燕麦油的开发与利用2.doc

第一章 绪论1.1 引言燕麦，学名为Avena sativa L，一般分为带稃型皮燕麦和裸粒型裸燕麦两大类[1]裸燕麦在我国别名很多，如莜麦、玉麦、燕麦和铃铛麦等燕麦是一种重要粮食和饲料作物，是世界性栽培作物，主要集中产区在北半球温带地区，主产国有俄罗斯、加拿大、美国、澳大利亚、德国、芬兰及中国等我国燕麦主产区为内蒙古、河北、吉林、山西、陕西、青海和甘肃等地，云、贵、川、藏也有小面积种植，其中以内蒙古种植面积最大，约占全国总面积35% 以上[2]在世界八大粮食作物总产量排名中，燕麦居第五位[3]燕麦是世界上一种重要的农作物,传统上主要作动物饲料用目前，食用燕麦在营养价值上主要是作为膳食纤维源，具有降低胆固醇功能，而且其蛋白质平衡[4]燕麦不属于油料作物,但在与玉米、小麦、大米等谷类比较中，它的脂肪含量极为突出，平均值为6.3% ,居谷物之首，远远高于小麦(1.3%)、粳米（0.7%）以及小米（1.7%）的含量[5]因此，燕麦油脂的加工已成为燕麦深加工的一个重要组成部分 1.2 燕麦油的组成及营养成分燕麦脂肪的含量约为3～10%，90% 的燕麦脂肪含量超过了5%，主要分布在胚乳中燕麦中脂肪的含量主要取决于其遗传性状、环境因素及测定方法。

燕麦油脂中的成分主要分为甘油三酯、游离脂肪酸、磷脂、糖脂和甾醇酯等几类[6]表1.1）表1.1 燕麦脂肪的主要组成成分（%）三甘油酯游离脂肪酸磷脂糖脂甾醇酯极性结合脂质来源72.910.117美国64.2～85.02.8～7.26.6～17.26.9～11.20.1～0.6加拿大(9个品种)32.4～50.62.0～11.07.1～12.110.9～11.914～28加拿大(9个品种)43.1～56.4784.0～10.5211.6～26105.8～9.692.1～420.2～34.2美国（2个品种）芬兰78～793～4芬兰燕麦脂肪酸为优质脂肪酸，主要脂肪酸为棕榈酸、油酸和亚油酸，占总脂肪酸含量95%以上脂肪酸中棕榈酸含量为13～26%，硬脂酸为1～3，油酸为22～47，亚油酸为25～52%，亚麻酸为1～3此外，燕麦油中还含有月桂酸、棕榈油酸、花生四烯酸、二十碳不饱和脂肪酸及痕量的木蜡酸和神经酸[7]燕麦油中不饱和脂肪酸含量约为80%，主要为油酸和亚油酸油酸为单不饱和脂肪酸，较多不饱和脂肪酸有更高的氧化稳定性，具有降血糖、调节血脂、降低胆固醇等作用，可有效防止动脉硬化[8]亚油酸为多不饱和脂肪酸，可以改善脂类代谢，降低血浆中胆固醇和甘油三酯的浓度；可以调控基因表达和脂肪细胞的分化；作为细胞膜磷脂的重要成分，具有维持细胞膜的功能，还能增强人体免疫力，保证动物机体健康；此外，还能对血液产生影响，具有降低心血管病、炎症、 肿瘤的发生率等功能[9]。

经常食用燕麦油, 可预防心脏病、癌症、降血压、防止动脉硬化等燕麦油中还含有多酚、甾醇、内源性的维生素E前体等多种抗氧化物质，这些抗氧化物质可以在体外表达，有些也可以在体内表达它们不仅可以抑制燕麦油的氧化酸败，延长燕麦油的储存稳定性[10]，还可以清除自由基，抗氧化，延缓衰老等功效燕麦油中的卵磷脂具有预防脂肪肝、保护心脏、促进大脑发育、提高记忆力、消除青春痘、预防老年痴呆症等功能可见，燕麦油具有较高的营养价值1.3 燕麦油的应用燕麦油中含有较多的糖脂组分，这些组分可作为食品添加剂、化妆品和药物运载体研究表明，分提的燕麦油脂产品中含有大量的糖脂，在40份棕榈油，58份水，和2份燕麦油组成的体系中，糖脂同分提棕榈油混合时具有极好地乳化性当这种乳化剂（6.25%）同低脂酸奶酪混合时能明显增强食品的安全性[4]燕麦精制油可作为化妆品和面部保养剂和乳化剂传统溶剂法得到的燕麦粗有中含有约81% 的不饱和脂肪酸，1% 的不皂化物和8% 的游离脂肪酸燕麦粗油经特殊的精炼工艺可以的到品质较好的燕麦精制油，可广泛应用于化妆品中[11]燕麦脂质中的半乳糖脂二半乳糖基二酰甘油(DGDG)是燕麦极性脂质组分中主要成分,DGDG可产生局部乳化油，DGDG具有增强保湿作用，加拿大某公司用超临界浸出制备燕麦油的商业产品，用于面部保护剂工业。

燕麦油天然抗氧化性在保持这些产品的稳定性中起着非常重要的作用[12]如果经济条件允许，燕麦油可作为食用油它具有良好的脂肪酸组成，较好的稳定性和温和的气味当高油型燕麦作物大量种植时，从燕麦中制取和加工油脂的成本将降低在发展燕麦产品（脱脂燕麦粉及其组分）市场中，制取燕麦油是必须的，将来燕麦油脂有可能取代传统油脂用于食品1.4燕麦油脂的提取方法1.4.1植物油脂的提取方法 植物油脂提取方法有机械压榨法，浸出法、水代法、索氏抽提法、超临界二氧化碳提取等方法1）机械压榨法机械压榨法是利用机械外力的挤压作用，将油料中油脂提取出来的方法，也称压榨法制油[13]压榨法制油是一种古老而实用的制油技术早在5000年以前，古代劳动人民已经懂得用挤压籽仁的方法获得油脂用于压榨法制油的机械主要有液压榨油机和螺旋榨油机两种液压榨油机虽然具有结构简单、动力消耗小等优点，但由于存在着饼残油率较高、生产能力小、间歇性生产，以及压榨周期长、操作麻烦、劳动强度大等缺陷，已逐渐被连续式螺旋压榨机所取代目前液压式榨油机主要用于偏远的山村，以及电力比较缺乏的地区，但对于一些特殊的油料而言，如油棕果、油橄榄、可可仁等，液压式榨油机也有着其他榨油机不可替代的优势[14]。

机械法虽然是一种古老的制油方法，其制油过程存在着根本的缺点，即出油率低，饼中残油率高，油和饼的损耗大，而且油饼的利用受到高温热处理影响食用品质的限制，生产过程相对动力消耗较大，但它工艺简单灵活、适应性强， 因而此法依然广泛应用于小批量、多品种或特种油料的加工，尤其对于高油分油料之预榨一浸出工艺，有着广阔的应用前景此外，压榨油风味独到，无溶剂残留，是深受消费者青睐之绿色食品一旦热处理技术改善后的压榨工艺和高效大型设备投入工业化生产，机械法制油必定会有其强大的生命力和市场份额例2）浸出法　 浸出法是一种较先进的制油方法，它是应用固液萃取的原理，选用某种能够溶解油脂的有机溶剂，经过对油料的接触（浸泡或喷淋），使油料中油脂被萃取出来的一种方法，多采用预榨饼后再浸提 　　 在我国，采用直接浸出或预压榨浸出工艺的植物油脂每年超过800万吨，这些油几乎全部使用的是6号溶剂油，其主要成分为六碳的烷烃和环烷烃，沸点在60～90℃（发达国家用的工业己烷，沸点在66.2～68.1℃）由于6号溶剂油是从石油中提炼的的产品，而今石油能源短缺，市场价格居高不下，而且剩余的高沸点溶剂对饼粕食用卫生安全质量有影响，因此人们不得不考虑开发替代溶剂。

目前国内已经有人开始丙烷、丁烷等作为溶剂提取小麦胚芽油的研究，这种方法适合一些特种油脂的分离提取，油脂中有效成分不被破坏，所得的蛋白粕可以用于深加工，有很好的发展前景还有进行油料生胚挤压膨化后直接进行浸出制油的研究，生坯挤压膨化后，多孔性增加，酶类被钝化，溶剂对料层的渗透比和排泄性都大为改善，浸出速率提高，混合油浓度增大，浸出毛油品质提高，出油率大大提高国外生胚膨化浸出工艺已广泛应用，我国对这一技术的研究和应用也有了较大的进展 　　 浸出法具有出油率高，粕中残油率低，劳动强度低，生产效率高，粕中蛋白质变性程度小，质量较好，容易实现大规模生产和生产自动化等优点其缺点为浸提出来的毛油含非油物质较多，色泽较深，质量较差，且浸出所用溶剂易燃易爆，而且具有一定毒性，生产的安全性差以及会造成油脂中溶剂的残留 （3） 水代法水代法就是把热水(90℃以上，用量1：[2～2.5])加到磨成浆状的料浆中，使蛋白质微粒吸水膨胀，并借助两者的密度差，采用震荡方式进行油脂分离的方法，即所谓“水代油法”该方法是利用油料中非油成分和水的亲和力不同，从而将油脂和亲水性的蛋白质、碳水化合物等分离水代法适用于高含油物料，如花生、杏仁、芝麻、核桃等等，典型产品为小磨香油，其历史悠久[15]。

张鑫等人[16]通过对浓香花生小磨油工艺的研究，生产出了既可烹饪又可凉拌菜肴的高档花生小磨香油，利用气质联用对其香味成分进行了分析，发现其与普通花生油和芝麻小磨香油的香味成分有着相当的差别，可以作为鉴别浓香花生小磨香油参考郭炎强[17]对水代法生产葵花籽香油进行了研究，以葵花籽为原料，采用葵花籽磨酱加工设备用水代法生产葵花籽的香油产品不饱和脂肪酸含量高、品质优良，可供凉拌菜肴和烹饪水代法优点在于安全可靠，工艺简单，易于操作，油脂制品风味保持良好，但是水代法出油率较低、分离较困难，并且其操作方式一直停留在间歇式手工操作或半机械化之落后状态，没有实现生产连续化、规模化[18]4）索氏抽提法索氏提取法测定脂肪含量是普遍采用的经典方法，是国标的方法之一，也是美国AOAC(Association of Official Analytical Chemists，政府农业化学家协会)中920.39、960.391]脂肪含量的测定方法(半连续溶剂萃取法)随着科学技术的发展，该法也在不断地改进和完善，如目前已有改进的直滴式抽提法和脂肪自动测定仪法[19]索氏提取法适用于脂类含量高、结合态的脂类含量较少、能烘干磨细、不易吸湿结块的样品的测定。

食品中的游离脂肪酸一般都能直接被乙醚、石油醚、正己烷等有机溶剂抽提，而结合态的脂肪不能直接被乙醚、石油醚提取，需要在一定的条件下进行水解处理，使之转变为游离脂肪酸后方能提取，故索氏提取法测得的只是游离态脂肪酸，而结合态脂肪测不出来此法提取的脂溶性物质为脂肪类物质的混合物，除含有游离态脂肪酸外还含有磷脂、色素、树脂、固醇、芳香油等醚溶性物质因此，用索氏提取法测得的脂肪也称为粗脂肪[19]此法是经典方法，对大多数样品结果比较可靠，但费时间，溶剂用量大，且需专门的索氏抽提器5）超临界二氧化碳萃取法 超临界流体(SCF)是指处于超过物质本身的临界温度和临界压力状态时流体，物质的临界状态是指其气态和液态共存的一种边缘状态，在此状态中，液态的密度与其饱和蒸汽的密度相同，因而界面消失[20]超临界流体密度接近于液体，黏度和扩散系数接近于气体，具有良好的溶解性能和传递特性，且在临界点附近，流体的这种特性受压力和温度变化的影响更为显著因此，人们可利用控制压力、温度的变化来实现摹取和分离的过程超临界流体萃取技术(SCFE或SFE)正是利用了超临界流体这一特性目前，超临界流体萃取技术作为一种新型的分离技术，已被人们所公认，并且迅速渗透到化学工程、生物工程、食品工程、材料工程、精细化工和环境保护等领域。

实验和工业中常采用C02作超临界流体萃取的溶剂，即超临界二氧化碳萃取法(SFE—CO2)由于C02作溶剂时，溶剂来源丰富、使用安全、萃取选择性好、产品油和粕的质量有保证1.4.2燕麦油提取的研究现状 燕麦油的提取目前主要为溶剂提取和超临界二氧化碳提取，此外，还有索氏抽提等方法任清等人[21]用石油醚浸提法提取燕麦麸皮中的燕麦油，研究了料液比、浸提温度、浸提时间对燕麦油提取的影响，并进行正交试验，优化提取工艺，得到了燕麦油最佳的提取参数 申伟浩等人[22]对燕麦油的超临界CO2萃取条件进行了研究，分析了不同萃取温度，萃取压力，夹带剂对萃取率的影响通过正交设计对萃取条件进行了优化，得到了最佳的工艺条件何文兵等[23]用超临界CO2流体萃取技术从燕麦麸皮中萃取燕麦麸油，研究燕麦油的提取工艺。