崔寶玉，闞 侃，劉 喆，劉 玉，孫秀英，宋淑敏，夏尊民

(黑龍江省科學(xué)院 大慶分院，大慶163316)

亞麻膠又稱(chēng)胡麻膠、富蘭克林膠，在亞麻籽中的含量一般為9%～15%，主要存在于亞麻籽殼中。亞麻膠是一種多糖化合物，含有葡萄糖、木糖、半乳糖、鼠李糖、阿拉伯糖和巖藻糖六種單糖。純亞麻膠是一種白色粉末，分子量一般在12000～14000，密度為0.4～0.8mg/cm3，無(wú)毒、無(wú)異味，不溶于油和大多數(shù)有機(jī)溶劑，可與水形成淡黃色膠粘溶液。

亞麻膠具有粘性、持水性、乳化性、發(fā)泡性以及穩(wěn)定性等多種功能特性，可廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)、日用化工和制藥等領(lǐng)域。因此，對(duì)亞麻膠的提取方法以及應(yīng)用的研究就成為科研工作者關(guān)注的焦點(diǎn)。本文主要對(duì)亞麻膠提取工藝進(jìn)行了綜述分析，并在此基礎(chǔ)上對(duì)亞麻膠在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

1 亞麻膠的提取工藝

隨著人們對(duì)亞麻籽研究的深入，亞麻膠的提取工藝逐漸發(fā)展起來(lái)，陸續(xù)出現(xiàn)了許多專(zhuān)利和相關(guān)研究報(bào)道，表1按時(shí)間順序列出了亞麻膠提取工藝發(fā)展過(guò)程。從亞麻籽中提取亞麻膠的基本工藝過(guò)程如圖1所示，該工藝的核心問(wèn)題主要集中在一下幾個(gè)方面：原料的狀態(tài)，浸提條件以及膠液后處理。

圖1 亞麻膠提取工藝流程圖Figure 1 The extraction technological process of flaxseed gum

1.1 原料的狀態(tài)

提取亞麻膠的原料有：亞麻全籽、亞麻籽粕、脫脂亞麻籽粉或亞麻籽殼等。亞麻膠主要存在于亞麻籽殼中，是亞麻膠的主要來(lái)源。上述工藝多采用亞麻全籽提膠，提膠過(guò)程中亞麻膠傳質(zhì)阻力較大，而且亞麻籽需要干燥處理后才能進(jìn)行提取亞麻油；亞麻籽粕或脫脂亞麻籽粉是提取亞麻油后的剩余物，由于原料經(jīng)過(guò)粉碎處理，提膠過(guò)程亞麻膠傳質(zhì)阻力小，亞麻膠容易提出，但是蛋白質(zhì)等其他雜質(zhì)成分也容易隨之提出，如果原料粉碎過(guò)細(xì)還可能造成固液分離困難；亞麻籽

脫殼分離得到的亞麻籽殼是提取亞麻膠的最佳原料，一方面亞麻籽殼中亞麻膠含量高，利于提取亞麻膠；另一方面，避免了提取液中蛋白質(zhì)等其他雜質(zhì)成分的混入，而且亞麻膠傳質(zhì)阻力小，亞麻膠容易提出。因此，亞麻籽脫殼技術(shù)的推廣在實(shí)現(xiàn)膠油并產(chǎn)上就顯得尤為重要。

表1 亞麻膠提取工藝發(fā)展過(guò)程Table 1 The development of flaxseed gum extraction technique

1.2 浸提條件的控制

浸提劑、料液比、浸提溫度、浸提時(shí)間和攪拌等都是影響亞麻膠的提取率和質(zhì)量的主要因素。文獻(xiàn)中采用的浸提劑有：水、緩沖液、酸、堿、酶以及無(wú)機(jī)鹽溶液等，如磷酸鉀緩沖液(pH=7.0)、乙酸緩沖液、亞硫酸/檸檬酸(pH=2.9～3.9)、鹽酸 /磷酸、氫氧化鈉溶液(pH=9.5～10.0)、氟化鈉、氟化鈣、碳酸鉀、碳酸氫鈉和磷酸氫鈉溶液等。當(dāng)浸提劑的pH值過(guò)低時(shí)，提取膠液中非膠雜質(zhì)成分含量增加［7］，影響亞麻膠純度，這是由于多糖類(lèi)物質(zhì)在酸性條件下長(zhǎng)時(shí)間受熱會(huì)分解而破壞結(jié)構(gòu)使粘度下降。O'Mullane等［9］研究表明，用稀鹽酸溶解成品亞麻膠，其粘度比用水溶解的低。pH值過(guò)高時(shí)，使亞麻膠多糖分解，黏度下降，亞麻膠中雜質(zhì)成分增加。水作為浸提劑可避免化學(xué)試劑的污染，從提膠效率和“綠色工藝”角度出發(fā)，水是最佳浸提劑。

料液比是提膠產(chǎn)率的主要影響因素，特別是工業(yè)生產(chǎn)，料液比直接影響到設(shè)備尺寸、處理能力和能量消耗。文獻(xiàn)所采用的料液比范圍為1:2.5到1:20。料液比太低，提取物系流動(dòng)性不好，固液難于分離處理；料液比過(guò)高，設(shè)備尺寸增大、處理能力降低，提取液量增大、濃縮能量增加。綜合上述因素，最佳料液比應(yīng)在1:10～15這一范圍內(nèi)。料液比改變影響亞麻膠收率、影響亞麻膠生產(chǎn)成本，但是不影響亞麻膠的黏度。

浸提溫度、浸提時(shí)間與亞麻膠的提取率、亞麻膠的黏度和亞麻膠純度有直接關(guān)系，亞麻膠的黏度與分子量大小有關(guān)，分子量越大黏度越高。低溫煮膠雖然不易破壞膠結(jié)構(gòu)，但主要提取小分子低黏度的成份，因而出膠率和黏度均較低；高溫煮膠能較完全地提取大分子高黏度的組份，但應(yīng)控制浸提時(shí)間，因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間高溫煮膠會(huì)嚴(yán)重破壞膠的分子結(jié)構(gòu)，降低亞麻膠黏度。一般浸提溫度選擇60～85℃較為合適。而浸提時(shí)間則取決于浸提溫度，當(dāng)浸提溫度為80℃，浸提時(shí)間一般不超過(guò)5h；當(dāng)浸提溫度為67℃，浸提液黏度最高的浸提時(shí)間不超過(guò)8h［23］。在提膠過(guò)程中攪拌和震蕩等強(qiáng)化傳質(zhì)措施都可以提高浸提速度，因此可以合適的強(qiáng)化傳質(zhì)措施以提高亞麻膠浸提效率。

1.3 膠液后處理的方法

亞麻膠以液態(tài)形式存在可以避免濃縮干燥對(duì)膠體黏度或色澤的不利影響，但由于亞麻膠主要為多糖及少量蛋白質(zhì)，易受微生物侵襲，保存期短、貯存條件較嚴(yán)格；以干燥形式存在，抗微生物侵襲能力強(qiáng)，貯存條件較為寬松。因此，為了從長(zhǎng)期貯運(yùn)，亞麻膠應(yīng)以干燥形式保存為好。

通常浸提后得到的亞麻膠液要經(jīng)過(guò)分離、濃縮和干燥得到亞麻膠產(chǎn)品。醇類(lèi)沉淀法可以直接將亞麻膠從膠液中分離出來(lái)，甲醇、乙醇和丙醇均可用來(lái)醇沉。醇沉方法可以不改變亞麻膠的性質(zhì)使其迅速沉淀，同時(shí)脫除膠液中的大部分色素。但醇類(lèi)為易燃易爆化學(xué)品，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備、電氣設(shè)施、車(chē)間廠房要求高。

濃縮方法主要有真空濃縮和超濾膜過(guò)濾濃縮等。這兩種方法需要嚴(yán)格控制溫度，否則不但會(huì)使顏色變深，黏度下降，且成本高。干燥過(guò)程是亞麻膠成形的過(guò)程，也是亞麻膠產(chǎn)品質(zhì)量影響最大的一步。文獻(xiàn)中亞麻膠的干燥采用了真空干燥、冷凍干燥和噴霧干燥等方法。真空干燥時(shí)間長(zhǎng)，亞麻膠會(huì)變?yōu)樯詈稚?，發(fā)生嚴(yán)重褐變。而冷凍干燥時(shí)間長(zhǎng)、易形成硬殼，而且成本過(guò)高，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。噴霧干燥可省去醇沉過(guò)程，具有干燥時(shí)間短、工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，容易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。李雙桂［24］等的研究結(jié)果表明，在工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)而言，離心式噴霧干燥后的亞麻膠具有黏度高、顆粒均勻、流動(dòng)性好、溶解性好的特點(diǎn)，是亞麻膠最佳的干燥方法。

圖2 亞麻膠提取工藝方案示意圖Fig.2 The extraction technological scheme of flaxseed gum

人們一直致力于尋找一種生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量屬于純天然的亞麻膠提取工藝。根據(jù)以上分析，在實(shí)驗(yàn)中采用的工藝流程方案如圖2所示最為理想，該方案操作簡(jiǎn)單方便，未引入任何添加劑，所得亞麻膠無(wú)污染；同時(shí)對(duì)進(jìn)一步提取其他有效成分無(wú)任何影響。綜合考慮浸提過(guò)程中其他有效成分的變化，該工藝流程方案在大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)中具有較大的應(yīng)用價(jià)值。

2 亞麻膠的應(yīng)用

2.1 亞麻膠在食品工業(yè)的應(yīng)用

亞麻膠由于具有高黏度、強(qiáng)水合能力，并具有形成熱可逆的冷凝膠優(yōu)良特性，在食品領(lǐng)域中可替代大多數(shù)的非膠凝性的親水膠體，與其它親水膠體相比，具有較低廉的價(jià)格。因此，在食品工業(yè)中可以用做乳化劑、增稠劑、起泡劑、穩(wěn)定劑等，被廣泛的應(yīng)用。

(1)亞麻膠在面制品中的應(yīng)用

亞麻膠具有良好的親水性，可用于面制品中以改善其食用品質(zhì)。孫曉東［25］等的研究表明，亞麻膠添加到面粉中時(shí)，面團(tuán)的筋力變好、彈性增加，使面制品適口性好、不糊湯。陳海華［26］等研究發(fā)現(xiàn)添加亞麻膠增加了面團(tuán)的吸水率，延長(zhǎng)了面團(tuán)的形成和穩(wěn)定時(shí)間；提高了面條烹煮后的硬度和咀嚼度，并具有較好的彈性和拉伸性能，面條的烹煮損失和面湯濁度降低。

亞麻膠是一種食品增稠劑且具有乳化能力，可以顯著改善蛋糕的柔軟性，該能力隨亞麻膠濃度的增加而增大。秦衛(wèi)東［27］等發(fā)現(xiàn)蛋糕中添加1%的亞麻膠后，產(chǎn)品的壓縮力下降了66%，比添加相同濃度黃原膠實(shí)驗(yàn)的41%提高了25%。

黃惠芙［28］等利用亞麻膠作為保鮮劑和乳化劑用于面包生產(chǎn)中。發(fā)現(xiàn)適量的亞麻膠的加入不但可以保持面包新鮮度和水分，還可以增大成品比容，改善成品品質(zhì)，延長(zhǎng)產(chǎn)品松軟時(shí)間和貨架期。

(2)亞麻膠在乳制品中的應(yīng)用

亞麻膠是一種較好的食品穩(wěn)定劑，利用亞麻膠制成的復(fù)配穩(wěn)定劑添加到攪拌型酸奶中保質(zhì)期延長(zhǎng)，并使其組織細(xì)膩，口感柔和，色澤優(yōu)良，無(wú)乳清析出［29］。同時(shí)，亞麻膠具有保濕作用，能夠較好地改善冰淇淋漿料的黏度，而且由于它具有良好的乳化性，能夠使冰淇淋口感細(xì)膩。同時(shí)，亞麻膠作為穩(wěn)定劑制成的冰淇淋組織狀態(tài)、抗融性均優(yōu)于其他物質(zhì)，且能避免粗大冰晶的生成［30-32］。

(3)亞麻膠在肉制品中的應(yīng)用

亞麻膠作為一種天然食品乳化劑，不僅凝膠彈性好，同時(shí)還具有很強(qiáng)的保水性能和防止淀粉回生作用。因此，用于肉制品加工具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。研究表明，在肉制品加工后期加入亞麻膠，能夠增強(qiáng)肉制品彈性，增強(qiáng)復(fù)水性，消除淀粉感，增加咀嚼感［33-36］。韓建春［37］等對(duì)亞麻膠提高魚(yú)丸制品品質(zhì)方面作了大量的研究，結(jié)果表明亞麻膠可以明顯改善魚(yú)丸品質(zhì)。

(4)亞麻膠在其它食品中的應(yīng)用

王琴聲［33］等將亞麻膠用于果凍生產(chǎn)，亞麻膠復(fù)配果凍在凝膠強(qiáng)度、彈性、持水性等方面都具有明顯優(yōu)勢(shì)，可很好的解決果凍生產(chǎn)中常見(jiàn)的果凍凝膠強(qiáng)而脆、彈性差、脫水收縮嚴(yán)重等缺點(diǎn)。采用亞麻膠作為果汁飲料中懸浮穩(wěn)定劑，能使細(xì)小果肉顆粒較長(zhǎng)時(shí)間地均勻懸浮于果汁中，保持色澤和混濁穩(wěn)定性，延長(zhǎng)果汁的貨架壽命。黃建軍［38］等將亞麻膠和瓊脂復(fù)配，試制出了糖體清澈、色澤明艷、口感柔軟滑爽、彈性?xún)?yōu)良的亞麻膠瓊脂復(fù)合軟糖。

2.2 亞麻膠在其他領(lǐng)域的應(yīng)用

(1)亞麻膠在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用

亞麻膠因有潤(rùn)滑功能可使藥物加速崩解和緩釋?zhuān)梢杂脕?lái)制取軟膏、輕瀉藥水、咳嗽化痰劑等。也可以用作脂溶性藥物的乳化劑和西藥片賦形粘合劑。亞麻膠可添加到活性治療物質(zhì)中制成人工黏液或潤(rùn)滑劑治療干眼病、口腔干燥以及由于放射治療引起的內(nèi)分泌失調(diào)。

(2)亞麻膠在化妝品中的應(yīng)用

亞麻膠是優(yōu)良的增稠劑、粘合劑、穩(wěn)定劑、乳化劑，在發(fā)乳、香波、浴液中加入亞麻膠，可使乳液穩(wěn)定，增加其黏度，促進(jìn)其延展性。同時(shí)，亞麻膠保濕性好，用于護(hù)膚產(chǎn)品中，易形成皮膚保護(hù)膜并可增強(qiáng)皮膚的光滑性。其相對(duì)較低的成本使其在高檔化妝品的生產(chǎn)上具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

(3)亞麻膠在石油鉆井業(yè)的應(yīng)用

亞麻膠在石油鉆井業(yè)可以用作黏土懸浮劑可使井壁頁(yè)巖穩(wěn)定從而防止坍塌。同時(shí)，亞麻膠在高鹽時(shí)保持穩(wěn)定也可以用作石油開(kāi)采中和抗鹽驅(qū)油劑等［39］。

隨著我國(guó)化工產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)于具有各種優(yōu)良功能性的天然亞麻膠的需求量日益增大。同時(shí)，亞麻膠可以替代進(jìn)口的阿拉伯膠，所以亞麻膠的研究和開(kāi)發(fā)，具有重要的實(shí)用價(jià)值，并將會(huì)產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)語(yǔ)

亞麻膠以其在食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域巨大的應(yīng)用潛力成為科研人員研究的熱點(diǎn)。我國(guó)亞麻籽資源豐富，為用途廣闊的新型食用膠—亞麻膠生產(chǎn)提供了充足的原料資源。開(kāi)發(fā)出高質(zhì)量、低成本亞麻膠生產(chǎn)工藝為亞麻膠應(yīng)用提供必需的技術(shù)保證。對(duì)亞麻膠特性的深入研究及其應(yīng)用研究具有重要意義。

在提取亞麻膠的基礎(chǔ)上，綜合考慮亞麻籽中α-亞麻酸、亞麻木酚素、亞麻蛋白等有效成分的提取分離，是亞麻籽綜合開(kāi)發(fā)利用的重要方向之一。亞麻籽綜合開(kāi)發(fā)利用具有重要的實(shí)用價(jià)值，并將會(huì)產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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