[摘要]油菜是我國最主要的油料資源之一，同時(shí)也是世界上僅次于大豆和棕櫚的第三大油料作物，因此提高菜籽油產(chǎn)量和改善其營養(yǎng)品質(zhì)，對保障我國食用油供給具有重要的戰(zhàn)略意義。本文主要介紹我國油菜籽制油和菜籽油精煉方面的新技術(shù)、菜籽油的適度精煉工藝，為日后菜籽油的深度開發(fā)和綜合利用提供參考價(jià)值。

[關(guān)鍵詞]菜籽油;精煉;深度利用

中圖分類號：TS225.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20181214

油菜是世界四大油料作物之一，主要成分為甘油三酯，其特征在于由于亞油酸（n-6）和亞麻酸（n-3）的比例為2：1，使得其不飽和程度較高。菜籽油具有獨(dú)特的香味，同時(shí)富含磷脂、多酚、甾醇、胡蘿卜素等多種活性生物化合物[1]。磷脂在粗植物油中的含量一般為0.1%～ 3%，雖然其對人體具有調(diào)解代謝、強(qiáng)健體質(zhì)、緩解疲勞、增強(qiáng)記憶力的作用[2]，但油脂精煉過程中殘留的磷脂可能會引起植物油反色回味。

植物油中的甾醇包括β-谷甾醇、豆甾醇、麥角甾醇、菜油甾醇、燕麥甾醇等，是多種甾醇的混合物。甾醇作為一種有益身體健康的微量營養(yǎng)成分，是一種理想的強(qiáng)化載體，作為食品強(qiáng)化劑其安全性被世界多個(gè)國家及地區(qū)認(rèn)可。植物甾醇具有抗炎作用，可阻斷致癌物誘發(fā)癌細(xì)胞的形成，有利于皮脂的分泌及維持水分[3]。維生素E是各種生育酚的混合物，已知的生育酚有8種，包括生育酚及相應(yīng)的生育三烯酚，具有重要的營養(yǎng)功能，也可用作天然的抗氧化劑提高油脂的氧化穩(wěn)定性。生育酚具有優(yōu)越的生理功能，包括增強(qiáng)機(jī)體免疫功能、抗不育、預(yù)防冠心病、降低膽固醇、保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)、骨骼肌，有利于延緩衰老并維持心血管系統(tǒng)的正常功能[4-5]。

精煉程度較高的一級、二級菜籽油雖然經(jīng)過了脫膠、脫酸、脫色、脫臭等過程，降低了有害成分的含量，但同時(shí)也流失了包括胡蘿卜素、葉綠素、維生素E在內(nèi)的多種營養(yǎng)成分。

1 精煉技術(shù)概況 菜籽油的加工過程主要包括毛油加工和精煉加工。為了除去影響油脂品質(zhì)和儲藏期的不良雜質(zhì)，精煉加工過程需要控制溫度、時(shí)間、溶劑量等重要參數(shù)來調(diào)控最終的產(chǎn)品質(zhì)量，主要包括脫膠、脫酸、脫色、脫臭四個(gè)步驟[6]。

1.1 脫膠工藝

植物油毛油中含磷脂、黏液和蛋白質(zhì)等雜質(zhì)，對油脂的品質(zhì)和穩(wěn)定性有不良影響。其中膠體雜質(zhì)最主要為磷脂，因此脫膠過程主要是脫除磷脂的過程[7]。如果磷脂的含量過高，在高溫脫臭階段由于磷脂的熱穩(wěn)定性差，易發(fā)生熱聚焦化，變成棕褐色物質(zhì)，從而使油脂品質(zhì)下降。

水化脫膠是指在毛油中加入一定的水或電解質(zhì)溶液，磷脂由于吸水膨脹而凝聚，經(jīng)過離心或過濾的方式可被除去。水化脫膠工藝簡單，對水化磷脂的去除效果佳，而微量金屬離子可能和部分水化反應(yīng)復(fù)合成非水化磷脂，對后續(xù)工藝造成不良影響，因此酸法脫膠工藝是目前植物油加工企業(yè)普遍采用的工藝[8-11]。酸法脫膠工藝主要是在油脂中加入一定量的酸，將非水化磷脂轉(zhuǎn)化為水化磷脂，再加水除去水化磷脂的過程[12]。脫膠工藝需要將油脂中的磷脂盡量脫除干凈，進(jìn)而在脫酸、脫色過程進(jìn)行更深層次的脫除，獲得殘磷量較少的油脂，延長油脂的儲藏期限。

1.2 脫酸工藝

脫酸是指將油脂中的游離脂肪酸去除的過程。目前工業(yè)生產(chǎn)主要采用的脫酸工藝為堿煉脫酸，指在油脂中加入一定濃度的堿液，使其和游離脂肪酸反應(yīng)生成皂，再從油脂中析汁并分離皂，該方法適用于酸價(jià)較低的油脂，兼顧脫膠、脫固體雜質(zhì)等特點(diǎn)[13]。脫酸是整個(gè)精煉過程中非常關(guān)鍵的一步，因?yàn)橛坞x脂肪酸的存在會導(dǎo)致油脂酸值提高，對最終產(chǎn)品的質(zhì)量影響很大，所以提高油脂品質(zhì)的前提是盡可能去除游離脂肪酸。在脫酸過程中，其他微量物質(zhì)如色素、磷脂、金屬離子等也會有很大程度的降低，同時(shí)甾醇、生育酚這些有利于油脂品質(zhì)的微量物質(zhì)也會有一定程度的損失，同時(shí)還有可能引入微量金屬物質(zhì)，對食用油的品質(zhì)造成影響。

1.3 脫色工藝

油脂中的色素主要分為有機(jī)色素、有機(jī)物的降解物和色原體三種，大部分油脂中的色素對人體無毒害作用，但會影響油脂的外觀進(jìn)而影響消費(fèi)者的選擇。脫色過程不僅能去除色素，還能兼顧脫除磷脂、微量金屬離子和農(nóng)藥殘留物等有害成分，從而達(dá)到延長油脂儲藏期并防止油脂反色的目的[14]。實(shí)際工廠操作中一般不采用化學(xué)法來進(jìn)行脫色，而是廣泛采用白土吸附法，皂類物質(zhì)會與色素類物質(zhì)產(chǎn)生競爭吸附，而白土?xí)?yōu)先吸附皂類物質(zhì)以及夾帶在皂類物質(zhì)上的磷脂等雜質(zhì)。

1.4 脫臭工藝

脫臭工藝是精煉過程的最后一步，也是最關(guān)鍵的一步，對最終成品油的質(zhì)量起決定性作用。脫臭是指在高溫、真空的條件下，利用甘油三酯和臭味組分揮發(fā)度的差異，在油脂中通入水蒸氣，使臭味組分被蒸餾除去的方法。臭味組分主要有小分子的醛、酮、酸，低分子脂肪酸和過氧化物等。通過脫臭工藝，可以脫除油料作物固有的氣味組分，提高油脂穩(wěn)定性及消費(fèi)者接受程度[15]。但高溫脫臭條件也會對其他成分產(chǎn)生影響，還會生成多不飽和反式脂肪酸，進(jìn)而影響成品油的最終品質(zhì)。

1.5 油脂生產(chǎn)精煉及加工過程中可能產(chǎn)生的危害

膳食中反式脂肪酸約有90%為單不飽和脂肪酸、小部分雙烯鍵不飽和脂肪酸和其他多不飽和脂肪酸。反式脂肪酸主要源于精煉過程，溫度是最主要的影響因素，因?yàn)槊摮舡h(huán)節(jié)所需溫度較高，會產(chǎn)生一定量的反式脂肪酸，并隨時(shí)間和溫度的增加而呈線性上升趨勢[16-18]。脫膠工藝中常用的脫膠劑有磷酸、檸檬酸，但加入的磷酸可能將重金屬、砷等帶入油脂中;目前實(shí)踐生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的脫酸方法是堿煉法，但在堿煉時(shí)加入的氫氧化鈉可能會帶來鉛、砷、汞等[19]。我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對活性白土重金屬方面的規(guī)定是重金屬含量（以鉛計(jì)）≤0.005%、砷含量≤0.0005%，脫色過程中按油重1.5%～ 2%加入活性白土，重金屬含量（以鉛計(jì)）最高達(dá)到750～1000μg/kg，砷含量達(dá)到75～100μg/kg。

2 菜籽油制取主要技術(shù)研究進(jìn)展

目前我國油脂精煉普遍呈現(xiàn)過度精煉的趨勢，因此，如何保證菜籽油的理化指標(biāo)在達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)最大程度上保存有益物質(zhì)，是菜籽油今后生產(chǎn)加工的方向。在制油前對油料種子采取適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，可以提高食用油產(chǎn)量，改善食用油品質(zhì)，目前油料加工的主要方法包括油脂制取、蛋白質(zhì)資源開發(fā)、脂質(zhì)改性、油脂化工、新型油料資源開發(fā)、營養(yǎng)及安全。其中油脂制取主要包括油料冷榨技術(shù)、低溫物理精煉技術(shù)、水酶法制油技術(shù)等[20-22]。

2.1 油料冷榨技術(shù)

冷榨是指在低于60℃的溫度下，使用機(jī)械力擠壓來制油的工藝。冷榨工藝可以避免與溶劑、堿液等有害物質(zhì)的接觸，在一定程度上克服了熱榨過程中有效成分遭到破壞的缺點(diǎn)，并且可以最大程度上保存脂溶性營養(yǎng)成分。

姚英政等[23]分別對4個(gè)品種的雙低油菜籽進(jìn)行了冷榨與熱榨處理，對兩種不同工藝的出油率以及對菜籽油的兩種特征組分硫苷和芥酸進(jìn)行測定，同時(shí)還檢測了所獲得4種樣品的脂肪酸組成和污染物含量。結(jié)果表明，鉛和鎘的含量受冷榨與熱榨的工藝影響較大，而砷的含量受兩種工藝影響較小，并且兩種工藝下所獲得的菜籽油均幾乎沒有受到吡蟲啉、汞、草甘膦、甲基硫菌靈等的污染。

2.2 低溫物理精煉技術(shù)

低溫精煉是將毛油用脫磷劑吸附或冷凍脫膠后，先使用吸附劑進(jìn)行脫酸，再使用活性炭進(jìn)行脫色，最后通過分子蒸餾脫臭得到最終成品油。在整個(gè)流程中無丟棄的副產(chǎn)物，符合綠色化學(xué)的要求。無水操作、簡化工藝流程的同時(shí)，降低煉耗、杜絕廢水的產(chǎn)生，達(dá)到降低生產(chǎn)成本的效果[24]。

劉昌盛[25]研究了冷榨菜籽油低溫清潔精煉技術(shù)及其品質(zhì)特性。制備了新型的磷脂吸附劑和脫酸劑用于冷榨菜籽油，測定分析了經(jīng)過處理后的油脂理化指標(biāo)、營養(yǎng)價(jià)值及食用安全等影響，并對生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了評價(jià)。研究結(jié)果表明，冷榨菜籽油可以達(dá)到國家三級壓榨油的標(biāo)準(zhǔn)，其總生育酚、總植物甾醇和總酚的保留率分別為90.1%、85.4%和88.8%。系統(tǒng)分析了冷榨菜籽油的揮發(fā)性物質(zhì)成分組成，同時(shí)深入研究了冷榨菜籽油的流變特性與脂肪酸組成及微量營養(yǎng)成分之間的關(guān)系。與傳統(tǒng)精煉技術(shù)相比，該技術(shù)不僅提高了油脂精煉率、降低了精煉能耗和成本，還有效減少了“三廢”（廢氣、廢水、廢渣）的排放。

2.3 水酶法制油技術(shù)

胡娟[26]采用了低溫壓榨菜籽餅水酶法提取了菜籽蛋白油脂，針對優(yōu)化蛋白提取率和油脂提取率對工藝條件進(jìn)行了改進(jìn)。在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行正交優(yōu)化，研究了酶的種類、酶解溫度、酶解值、酶添加量、酶解時(shí)間和料液比等變量對蛋白得率和油脂提取率的影響，確定了最適宜酶的添加量和最佳料液比，并進(jìn)一步采用最優(yōu)響應(yīng)面法得到各變量下的最優(yōu)工藝條件。此條件下蛋白和油脂提取率分別為81.1%和70.9%。

張妍等[27]應(yīng)用超聲波輔助水酶法對菜籽油脂提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化，響應(yīng)參數(shù)被用于優(yōu)化超聲參數(shù)，不同酶作用下的油脂提取率有所不同，同時(shí)不同酶對油脂脂肪酸分布的影響有所差異。選取超聲時(shí)間、溫度和功率作為超聲參數(shù)，研究超聲對細(xì)胞壁破壞的影響，試驗(yàn)以提取油率為指標(biāo)，優(yōu)化獲得了最佳的超聲波參數(shù)。

3 部分最新成果

3.1 植物油料全程低溫制油及精煉技術(shù)

余波[28]針對目前我國油料加工業(yè)長期加工中出現(xiàn)的高溫時(shí)間長、高能耗和過度精煉加工導(dǎo)致的質(zhì)量安全隱患、產(chǎn)品附加值低等問題進(jìn)行研究，不斷創(chuàng)新，最終形成了一套以油剝（殼）、低溫壓制、低溫清洗、物理精煉新技術(shù)和新設(shè)備為核心的低溫油生產(chǎn)全新工藝流程。該過程中溫度始終低于90℃，與傳統(tǒng)工藝相比，設(shè)備投資減少30%以上，生產(chǎn)成本降低30%以上，“三廢”排放量減少超過90%，油料剝殼率超過95%，油菜籽和油茶籽的低溫壓榨率分別降至8%和4%，顯著提高了油品質(zhì)量和低溫壓榨油的產(chǎn)量。研制的“低溫壓榨菜籽油”和“低溫壓榨茶籽油”均達(dá)到三級壓榨菜籽油和二級壓榨茶籽油的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，富含維生素E、甾醇、多酚等營養(yǎng)成分，菜籽粕蛋白質(zhì)含量大于46%。

3.2 植物蛋白系列產(chǎn)品制備技術(shù)

張文宇[29]通過使用瓊脂復(fù)配制備了優(yōu)異性能的菜籽蛋白質(zhì)薄膜，探索了油菜籽蛋白的提取工藝和最佳的成膜條件。采用酸提堿沉法提取菜籽蛋白，建立了菜籽蛋白結(jié)合色素顯色的方法確定菜籽蛋白的含量，并初步探討了其在包裝領(lǐng)域的應(yīng)用。

3.3 深色油脂脫色技術(shù)

目前我國市場上銷售的菜籽油是通過壓榨或浸出獲得毛油，然后對其進(jìn)行精煉而獲得的。油料作物在一定溫度下烘烤后，美拉德（Mailard）反應(yīng)使原料中含有的蛋白質(zhì)和糖相互作用，這種非酶促褐變反應(yīng)使油具有一定的香氣，并且加深了油色[30]。然而，美拉德反應(yīng)也產(chǎn)生了一些有益和不利于人類健康的產(chǎn)物，目前國內(nèi)許多使用該方法生產(chǎn)的菜籽油雖然更香，但是其負(fù)面影響是高溫烘烤導(dǎo)致油變暗、苯并芘含量增加。針對這種情況，劉培林[31]采用烤箱模擬焙烤加熱預(yù)處理油菜籽，研究油菜籽壓榨過程中產(chǎn)生的濃縮菜籽油。該過程首先清洗去除油菜籽原料的雜質(zhì)，壓碎、去皮，烘烤油菜籽仁，然后加水調(diào)制油菜籽仁進(jìn)行榨油，研究不同烘烤條件對壓榨油的質(zhì)量和營養(yǎng)產(chǎn)生的影響，分析菜籽油中脂肪酸和苯并芘的含量，為優(yōu)化生產(chǎn)條件和大規(guī)模生產(chǎn)提供了理論和依據(jù)。

4 結(jié)論

我國油脂生產(chǎn)長期傾向追求油脂淺色澤、低酸值和高煙點(diǎn)，加工過程中出現(xiàn)溫度過高和加工助劑用量過量等問題，造成油脂營養(yǎng)品質(zhì)下降、資源利用率偏低、能耗增加、生產(chǎn)成本過高和環(huán)境污染嚴(yán)重等。

未來植物油會朝著以下方向繼續(xù)探索：植物油料全程低溫制油及精煉技術(shù)、高純度卵磷脂提取技術(shù)、高純度天然維生素E及其單體的制備技術(shù)、廢棄油脂及油脂精煉制備生物柴油技術(shù)、油脂吸附脫酸精煉技術(shù)、低反式酸固體油脂制備技術(shù)、萃取脫酸精煉技術(shù)、改良型磷脂維生素強(qiáng)化動物能量添加劑等。

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