亚临界丁烷萃取澳洲坚果油的工艺及品质研究

许良;叶丽君;邱瑞霞;秦广雍;黄雪松

【摘 要】为提高澳洲坚果的出油率，采用亚临界丁烷萃取技术提取其油脂，优化温度、时间、料液比、萃取次数等工艺参数，并分析其主要理化指标及脂肪酸组成等品质指标。结果表明，亚临界丁烷萃取澳洲坚果油的最佳工艺参数为：萃取温度45℃、萃取时间15 min、料液比1∶5 g／mL、萃取4次，该条件下澳洲坚果油得率可达80.7％。所制备的油脂品质好，可省去大部分精炼工序；脂肪酸组成以油酸（58.99％）和棕榈油酸（17.59％）为主，并含少量的棕榈酸（9.29％）和硬脂酸（4.15％）。上述结果表明，亚临界丁烷提取澳洲坚果油脂具有操作温度低、产品质量优良的特点。%In order to improve oil extraction rate of Macadamia nut,the Macadamia nut oil was extracted by subcritical butane,and the process parameters such as temperature,extraction time,the ratio of solid to liquid and the extraction times were

optimized.The main physicochemical properties and fatty acid composition were also ana-lyzed.An optimum oil extraction yield of 80.7% was extracted under condition that 1∶5 g/mL subcritical butane at the temperature of 45 ℃ for 4 times,and 15 min each time.Comparing to the hot pressing,most of refining proces-ses could be omitted by above extraction.The quality of the oil extracted was excellent with long oxidation induction time,and oleic acid(58.99%)and palmitoleic acid(17.59%)were the main unsaturated fatty acids(UFA)while palmitic acid(9.29%)and stearic acid (4.15%)were the main saturated fatty acids(SFA)present in the Maca-damia nut oil.It was concluded from above results that the Macadamia nut

oil extracted by subcritical butane was characterized by both lower operating temperature and better quality. 【期刊名称】《中国粮油学报》 【年(卷),期】2015(000)006 【总页数】5页(P79-83)

【关键词】澳洲坚果油;亚临界流体萃取;丁烷;理化性质 【作 者】许良;叶丽君;邱瑞霞;秦广雍;黄雪松

【作者单位】暨南大学理工学院食品科学与工程系1，广州 510632;暨南大学理工学院食品科学与工程系1，广州 510632;暨南大学理工学院食品科学与工程系1，广州 510632;河南省亚临界萃取工程技术中心2，郑州 450001;暨南大学理工学院食品科学与工程系1，广州 510632 【正文语种】中 文 【中图分类】TS224.4

澳洲坚果（Macadamia integrifolia）又称夏威夷果、昆士兰栗，属山龙眼科澳洲坚果属。原产于澳大利亚，我国自1910年引种以来，已在华南多个省市（自治区）推广种植，主要分布于云南和广西等地区［1］。澳洲坚果享有“干果之王”的美称，极具营养和保健价值。坚果果仁含油近80%［2］，其中不饱和脂肪酸比例80%～85%，且其中以油酸和棕榈油酸这2种单不饱和脂肪酸为主。研究表明：长期食用澳洲坚果油，可以有效调节人体血液中的胆固醇含量，降低血液黏稠度，进而有效的保护心脑血管系统［3］；澳洲坚果油还可以补充皮肤老化而流失的油脂，是皮肤、头发护理的最理想基础油之一［4］。坚果果仁蛋白质质量分数约

9%，作为天然的优质蛋白，含17种氨基酸，其中7种为人体必需氨基酸［5］。此外，果仁中还富含维生素 B1、B2、B6，维生素E及钙、磷、铁、锌等维生素和矿质元素［3］。因此，提取澳洲坚果油对于提高澳洲坚果的经济价值和商业价值有重要意义。

目前，澳洲坚果油的提取方法主要是压榨法。热压榨在预处理和压榨过程中的高温易使油脂氧化败坏、破坏油脂中的功能性成分，甚至产生反式脂肪酸、油脂聚合体等有害物质［6］，所得饼粕蛋白质变性严重，大部分只能用做饲料。冷压榨虽可避免高温对加工产生的不利影响，但出油率较低。因此，有必要研究操作温度低、提取率较高的提油技术。

亚临界萃取技术利用压缩液化气体作为萃取溶剂，在密封、无氧、低压的条件下，对物料进行萃取分离并能够实现低温脱溶。除具有无毒无污染、产物不氧化、简化油脂精炼、蛋白不变性等优点外，更具有设备成本低，工作压力安全（0.3～0.7 MPa），生产规模大（0.1～200 t／d）等［7］优势。

本研究以亚临界丁烷为萃取溶剂，分析萃取温度、萃取时间、料液比、萃取次数等因素对澳洲坚果油得率的影响，以获得亚临界萃取澳洲坚果油的最佳工艺条件，并对所得产品的主要理化指标和脂肪酸组成进行分析。

澳洲坚果仁粒：西双版纳云垦澳洲坚果开发有限公司（真空包装，含水量＜5%）；热榨澳洲坚果油：广西南亚热带农业科学研究所。

CBE－5L型亚临界流体萃取实验室成套装置：河南省亚临界生物技术有限公司；743食用油氧化稳定性测定仪：瑞士万通。 1.2.1 工艺路线 工艺路线见图1。 1.2.2 操作要点

粉碎装料：将澳洲坚果仁轻微粉碎，过3mm筛网后装入萃取罐。

加入溶剂：将萃取罐抽真空，利用压力差将溶剂罐中丁烷注入萃取罐内，并控制料液比。

萃取：在完全封闭的环境中，以一定的温度、时间、料液比为条件，萃取一定的次数。

混合油脱溶与溶剂回收：萃取后将混合油放入蒸发罐，减压蒸发，获得澳洲坚果毛油。气化后的丁烷经压缩、过滤、冷凝液化后，回到溶剂储存罐中循环使用。 毛油精制：将所得澳洲坚果毛油减压抽滤，即得到澳洲坚果油产品。 1.3.1 单因素试验设计

1.3.1.1 不同萃取温度下澳洲坚果油得率的测定

在萃取温度分别为 25、35、45、55℃，料液比1∶10 g／mL，萃取 2次，每次萃取时间 15min的条件下对澳洲坚果油进行亚临界丁烷萃取，萃取结束后，收集澳洲坚果毛油称重，并计算得率。

1.3.1.2 不同萃取时间下澳洲坚果油得率的测定

在萃取温度为35℃，料液比1∶10 g／mL，萃取2次，每次萃取时间分别为5、10、15、20min的条件下对澳洲坚果油进行亚临界丁烷萃取，萃取结束后，收集澳洲坚果毛油称重，并计算得率。

1.3.1.3 不同料液比下澳洲坚果油得率的测定

在萃取温度为35℃，萃取时间15min，萃取2次的条件下，分别设定料液比为 1∶5、1∶10、1∶15 g／mL对澳洲坚果油进行亚临界丁烷萃取，萃取结束后，收集澳洲坚果毛油称重，并计算得率。

1.3.1.4 不同萃取次数下澳洲坚果油得率的测定

在萃取温度为35℃，萃取时间15min，料液比为1∶10 g／mL的条件下，分别萃取 1、2、3、4、5次，萃取结束后，收集澳洲坚果毛油称重，并计算得率。 1.3.2 正交试验优化

根据单因素试验结果，以萃取温度、萃取时间、料液比及萃取次数为试验因素，设计L9（34）正交试验以优化提取条件，正交试验因素水平如表1所示。 1.4.1 油脂得率的计算

澳洲坚果油得率＝（萃取出油的质量／澳洲坚果仁的质量）×100% 1.4.2 澳洲坚果油主要理化指标测定

油脂折光指数的测定：参照GB／T 5527—2010；油脂水分和挥发物含量测定：参照 GB／T 9696—2008；油脂酸值测定：参照 GB／T 5530—2005；油脂过氧化值的测定：参照GB／T 5538—2005；油脂碘值测定：参照GB／T 5532—2008；油脂皂化值的测定：参照GB／T 5534—2008。 1.4.3 澳洲坚果油氧化稳定性测定

采用743型Rancimat油脂氧化酸败仪测定澳洲坚果油的氧化稳定性。测定条件：油样用量3.0 g，温度120℃，空气流速10 L／h。 1.4.4 澳洲坚果油脂肪酸组成测定

取油30～50 mg（1滴）于50mL圆底烧瓶中，加入0.5mol／L的 KOH甲醇溶液2 m L，置于70℃水浴回流皂化反应约10min，反应过程中不时振荡，至油脂溶解，适当冷却2min，然后加入3mL BF3甲醇溶液，置于70℃水浴回流反应5min，使甲酯化完全。然后冷却，加入3mL正己烷，轻轻摇荡以促进甲酯在正己烷中的溶解，再加入饱和食盐水使正己烷上升至瓶口，稍等约1min，吸取上层正己烷相于装有少量无水Na2 SO4的样品瓶中，取上层清液待用。

采用GC－MS对澳洲坚果油进行分析。色谱条件：HP－INNOWAX石英毛细管柱（60 m×0.25mm，0.25μm），载气高纯氦气（99.999%），流速 1.0mL／min，分流比 50∶1，进样量 1μL，进样口温度 250℃；程序升温：起始温度 150℃，保持 1min，10℃／min升至 200℃，保持 5min，2℃／min升至 250℃。质谱条件：电子轰击离子源（EI）温度230℃，四级杆温度150℃，接口

温度280℃，电子能量70 eV；扫描质量范围30～400 u；溶剂延迟5min。 用Microsoft Excel软件和SPSS 16.0软件对试验结果进行统计分析处理。 图2表明，随萃取温度的增加，澳洲坚果油的得率并没有显著变化。在亚临界萃取过程中，温度升高可以提高溶质的溶解能力，但过高的温度会导致丁烷加速气化，使系统压力显著升高，不仅不能提高得率，反而增加萃取系统的危险性。因此，选取萃取温度在25～45℃范围较为合适。

图3表明，随萃取时间的增加，澳洲坚果油的得率有所增加。然而亚临界萃取是一个间歇式萃取的过程，过度的延长时间，会导致油脂在萃取釜内溶解度更加趋于饱和，进而降低萃取效率，因此，选取萃取时间在10～20min范围较为合适。 图4表明，随压缩丁烷溶剂用量的增加，澳洲坚果油的得率有缓慢升高的趋势。这是由于较多的溶剂可以增加萃取过程中的分子扩散浓度差［8］，更有利于油脂从物料进入溶剂中，但过多的溶剂又会增加混合油的脱溶时间，增加生产成本。因此，选取料液比在1∶5～1∶15 g／mL范围较为合适。

图5表明，随萃取次数的增加，澳洲坚果油的得率显著升高，在达到3次后趋于平稳。这说明随着萃取次数的增加，油脂几乎被完全萃取，再增加萃取次数，对生产意义不大。因此，选取萃取次数在2～4次较为合适。

各因素对澳洲坚果油得率影响的大小顺序为：萃取次数＞萃取时间＞料液比＞萃取温度，试验中，最优条件为第3组，但考虑到生产中要尽可能缩小料液比，减少萃取时间，因此，选取第8组作为最优条件更为合适，即最佳条件为A3 B2 C1 D3，即萃取温度45℃，萃取时间15min，料液比1∶5 g／mL，萃取4次，在此条件下，澳洲坚果油的得率可达80.7%。 2.6.1 脂肪酸组成分析

如表3所示，亚临界丁烷萃取澳洲坚果油含11种脂肪酸，其中饱和脂肪酸占18.50%，分别是月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸和山嵛酸；不饱和

脂肪酸占81.50%，分别是棕榈油酸、油酸、亚油酸，亚麻酸和花生油酸，其中单不饱和脂肪酸棕榈油酸（17.59%）、油酸（58.99%）和花生油酸（3.03%）共占79.61%。亚临界萃取法较热榨法脂肪酸组成并没有明显的差别，但棕榈油酸含量略高，硬脂酸含量略低，这可能与澳洲坚果产地不同有较大关系。 2.6.2 主要质量指标分析

如表4所示，亚临界丁烷萃取的澳洲坚果油与热榨澳洲坚果油相比，折光率、水分及挥发物、碘值和皂化值并没有太大的差别，但亚临界萃取的澳洲坚果油的气味滋味、酸值和过氧化值均明显优于热榨澳洲坚果油，这是因为热榨工艺中焙烤和压榨的高温造成油脂的酸败氧化使其品质变差。值得注意的是，热榨澳洲坚果油的氧化稳定性甚至比亚临界低温萃取的澳洲坚果油更强，这可能是因为广西南亚热带农业科学研究所提供的热榨油为整果压榨，而本试验用亚临界丁烷萃取的澳洲坚果油提取自已破碎的果仁粒，后者可能已经导致油脂的部分氧化，另外，高温过程中羰基化合物和氨基化合物发生美拉德反应产生的抗氧化物质也可能影响到油脂的氧化稳定性［9］，具体原因有待进一步研究。

通过单因素及正交试验研究亚临界丁烷萃取澳洲坚果油的最佳工艺条件，结果表明：在萃取温度45℃，萃取时间15min的条件下，按料液比1∶5 g／mL萃取4次，澳洲坚果油的得率可达80.7%。亚临界丁烷萃取澳洲坚果油的酸值、过氧化值均优于热榨澳洲坚果油，可省去大部分精炼工序，较长的氧化诱导时间说明澳洲坚果油具有较高的稳定性。此外，澳洲坚果油中含有大量的不饱和脂肪酸（81.50%），且以油酸（58.99%）和棕榈油酸（17.59%）这些单不饱和脂肪酸为主，进一步说明亚临界萃取澳洲坚果油具有较高的稳定性和营养价值。

【相关文献】

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［2］杜丽清，曾辉，邹明宏，等.澳洲坚果果仁中粗脂肪与脂肪酸含量的变异分析［J］.经济林研究，2009，27（4）：92－95

［3］刘建福，黄莉.澳洲坚果的营养价值及其开发利用［J］.中国食物与营养，2005（2）：25－26

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［6］史宣明，冯贞，鲁海龙.小品种特种油脂的关键加工技术［J］.中国油脂，2010，35（11）：4－6

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