燕麥麩油提取工藝及功能特性的研究范文

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摘要：從燕麥中提取燕麥麩油的工藝有超聲波輔助提取、超聲波-微波協(xié)同提取、超臨界CO2萃取法和復(fù)合溶劑浸提法。燕麥麩油含有質(zhì)量較優(yōu)的脂肪酸，其中棕櫚酸、油酸和亞油酸占燕麥麩油總脂肪酸含量的95%以上，此外燕麥麩油中還有較多的燕麥蒽酰胺、甾醇、維生素E、植酸、酚類等抗氧化活性類的物質(zhì)，這些物質(zhì)具備抑制低密度蛋白氧化、促使活性氧清除等功效。由于具備這些獨(dú)特理化功效特性，使得燕麥麩油在食品行業(yè)、藥用中、高級(jí)護(hù)膚品中顯示出巨大的應(yīng)用潛力。

關(guān)鍵詞：燕麥麩油；提取工藝；功能特性；抗氧化性

燕麥在生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生了大量燕麥麩，燕麥麩中存在質(zhì)量較優(yōu)的脂肪酸、油酸以及亞油酸，因此可利用燕麥麩皮作為生產(chǎn)原料提取燕麥麩油。超聲波協(xié)同提取燕麥麩油的工藝流程具有產(chǎn)率高、安全、環(huán)保、衛(wèi)生等優(yōu)點(diǎn)，且不對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。工業(yè)可利用超臨界CO2萃取燕麥麩油，且提取過程中需要的溫度較低，傳質(zhì)速率較快，提取效率高；生產(chǎn)操作流程簡單，極易分離，產(chǎn)物不含有萃取溶劑等，是一種較為環(huán)保、高效率的工藝，但是生產(chǎn)所需設(shè)備較為昂貴。利用復(fù)合溶劑提取燕麥麩油沒有較高效率的溶劑萃取體系，但是需要的投資成本低，生產(chǎn)流程易操作控制，不需要復(fù)雜的設(shè)備。燕麥麩在降血糖、降血脂、增強(qiáng)人體免疫能力、降低膽固醇、抗氧化、瘦身等方面具有顯著作用，因此越來越多的研究學(xué)者對(duì)燕麥有了更深的研究。燕麥油中的功能性因子含量較為豐富，如：維生素E、植酸、酚類、燕麥蒽酰胺、甾醇等抗氧化活性物質(zhì)，這些抗氧化活性物質(zhì)具有降低血清的功能，對(duì)人類的身體健康起著不可忽視的作用。

1燕麥

燕麥，又名莜麥，別稱油麥、玉麥，燕麥?zhǔn)且活惛叩鞍住⒌椭漠a(chǎn)品，因此廣受人們喜愛[1]。燕麥作為我國年代久遠(yuǎn)的農(nóng)作物之一，也是西北地區(qū)主要的農(nóng)作物[2]。在中醫(yī)學(xué)中：燕麥味苦、性干，可治虛汗，對(duì)多種疾病都起到預(yù)防作用。科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，燕麥中所含的營養(yǎng)物質(zhì)對(duì)人的身體至關(guān)重要，如水溶性膳食纖維、蛋白質(zhì)、脂類等成分[3]。膳食纖維對(duì)改善人的身體狀況有很大的作用，如降低膽固醇、調(diào)理血糖、通便、瘦身、美容保健和抗癌等。近年來，營養(yǎng)學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，膳食纖維對(duì)均衡人體營養(yǎng)，調(diào)理身體各大機(jī)能有很大的影響。膳食纖維被列為“第七大營養(yǎng)素”，可見膳食纖維對(duì)人類的重要性。由于人們的生活節(jié)奏逐漸加快，所以在亞健康狀態(tài)或營養(yǎng)失衡的情況下，導(dǎo)致機(jī)體血糖不正常、糖耐量異常以及高血脂、血黏度升高、便秘等。人們也希望通過合理搭配的飲食習(xí)慣，走出亞健康，走向更健康的生活，所以，這些健康需求為功能性膳食纖維開辟了更好的發(fā)展市場(chǎng)。膳食纖維可以分為水溶性膳食纖維(SDF)和水不溶性膳食纖維(IDF)兩類，水溶性膳食纖維和水不溶性膳食纖維相比較具有更好的生理性能和特性。如高保水，調(diào)節(jié)便秘，使膽固醇含量降低等。燕麥β－葡聚糖按溶解性差異分類屬于可溶性膳食纖維，燕麥β－葡聚糖可以使人體內(nèi)膽固醇和血糖含量降低，具有重要的生理作用，除此外，燕麥麩中約含有16%較易被人體消化吸收的蛋白質(zhì)，且含有的脂肪中約有80%為不飽和脂肪酸，還有含量較多的維生素與礦物質(zhì)資源。燕麥中含有豐富的油脂，同時(shí)燕麥脂肪含量在3.44%～9.65%之間，是谷物中含量最高的品種，其脂肪的主要成分為單不飽和脂肪酸、亞油酸，對(duì)維護(hù)人體機(jī)能有重要作用。降低血清TC具有顯著的作用。因此，在現(xiàn)代生活中，燕麥已經(jīng)越來越引起人們高度的重視。

2燕麥麩油

燕麥可被分為裸燕麥和皮燕麥，屬于營養(yǎng)價(jià)值較高的禾谷類作物。燕麥籽粒中脂質(zhì)含量占谷類作物之首，因此素有“油麥”之稱，脂類含量通常為2%～12%，且90%以上存在于在燕麥麩皮和胚乳中。燕麥的麩皮中含較多的活性多糖、各種酚類化合物以及維生素E等多種生理活性物質(zhì)，這些生物活性物質(zhì)對(duì)人的身體起著至關(guān)重要的作用。燕麥在加工生產(chǎn)中產(chǎn)生了大批量燕麥麩皮（含有70%以上的燕麥營養(yǎng)素[4]），這些麩皮被大量浪費(fèi)，用作價(jià)格低廉的飼料。因此，將燕麥麩作為生產(chǎn)原料來提取燕麥麩油，不但具備獨(dú)特理化特性，還可以更有效提高燕麥的利用價(jià)值。燕麥麩油含有高級(jí)脂肪酸，棕櫚酸、油酸和亞油酸占總脂肪酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的95%以上[5]，其中不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在80%左右，不僅是優(yōu)良的保健品，而且在美容護(hù)膚、身體保健方面具有獨(dú)特的功效[6]。燕麥麩油具有降低血脂、血壓、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、清除機(jī)體自由基、延緩衰老等功能[7]。同時(shí)燕麥麩油中還含有大量豐富維生素E、植酸、酚類、甾醇等抗氧化活性物質(zhì)，可以抑制低密度蛋白氧化、加快活性氧清除等功能。由于燕麥麩油的生理功能特性，在食品行業(yè)、護(hù)膚品應(yīng)用、藥物中展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用潛力。深入研究提取燕麥麩油的工藝，可以為燕麥麩油的生產(chǎn)實(shí)踐提供一定的技術(shù)參考。

3燕麥麩油提取工藝

3.1超聲波輔助提取燕麥麩油超聲波輔助提取燕麥麩油具有提取效率高、安全、衛(wèi)生等優(yōu)點(diǎn)[8]。內(nèi)蒙古大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院孫雪茹采用單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)優(yōu)化提取工藝，將燕麥麩磨粉與一定配比的正己烷和乙醇放入超聲波發(fā)生器中提取，提取后進(jìn)行離心，得到燕麥麩油。在單因素實(shí)驗(yàn)中，通過控制超聲溫度、超聲波功率、提取時(shí)間和正己烷與無水乙醇之間的配比這四個(gè)變量，來優(yōu)化燕麥麩油的工藝提取方法，最終得到最佳提取工藝條件。實(shí)驗(yàn)得到最佳提取工藝條件為超聲波功率400W、超聲溫度57℃、提取時(shí)間49min、正己烷與無水乙醇體積比72∶28，燕麥麩油在此條件下的提取率為96.25%。在實(shí)驗(yàn)中，燕麥麩油對(duì)•OH、O2-、DPPH•清除能力都隨著質(zhì)量濃度的降低而逐漸減小，可證明燕麥麩油具有較強(qiáng)的體外抗氧化活性。

3.2超聲波微波協(xié)同輔助提取燕麥麩油超聲波微波協(xié)同輔助提取燕麥麩油的工藝與超聲波輔助提取工藝大致相同，儀器采用超聲波微波協(xié)同提取，微波可以快速加熱溶劑和固體原料混合物，加速目標(biāo)物從原料中進(jìn)入溶劑相。將一定重量的燕麥麩粉與己烷混勻（質(zhì)量比為1∶10）后放入超聲波-微波聯(lián)合發(fā)生裝置，進(jìn)行提取，條件根據(jù)單因素試驗(yàn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，提取后進(jìn)行測(cè)定。根據(jù)預(yù)處理試驗(yàn)，通過將超聲波功率、提取時(shí)間、己烷濃度三個(gè)變量作為因素及其水平，在做單因素試驗(yàn)時(shí)，每次試驗(yàn)固定其中3個(gè)因素，讓第4個(gè)因素分別處于5個(gè)水平進(jìn)行本組實(shí)驗(yàn)，依次測(cè)定各個(gè)因素對(duì)提取燕麥麩油得率的影響，通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)得到采用超聲波微波協(xié)同提取工藝提取效率更高。

3.3超臨界CO2萃取燕麥麩油低溫條件下制油技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)較為成熟，超臨界流體萃取工藝已經(jīng)開發(fā)使用了30多年，形成了相對(duì)成熟的技術(shù)，且超臨界萃取工藝也越來越受到重視[9]。實(shí)驗(yàn)利用超臨界CO2萃取技術(shù)，采用燕麥麩皮為主要生產(chǎn)原料提取燕麥麩油，將燕麥先清理除雜去石后用微型植物粉碎機(jī)進(jìn)行磨碎，然后經(jīng)過過篩處理，得到燕麥麩皮，取麩皮的20目篩下物，40目篩上物，在烘箱中干燥到含水量在4%以下，稱取粉碎后的物料裝入萃取容器中，設(shè)置適宜的萃取條件，在萃取器中經(jīng)過減壓、加熱處理后，將萃取物在分離釜中分離，收集燕麥麩油。超臨界萃取主要通過萃取溫度、萃取壓力、萃取時(shí)間來影響提取率。通過正交試驗(yàn)確定了在萃取壓力為0MPa，萃取溫度40℃，萃取時(shí)間2h的條件下，是萃取燕麥麩油的最佳工藝條件。實(shí)驗(yàn)可得在此工藝條件下提取燕麥麩油得率為5.45%，且相比米糠油的理化指標(biāo)較高。超臨界CO2萃取產(chǎn)品中無溶劑殘留等，是一種清潔、高效環(huán)保的工藝。同時(shí)，超臨界CO2萃取燕麥麩油為功能性油脂的開發(fā)利用提供新的途徑和方法，該工藝為工業(yè)生產(chǎn)中的運(yùn)用提供需要的技術(shù)參數(shù)。

3.4復(fù)合溶劑提取燕麥麩油溶劑浸提法由于沒有較為成熟的萃取燕麥脂質(zhì)的溶劑體系。目前，在工業(yè)中，廣泛采用乙醇和正己烷為主的復(fù)合溶劑提取燕麥麩油，復(fù)合溶劑之間的協(xié)同作用與單一溶劑提取相比，大大提高了油脂的浸出率[10]。實(shí)驗(yàn)選用正己烷和乙醇溶劑，主要研究溶劑配比、液料比、提取時(shí)間和提取溫度四個(gè)因素對(duì)燕麥麩油得率的影響。將一定量的燕麥麩加入混合溶劑，再經(jīng)過離心，取上層清液，在40℃真空旋轉(zhuǎn)下蒸發(fā)除去溶劑來提取燕麥麩油。在單因素實(shí)驗(yàn)時(shí)，溶劑的配比、提取溫度與時(shí)間是影響該工藝的主要因素。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過控制溶劑配比、液料比、提取時(shí)間和提取溫度四個(gè)單因素，采用正交表進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)從而得出最佳工藝條件。試驗(yàn)結(jié)果顯示，燕麥麩油在（體積比）正己烷∶乙醇＝1∶1、液料比8∶1、提取時(shí)間2h、提取溫度50℃的浸提條件下為最佳工藝；在此工藝下提取燕麥麩油達(dá)7.08%。

4燕麥麩油功能特性的研究進(jìn)展

4.1燕麥麩油抗氧化性對(duì)香腸的影響香腸是一種深受消費(fèi)者青睞的食品，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，消費(fèi)量也在逐年增加。由于香腸含有脂質(zhì)會(huì)產(chǎn)生酸敗現(xiàn)象，導(dǎo)致口味、營養(yǎng)價(jià)值的直接下降，甚至?xí)l(fā)生腐敗以及變質(zhì)現(xiàn)象。延長其保質(zhì)期具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。燕麥麩油中含有8.5%的油脂，除此之外，燕麥麩油還含有較多抗氧化物質(zhì)———酚酸類，可作為食品中的天然抗氧化劑。將燕麥麩油加進(jìn)香腸中不僅可以避免香腸出現(xiàn)氧化酸敗的情況，同時(shí)燕麥麩油中含有類黃酮、維生素E等，加入香腸中又具備保健功用，具有良好的應(yīng)用前景。在肉餡中按照一定比例的量加入燕麥麩油，然后按照標(biāo)準(zhǔn)加工香腸的工藝流程制作。實(shí)驗(yàn)過程中添加燕麥麩油對(duì)香腸感官質(zhì)量影響不明顯，口感、風(fēng)味、組織狀態(tài)、彈性各指標(biāo)均差距不大；而且，燕麥麩油的添加量不同所制得的不同產(chǎn)品感官品質(zhì)也無顯著差異。添加3%~6%的燕麥麩油可使香腸風(fēng)味更佳。且當(dāng)加入燕麥麩油的量在6%以上能使香腸明顯降低酸敗現(xiàn)象，增加香腸的抗氧化性能，因此，燕麥麩油在香腸的抗氧化性方面有重要的使用價(jià)值。

4.2燕麥麩油對(duì)大鼠血脂與血糖的影響血脂異常是導(dǎo)致心血管疾病發(fā)生的最主要因素，預(yù)防血脂異常能夠降低人體心血管疾病發(fā)生率，對(duì)身體健康有著很大的意義[11-12]。研究表明，血脂水平異常，包括高TC、高TG、低密度脂蛋白(LDL)增高、高密度脂蛋白(HDL)降低都與不穩(wěn)定型心絞痛、急性心肌梗死及高血壓等疾病的發(fā)生有著密切的關(guān)系。近年來，人們對(duì)降低血脂、預(yù)防心血管疾病發(fā)生的健康飲食需求迫切，對(duì)各種新型食品的研究開發(fā)和利用逐漸增加。大量研究表明，適量攝入單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸可以降低血清的TC和LDL，從而降低了心血管疾病的發(fā)生。燕麥麩油來源于燕麥的麩糠部分，是米胚和米糠中所含的油脂。前期研究工作表明，燕麥麩油脂肪中硬脂酸含量為2.15%，油酸含量為36.25%，亞油酸為30.51%，亞麻酸為14.92%，還有相當(dāng)含量的VE及氨基丁酸。燕麥麩油與橄欖油等其他食用油類相比，含有等量甚至更多的不飽和脂肪酸和更少的飽和脂肪酸。內(nèi)蒙古大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心用60只雄性wistar小鼠做實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)燕麥麩油氧化穩(wěn)定性特點(diǎn)的觀察，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)性高脂血癥大鼠的血脂和血糖研究，為燕麥麩油的合理利用提供科學(xué)的參考依據(jù)。試驗(yàn)中選擇正常的小鼠，均養(yǎng)到高血脂水平，在實(shí)驗(yàn)創(chuàng)建高脂模型大鼠成功后，通過模型組與燕麥麩油3個(gè)劑量組的比較得到，燕麥麩油和橄欖油都對(duì)試驗(yàn)大鼠的血清TG、TC和LDL有降低作用，而對(duì)HDL有升高作用，對(duì)血糖無明顯影響。因此，燕麥麩油能夠調(diào)理血脂，改善人類身體狀況，且價(jià)格低廉，有較好發(fā)展前景。

5結(jié)語及展望

燕麥麩的生產(chǎn)量較大，如果僅作為飼料使用，降低了燕麥麩的附加值，研究燕麥麩油的提取工藝流程，為以后燕麥的生產(chǎn)實(shí)踐做了一定的參考。且燕麥經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，值得開發(fā)與利用。同時(shí)試驗(yàn)中通過控制單因素試驗(yàn)確定提取燕麥麩油最佳工藝條件，從而更好地提高了燕麥麩油的提取率，有效提高了燕麥麩的利用價(jià)值。燕麥麩中有較高含量的纖維素和維生素，在食品、藥用、飼料以及原料、釀酒方面等有很廣泛的應(yīng)用等。由于燕麥中含有抗氧化活性物質(zhì)[13]，因而在降血糖、降低血脂、增強(qiáng)人體免疫能力、降低膽固醇、抗氧化、瘦身等方面具有顯著作用。后續(xù)可以對(duì)燕麥麩油的成分繼續(xù)分析，對(duì)醫(yī)學(xué)以及食品行業(yè)都有很大的幫助，在日后研究中，可將燕麥麩油添加到化妝品原料中，具有防曬，防紫外線、抗氧化，延緩皮膚衰老等功能。燕麥麩油中的不飽和脂肪酸，可以加快皮膚對(duì)護(hù)膚品的吸收能力使護(hù)膚品得到更有效地利用，增加皮膚的彈性，具有保濕潤滑等作用。也可通過提取燕麥麩油中的具體成分深入研究其抗氧化活性，并與其它品種油比較，為進(jìn)一步開發(fā)使用燕麥麩油作參考，提高燕麥的附加值。

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作者：師園園；史海慧；譚秀環(huán)；劉靜雪 單位：吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院食品工程學(xué)院