摘 要：研究超声、微波和鼓风干燥3种处理方式对火麻籽榨油的影响。结果表明：微波处理火麻籽油提取率最高，为26.27%;3种处理方式对火麻籽油脂肪酸组成影响很小，火麻籽油中5种含量较高的脂肪酸分别是亚油酸、油酸、α-亚麻酸、棕榈酸和硬脂酸；美拉德反应明显程度是微波处理＞超声处理＞鼓风干燥处理；3种处理方式的火麻籽油α-生育酚含量均有所增加，其中鼓风干燥含量最高，为2.85mg/mL;超声处理提取的火麻籽油OSI值较高，为5.70，氧化稳定性较好，常温下可储存约95d。
关键词：火麻籽油；处理方式；美拉德反应；氧化稳定性
火麻(Cannabis sativa L.subsp.sativa)又名大麻、山丝苗、线麻、胡麻、野麻，桑科，属一年生直立草本，火麻籽富含油脂、蛋白质和微量元素[1]。火麻籽油呈淡黄色或黄绿色半透明状态，具有火麻籽特殊的清香气味，含有大量不饱和脂肪酸、维生素及微量元素，还含有被誉为“植物脑黄金”的α-亚麻酸(ALA)[2-3]。长期食用火麻籽油有助于身体新陈代谢，有润肠效果，利于身体健康；火麻籽油还可有效清除体内毒素，减缓衰老，降低血脂、血压、血糖等，可保持心脑血管健康，是一种非常有利用价值的油脂[4-6]。
火麻籽油传统的提取方法主要有压榨法、溶剂浸出法及两者相结合的方法[7]。耿晶娟等[8]研究了热榨法、冷榨法、不同酶制剂辅助压榨（热榨、冷榨）法、水酶法对火麻籽油的提取率、感官特性、理化特性、营养成分的影响，发现水酶法提取火麻籽油提取率最高且感官特性也最优；冷榨法和水酶法在理化特性方面最优；酶法冷榨法在火麻籽油VE保留方面最优。刘天毅等[9]研究了微波、红外、鼓风干燥等处理对火麻籽油中四氢大麻酚和大麻酚含量变化的影响，发现热处理火麻籽能够有效降低火麻籽油中四氢大麻酚含量，并提高大麻酚含量。
杨湄等[10]研究了微波处理对火麻籽油的品质及抗性的影响，发现采用微波技术处理对火麻籽油的脂肪酸组成没有显著影响，但可增加油中天然维生素E、植物甾醇和多酚含量，提高了油的氧化稳定性和抗氧化活性。本研究分别采用超声、微波及鼓风干燥3种方式处理火麻籽，用压榨法榨油，比较3种处理方式对火麻籽油提取率和品质的影响，并探讨火麻籽油的氧化稳定性，以期为火麻籽开发利用提供理论依据。
1材料与方法
1.1实验材料与试剂
火麻籽，购于广西巴马；乙醚、乙醇、氢氧化钠、异丙醇、硫代硫酸钠、三氯甲烷、冰乙酸、碘化钾、邻苯二氢钾、重铬酸钾、无水硫酸钠、正己烷、冰醋酸、乙酸乙酯、乙腈、甲醇，均为分析纯，天津大茂试剂公司。
1.2设备与仪器
香威SUNZ榨油机，深圳香聚智能有限公司；DK-S26电热恒温水浴锅，上海精宏实验设备有限公司；JP-040S洁盟牌超声波清洗机，深圳市洁盟清洗设备有限公司；DHG-9146A电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司；MAS-ⅡPLUS常压微波合成／萃取反应工作站，上海新仪微波化学科技有限公司；H1850型高速离心机，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；1260InfinityⅡPrime高效液
相色谱仪，安捷伦科技（中国）有限公司；美国OSI-24型油脂氧化测定仪，北京金恒祥仪器有限公司。
1.3火麻籽处理与榨油方法
1.3.1火麻籽处理
超声波处理参照王宇凡等[3]的方法。称取除杂后的火麻籽200g，按质量比1∶1加入去离子水，用超声波清洗机（功率100W，温度40℃)处理40min，再置于70℃烘箱中干燥至水分含量10%以下，干燥后的火麻籽冷却至室温榨油。
微波处理参照刘天毅等[9]的方法，略有修改。称取除杂后的火麻籽200g，用微波设备（功率为700W)处理4min。处理后的火麻籽冷却至室温榨油。
鼓风干燥处理参照刘天毅等[9]的方法，每次取等量除杂后的火麻籽，放在20目的铁丝网框中，用电鼓风干燥箱（温度140℃)干燥60min。处理后的火麻籽冷却至室温榨油。
1.3.2火麻籽油的制取
称取相同量的火麻籽用螺旋榨油机压榨，榨油机温度设置为70℃，收集的火麻籽油用高速离心机（转速4500r/min)离心10min。提取的火麻籽油用棕色瓶罐装，放入冰箱保存。
用未经任何处理的火麻籽榨油（简称对照组）作为对照分析。
1.4指标测定方法
酸价测定按GB5009.229—2016《食品安全国家标准食品中酸价的测定》执行。
过氧化值测定按GB5009.227—2016《食品安全国家标准食品中过氧化值的测定》执行。
色泽测定参照毕日秀等[11]研究方法，采用色彩色差仪测量。非酶褐变指数(BI)按式(1)进行计算L∗、a∗、b∗
5-羟甲基糠醛(HMF)含量测定按房丹等[12]的研究方法，略有修改。从火麻籽油中提取HMF，采用1260高效液相色谱系统检测，通过获取285nm处观察到的峰并与标准品进行比较，进行HMF定量(mg/kg)。
脂肪酸组成测定参考GB5009.168—2016，略有修改。采用归一化法将脂肪酸(FAs)甲酯化为脂肪酸甲酯(FAMEs)，用气相色谱法测定火麻籽油的脂肪酸组成(FAC)。
α-生育酚的测定按GB5009.82—2016《食品安全国家标准食品中维生素A、D、E的测定》执行，流动相为水／甲醇，体积比V（水）∶V（甲醇）=4∶96，流速为0.8mL/min，进样量为10μL。AgilentC30色谱柱(250mm×4.6mm×3μm)设置在20℃，紫外检测波长为294nm，采用外标法测定生育酚浓度。
氧化稳定性的测定参照GB/T21121—2007《动植物油脂氧化稳定性的测定（加速氧化测试）》，略有修改，利用油脂氧化仪将样品加热至110℃，通过测定样品中氧化产物的生成速率来计算OSI值。
1.5数据处理
上述实验均重复进行3次，结果以数据平均值±标准差的形式表示。
2结果与分析
采用鼓风干燥、微波和超声波方式处理火麻籽的榨油情况见表1。
表1 不同处理方式对火麻籽油提取率和理化性质的影响
2.1处理方式对火麻籽油提取率的影响
由表1可知：对照组火麻籽油的提取率为24.43%，经微波、鼓风干燥和超声处理的火麻籽出油率为分别26.27%、25.81%和25.73%，均略高于对照组。盖晴晴等[13]研究发现，油料细胞中的蛋白质、淀粉等成分经过高温处理后会发生改变，且细胞膜渗透性增加，有利于油脂流出，微波和鼓风干燥处理均为热处理，出油率高可能是这个原因；较其他两种处理，微波处理能在一定程度上破坏植物的细胞壁，改变细胞内酶的性质，所以出油率稍高。
2.2处理方式对火麻籽油理化性质的影响
酸价和过氧化值反映了油脂的品质和变质程度。由表1可知：对照组提取的火麻籽油酸价值为0.95mgKOH/g，过氧化值为3.01mmol/kg。鼓风干燥处理后，火麻籽油的酸值明显低于对照组，为0.69mgKOH/g，可能是经鼓风处理的火麻籽水分含量和脂肪酶活性降低，甘油三酯水解减少，所以产生的游离脂肪酸也随之减少，导致酸值降低。微波和超声处理后的酸值分别为1.12和0.88mgKOH/g，与对照组无明显差异。
3种处理方式提取的火麻籽油过氧化值差异不大，其中经微波处理后的火麻籽油过氧化值较高，为3.80mmol/kg，超声和鼓风干燥处理提取的火麻籽油其过氧化值分别为2.38和2.93mmol/kg，均略低于对照组。
对照组火麻籽油的L∗、a∗、b∗值分别为74.48、-6.67、18.79经超声和微波处理的火麻籽油L∗值降低，b∗增加，颜色加深。这一现象与张东等[14]的研究结果相似，可能是处理过程中美拉德反应形成的棕色物质及色素释放共同作用的结果。
2.3处理方式对火麻籽油脂肪酸组成的影响
3种方法处理火麻籽压榨所得的火麻籽油的脂肪酸含量见表2。
由表2可以发现：3种处理方式提取的火麻籽油不饱和脂肪酸含量均达到70%以上，高于常见植物油，因此营养价值较高。火麻籽油脂肪酸含量组成差异较小，说明处理方式对火麻籽油脂肪酸含量影响较小。火麻籽油6种相对含量较高的脂肪酸分别是棕榈酸、油酸、硬脂酸、亚油酸、γ-亚麻酸和α-亚麻酸，亚油酸含量最高，达55%以上。亚油酸是一种必需脂肪酸，娄毛闪等[15]研究认为，亚油酸对调节肠道微生物群，干预肥胖、癌症、炎症和心血管疾病有重要影响。
表2 不同处理方式对火麻籽油中几种主要脂肪酸含量的影响
2.4处理方式对火麻籽油美拉德反应产物的影响
HMF是含糖量高的食物加热后的产物[16]。非酶褐变指数(BI)和HMF是反映美拉德反应程度的两个重要指标。不同处理方式提取的火麻籽油非酶褐变指数(BI)和HMF情况见图1。
图1 不同处理方式提取的火麻籽油美拉德反应产物情况
鼓风干燥处理的火麻籽油HMF含量为3.05ng/mL，与对照组相差不大；超声处理的火麻籽油HMF含量高于对照组，为29.75ng/mL;微波处理火麻籽油HMF含量最高，为92.01ng/mL。微波和鼓风干燥均属于热处理方式，所以较对照组HMF含量均有所增加。而微波处理加热速度较快，与房丹等[11]的研究结论“在温度较高时，美拉德反应剧烈，产生的HMF也越多”基本一致，由于火麻籽中的水分在微波处理过程中散失，所以美拉德反应较重。
与对照组提取的火麻籽油相比，鼓风干燥处理提取的火麻籽油BI指数无显著变化，超声和微波处理提取的火麻籽油非酶褐变指数显著增加。说明经鼓风干燥处理提取的火麻籽油美拉德反应不明显，经微波处理的火麻籽油美拉德反应明显，褐变指数最高。
2.5处理方式对火麻籽油α-生育酚含量的影响
天然维生素E，又称生育酚，主要是指α-，β-，γ-，δ-型4种生育酚。3种处理方式提取的火麻籽油α-生育酚含量情况见表3，对照组α-生育酚含量为1.64mg/mL，最低；超声、微波、鼓风干燥处理的火麻籽油中的α-生育酚含量均超过1.64mg/mL，可能是处理过程中，火麻籽的细胞膜被破坏，榨油时生育酚溶解在油脂中，这与文献[8，16]研究结果基本一致。
2.6处理方式对火麻籽油氧化稳定性的影响
3种处理方式提取的火麻籽油氧化稳定性情况见表3。
表3 处理方式对火麻籽油α-生育酚含量及氧化稳定性的影响
由表3可知，超声处理提取的火麻籽油OSI值为5.70，高于微波处理，而鼓风干燥处理提取的火麻籽油OSI值为2.78，低于对照组的火麻籽油OSI值。
实验表明，对照组的火麻籽油常温下可储存约54d，鼓风干燥处理提取的火麻籽油常温下只能储存47d，氧化稳定性较差，这可能是鼓风干燥处理时，高温时间较长，加速了氧化，导致火麻籽油氧化稳定性降低。超声处理提取的火麻籽油氧化稳定性较高，常温下能储存约95d。
可通过添加抗氧化剂来延长火麻籽油保质期，人工合成的抗氧化剂具有不确定性，有致癌风险，所以最好添加天然抗氧化剂。孟思等[17]研究发现，在火麻籽油中添加0.05%二氢杨梅素亚油酸酯(DMYL3)，可使火麻籽油在冷藏条件下的保质期达到89个月，常温下的保质期能超过20个月。
3结语
研究了火麻籽采用超声、微波、鼓风干燥3种方式处理，压榨法提取火麻籽油的情况。结果表明：3种处理方式均能提高火麻籽油的提取率，处理方式对火麻籽油脂肪酸组成影响较小，微波处理的火麻籽油美拉德反应最为明显，颜色最深，3种处理方式提取的火麻籽油中α-生育酚含量均有所增加，超声处理提取的火麻籽油常温下能储存约95d，氧化稳定性较高。
参考文献
[1]虞剑泉,于修烛,陈兴誉,等.火麻籽及其油的理化性质研究[J].中国油脂,2012,37(4):84-87.
[2]赵新.神奇的火麻油[J].商业文化,2017(26):88.
[3]王宇凡.火麻籽酸浸超声处理与水酶法加工工艺研究[D].无锡:江南大学,2021.
[4]石苗茜.α-亚麻酸改善高血压胰岛素抵抗大鼠血管内皮细胞损伤的作用和机制研究[D].西安:第四军医大学,2014.
[5]谭冰.药食同源火麻仁作用机制研究进展与产品开发[J].黑龙江中医药,2022,51(2):361-363.
[6]罗成舜,李明华.巴马与冲绳长寿群体饮食习惯的相似性分析[J].食品安全导刊,2022,(29):119-121.
[7]DEVI V,KHANAM S.Comparative study of different extraction processes for hemp(Cannabis sativa)seed oil considering physical,chemicaland industrial-scale economic aspects[J].Journal of Cleaner Production,2019,207:645-657.
[8]耿晶娟,舒奕,陶莎,等.不同方法提取火麻籽油的品质分析[J].中国油脂,2015,40(5):45-49.
[9]刘天毅.低四氢大麻酚火麻油的提取及品质评价[D].无锡:江南大学,2017.
[10]杨湄,周琦,郑畅,等.微波处理火麻籽对油的品质及抗氧化活性的影响[J].中国油料作物学报,2016,38(3):379-383.
[11]毕日秀,芦晶,张书文,等.市售褐色酸奶在不同贮藏条件下美拉德反应副产物变化规律[J].食品与发酵工业,2021,47(1):116-124.
[12]房丹,彭志强,刘斯程,等.加工工艺和储存条件对客家娘酒中5-羟甲基糠醛含量的影[J].现代食品,2023,29
[13]盖晴晴.水酶法提取牡丹籽油工艺改进及水相蛋白特性研究[D].无锡:江南大学,2020.
[14]张东,段晓亮,王少甲,等.烘烤对亚麻籽油理化品质?化学组成和抗氧化活性的影响[J/OL].中国食品学报,1-10[2023-12-23]
[15]娄毛闪,于海宁,沈生荣.膳食亚油酸与肠道菌群和慢性代谢性疾病的关系[J].现代医药卫生,2023,39
[16]屈艺凡.5-羟甲基糠醛及其衍生物的定值研究[D].天津:天津理工大学,2023.
[17]孟思.二氢杨梅素的酯化修饰及提高冷榨火麻油的抗氧化性研究[D].沈阳:沈阳师范大学,2021.
文章摘自：徐悦,申晓龙,薛雯雯,等.不同处理方式提取火麻籽油及其稳定性研究[J].粮油科学与工程,2024,38(02):39-42.
