陳則華，馮孔龍，劉 飛，何寶文 ，杜 潔，潘妙棠，曹 庸

（1.無限極（中國）有限公司，廣東 廣州 510663；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院/廣東省天然活性物工程技術(shù)研究中心，廣東 廣州 510642；3.廣州綠萃生物科技有限公司，廣東 廣州 510663）

火麻仁是?？浦参锎舐?（Cannabis sativa L.）的干燥成熟種子，是一種典型的藥食同源植物資源［1］。目前研究發(fā)現(xiàn)，火麻仁營養(yǎng)豐富，富含油脂，且火麻仁油含有大量的不飽和脂肪酸如油酸、亞油酸、α-亞麻酸等，其中亞油酸（ω-6）和α-亞麻酸（ω-3）的比值接近3∶1［2］，有降血脂［3］、抗氧化［4-5］、改善記憶［6］等功效，是一種高品質(zhì)的功能性油脂［1］，具有廣泛的食用及藥用價值，符合當前人們對健康飲食的需求，日益受到重視和推崇。在我國，火麻仁的栽培面積和產(chǎn)量位居世界前列，但有關(guān)火麻仁油的研究卻剛剛起步，我國有著豐富的品種資源和廣闊的消費市場，因此，對火麻仁油的研究值得進一步探討，特別是在火麻仁油的制取方面有待深入研究［7］。

目前火麻仁油的提取方法存在出油率和生產(chǎn)效率不高、提取油脂品質(zhì)差等問題，常見的火麻仁油提取方法有溶劑浸出法［8-9］、壓榨法［10-11］、超臨界CO2萃取法［12］以及水酶法［13］等。溶劑浸出法生產(chǎn)安全性差，存在溶劑殘留的弊端；超臨界CO2萃取法存在成本較高、壓力大的不足；水酶法提取時間較長，出油率不高［14］。壓榨法作為一種物理擠壓取油方式，通過擠壓使原料的細胞結(jié)構(gòu)充分破碎，油脂從油料中分離［15］，具有適應(yīng)性強、工藝簡單的特點。其中，熱榨法的油脂香氣較好，顏色較深，出油率較高，容易保存，但脂肪酸經(jīng)高溫處理發(fā)生氧化分解，導(dǎo)致其含量下降，蛋白質(zhì)經(jīng)高溫處理發(fā)生嚴重變性，功能性油脂含量降低［16］；冷壓榨法能提高油脂品質(zhì)，減少油料中熱敏性的成分損失，可以得到高品質(zhì)的油脂［11］。

本研究以廣西和云南兩個產(chǎn)地去殼及帶殼的火麻仁兩種原料，篩選高品質(zhì)高含油率的火麻仁，采用冷壓榨法，以壓榨時間、火麻仁投料量、壓榨溫度和壓榨壓力為單因素進行試驗，研究不同因素對火麻仁油出油率的影響。在單因素研究的基礎(chǔ)上以出油率為測定指標，選擇壓榨溫度、壓榨壓力和火麻仁投料量3因素設(shè)計正交試驗，優(yōu)化火麻仁油壓榨的工藝條件，并對所得油脂進行品質(zhì)質(zhì)量評價，為火麻仁油的制備及質(zhì)量標準提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

廣西巴馬產(chǎn)的火麻仁及脫殼火麻仁購自廣州康圣藥業(yè)有限公司，云南產(chǎn)的火麻仁及脫殼火麻仁購自云南工業(yè)大麻股份有限公司。

試劑：石油醚、無水乙醇、三氯甲烷、冰乙酸、碘化鉀、硫代硫酸鈉、可溶性淀粉、酚酞、氫氧化鉀等均為市售，分析純。

儀器：6YZ-180全自動液壓香油機（鄭州八方機器制造有限公司），索氏提取器，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，電子分析天平，數(shù)顯恒溫水浴鍋，真空干燥箱。

1.2 試驗方法

以廣西巴馬和云南兩個產(chǎn)地去殼及帶殼火麻仁兩種原料的含油率及相應(yīng)壓榨火麻仁油的品質(zhì)，篩選高品質(zhì)高含油率的火麻仁原料，在壓榨時間30 min、壓榨溫度70℃、壓力50 MPa、進料量500 g條件下，考察產(chǎn)地及去殼對出油率及火麻仁油品質(zhì)的影響。

1.2.1 火麻仁壓榨工藝的單因素試驗 （1）壓榨時間對火麻仁油出油率的影響。在壓榨溫度70℃、壓榨壓力50 MPa、投料量500 g條件下，考察不同壓榨時間對火麻仁出油率的影響。

（2）壓榨溫度對火麻仁油出油率的影響。在壓榨時間30 min、壓榨壓力50 MPa、投料量500 g條件下，考察不同壓榨溫度對火麻仁出油率的影響。

（3）壓榨壓力對火麻仁油出油率的影響。在壓榨時間30 min、壓榨溫度70℃、投料量500 g條件下，考察不同壓榨壓力對火麻仁出油率的影響。

（4）投料量對火麻仁油出油率的影響。在壓榨時間30 min、壓榨溫度70℃、壓榨壓力50 MPa條件下，考察不同投料量對火麻仁出油率的影響。

1.2.2 火麻仁壓榨工藝的正交試驗設(shè)計 在單因素試驗的基礎(chǔ)上，選擇壓榨溫度、壓榨壓力和火麻仁投料量3因素設(shè)計正交試驗，以出油率為測定指標，優(yōu)化火麻仁油壓榨的工藝條件。測定最佳條件下所得火麻仁油的色澤、氣味、滋味、透明度、折光指數(shù)、相對密度、水分及揮發(fā)物、不溶性雜質(zhì)、酸價、過氧化值、碘值、皂化值、不皂化值以及脂肪酸組成等指標，作為考察火麻仁油質(zhì)量的標準。

1.3 理化指標分析方法

含油率及渣中殘油率的測定采用索氏提取法，參照標準GB/T 5009.6-2016；氣味、滋味及透明度參照標準GB/T 5525-2008；酸價測定參照標準GB/T 5009.229-2016；過氧化值測定采用滴定法，參照標準GB/T 5009.227-2016；皂化值測定參照標準GB/T 5534-2008。

2 結(jié)果與分析

2.1 火麻仁原料篩選

由表1可知，火麻仁原料含油率及壓榨出油率從高到低依次為廣西去殼＞云南去殼＞廣西帶殼＞云南帶殼，且去殼火麻仁原料含油率及出油率均高于帶殼的，其中廣西去殼火麻仁原料含油率和壓榨出油率最高，分別為56.53%和43.80%，均顯著高于云南產(chǎn)火麻仁，因此以廣西去殼火麻仁適合后續(xù)工藝研究。

表1 火麻仁原料含油率及液壓壓榨出油率（%）

由表2可知，去殼火麻仁壓榨油脂的酸價和過氧化值均顯著低于帶殼火麻仁油。廣西和云南產(chǎn)地的去殼火麻仁油的酸價和過氧化值均無明顯差異，其中酸價分別為1.65、1.68 mg KOH/g，均處于較低水平［17］。由表2及圖1（封三）可知，4種原料液壓壓榨的火麻仁油均為透明的淺黃綠色，嗅覺上均無異味，火麻仁油清淡油香。

綜合考慮原料的含油率和油脂品質(zhì)，廣西巴馬產(chǎn)的去殼火麻仁原料含油率且液壓壓榨出油率最高，其壓榨油脂品質(zhì)最佳，因此后期工藝研究選用廣西巴馬產(chǎn)的去殼火麻仁作為原料。

表2 液壓壓榨火麻仁油品質(zhì)

2.2 單因素試驗

圖2 壓榨時間對火麻仁出油率的影響

2.2.1 壓榨時間對火麻仁出油率的影響 由圖2可知，火麻仁的出油率在0～30 min內(nèi)迅速增加，但在30～60 min時間段內(nèi)，隨著壓榨時間增加出油率增加趨勢變緩，考慮到生產(chǎn)效率，壓榨時間不宜過長，因此，選定壓榨30 min為最佳壓榨時間。

2.2.2 壓榨溫度對火麻仁出油率的影響 由圖3可知，隨著榨取溫度的增加，火麻仁出油率呈上升趨勢，當壓榨溫度為70℃時出油率最高，為40.6%，當壓榨溫度超過70℃時，出油率增加趨勢減緩。壓榨溫度增加，原料加熱，可塑性提高，易于結(jié)合成型，提高出油率，但溫度過高會使油脂中的酸價和過氧化值升高。由于本試驗為冷榨法提取火麻仁油，溫度不能太高，綜合考慮效能、能耗及油品質(zhì)，初步選定壓榨溫度為70℃。

圖3 壓榨溫度對火麻仁出油率的影響

2.2.3 壓榨壓力對火麻仁出油率的影響 由圖4可知，隨壓榨壓力的升高，出油率迅速增加，當壓力超過50 MPa后出油率增加緩慢。綜合考慮經(jīng)濟能耗和設(shè)備安全角度，壓榨壓力過大會導(dǎo)致設(shè)備損耗加快、壽命減短，且高壓的安全隱患會大大增加，因此選定最佳榨取壓力為50 MPa。

圖4 壓榨壓力對火麻仁出油率的影響

2.2.4 投料量對火麻仁出油率的影響 由圖5可知，隨壓榨投料量的增加，出油率先增加，當投料量為500 g時其出油率最高，為43.8%，當投料量超過500 g以后出油率隨著投料量的增大反而減少。綜合考慮出油率和生產(chǎn)效率，選定每次壓榨投料量為500 g。

圖5 液壓壓榨投料量對火麻仁出油率的影響

2.3 正交試驗結(jié)果

依據(jù)單因素試驗結(jié)果，以出油率為測定指標設(shè)計正交試驗，因素水平見表3。由正交試驗結(jié)果（表4）可知，影響火麻仁油出油率的因素大小為C（投料量）＞ B（壓力）＞ A（溫度），液壓榨取火麻仁油工藝的最佳條件為C1B2A2，即投料量為500 g，壓榨壓力為50 MPa，壓榨溫度為70℃，在此條件下火麻仁油的出油率為44.01%。

表3 正交試驗因素和水平

表4 正交試驗結(jié)果

2.4 火麻仁油產(chǎn)品質(zhì)量分析

以廣西巴馬產(chǎn)的去殼火麻仁為原料，在壓榨時間30 min、壓榨溫度70℃、投料量500 g、壓榨壓力50 MPa條件下，獲得的火麻仁油的感官特性和理化特性如表 5所示。本研究采用冷液壓壓榨法，最佳工藝所得的火麻仁油澄清、透明，且具有火麻仁油特有的氣味和滋味，其酸價和過氧化值較低，苯并（α）芘未檢出，均符合國標GB 2716-2018 食用植物油衛(wèi)生標準，表明該工藝可達到國標中食用油脂的質(zhì)量標準。其中折光指數(shù)、相對密度、皂化值和不皂化物等指標與其他食用植物油相似。火麻仁油中不飽和脂肪酸含量較高［18］，總量達88%，其中油酸、亞油酸和亞麻酸含量分別為16.9%、56.75%和14.4%，且亞油酸和亞麻酸的比值即 （Ω-6） ∶ （Ω-3） 為 3.94 ∶ 1，符合目前國際營養(yǎng)公認的比例標準，因此合理開發(fā)火麻仁油，能夠促進飲食的營養(yǎng)平衡。

表5 火麻仁油感官特性和理化特性

3 結(jié)論與討論

火麻仁作為一種重要的油料作物原料，脂肪含量是其質(zhì)量優(yōu)劣的一個重要衡量標準?；鹇樽押土窟_30%～35%，而去殼的火麻仁含油率高達50%以上［19］。本研究以廣西巴馬和云南兩個產(chǎn)地去殼及帶殼的兩種火麻仁原料，發(fā)現(xiàn)廣西巴馬產(chǎn)的去殼火麻仁原料含油率最高、為56.53%，顯著高于廣西帶殼及云南去殼和帶殼的火麻仁原料，且其酸價和過氧化值較低，品質(zhì)較好，非常適合后期壓榨工藝優(yōu)化和高品質(zhì)高穩(wěn)定性的火麻仁油產(chǎn)品開發(fā)。

低溫液壓壓榨法出油率高，工藝簡單，加工成本低且操作方便，適合工業(yè)化生產(chǎn)［20］，并且對油脂的品質(zhì)沒有影響，營養(yǎng)成分保留完整，色澤好且無溶劑殘留。本研究采用低溫液壓壓榨法，通過單因素和正交試驗可得，影響壓榨火麻仁油出油率的主要因素依次為投料量、壓榨壓力、壓榨溫度，并優(yōu)化得到最佳的火麻仁油低溫壓榨工藝：以廣西巴馬產(chǎn)去殼火麻仁為原料，壓榨時間30 min，壓榨溫度為70℃，壓榨壓力50 Mpa，投料量500 g，在此條件下火麻仁的出油率為44.01%。對所獲得的火麻仁油進行質(zhì)量評價發(fā)現(xiàn)，低溫液壓壓榨火麻仁油，出油率較高，油脂品質(zhì)高于油茶籽油等食用植物油，且富含不飽和脂肪酸，具有良好的保健功能，可作為保健食用油開發(fā)利用，具有較高的經(jīng)濟價值。