全 文 :Vol.19,2012,No.6
粮食与食品工业
Cereal and Food Industry
食品科技
收稿日期:2012-06-26
作者简介:杜宣利,女,1969年出生,高级工程师,主要从事
油脂工程设计和研究工作。
长柄扁桃油的开发与研究进展
杜宣利1,杨 帆1,娄丽娟1,武文鹏1,张韩芳2
1.国家粮食储备局西安油脂科学研究设计院 (西安 710082)
2.陕西省粮油科学研究设计院 (西安 710082)
摘 要:长柄扁桃仁含油率约45%~58%,脂肪酸组分中不饱和脂肪酸含量达90%以上,是一
种具有较高营养保健价值的新型油脂产品。简述了以长柄扁桃为原料,采用溶剂浸取法、低温压榨
法提取油脂的技术,以及利用长柄扁桃油生产生物柴油的研究现状,以期早日实现产业化。
关键词:长柄扁桃油;脂肪酸;不饱和脂肪酸;溶剂浸提;低温压榨
中图分类号:TS224 文献标识码:B 文章编号:1672-5026(2012)06-0046-04
Development and research advance of Amygdalus pedunculatus Pal.seed oil
Du Xuanli 1,Yang Fan1,Lou Lijuan1,Wu Wenpeng1,Zhang Hanfang2
1.Xi’an Oils &Fats Research &Design Institute,
State Administration of Grain Reserve of Grain Research of China(Xi’an 710082)
2.Shaanxi Cereals and Oils Research &Design Institute(Xi’an 710082)
Abstract:The oil content of Amygdalus pedunculatus Pal.Kernel is 45%~58%and the
content of unsaturated fatty acid is over 90%,so it is a new kind of edible oil with most nutrition-
al value.Using Amygdalus pedunculatus Pal.seed oil as raw material,the technology of solvent
extraction and pressing at low temperature was used in oil extraction,and the current research
situation producing biodiesel from Amygdalus pedunculatus Pal.seed oil was introduced,in order
to realize industrialization as soon as possible.
Key words:Amygdalus pedunculatus Pal.seed oil;fatty acid;unsaturated fatty acid;sol-
vent extraction;pressing at low temperature
我国是世界上沙漠及沙漠化面积较大的国家之
一,治理和控制土地沙漠化的发生,已成为亟待解决
的环境问题。长柄扁桃又名野樱桃、柄扁桃、毛樱
桃,自然分布在我国西北干旱、半干旱地区山地和沙
漠地,具有极强的沙漠生存能力和固沙作用[1]。长
柄扁桃具有极大的开发潜力和保护价值,除了作为
珍贵的野生果树种子资源和具有观赏价值外,还具
有一定的生态价值、药用价值以及经济价值。长柄
扁桃的干燥成熟种子在中药上又称“郁李仁”,广泛
应用于医疗和保健方面,临床上可用于治疗多种疾
病如水肿、腹水、脚气等,并可辅助治疗癌症。长柄
扁桃仁较普通扁桃仁,有着含量更高的粗脂肪、粗蛋
白,铁、锌、钙等,可用于加工营养保健食品。由于沙
漠淹没和人为破坏,长柄扁桃分布零散且日趋绝迹,
1992年版《内蒙古珍稀濒危植物图谱》将其列为二
级濒危植物,陕西省将其列为珍稀保护植物,在毛乌
素沙地东南的秃尾河源区和榆阳区北部有少量发
现,其中在秃尾河源区沙漠中约有200hm2 原始扁
桃林。目前榆林的百万亩长柄扁桃木本油料林基地
正在建设中[2]。
随着人口的增长、生活水平的提高以及城镇化
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粮食与食品工业 Cereal and Food Industry Vol.19,2012,No.6
进程的加快,我国的食用油消费总量还将继续保持
刚性增长的趋势。目前国产油脂自给率仅为37%
左右,超过60%的对外依存度时刻威胁着我们的油
脂安全。为保证国家的粮食安全,在现有的耕地、水
资源等条件下,依靠不同地区的油料资源优势,多油
并举,合理开发各种油料资源,如木本的油茶籽、茶
叶籽、核桃、油橄榄、杏仁,粮食生产的副产品玉米胚
芽、米糠、小麦胚芽等,生产出更多的油脂,满足油脂
需求量的增长;同时,随着人们生活水平的提高、保
健意识的增强,根据不同油脂脂肪酸的功能性,利用
其保健功能,开发生产富含有助于人体健康的油脂
产品,更好地满足饮食和健康需要。因此,西北地区
尤其在陕西开发长柄扁桃这一油脂资源意义重大。
1 长柄扁桃含油率及脂肪酸组成
长柄扁桃种仁含油量高达45%~58%。西北
大学研究表明,长柄扁桃仁总糖含量为8.62%,粗
蛋白含量25.20%,粗脂肪含量54.10%;仁中富含
多种人体必需的水溶性及脂溶性维生素;其中a-
维生素E的含量为260mg/kg[3]。a-维生素E是
维生素E的一亚种,具有软化血管、促进细胞再生、
提高人体免疫力和抗癌、治癌的奇特功效。苦杏仁
苷含量为3.73%,高于苦杏仁等常见蔷薇科植物种
仁。苦杏仁苷具有良好的抗肿瘤作用,被用作治疗
癌症的辅助药物。目前,长柄扁桃食用油已通过食
品药品权威检测,18项指标全部合格,完全符合食
品级质量、卫生、安全标准[2]。长柄扁桃油不仅可以
食用,而且可作为生产生物柴油和保健化妆品的基
础油;从中提取的药用成分,更具有广阔的市场前
景。如a-维生素E,目前国际市场价格为2 000美
元/g。长柄扁桃仁中含有9种人体所需的微量元
素,含量大小为 K>Mg>Ca>P>Na>Fe>Zn>
Mn>Cu,其 中 K,Ca,Fe,Zn 的 含 量 分 别 为
6 930.9mg/kg,3 396.8mg/kg,8 162.74mg/kg,
44.19mg/kg,未检出Pb,Cd,Hg,As等有害元素;
仁中含有18种氨基酸,总量为21.187%,8种人体
必需氨基酸总量6.301%,其他具有特殊药理作用
的氨基酸如谷氨酸、天冬氨酸及甘氨酸等含量也很
丰富[4]。长柄扁桃油脂肪酸组成及含量具体见下表
1。同时表1中列举了部分常见植物油的脂肪酸组
成及含量[5-8]。
表1 长柄扁桃油与部分常见植物油中脂肪酸组成 %
脂肪酸名称
植物油名称
棕榈酸 硬脂酸 棕榈油酸 油酸 亚油酸 亚麻酸 花生烯酸 芥 酸
长柄扁桃油 1.9 0.4 66.5 29.2 0.8 0.4 0.8
橄榄油 7.5~20.0 0.5~5.0 0.3~3.5 55.0~83.0 3.5~21.0 0~1.5
茶籽油 8.8 1.1 82.3 7.4 0.2
核桃油 5.6 2.2 16.3 64.6 11.2
花生油 11.1 3.2 0.4 40.3 40.5
玉米胚芽油 9.9 1.3 0.7 24.5 58.7
菜籽油 3.5 1.1 2.0 20.3 11.4 7.8 0.05~3.00
大豆油 8.0~13.5 2.5~5.4 21.1~30.8 49.2~54.4 5.0~9.0
葵花籽油 7.4 3.2 23.2
棕榈油 37.7 4.3 44.4 12.1
米糠油 12.0~18.0 1.0~3.0 40.0~50.0 29.0~42.0 <1.0
棉籽油 21.4~26.4 2.1~3.3 14.7~21.7 46.7~58.2
芝麻油 7.9~12.0 4.5~6.7 34.4~45.5 36.9~47.9
长柄扁桃油中含有7种脂肪酸,其中不饱和脂
肪酸含量高达98.1%,比橄榄油都高,为目前已知
的植物油不饱和脂肪酸含量首位。不饱和脂肪酸在
人体内易于消化,不仅不会提高人体的脂肪含量,而
且有助于降低体内脂肪含量,还可降低血脂、血浆前
卫蛋白的含量及血液黏度,改变血液流动性,防止血
小板聚集和血栓形成,改善血液微循环[9]。
长柄扁桃中单不饱和脂肪酸(包括油酸、棕榈油
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食品科技 杜宣利 等:长柄扁桃油的开发与研究进展
酸、芥酸)总量达到67.7%,其中油酸含量高达
66.5%,仅低于橄榄油、茶籽油,位列第三。油酸在
降低血清胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白方面与
多不饱和脂肪酸比较相近,且不会降低高密度脂蛋
白的水平。油酸还参与构成磷脂,是细胞的重要构
成物质,维持体内甘油三酯和胆固醇的运转,缺乏时
将影响细胞膜的正常功能。此外,油酸的熔点较饱
和脂肪酸低,形成的脂肪酸胆固醇酯较饱和脂肪酸
在血管中有更好的乳化性和流动性;油酸作为单不
饱和脂肪酸,具有比多不饱和脂肪酸更高的氧化稳
定性,同时还可更有效防止动脉硬化,具有较高的营
养保健价值[10]。另外,多数油脂中的油酸和亚油酸
含量是最高的,且两者的总和大致稳定。我国民众
的亚油酸摄取处于过量水平,所以,日常饮食中我们
应该提高油脂中油酸的比例。正是基于此,富含油
酸的橄榄油、茶籽油被认为是健康油脂。长柄扁桃
油中油酸含量丰富,是符合此标准的健康油脂。
长柄扁桃中亚油酸、亚麻酸的总量达30.0%,
其中亚油酸含量为29.2%,高于橄榄油中(3.5%~
21.0%)的含量,分别低于核桃油(64.6%)、玉米胚
芽油(58.7%)、大豆油(49.2%~54.4%)、花生油
(40.5%)的含量,而高于菜籽油、葵花籽油、茶籽油、
棕榈油等的含量。亚油酸、亚麻酸为人体自身不能
合成的必需脂肪酸,亚油酸为二烯酸,亚麻酸为三烯
酸。亚油酸通过EPA途径可以生成γ-亚麻酸,并
最终生成前列腺素,从而参与调节人体的各种基本
生理过程。亚油酸在脑的信息传递中具有重要作
用,可使脑细胞活化,对脑功能发挥起着重要作用,
它还可阻止脑血栓的形成,对人体血脂代谢具有重
要作用,因此可预防脑血栓和脑溢血,防止皮肤细胞
代谢紊乱和皮肤干燥成鳞屑肥厚等病变[11]。
近年来膳食油脂与健康成为当前研究和关注的
一个焦点,主要集中在两个方面,一是油脂摄入量及
其占膳食提供总能量的比例,另一个就是油脂中各
种脂肪酸的比例对心血管疾病的影响。植物油中单
不饱和脂肪酸与多不饱和脂肪酸的比例非常重要,
较高的单不饱和脂肪酸和较低的多不饱和脂肪酸比
例有利于植物油的稳定。长柄扁桃中单不饱和脂肪
酸和多不饱和脂肪酸(亚油酸、亚麻酸)比例接近
2∶1,与橄榄油中的比例接近。因此,长柄扁桃油脂
肪酸组成比例较佳,微量元素含量较丰富,具有较好
的营养保健功能。
2 长柄扁桃油的提取工艺
2.1 溶剂浸提法
溶剂浸提法出油率高,残油率一般在1%以下,
毛油杂质少,成本低,还可保持油料蛋白的活性,有
利于下游高附加值蛋白副产品的加工。目前植物油
厂油脂浸提常用溶剂一般多为6号溶剂、工业己烷、
正己烷,一些新型浸出用溶剂如异丙醇、环己烷等,
目前还处于研究阶段,未实现工业化广泛应用。
长柄扁桃油的提取,目前国内文献记载的多为
实验室小试方法,如西北农林科技大学徐金娟等人
采用石油醚(沸程60℃~90℃)为溶剂提取长柄扁
桃油,通过索氏抽提法测定长柄扁桃仁的脂肪含量
为52.04%,通过单因素试验分析了萃取温度、时
间、料液比对提取率的影响,并在此基础上通过正交
试验对提取工艺进行了优化。其最优提取工艺为:
料液比1∶5,提取温度75℃,提取时间每次0.5h,
提取1次,平均提取率为89.27%,油脂酸值为
1.215mgKOH/g、皂化值为190.625mgKOH/g,
分子量为888.55。三因素主次关系为:料液比>时
间>温度。并经气相色谱法测得其主要脂肪酸组成
为 油 酸 72.13%,亚 油 酸 26.26%,棕 榈 酸
1.61%[12]。溶剂浸取法油脂得率高,但由于油脂中
溶剂残留难以绝对消除,对于今天崇尚绿色健康环
保产品的人们而言,更青睐采用一种更加绿色环保
的工艺方法提取其中的高品质油脂。
2.2 低温压榨法
研究表明,实验室采用压榨法新鲜制取的长柄
扁桃毛油,富含不饱和脂肪酸及维生素E,酸价为
5.5~ 5.7 mgKOH/g,过 氧 化 值 为 0.33 ~
0.36g/100g,均略高于食用植物油卫生标准。长
柄扁桃毛油经过进一步精炼,制成的成品油酸价为
0.1~ 0.2mgKOH/g,过 氧 化 值 为 0.04 ~
0.05g/100g,均符合食用植物油卫生标准;不饱和
脂 肪 酸 含 量 为 97.20%;维 生 素 E 总 量 为
270.5mg/kg;总砷、铅、黄曲霉毒素B1等卫生指标
均符合食用植物油卫生标准[3]。
目前长柄扁桃种植面积有限、其油脂的特殊保
健功能尚未引起人们的广泛关注,关于长柄扁桃油
的工业化生产工艺报道文献较少。西北大学申烨华
等人在编号为200910254650.8的专利中,对此进行
了论述:将长柄扁桃种仁在40℃~100℃条件下烘
干脱去种皮;去皮后种仁中加入种仁质量为1%~
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3%的麸皮,用液压榨油机低温下压榨数次(2~4
次),合并数次压榨油,经过滤后即得长柄扁桃油。
从实现长柄扁桃油的工业化生产,以及提取油
脂后的长柄扁桃饼制取蛋白及功能性成分等的一系
列综合利用考虑,笔者认为油脂生产的科技人员应
进一步研究开发出该油料的新型制油工艺,在尽可
能提取这种高品质油脂、降低饼中残油的前提下,满
足后续蛋白制取、有效生物成分提取目的。例如,可
借鉴与其含油率相类似的杏仁、茶籽的制油工艺,经
过低温烘干脱皮、破碎、调质、冷榨工序,得到毛油和
冷榨饼,毛油经过过滤、脱胶,得到精炼成品油,饼可
进一步采取浸取工艺提取油脂后生产蛋白粉,或提
取其中的生物有效成分苦杏仁苷等。
3 利用长柄扁桃油生产生物柴油
以长柄扁桃油为原料生产生物柴油,其优势在
于:长柄扁桃是一种含油率高的木本油料资源;油脂
酸价小,制备生物柴油时无须预先处理,可直接进行
酯交换;油脂碳链较长,作为生物柴油的原料有良好
的理化性能;长柄扁桃油脂肪酸组成以C18脂肪酸
(油酸和亚油酸)为主,与理想的柴油替代品的分子
组成相类似[13]。因此,除作为食用油脂外,国内也
有以长柄扁桃油为原料生产生物柴油的相关报道。
西北大学申烨华等人使用碱金属或碱土金属盐作为
催化剂,粗制的长柄扁桃种子油可以直接用于生产
生物柴油,不需经过脱酸、脱胶、脱水处理,大大节省
了生产成本。
徐金娟选择了固体碱硅酸钠作为催化剂,研究
了长柄扁桃油制备生物柴油的工艺。酯交换反应的
最优反应条件为:以质量比1%的硅酸钠为催化剂,
催化醇油摩尔比为18∶1的甲醇和长柄扁桃油在
75℃ 下进行酯交换反应,反应 1h,转化率为
99.2%。硅酸钠重复使用5次,反应转化率仍高于
95%。再以KOH作为催化剂,研究超声波辅助制
备生物柴油的工艺,得出超声波辅助 KOH 催化制
备长柄扁桃油生物柴油的最佳工艺。即在室温下,
超声波频率为40kHz时,用质量比1.5%的 KOH
催化醇油摩尔比为7∶1的甲醇和长柄扁桃油进行
酯交换反应,反应进行15min,转化率为99.08%。
在此基础上利用气相色谱法分别检测了硅酸钠和
KOH催化制备的生物柴油的脂肪酸甲酯成分,二
者成分一致,含量相差甚微。脂肪酸甲酯成分主要
有棕榈酸甲酯、油酸甲酯和亚油酸甲酯[14]。
基于长柄扁桃油为具有保健功能的高品质油
脂,建议可先采用压榨工艺提取油脂,再对压榨饼进
行浸出,并将浸出油作为生物柴油的生产原料,以最
大限度发挥其保健功能。
4 结束语
国家林业局已于2011年正式批准陕西省实施
长柄扁桃基地建设方案,将长柄扁桃作为干旱荒漠
区重点推广树种,将斥资数亿元,支持建设百万亩长
柄扁桃木本油料林基地,尽快形成长柄扁桃产业链
条。因此,建议针对长柄扁桃这一新型木本油料作
物开发出长柄扁桃油的产业化生产技术和生产设
备,长柄扁桃油药用成分的提取提纯技术和生产设
备,实现长柄扁桃油生物柴油工业化生产,早日真正
实现长柄扁桃油的产业化生产。
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