水代法提取紅松籽油加工工藝的研究

吳洪軍，付婷婷，李靖彤，趙鳳臣

(黑龍江省林副特產研究所，黑龍江省非木質林產品研發重點試驗室，黑龍江牡丹江157011)

水代法(water extraction process或aqueous extraction method)，是從油料中以水代油而得脂肪的方法。其原理是利用油料中非油成分對水和油的親和力不同以及油、水的比重不同，經過一系列加工工藝過程，將油和親水性的非油物質分離后取得[1]。水代法具有設備和生產工藝簡單、投資少、生產規模靈活機動等優點；同時，經水代法制取的油脂品質好，符合安全、營養、綠色的要求，對環境污染少[2-3]。

紅松籽油是從松樹的果實中提取的油脂，目前提取方法主要有物理壓榨法(普通法和螺旋法)和溶劑浸出法，其中以物理壓榨法制取的松籽油品質好。松籽所含的脂肪成分主要為亞油酸、皮諾斂酸等不飽和脂肪酸。其含量占脂肪總量的97%，有軟化血管和防治動脈粥樣硬化的作用。松籽中含有19種氨基酸，其中含有人體必需的8種氨基酸，這些活性成分對激活酶的活性、促進蛋白質合成、抗衰老、抗缺氧、抗輻射、增強體力、提高耐力、消除疲勞、增加人體免疫功能等都有很好的促進作用。臨床試驗表明，松籽對老年慢性支氣管炎、支氣管哮喘、便秘、風濕性關節炎、神經衰弱、頭暈眼花等均有一定的治療作用，經常食用松籽仁可起補充營養、滋補強壯和抗衰老延壽的作用[4]。

隨著追求天然食品潮流的興起，松籽仁相關研究及產品開發逐漸成為功能性食品研究領域中的一個新亮點，其不但能增加食用油品種，調節人們食品營養結構，而且還能提高經濟效益，因此松籽油開發前景廣闊[5]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料。紅松籽(黑龍江省柴河林業局)。

1.2 試驗試劑。無水乙醚、石油醚、丙酮、乙醇、韋氏試劑、1%溴酚藍指示劑、氫氧化鈉標準液(0.01mol/L、0.5mol/L)、碘化鉀溶液(100g/L)、硫代硫酸鈉標準溶液(0.1mol/L、0.0020mol/L)、鹽酸標準液(0.01mol/L)。

1.3 試驗儀器。電子分析天平(FA1004上海天平儀器廠)、恒溫水浴箱(HHS上海博迅實業有限公司醫療設備廠)、超級恒溫水浴振蕩器(GZS-H哈東聯)、離心機(TDL-50B上海安亭科學儀器廠)、電熱恒溫鼓風干燥箱(DNP-9052上海精宏實驗設備有限公司)、馬弗爐(SX-4上海博訊實業有限公司醫療設備廠)、高速組織搗碎機(DS-1上海精科實業有限公司)、索式提取器(北京博美玻璃有限公司)、微量滴定管、玻璃干燥器、漏斗、坩堝、三角瓶、量筒、移液管、玻璃稱量皿。

1.4 工藝流程

水

↓

原料篩選→粉碎→恒溫水浴振蕩提取→離心分離→吸取上層清油→吸取乳化層、水層→漿渣→干燥恒重→計算出油率

2 試驗方法

2.1 松籽油的提取

水代法提取油脂：準確稱取磨碎后的樣品5g，加入一定比例的水，在試驗室溫度下攪拌提取一定時間，于4000r/min條件下離心15min，吸去上層清油得到提取樣品，而后吸去乳化層及水層得到漿渣，于60℃條件下干燥至恒重稱量測含油率：

樣品含油率：按GB/T 14488.1-2008 植物油料 含油量測定執行

漿渣含油率：按GB/T 10359-2008油料餅粕 含油量的測定 第1部分：己烷(或石油醚)提取法執行。

紅松籽油提取率=

2.2 松籽油理化指標的測定

采用現行國家標準對松籽油的酸價、碘值、皂化值、過氧化值等理化指標進行測定。酸價的測定按GB/T5530-2005動植物油脂酸值和酸度測定執行；碘值的測定按GB/T 5532-2008動植物油脂 碘值的測定執行；含皂量的測定按GB/T 5533-2008糧油檢驗 植物油脂含皂量的測定 執行；過氧化值的測定按GB/T5538-2005動植物油脂 過氧化值測定執行。檢測時平行取樣3份進行測定，結果取平均值。

3 結果與分析

3.1 水代法提取紅松籽油

采用單因素實驗對提取時間、提取溫度、料液比、提取pH值4個因素進行松籽油提取率分析，比較各參數對提取率的影響，得出最佳取值范圍，確定最佳組合。

3.1.1 提取時間對紅松籽油提取率的影響

分別稱取5份樣品，每份5g，按料液比4∶1、提取pH值9、提取溫度70℃的提取條件，分別選取提取時間1、1.5、2、2.5、3h，分析提取時間對提取率的影響，結果如圖1。

圖1 提取時間對紅松籽油提取率的影響

由圖1可以看出隨著提取時間的增加，提取率也在增加；當提取時間達到2h后，提取率的增長速率放慢。

3.1.2 提取溫度對紅松籽油提取率的影響

其它提取條件不變，分別設置提取溫度為50℃、60℃、70℃、80℃、90℃。結果如圖2。

圖2 提取溫度對紅松籽油提取率的影響

溫度升高會使溶漿粘度變小，油脂分子更容易游離出來。而一定高溫條件下，部分蛋白質發生變性使結合的油脂釋放。由圖2可知，溫度在70℃之后提取率放慢。

3.1.3 料液比對紅松籽油提取率的影響

其它提取條件不變，設置料液比為1∶1、2∶1、4∶1、6∶1、8∶1、10∶1。料液比對提取率的影響，如圖3。

圖3 料液比對紅松籽油提取率的影響

由圖3可知，提取率隨料液比的變化先增后減。當料液比較低時，漿液粘稠，不利于油脂的浸出；當料液比增大到一定程度后提取率下降。

3.1.4 pH對紅松籽油提取率的影響

其它提取條件不變，調節提取pH值分別為6、7、8、9、10。提取率結果如圖4。

圖4 pH值對紅松籽油提取率的影響

由圖4可發現提取率隨著pH值的上升而增加，當增加到9時，提取率開始明顯放慢。

3.1.5 正交實驗結果

對提取溫度、提取時間、料水比、pH值4個因素進行正交實驗設計。實驗設計的各因素水平見表1。

表1 水代法提取紅松籽油正交實驗

表2 水代法提取紅松籽油正交實驗結果L9(3)4

續表2

由表2的結果可知：D3B3A3C1為最優組合，即料液比6∶1，pH值9、提取溫度70℃、提取時間2h。

3.2 松籽油理化指標的測定

表3 松籽油理化指標測定結果

由表3結果可知：松籽油的皂化值和碘值偏高，證明松籽油的不飽和脂肪酸含量高。

4 結論

選取提取溫度、pH值、提取時間和料液比4個影響因素，通過DPS7.05，正交試驗方差分析中的Duncar新復極差法分析數據得出，水代法提取紅松籽油工藝的優化條件為：料液比6∶1、pH值9、提取溫度70℃、提取時間2h。

通過測定紅松籽油的理化性質得出，水代法提取松籽油的酸價1.2mgKOH/g、碘值141.6mgI2/g、皂化值186.5mgKOH/g、過氧化值3.8 mmol/kg。

[1] 李依娜,鐘海雁.油茶籽油的水代法提取工藝研究及品質分析[J].食品機械,2010(3):139-142.

[2] 郭玉寶,湯斌,裘愛泳.水代法從油茶籽中提取茶油的工藝[J].農業工程學報,2008(9):249-252.

[3] 劉淼,裘愛泳,苗卓,等.水代法制取核桃油工藝的研究及有效成分分析[J].中國油脂,2004(3):13-17.

[4] 陳寶,南江,王星,等.松籽的開發與利用[J].現代農業科技,2010(20):160.

[5] 張瑩，陳小強. 超臨界CO2萃取紅松種仁油的工藝及其脂肪酸成分分析[J].農業工程學報,2007，23(12): 269-272.