燕麦麸油提取工艺及功能特性的研究范文

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摘要：从燕麦中提取燕麦麸油的工艺有超声波辅助提取、超声波-微波协同提取、超临界CO2萃取法和复合溶剂浸提法。燕麦麸油含有质量较优的脂肪酸，其中棕榈酸、油酸和亚油酸占燕麦麸油总脂肪酸含量的95%以上，此外燕麦麸油中还有较多的燕麦蒽酰胺、甾醇、维生素E、植酸、酚类等抗氧化活性类的物质，这些物质具备抑制低密度蛋白氧化、促使活性氧清除等功效。由于具备这些独特理化功效特性，使得燕麦麸油在食品行业、药用中、高级护肤品中显示出巨大的应用潜力。

关键词：燕麦麸油；提取工艺；功能特性；抗氧化性

燕麦在生产加工过程中产生了大量燕麦麸，燕麦麸中存在质量较优的脂肪酸、油酸以及亚油酸，因此可利用燕麦麸皮作为生产原料提取燕麦麸油。超声波协同提取燕麦麸油的工艺流程具有产率高、安全、环保、卫生等优点，且不对环境产生污染。工业可利用超临界CO2萃取燕麦麸油，且提取过程中需要的温度较低，传质速率较快，提取效率高；生产操作流程简单，极易分离，产物不含有萃取溶剂等，是一种较为环保、高效率的工艺，但是生产所需设备较为昂贵。利用复合溶剂提取燕麦麸油没有较高效率的溶剂萃取体系，但是需要的投资成本低，生产流程易操作控制，不需要复杂的设备。燕麦麸在降血糖、降血脂、增强人体免疫能力、降低胆固醇、抗氧化、瘦身等方面具有显著作用，因此越来越多的研究学者对燕麦有了更深的研究。燕麦油中的功能性因子含量较为丰富，如：维生素E、植酸、酚类、燕麦蒽酰胺、甾醇等抗氧化活性物质，这些抗氧化活性物质具有降低血清的功能，对人类的身体健康起着不可忽视的作用。

1燕麦

燕麦，又名莜麦，别称油麦、玉麦，燕麦是一类高蛋白、低脂的产品，因此广受人们喜爱[1]。燕麦作为我国年代久远的农作物之一，也是西北地区主要的农作物[2]。在中医学中：燕麦味苦、性干，可治虚汗，对多种疾病都起到预防作用。科学研究发现，燕麦中所含的营养物质对人的身体至关重要，如水溶性膳食纤维、蛋白质、脂类等成分[3]。膳食纤维对改善人的身体状况有很大的作用，如降低胆固醇、调理血糖、通便、瘦身、美容保健和抗癌等。近年来，营养学家研究发现，膳食纤维对均衡人体营养，调理身体各大机能有很大的影响。膳食纤维被列为“第七大营养素”，可见膳食纤维对人类的重要性。由于人们的生活节奏逐渐加快，所以在亚健康状态或营养失衡的情况下，导致机体血糖不正常、糖耐量异常以及高血脂、血黏度升高、便秘等。人们也希望通过合理搭配的饮食习惯，走出亚健康，走向更健康的生活，所以，这些健康需求为功能性膳食纤维开辟了更好的发展市场。膳食纤维可以分为水溶性膳食纤维(SDF)和水不溶性膳食纤维(IDF)两类，水溶性膳食纤维和水不溶性膳食纤维相比较具有更好的生理性能和特性。如高保水，调节便秘，使胆固醇含量降低等。燕麦β－葡聚糖按溶解性差异分类属于可溶性膳食纤维，燕麦β－葡聚糖可以使人体内胆固醇和血糖含量降低，具有重要的生理作用，除此外，燕麦麸中约含有16%较易被人体消化吸收的蛋白质，且含有的脂肪中约有80%为不饱和脂肪酸，还有含量较多的维生素与矿物质资源。燕麦中含有丰富的油脂，同时燕麦脂肪含量在3.44%～9.65%之间，是谷物中含量最高的品种，其脂肪的主要成分为单不饱和脂肪酸、亚油酸，对维护人体机能有重要作用。降低血清TC具有显著的作用。因此，在现代生活中，燕麦已经越来越引起人们高度的重视。

2燕麦麸油

燕麦可被分为裸燕麦和皮燕麦，属于营养价值较高的禾谷类作物。燕麦籽粒中脂质含量占谷类作物之首，因此素有“油麦”之称，脂类含量通常为2%～12%，且90%以上存在于在燕麦麸皮和胚乳中。燕麦的麸皮中含较多的活性多糖、各种酚类化合物以及维生素E等多种生理活性物质，这些生物活性物质对人的身体起着至关重要的作用。燕麦在加工生产中产生了大批量燕麦麸皮（含有70%以上的燕麦营养素[4]），这些麸皮被大量浪费，用作价格低廉的饲料。因此，将燕麦麸作为生产原料来提取燕麦麸油，不但具备独特理化特性，还可以更有效提高燕麦的利用价值。燕麦麸油含有高级脂肪酸，棕榈酸、油酸和亚油酸占总脂肪酸的质量分数的95%以上[5]，其中不饱和脂肪酸质量分数在80%左右，不仅是优良的保健品，而且在美容护肤、身体保健方面具有独特的功效[6]。燕麦麸油具有降低血脂、血压、增强机体免疫力、清除机体自由基、延缓衰老等功能[7]。同时燕麦麸油中还含有大量丰富维生素E、植酸、酚类、甾醇等抗氧化活性物质，可以抑制低密度蛋白氧化、加快活性氧清除等功能。由于燕麦麸油的生理功能特性，在食品行业、护肤品应用、药物中展现了巨大的应用潜力。深入研究提取燕麦麸油的工艺，可以为燕麦麸油的生产实践提供一定的技术参考。

3燕麦麸油提取工艺

3.1超声波辅助提取燕麦麸油超声波辅助提取燕麦麸油具有提取效率高、安全、卫生等优点[8]。内蒙古大学生命科学学院孙雪茹采用单因素实验和响应面实验优化提取工艺，将燕麦麸磨粉与一定配比的正己烷和乙醇放入超声波发生器中提取，提取后进行离心，得到燕麦麸油。在单因素实验中，通过控制超声温度、超声波功率、提取时间和正己烷与无水乙醇之间的配比这四个变量，来优化燕麦麸油的工艺提取方法，最终得到最佳提取工艺条件。实验得到最佳提取工艺条件为超声波功率400W、超声温度57℃、提取时间49min、正己烷与无水乙醇体积比72∶28，燕麦麸油在此条件下的提取率为96.25%。在实验中，燕麦麸油对•OH、O2-、DPPH•清除能力都随着质量浓度的降低而逐渐减小，可证明燕麦麸油具有较强的体外抗氧化活性。

3.2超声波微波协同辅助提取燕麦麸油超声波微波协同辅助提取燕麦麸油的工艺与超声波辅助提取工艺大致相同，仪器采用超声波微波协同提取，微波可以快速加热溶剂和固体原料混合物，加速目标物从原料中进入溶剂相。将一定重量的燕麦麸粉与己烷混匀（质量比为1∶10）后放入超声波-微波联合发生装置，进行提取，条件根据单因素试验进行调节，提取后进行测定。根据预处理试验，通过将超声波功率、提取时间、己烷浓度三个变量作为因素及其水平，在做单因素试验时，每次试验固定其中3个因素，让第4个因素分别处于5个水平进行本组实验，依次测定各个因素对提取燕麦麸油得率的影响，通过对比实验得到采用超声波微波协同提取工艺提取效率更高。

3.3超临界CO2萃取燕麦麸油低温条件下制油技术的发展已经较为成熟，超临界流体萃取工艺已经开发使用了30多年，形成了相对成熟的技术，且超临界萃取工艺也越来越受到重视[9]。实验利用超临界CO2萃取技术，采用燕麦麸皮为主要生产原料提取燕麦麸油，将燕麦先清理除杂去石后用微型植物粉碎机进行磨碎，然后经过过筛处理，得到燕麦麸皮，取麸皮的20目筛下物，40目筛上物，在烘箱中干燥到含水量在4%以下，称取粉碎后的物料装入萃取容器中，设置适宜的萃取条件，在萃取器中经过减压、加热处理后，将萃取物在分离釜中分离，收集燕麦麸油。超临界萃取主要通过萃取温度、萃取压力、萃取时间来影响提取率。通过正交试验确定了在萃取压力为0MPa，萃取温度40℃，萃取时间2h的条件下，是萃取燕麦麸油的最佳工艺条件。实验可得在此工艺条件下提取燕麦麸油得率为5.45%，且相比米糠油的理化指标较高。超临界CO2萃取产品中无溶剂残留等，是一种清洁、高效环保的工艺。同时，超临界CO2萃取燕麦麸油为功能性油脂的开发利用提供新的途径和方法，该工艺为工业生产中的运用提供需要的技术参数。

3.4复合溶剂提取燕麦麸油溶剂浸提法由于没有较为成熟的萃取燕麦脂质的溶剂体系。目前，在工业中，广泛采用乙醇和正己烷为主的复合溶剂提取燕麦麸油，复合溶剂之间的协同作用与单一溶剂提取相比，大大提高了油脂的浸出率[10]。实验选用正己烷和乙醇溶剂，主要研究溶剂配比、液料比、提取时间和提取温度四个因素对燕麦麸油得率的影响。将一定量的燕麦麸加入混合溶剂，再经过离心，取上层清液，在40℃真空旋转下蒸发除去溶剂来提取燕麦麸油。在单因素实验时，溶剂的配比、提取温度与时间是影响该工艺的主要因素。在单因素试验的基础上，通过控制溶剂配比、液料比、提取时间和提取温度四个单因素，采用正交表进行正交试验设计从而得出最佳工艺条件。试验结果显示，燕麦麸油在（体积比）正己烷∶乙醇＝1∶1、液料比8∶1、提取时间2h、提取温度50℃的浸提条件下为最佳工艺；在此工艺下提取燕麦麸油达7.08%。

4燕麦麸油功能特性的研究进展

4.1燕麦麸油抗氧化性对香肠的影响香肠是一种深受消费者青睐的食品，随着经济的发展，消费量也在逐年增加。由于香肠含有脂质会产生酸败现象，导致口味、营养价值的直接下降，甚至会发生腐败以及变质现象。延长其保质期具有经济价值。燕麦麸油中含有8.5%的油脂，除此之外，燕麦麸油还含有较多抗氧化物质———酚酸类，可作为食品中的天然抗氧化剂。将燕麦麸油加进香肠中不仅可以避免香肠出现氧化酸败的情况，同时燕麦麸油中含有类黄酮、维生素E等，加入香肠中又具备保健功用，具有良好的应用前景。在肉馅中按照一定比例的量加入燕麦麸油，然后按照标准加工香肠的工艺流程制作。实验过程中添加燕麦麸油对香肠感官质量影响不明显，口感、风味、组织状态、弹性各指标均差距不大；而且，燕麦麸油的添加量不同所制得的不同产品感官品质也无显著差异。添加3%~6%的燕麦麸油可使香肠风味更佳。且当加入燕麦麸油的量在6%以上能使香肠明显降低酸败现象，增加香肠的抗氧化性能，因此，燕麦麸油在香肠的抗氧化性方面有重要的使用价值。

4.2燕麦麸油对大鼠血脂与血糖的影响血脂异常是导致心血管疾病发生的最主要因素，预防血脂异常能够降低人体心血管疾病发生率，对身体健康有着很大的意义[11-12]。研究表明，血脂水平异常，包括高TC、高TG、低密度脂蛋白(LDL)增高、高密度脂蛋白(HDL)降低都与不稳定型心绞痛、急性心肌梗死及高血压等疾病的发生有着密切的关系。近年来，人们对降低血脂、预防心血管疾病发生的健康饮食需求迫切，对各种新型食品的研究开发和利用逐渐增加。大量研究表明，适量摄入单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸可以降低血清的TC和LDL，从而降低了心血管疾病的发生。燕麦麸油来源于燕麦的麸糠部分，是米胚和米糠中所含的油脂。前期研究工作表明，燕麦麸油脂肪中硬脂酸含量为2.15%，油酸含量为36.25%，亚油酸为30.51%，亚麻酸为14.92%，还有相当含量的VE及氨基丁酸。燕麦麸油与橄榄油等其他食用油类相比，含有等量甚至更多的不饱和脂肪酸和更少的饱和脂肪酸。内蒙古大学实验动物中心用60只雄性wistar小鼠做实验，通过对燕麦麸油氧化稳定性特点的观察，以及对实验性高脂血症大鼠的血脂和血糖研究，为燕麦麸油的合理利用提供科学的参考依据。试验中选择正常的小鼠，均养到高血脂水平，在实验创建高脂模型大鼠成功后，通过模型组与燕麦麸油3个剂量组的比较得到，燕麦麸油和橄榄油都对试验大鼠的血清TG、TC和LDL有降低作用，而对HDL有升高作用，对血糖无明显影响。因此，燕麦麸油能够调理血脂，改善人类身体状况，且价格低廉，有较好发展前景。

5结语及展望

燕麦麸的生产量较大，如果仅作为饲料使用，降低了燕麦麸的附加值，研究燕麦麸油的提取工艺流程，为以后燕麦的生产实践做了一定的参考。且燕麦经济实惠，值得开发与利用。同时试验中通过控制单因素试验确定提取燕麦麸油最佳工艺条件，从而更好地提高了燕麦麸油的提取率，有效提高了燕麦麸的利用价值。燕麦麸中有较高含量的纤维素和维生素，在食品、药用、饲料以及原料、酿酒方面等有很广泛的应用等。由于燕麦中含有抗氧化活性物质[13]，因而在降血糖、降低血脂、增强人体免疫能力、降低胆固醇、抗氧化、瘦身等方面具有显著作用。后续可以对燕麦麸油的成分继续分析，对医学以及食品行业都有很大的帮助，在日后研究中，可将燕麦麸油添加到化妆品原料中，具有防晒，防紫外线、抗氧化，延缓皮肤衰老等功能。燕麦麸油中的不饱和脂肪酸，可以加快皮肤对护肤品的吸收能力使护肤品得到更有效地利用，增加皮肤的弹性，具有保湿润滑等作用。也可通过提取燕麦麸油中的具体成分深入研究其抗氧化活性，并与其它品种油比较，为进一步开发使用燕麦麸油作参考，提高燕麦的附加值。

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作者：师园园；史海慧；谭秀环；刘静雪 单位：吉林农业科技学院食品工程学院