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榛子油的研究进展

时间:2024-09-03

刘印志,胡淑珍,曾祥菊,任嘉嘉,郭 芮,李少华(.中国农业机械化科学研究院,北京 00083; .云南滇雪粮油有限公司, 云南 玉溪 65300)

榛子油的研究进展

刘印志1,胡淑珍1,曾祥菊2,任嘉嘉1,郭 芮2,李少华1
(1.中国农业机械化科学研究院,北京 100083; 2.云南滇雪粮油有限公司, 云南 玉溪 653100)

榛子原产于我国,是珍贵的木本粮油资源,具有广阔的发展前景。榛子仁含油率通常在60%左右,不饱和脂肪酸占总脂肪酸含量的90%左右,不饱和脂肪酸主要由油酸、亚油酸、亚麻酸等组成,具有较高的营养价值和保健功能。综述了榛子油的化学组分、提取工艺、精炼工艺和储存研究进展,以期为榛子油的进一步开发应用提供支持。

榛子油;提取工艺;化学组分;储存;研究进展

榛子,又名山板栗,为桦木科(Betulaceae)榛属落叶的灌木或小乔木。榛子的果实即为我们平常所食的“榛子”,是世界上四大干果(核桃、扁桃、榛子、腰果)之一,且有“坚果之王”的美誉。榛子主要产地为土耳其、意大利、美国,2013年土耳其榛子产量为549 000 t,占世界总产量的65%左右[1]。在我国,榛子主要分布在东北地区、华北地区、西南横断山脉及甘肃、陕西和内蒙古等地的山区。榛子仁的含油率在60%左右,是大豆的2~3倍,仅次于核桃,不含有毒有害成分,符合人们的营养膳食需求,所以针对榛子油的研究较多。通过文献资料的查阅和汇总,本文对榛子油的化学组分、提取工艺、精练工艺和储存等方面的研究现状进行综述,为榛子油的深入研究及规模化开发利用提供参考。

1 榛子油化学组分研究进展

榛子仁可榨油,含油率在60%左右,高于大豆、花生、芝麻、油菜籽,可与木本油料之王的核桃相媲美。据测定,100 kg榛子可以出油50~60 kg。Xu等[2]测得榛子仁的粗含油率在60%左右,榛子油浊点低于大豆油且抗氧化性比大豆油的强。Bacchetta等[3]研究了产自不同国家的榛子,平均含油率如下:意大利60.8%、斯洛文尼亚59.3%、葡萄牙58.2%、希腊56.8%、西班牙55.9%和法国51.5%。Kiralan等[1]研究了19个土耳其榛子品种,发现含油率在55.01%~64.85%,与以前研究相符。

1.1 榛子油脂肪酸组成

榛子油主要脂肪酸组成及含量见表1。

表1 榛子油主要脂肪酸组成及含量 %

由表1可知,榛子油中脂肪酸主要有油酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸和亚麻酸。榛子油中不饱和脂肪酸含量为86.00%~94.31%,其中油酸含量为65.90%~83.40%,亚油酸含量为7.91%~27.20%,亚麻酸含量为0.18%~1.75%。由于采用的原料产地和品种不同,导致测定的榛子油中脂肪酸各组分的含量也不相同。综合来看,榛子油中油酸含量在65%以上,油酸是榛子生长过程中由饱和脂肪酸转化而来,是榛子油中含量最高的不饱和脂肪酸。欧榛-巴塞罗那亚油酸含量大于平榛及平欧杂交榛。与其他食用油脂肪酸组成比较可知,榛子油不饱和脂肪酸含量仅低于菜籽油和亚麻籽油,其中平欧杂交榛-辽榛的不饱和脂肪酸含量最高,达到94.10%,高于菜籽油和亚麻籽油。

1.2 榛子油中的其他成分

榛子油含有一些不皂化物,包括生育酚、甾醇类化合物。

生育酚是重要的天然抗氧化剂,具有提高体内超氧化物歧化酶 (SOD)活性、增强机体免疫能力、抗衰老等多种生理功能。Parcerisa等[10]测定了粗提、精炼和调和后榛子油中生育酚的含量,其中α-生育酚是主要的生育酚,含量在11.9~61.9 mg/100 g之间。Hanna等[11]发现在波兰种植的榛子品种中,α-生育酚含量最高,占总生育酚含量的90%~92%,其次是γ-生育酚(4.3%~7%)和β-生育酚(2.4%~4.1%)。

植物甾醇是合成维生素D3等甾类药物的重要中间体,并具有预防动脉粥样硬化、促进胆固醇降解代谢等药用和保健价值。国外有报道[12]发现榛子油中甾醇类化合物总含量在119~153 mg/100 g之间。Phillips等[13]测得榛子油中甾醇类化合物含量为121 mg/100 g。

榛子油中矿物质含量丰富[14],其中钾(519~857 mg/100 g)最高,其次为磷(256~314 mg/100 g)、钙(161~264 mg/100 g)和镁(34.9~152 mg/100 g)。钾参与维持细胞膜渗透压的平衡;镁具有神经保护作用,也是降低血液中胆固醇的主要催化剂;磷存在于人体所有的细胞中,是维持骨骼和牙齿的必要物质;钙不仅是骨质的主要构成元素,还能调节神经兴奋平衡和毛细血管的通透性。因此,榛子油中含有的上述微量元素均有显著的生理功能,对于维持正常的新陈代谢和人体健康至关重要。

2 榛子油加工工艺研究现状

2.1 榛子油提取工艺

传统的油脂提取方法主要有压榨法和浸出法,新兴的油脂提取方法有超临界CO2萃取法、水酶法、微波法、水代法、超声波萃取法等。目前榛子油的提取工艺研究也集中在这些方法。

超临界流体萃取技术是一种新型的分离技术,与传统压榨法相比,具有产率高、精制工艺简单、油品色泽好等优点。因此,超临界流体萃取技术逐渐被应用于功能性植物油脂的提取中。在榛子油提取中,目前研究较多的是超临界CO2萃取。Özkal 等[15]研究发现采用二次降压超临界CO2萃取土耳其榛子油,可得到最高萃取率的工艺条件为萃取压力60 MPa、萃取温度60℃、萃取时间180 min。二次降压超临界CO2萃取可分快速萃取阶段和缓慢萃取阶段,在快速萃取阶段,榛子颗粒表面油脂迅速释放,当将榛子样品研磨至粒径为1~2 mm时,39%的油脂在快速萃取阶段得到萃取,压力和温度的升高会缩短萃取时间;而在缓慢萃取阶段,主要是萃取前一阶段未释放的油脂,升高压力和温度对出油率的影响很小。高荣海[16]同样研究了二次降压超临界CO2萃取榛子油的工艺,得到最佳萃取条件为萃取压力30 MPa、萃取温度55℃、萃取时间2 h。刘景圣等[17]确定了超临界CO2萃取长白山榛子油的合理工艺条件为萃取压力20 MPa、萃取温度50℃、萃取时间2 h。三者得到的萃取条件之所以不同是由于采用的榛子品种不同及榛子粒度大小不一致所致。田宝江[18]的研究与以上研究者不同的是:先将榛子仁压榨制油,再对榛子仁饼用超临界CO2萃取制油,得到的最佳工艺条件为萃取压力24~26 MPa、萃取温度50~60℃、萃取时间2~3 h。超临界CO2萃取不仅制得的榛子油品质高,而且得到的榛子仁粕富含蛋白质、纤维素等,可以进一步用于具有保健功能的榛子蛋白粉、活性多肽的研制。

水酶法制得榛子油呈黄色、澄清透明,提取榛子油的同时,能很好地保持蛋白质的性能。宋玉卿等[19]通过单因素试验和正交试验得出水酶法提取野生榛子油的最佳工艺条件为酶解pH 7.5、酶解温度45℃、中性蛋白酶添加量2%、料液比1∶5,此条件下提油率为85.2%。王胜男等[20]采用响应面法优化水酶法提取榛子油工艺条件,得到酶解时间、加酶量、料液比、酶解温度、酶解pH对出油率的影响依次减小,得到最佳酶解条件为碱性蛋白酶添加量1.6%、酶解温度51℃、酶解时间1.9 h、料液比1.5∶6、酶解pH 10,此条件下提油率为92.92%。由于两者采用的蛋白酶不同,确定的工艺条件略有差别,比较可知,采用碱性蛋白酶提取榛子油不仅加酶量少,且料液比低。

超声波预处理作为强化油脂提取分离的技术主要利用其空化效应[21],而超声空化又能引起湍动效应、聚能效应、微扰效应和界面效应。因此,超声波预处理不仅可减少提取溶剂的用量、缩短萃取时间,而且可提高油脂的提取率,改善油脂的品质。杨青珍等[22]利用超声波辅助提取榛子油,通过正交试验确定了最佳超声波预处理条件为超声波功率500 W、提取时间60 min;同时分析了乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙醚、石油醚5种溶剂对榛子油提取的影响,结果显示石油醚是最理想的提取溶剂。

微波预处理可提高出油率是由于微波破坏了细胞壁,有利于油脂的流出。Uquiche等[23]研究了微波辅助液压压榨提取榛子油,发现采用400 W微波预处理榛子240 s,可提高榛子油的提取率和品质。微波预处理提取榛子油是一种较佳的榛子油的辅助提取方法,具有工艺科学、提油彻底、操作简便的特点。

2.2 榛子油精炼工艺

油脂的精炼工艺主要包括脱胶、脱酸、脱色、脱臭等步骤。脱色在榛子油精炼过程中是重要的一步,其目的在于去除色素、皂粒、胶质、微量金属和各种油脂氧化产物。崔国庭[24]确定了榛子油脱色的最佳工艺条件:在80℃下添加10%盐酸活化的活性白土,脱色50 min。

3 榛子油储存研究现状

榛子油不饱和脂肪酸含量很高,不饱和脂肪酸容易和空气中氧气发生反应,产生短碳链的醛、酮、酸,出现刺激性的气味和异味,导致榛子油质量变差甚至失去食用价值,因此研究榛子油的储存很有必要。一般影响油脂储存稳定性的因素主要有储存温度、光照和储存时间等。刘丽萍等[25]将榛子油分别在30、40、50、60、70℃恒温储存,然后每隔2 d测定过氧化值,发现榛子油储存温度越高, 其过氧化值上升的速度和品质下降速度越快, 储存期越短。张程等[26]将冷榨榛子油经真空、充氮气、充氮气+0.01%TBHQ、充氮气+0.02%TBHQ和空白处理后, 60℃储存20 d,观察发现所有榛子油样品色泽加深,充氮气+0.02%TBHQ样品的气味未变,其他均出现不同程度的哈败味;随着强制氧化时间的延长,充氮气+0.01%TBHQ、充氮气+0.02%TBHQ的榛子油样品过氧化值、酸值和羰基值升高幅度显著慢于其他3种处理的榛子油样品。因此,添加0.02%TBHQ可延长榛子油储存期且保持感官品质不变。Özcan等[27]分别添加0.25%、0.5%的丁香和肉桂油到榛子油中,黑暗避光50℃储存14 d,测定过氧化值,发现添加丁香和肉桂油的榛子油品质高于添加0.02%BHA的,说明肉桂油、丁香利于延长榛子油的保质期。

4 展 望

榛子油是高级食用油之一,价格昂贵,在欧美、东南亚乃至全世界高级食用油脂市场都享有极高的声誉。在国际上,越来越多的欧洲国家致力于提高榛子油的产量。榛子除用于榨油外,还可炒食、干食、加工制成榛子粉、榛子蛋白饮料、榛子果酒、榛子保健酱油、榛子酸奶等附加值较高的营养品。另外榛子属于灌木植被,在防止水土流失和涵养水源等生态方面效益显著。因此,在我国发展榛子产业的经济、社会和生态效益非常显著。

然而,在我国,榛子一直处于野生状态,坚果较小,出仁率较低,约33%,商品性状差,这对我国的榛子产业发展产生严重冲击。为满足国内外榛子油市场日益增长的需要,下一步工作的重点是利用远缘杂交优势进行平榛和欧榛杂育良种,获得大果、优质、丰产、抗寒性并适合我国北方广大地区栽培的新榛子品种。

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Progressinhazelnutoil

LIU Yinzhi1, HU Shuzhen1, ZENG Xiangju2,REN Jiajia1, GUO Rui2, LI Shaohua1
(1.Chinese Academy of Agricultural Mechanization Sciences,Beijing 100083,China; 2.Yunnan Dianxue Grain and Oil Co.,Ltd.,Yuxi 653100,Yunnan,China)

Hazelnut is originated from China,and it is a kind of valuable woody grain and oil resource,with wide development prospects.The oil content in the hazelnut kernel is approximate 60%,and the content of unsaturated fatty acids in the total fatty acids is about 90%.Unsaturated fatty acids are mainly oleic acid, linoleic acid and linolenic acid. Therefore, hazelnut oil is rich in nutrition,which is beneficial to human health. The research progress in chemical composition, extraction process, refining process and storage for hazelnut oil was reviewed in order to provide supports for its further application.

hazelnut oil;extraction process;chemical composition; storage; research progress

2017-01-06;

2017-06-15

“十三五”国家重点研发计划(2016YFD0400305-1);省院省校科技合作专项(2015IB027)

刘印志(1990),男,硕士研究生,研究方向为油脂工艺及设备开发(E-mail)89575692@qq.com。

李少华,研究员(E-mail)lishaohua73@163.com。

油脂加工

TS225;TQ641

A

1003-7969(2017)10-0022-04

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