨油角鯊烯含量較一榨油有所下降，但差異不大。油茶籽油中的脂肪酸主要由油酸、亞油酸和棕櫚酸組成。亞油酸、棕櫚酸含量相差稍大，其各組份的含量雖均存在差異，但也基本相等。由此可知，油茶液壓餅粕殘油再經(jīng)壓榨所得油的品質(zhì)跟一榨油基本沒有差異，與王文杰等[10]的研究結(jié)果一致。

表4 一榨油與二榨油品質(zhì)指標(biāo)比較

3 結(jié)論

通過單因素實(shí)驗(yàn)與正交實(shí)驗(yàn)得出液壓冷榨法提取油茶餅殘油的最佳壓榨工藝條件為蒸制時(shí)間為60 min，保壓時(shí)間120 min，粒徑4 mm。油茶籽仁的壓榨出油率從80%左右提高到90%以上。

油茶餅壓榨時(shí)應(yīng)控制油茶餅粉碎的粒徑、水分含量，壓榨時(shí)采用濾布包餅的方式能有效解決跑料這一問題，提高壓榨出油率。

經(jīng)蒸制再壓榨出的二榨油與傳統(tǒng)油茶籽壓榨出的一榨油在品質(zhì)上沒有區(qū)別，蒸制處理后再壓榨過程與傳統(tǒng)的壓榨工藝過程一致，都是物理壓榨過程。但蒸制處理可有效的將油茶餅中的殘油榨出，大大提高出油率，減少損失。