花椒籽油的提取工艺研究进展

2013年第4期江苏调味副食品总第135期
花椒籽油的提取工艺研究进展
牛晓娜
(陕西理工学院化工学院，陕西汉中723001)
摘要：花椒籽粒是花椒果皮中的主要副产物，是一种优良的木本油料资源。

花椒籽油作为小品种的特种油料，其开发利用的前景十分可观。

为了得到高品质的花椒籽油，必须对花椒籽油的提取工艺进行不断的完善。

近年来，我国的花椒种植面积与产量都大幅度增加，寻求新型、高效的提油工艺显得迫在眉睫。

关键词：花椒籽油；提取工艺；研究进展
中图分类号：TS224文献标志码：A文章编号：1006—8481(2013)04—0027—04
花椒(Z ant hoxyl um B ungea num)为芸香科多年生落叶灌木或小乔木，高3—7m，在我国已有两千多年的栽培历史，其叶、果皮及籽粒中，均含有大量的芳香成分及精油，是我国传统的“八大调味品”之一。

据报道，全世界共有250多种花椒品种，而我国拥有29种14变种…，主要产地在陕西(韩城)、四川、山东、山西、河南、河北等。

花椒籽粒是花椒的主要副产物，产量占花椒果实的一半，其籽油在诸多工业中已显示出了巨大的应用价值，是一种优良的木本油料资源。

因此，探讨花椒籽油的高效提取技术就十分必要。

本文就花椒籽油的提取工艺及其研究进展进行了简单综述，以期为花椒籽的综合开发与利用提供理论参考。

1花椒籽油的主要成分及应用
1．1主要成分
花椒籽含有27％一31％的花椒籽油，且出油率达到20％～25％，高于大豆、棉籽。

花椒籽油由棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸及未见报道的十七碳烯酸组成；其脂肪酸成分中，90％以上为不饱和脂肪酸，其中a．亚麻酸(精制油)的含量可达33．4％；此外，花椒籽油还富含C a、M g、Fe、Zn、Sr、M n等人体必需的矿物元素旧J。

1．2花椒籽油的应用
花椒籽油富含多不饱和脂肪酸，因此可以直接开发为食用油或作为调和油的多不饱和脂肪酸成
收稿日期：2013—04—12
作者简介：牛晓娜(1991一)，女，陕西理工学院化工学院。

分。

虽然由于花椒籽果实未成熟采摘及暴晒等原因使得花椒籽油色泽深，酸值、蜡值等偏高，难以精炼成符合国家相关标准的食用油，但据报道：利用花椒籽油制备生物柴油的诸多专利已投入生产日o；并且作为一种半干性油，花椒籽油可用来生产涂料、肥皂、磺化油以及润滑油等化工产品；其富含具有“植物黄金”之称的a．亚麻酸已被国际医学界、营养界所公认。

因此花椒籽油常被作为药用制剂、保健食品及饲料加工产品的主要来源H J。

此外，花椒籽油在保健医药、食品等方面也显现出了举足轻重的作用。

花椒仁油具有调节血脂、改善血流变、防止脂质过氧化的作用；并且其皮油可以制成防腐剂、除臭剂和杀虫剂等，也可用于治疗哮喘、牙痛和风湿病等。

2花椒籽油提取工艺研究进展
花椒籽是富含营养且对人体健康有益的花椒副产品。

过去，花椒籽的主要用途是榨油，其适宜的提油工艺为压榨法。

但是用压榨法提取的籽油色泽深、蜡味重、黏稠度大、酸价高，难于精炼，因此已逐渐被淘汰。

近年来，我国的花椒种植面积与产量都大幅度增加，寻求新型、高效的提油工艺显得迫在眉睫。

2．1有机溶剂提取工艺
有机溶剂提取油脂是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
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油料中油脂被萃取出来的一种提取植物油脂的方法。

传统的有机溶剂提取工艺提取率低，资源浪费严重，一定程度上制约了该工艺的推广应用。

近年来，许多研究者对溶剂提取工艺进行了改进。

如张军华等采用了索氏提取工艺，以无水乙醇为萃取剂，结果表明，影响索氏提取花椒籽油的主次因素为：提取温度>提取时间>萃取剂>料液比，且在最佳工艺参数下的产率为20．6％[51。

刘春叶等以石油醚、无水乙醚、正己烷为萃取剂提取韩城大红袍花椒籽油，并用G C—M S对提取的花椒籽油成分进行分析∞J，结果显示：正己烷萃取得花椒籽油的不饱和脂肪酸的含量高于石油醚萃取物中不饱和脂肪酸的含量。

由于花椒籽油的不饱和脂肪酸和脂肪酸主要为亚油酸和亚麻酸，而正己烷的渗透性和溶解性都略高于石油醚，正己烷萃取得花椒籽油的品质优于石油醚所得。

但是，正己烷价格较高，能量消耗较大，不适于实验室的广泛研究。

从经济角度考虑，石油醚是比较好的萃取剂，但石油醚有毒，因此，筛选一种合适的萃取剂是有机溶剂提取工艺的关键。

一方面，花椒籽(尤其是陈花椒籽)皮油的酸值和过氧化值较高，而仁油的酸值和过氧化值不论是陈花椒籽还是鲜花椒籽都比较低；另一方面，花椒籽皮油与仁油的脂肪酸组成有较大的差别。

因此，若采用传统的有机溶剂提取工艺将极大地阻碍花椒籽油的实际应用。

郑旭煦等发明的同种溶剂两步浸提法提取花椒籽皮油、仁油工艺"o，克服了这一缺陷，极大地提高了花椒这一作物的附加值。

2．2微波提取工艺
微波提取工艺具有设备简单、适用范围广、高效、快速、污染小、节省溶剂等特点，越来越受到国内外众多科研工作者的关注。

李霞等采用微波辅助提取花椒籽油，发现在以无水乙醇为萃取溶剂、微波功率为400W、萃取时间为3．5m i n、料液比为1：7的最佳条件下，花椒籽油的产率为18．68％，并且将该油添加到花生油中进行抗氧化性能测定后发现，花椒籽油具有明显的抗氧化性能旧o；张丽等对比了超临界C O，提取、索氏提取、超声波提取和微波提取等工艺，研究表明，微波萃取所用的时间远远低于其他萃取工艺，是超波提取的1／60，是索氏提取的1／120，这在一定程度上大大提高了提取效率‘9【。

在微波加热早期，油脂和酶解接触后反应加一28一快，使得游离脂肪酸含量增加。

在加热过程中，适当升高温度时，电磁波把能量直接传播到花椒颗粒内部，会使花椒籽油在溶剂中的溶解度增大；但超过一定温度后，由于花椒籽油微波发热，导致受热氧化损失，从而使提取率降低。

因此，在微波萃取花椒籽油时应严格控制好温度。

2．3水相酶解有机溶剂提取工艺
水相酶解有机溶剂提取工艺作为一种新型提取工艺，以其独特的优势广泛地应用于大豆、花生、油菜籽等诸多油脂的提取工业中¨…。

但是，对于花椒籽油这类特殊的油脂，其酶解分离后仅能获得少量油及大量乳状液，难以将花椒籽中酶解液的油脂提取出来，而利用有机溶剂与花椒籽油中脂肪酸的相溶性，可以很好地将酶解液中的有效成分提取出来，得到品质较好的毛油，且具有很好的实际应用价值。

吴瑁婷等采用水相酶解有机溶剂提取工艺，对花椒籽酶解液分离工艺进行改进后，对顶坛花椒得油率的影响条件进行了深人分析与探讨。

11I，发现得油率最高的工艺参数：纤维素酶和中性蛋白酶添加量分别为0．5％和7％，固液比为1：5，酶解时间为4h，油脂收率为69．84％。

酶的收率在一定程度上增加了油脂提取回收率。

总体来说，水相酶解有机溶剂萃取的毛油品质较佳，因此，进一步改进酶解能力、提油方法及后期精炼工艺以提高出油量和油质，对花椒籽制油及水酶法工艺研究具有一定的参考价值。

2．4超临界C O，提取工艺
超临界C O，提取工艺具有溶解选择性强，临界温度、压力低，易于与溶质分离等特点；再加上C O：无毒、价廉，使得超临界CO：萃取技术成为30年来发展迅速的一种高新提取、分离技术，其在植物油脂的提取分离上已显示出较强的优势。

欧阳辉等利用响应面法对超临界C O：提取工艺进行优化‘12|，得出了最适条件：提取压力是37M pa、提取温度是45cc、提取时间是65m i n，在此条件下的产率可达19．65％，高于微波辅助萃取花椒籽油得率。

一方面，此工艺提取花椒籽油中萃取压力是影响产率最主要的因素，一定温度下，升高压力有利于提高溶剂的溶解度，使花椒籽中油脂成分的萃取更加完全；另一方面，采用响应面法可以获得比正交试验设计精确度更高的回归方程，即产率更加准确。

吴瑁婷等人对比了超临界C O ，无夹带剂提取和
超临界C O：结合夹带剂提取工艺，其所得花椒籽油在感官和碘值、酸值、皂化值上均具有一定的差别¨3|。

用无水乙醇和乙酸乙酯作为夹带剂在感官上较为接近，并且所得花椒籽油主要成分基本相同，富含亚麻酸、棕酸、亚油酸等，且其不饱和脂肪酸比例高于世界卫生组织和联合国粮农组织提出的膳食脂肪酸。

因此，对花椒籽油脂肪酸可考虑作为补充不饱和脂肪酸的食用油进行开发利用。

但是，其酸值偏高，必须经过进一步精炼后才可以作为食用油开发。

采用超临界C O：萃取花椒籽油可以达到国家色拉油标准，并且在提取过程中不仅能够省去脱蜡和脱色的工序，且从分离器中收集的高浓度游离脂肪酸可直接作为化工产品和生产保健品的原料。

但由于设备、能耗等多因素限制，超临界CO：提取花椒籽油还主要集中在实验室的初级阶段，在实际生产中的应用还是非常有限的。

2．5分子蒸馏提取工艺
分子蒸馏提取工艺是利用混合物组分中不同分子的平均自由程的差异进行分离的，属新型分离技术。

这种工艺克服了常规蒸馏真空度低、操作温度高、受热时间长、分离程度低等缺点，在高沸点、热敏性以及易氧化的天然物质的分离纯化等方面具有广泛的应用，其在油脂的脱酸、脱色等应用中已有多篇报道¨4|。

花椒籽油为高酸值油脂，用传统工艺提取出的籽油过氧化物和酸值都偏高，而且游离脂肪酸比较多，从而影响了油脂的色泽、风味及保质期等。

若采用目前工艺生产中的化学碱炼或物理蒸馏的脱酸方法则有一定的局限性。

采用何种工艺来降低花椒籽油的酸值受到了研究者的广泛关注。

谢静等以花椒籽仁油为原料，采用分子蒸馏设备从花椒籽仁油纯化0[一亚麻酸，纯度可以从39．9％提高到63．9％【15j。

在蒸馏的过程中，操作压力一旦确定，就应该严格控制好温度。

随着蒸馏温度的升高，与轻组分一同蒸馏出去的重组分比例增加，导致产品收率降低；温度过高时，产品易在蒸发面上发生热分解现象，导致产品颜色加深。

因此，控制好温度在蒸馏过程中是相当重要的。

尽管分子蒸馏技术较常规蒸馏技术有很多优点，但对于花椒籽粗油这类特殊的油脂来说，近两年来在这方面的研究报道却很少。

因此，改善加工设备和工艺，尽量减少花椒籽油的酸值、蜡质、色泽，应是今后长期研究的重点。

2．6其他提取工艺
由于花椒籽粗油中游离脂肪酸和蜡值的含量均很高，不经提炼难以食用。

为使精炼花椒籽油的酸值达到国家相近食用油一级标准，提高精炼后的品质，降低生产成本，科研工作者对花椒籽油提取工艺的研究应该不断深入。

胡小军等采用无水乙醇萃取与碱炼脱酸、脱色相结合的精炼工艺与传统工艺(脱胶、脱酸、脱色、脱臭和脱蜡)为对照进行试验¨6’，结果显示：不管是精炼油的得率还是产品中O／．亚麻酸的含量都有显著的提高，并且炼耗酸值比降低了51．03％，多得了花椒籽中19．19％的游离脂肪酸和蜡质产品。

3结语
花椒籽油作为小品种的特种油料，其开发利用的前景十分可观。

为了得到高品质的花椒籽油，必须对花椒籽油的提取工艺不断进行完善。

超临界C O：提取技术具有生产周期短、提取效率高、安全可靠等优点，并且已初步用于工业化生产，相信随着超临界C O：提取技术与产业化结合研究的不断深入，此技术在花椒籽油的提取中将会有较快的发展；传统的有机溶剂提取法，提取时间长，且品质较差；新型的微波提取工艺和分子蒸馏提取工艺虽然具有生产周期短、提取率高等优点，但目前还主要集中在实验室的初级阶段，对其大规模应用还有待于进一步研究；水相酶解有机溶剂提取工艺作为一种新型的提取工艺，因其操作温度低、能耗低、安全可靠等优点，在花椒籽油提取的实际生产应用中逐渐显露出优势。

此外，将几种工艺相结合，可显著改善提取效果，提高提取率，但操作麻烦，有待进行更深入的研究。

同时，在花椒籽油的提取过程中，应不断改进和完善花椒籽皮油和仁油分步制取工艺，确保提取的籽油色泽鲜亮、品质优越。

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