蒙古扁桃油脂的提取方法与流程

本发明涉及植物油提取技术领域，具体是蒙古扁桃油脂的提取方法。

背景技术：

能源安全、生态安全和食品安全是关乎国泰民安的重大而紧迫的现实问题。全球性环境问题日益突出之际，可替代污染严重的煤炭、石油等矿质能源的可再生生物质能源引起人们的高度关注。同时，目前，我国60％的能源，60％的食用油依赖进口，对我国能源安全、食品安全构成严重威胁。而作为我国荒漠区优势种的蒙古扁桃与这些现实问题息息相关。

蒙古扁桃(prunusmongolicamaxim.)是阿拉善荒漠区特有种，主要分布于我国阿拉善、鄂尔多斯、乌海和巴音淖尔等荒漠区和荒漠草原区。蒙古扁桃是生态型和经济型兼有的优良乡土树种。在生态上，蒙古扁桃是阿拉善荒漠区的优势种，是这些荒漠区的水土保持植物和景观植物，对该地区生态稳定发挥着极其重要的作用。在经济价值上，蒙古扁桃种仁代郁李仁入药。据《本草纲目》记载，郁李仁甘苦而润，其性降，故能下气利水。中医四大经典著作之一的《神农本草经》中曰：郁李仁主大腹水肿，面目、四肢浮肿，利小便水道。现代医学研究表明，蒙古扁桃种仁提取物对肝纤维化大鼠肝脏具有良好的保护作用，能显著降低高脂血症大鼠的血脂水平和抵抗脂质过氧化，并且能降低发生心血管疾病的危险性和对肝脏起到一定的保护作用(吴桐等，2016)。蒙古扁桃药材不同提取物对高脂血症大鼠血脂、脂质过氧化和肝功能具有良好的治疗效果(吴培赛等，2015；赵云山等，2017)。作为中药处方药成分之一，蒙古扁桃具有治疗小儿支气管炎(中国专利，cn106362019a)，习惯性便秘(中国专利，cn105853649a)，清肺化痰(中国专利，cn103800650a)，慢性支气管炎(中国专利，cn106511732a)，鼻旁窦支气管综合征(中国专利，cn105796830a)，红斑型天疱疮(中国专利，cn105709110a)，清肺化痰(中国专利，cn105596700a)，淤血蓄结型子宫肌瘤(中国专利，cn104324330a)，气血郁结型脑瘤(中国专利，cn104547381a)，慢性肾衰竭(中国专利，cn104984124a)，胃炎(中国专利，cn104825612a)，小儿反复呼吸道感染(中国专利，cn103041256a)，小儿发热高烧呼吸道感染(中国专利，cn103041257a)等多种药物功效。

蒙古扁桃还是荒漠区少有的油料树种，其种仁含油量高达40％～54％，属于油脂含量高的树种。蒙古扁桃油脂色泽金黄，清澈透明，具有特有的油脂香气。含有包括ω-3和ω-6多不饱和功能性脂肪酸在内的16种不同种类的脂肪酸，脂肪酸总不饱和度达98.16％，高于被誉为“液体黄金”的橄榄油不饱和脂肪酸含量。其中，单不饱和脂肪酸油酸含量达65.95％，属于ω-6多不饱和脂肪酸的亚油酸量达29.97％，属于ω-3多不饱和脂肪酸的α-亚麻酸含量为0.018％。

过高的膳食脂肪摄入可以促进肥胖、冠心病、糖尿病和肿瘤等慢性疾病的发生，因而膳食中脂肪的摄入状况一直是西方国家关注的问题。在我国，随着居民膳食结构的改变，膳食脂肪摄入量、食物来源及脂肪酸的组成也发生相应的变化。随着人们对膳食营养认识的深入，膳食脂肪中的多不饱和脂肪酸，尤其是ω-3(ω-3-polyunsaturatedfattyacid，ω-3-pufa)和ω-6(ω-6-polyunsaturatedfattyacid，ω-3-pufa)多不饱和脂肪酸越来越关注。研究发现，这些多不饱和脂肪酸具有显著的降低血脂、胆固醇，降低癌症风险的功效。thorsdottir等(2004)人证实膳食中的ω-6∶ω-3比值高低与一些高发疾病息息相关，如：比值过高时，易患糖尿病、冠心病、乳腺癌、结肠癌和前列腺癌等疾病，此时补充亚油酸和亚麻酸可以缓解这些症状。研究表明(2012)，两者摄入量存在最佳比值，当比值ω-6∶ω-3比值为4～6∶1时，人体能够发挥最大潜力的免疫作用。世界卫生组织(worldhealthorganization，who)和联合国粮农组织(foodandagricultureorganizationoftheunitednations，fao)规定的膳食中两者的比值更为宽泛，为5～10∶1。我国内针对国人的各方因素认为ω-6∶ω-3比值为4～6∶1最适合中国人的身体健康(中国营养学会，2006)。然而，目前我国大宗食用油葵花油、花生油、菜籽油、大豆油、油菜油的ω-3和ω-6多不饱和脂肪酸含量偏低，尤其是其ω-6与ω-3比值不理想。而木本植物油脂脂肪酸不仅不饱和度高，而且富含不同药效成分，越来越受到市场的青睐。

由于木本油料植物抗逆性强，不占用耕地，可一次种植多年收获；而且种子含油率高，营养丰富，无污染，大多数种类有天然的抗癌、抗血管硬化等保健作用，是集油、果、药、材、绿化、观赏、防护、水土保持为一体的多功能树种，被广泛关注，已经被一些发展中国家大力开发作为生物柴油的原料来源。我国尚有近1×10⁸hm²宜林荒山荒地、盐碱地、沙地以及矿山、油田复垦地等不适宜农耕的土地，大都适宜培育特定的能源林油料树种。鉴于发展木本油料植物资源的重要战略意义，国务院办公厅2015年发布的《关于加快木本油料产业发展的意见》及2016年中央一号文件中都特别强调发展木本油料植物资源的紧迫性与重要性。

蒙古扁桃油脂富含维生素e、黄酮类物质、苦杏仁苷等活性成分，氧化稳定性极强，有望开发成新型“功能性食用油脂”。目前将蒙古扁桃油开发利用研究未见报道。

油脂提取工艺是油料植物，尤其是稀缺野生植物油脂资源开发和加工过程中的瓶颈因素。目前广泛被研究与应用的制油工艺主要有：热压榨法、冷压榨法、有机溶剂浸出法、超临界萃取法、水代法及水酶法等。

压榨法(expression)是借助机械外力作用，将油脂从油料中压榨出来的传统提油方法，分为热榨法和冷榨法。热榨法中将油料进行破碎、蒸炒、挤压，促使油脂分离，是国内植物油脂提取的普遍采用的方法。冷榨法是在较低温度下通过压榨制取食用油脂的技术。压榨法的其优点是适合各种植物油的提取，工艺操作简单，生产比较安全，适合不同植物油脂的提取加工。缺点是油率低、劳动强度大、生产效率低，在热榨豆粕蛋白质易变性，油脂中活性分成容易失活等，其工业应用受限，不利于企业的长远发展，尤其对小规模特种油脂的制备不太适合。

浸出法(solventextraction)是利用固液萃取的原理，通过有机溶剂对油料浸泡或回流使油料中油脂萃取的技术，主要有混合溶剂浸提、混合油负压蒸发、闪蒸脱溶浸提、液化气体浸出、浸提-精炼一体化技术、超临界气体浸提、膨化浸提7种方法，是目前国际上公认的较先进的生产工艺。其优点是劳动强度低、出油率高，质量较好，蛋白质变性程度小，可以大规模生产。缺点是提取时间长、效率低、溶剂损耗大、提取的油脂色泽较深，油脂中易有溶剂残留，生产安全性差，难以满足油脂工业对高品质油脂的要求。目前在发达的国家和地区，浸出法制油工艺占到整个制油能力的90％以上，浸出法制油工艺已占整个制油能力的80％以上。

压榨法和有机溶剂浸出法等传统的植物油提取方法虽然具有较高的得油率，但在压榨或浸出之前大多数油料需进行蒸炒或烘烤的热处理，使油料蛋白高度变性，从而破坏其细胞结构，达到有利的出油条件。不仅步骤较多，设备复杂，更主要的是油料提油后蛋白严重变性而利用困难，造成很大的资源浪费。

近年来为减低生产成本，提高生产效率，提高油脂提取效率，减少对油脂有效成分的破坏，提高产品质量，而涌现出了一些新的油脂提取工艺和技术。

水酶法(aqueousenzymaticextraction)是随着生物酶工业工程技术的发展而涌现出的新型油脂提取工艺。该法借助酶的特异性降解作用将油料种籽细胞结构破坏，使油脂释放出来，以此达到提高出油率的目的。与传统的压榨法、有机溶剂浸出法相比，其工艺简单，设备要求低，避免了高温对活性成分的破坏及有机溶剂的残留，使得油脂品质更好，具有绿色、安全、营养的优点。

为同时利用油料的油脂和蛋白质，sugarman1956年首创了水提取植物油的方法。在此基础上，1981年olsen将蛋白酶应用到大豆油和蛋白质的水法分离中，以酶降解蛋白质分子以释放油脂，从而使大豆油水提法的得率接近60％。王超等利用水酶法研究表明，在alcalase2.0l蛋白酶用量为0.02ml/g、固液比1∶6(m∶v)、55℃，ph8.0，水解4h条件下，油茶油脂提取率可达为78.25％；sajidlatif等(2009)研究发现水酶法所得油中的维生素e含量高，且清除自由基及抑制亚油酸过氧化效果也优于有机溶剂浸提法。杨辉等(2012)比较压榨法、有机溶剂浸出法、超临界萃取法、水酶法及水代法所提取的茶油，结果表明水酶法与水代法提取的茶油具有茶油固有的清香，色泽浅黄，澄清透明，其酸价及过氧化值都比传统方法更低，品质优于其他方法提取的茶油，符合国家一级食用标准(表1)。

表1不同提取方法制备的茶油品质比较

水酶法作为正在研究与完善的制油工艺其发展迅猛。水酶法制油技术的研究和推广应用在我国起步较晚，但发展也较快。目前在杏仁油、水飞蓟种仁油、花生油、油菜籽油、菜籽油提取中应用水酶法工艺研究，取得较为满意的效果。

酶作用效果与油料细胞化学组成特点及采用的工艺有关。易建华等研究了中性蛋白酶、中温淀粉酶、果胶酶和纤维素酶单独使用和两种复配使用、3种复配使用对核桃仁总油和清油提取率的影响。结果显示，蛋白酶对清油提取率效果最好，纤维素酶作用次之；两种酶复配使用时，蛋白酶和纤维素酶复配清油提取率可达40％以上，淀粉酶与纤维素酶复配效果也较好；3种酶复配使用时，蛋白酶、纤维素酶与果胶酶的复配效果最好，淀粉酶、蛋白酶与纤维素酶的复配效果次之；但对清油提取率提高作用不大。目前，水酶法制油工艺的油脂得率与传统工艺相比还有一定差距，最大的难点在于乳化油和清油的分离。乳状液是一种复杂的流体，其性质与乳状液液滴间的相互作用及液滴的性质有关。在水酶法提油工艺中，选择合适的破乳技术及几种酶的复合使用是防止或减轻乳化现象的形成、提高提油率的关键。

开发蒙古扁桃油存在以下问题：

1.蒙古扁桃是油料与药用兼有的野生木本植物资源，有望开发为目前市场上紧缺的功能性食用油。但由于产量有限，需要精细加工。

2.常规压榨法需要高温处理烘烤，容易使活性成分失活；而有机溶剂浸提法大量使用有机溶剂，不仅生产成本高，并且生产安全性差，容易造成环境污染等弊端。水酶法虽然提取条件温和，但对于蛋白质含量高的原料，乳化严重，严重难以分离，提取率不高。

针对以上问题，本发明将水酶法与溶剂浸提法融合成溶剂-水酶法，利用生物酶破坏了原料细胞结构使油脂释放出，并用少量的有机溶剂萃取出油脂，解决了乳化而油水分离困难的难题，大大提高了油脂提取率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供蒙古扁桃油脂的提取方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

蒙古扁桃油脂的提取方法，包括以下步骤：

(1)脱壳：选取蒙古扁桃种子，脱去外壳；

(2)粉碎：将蒙古扁桃种子粉碎至60～80目，然后将粉碎的蒙古扁桃种子按照1∶2.5-3.5料液比置入ph为7.3～7.8的磷酸缓冲溶液中；

(3)添加中性蛋白酶酶制剂：以1∶1.5-2.5料液比加入正己烷，再加入1-1.5％w/w中性蛋白酶酶制剂充分搅拌；

(4)酶降解：在35℃～40℃，不断搅拌酶解1-3h，加热至80℃～90℃、3～5min灭酶活力，停止反应；

(5)油脂萃取：冷却至室温，按1∶1.5-2.5料液比加入正己烷，在75-90℃的温度下萃取40min～50min；

(6)油脂分离：在2000r/min～2400r/min的速度下离心10min～15min，取上清液；

(7)清除有机溶剂：将上清液降压蒸馏清除有机溶剂即得。

作为本发明进一步的方案：步骤(2)中，料液比为1∶3。

作为本发明进一步的方案：步骤(3)中，料液比为1∶2。

作为本发明进一步的方案：步骤(3)中，中性蛋白酶酶制剂的酶活力/u·g^-1：≥60000。

作为本发明进一步的方案：步骤(4)中，酶解时间为2h。

作为本发明进一步的方案：步骤(4)中，酶解ph值为6.5-8。

作为本发明进一步的方案：步骤(4)中，酶解ph值为7。

作为本发明进一步的方案：酶解条件为中性蛋白酶酶制剂添加量为1.25％、酶解温度为40℃、酶解时间为3h、酶解ph值为7.5。

作为本发明进一步的方案：步骤(5)中，萃取温度为85℃。

作为本发明进一步的方案：步骤(5)中，料液比为1∶2。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明将生物酶制剂降解作用与有机溶剂的浸提作用融合应用，简化了传统工艺加热、烘烤等耗能、容易引起活性成分失活的物理加工工艺，降低了生产成本，保存了原料活性成分，大大缩短了提取时间，提高了油脂提取率。

本发明具有以下特点：

1.蒙古扁桃是阿拉善荒漠区建群种，是这些荒漠草原的水土保持植物和景观植物，恢复蒙古扁桃种群是保护荒漠区生态环境的最有效的途径。而增加蒙古扁桃种群经济利用价值是增强农牧民种植蒙古扁桃积极性，恢复蒙古扁桃种群的有效方法。通过种植蒙古扁桃可以达到改善民生与恢复生态环境双赢的目的。

2.蒙古扁桃种仁油脂含量高，且不饱和脂肪酸含量高，含ω-3多不饱和脂肪酸，维生素e，苦杏仁甙等多种生物活性成分，有望开发成高端食用油、高端化妆品等。油脂提取后的下脚料中富含活性蛋白等多种高产值成分，提取利用可延长蒙古扁桃产业链，可以增加蒙古扁桃的产值。溶剂-水酶法提取可以避免常规压榨法、有机溶剂浸提法所用的高温烘炒等物理法对一些活性成分的损失。

3.由于溶剂-水酶法不使用高温处理、不用大量的有机溶剂，提取时间短，对生物活性成分的损失小、提取率相对较高等优点，可视为节能、安全、环保、高效的提取法，并在不同规模生产上适用，适合于小规模野生植物油脂的提取与生产。

4.蒙古扁桃分布区是我国生态最为脆弱的荒漠区，不适合于地下矿产资源的过度开发利用，也由于水源极度短缺，发展农业、工业都要严重受到限制。同时该地区也是经济基础薄弱的少数民族边疆地区，实施党中央的精准脱贫，改善民生的号召有一定难度。木本油料植物资源，尤其是分布于荒漠区野生木本植物资源是关乎国家能源安全、粮食安全及生态安全的重要战略资源。因此，利用当地野生植物资源，发展沙产业、发展经济是适合当地自然环境，并具有巨大发展潜力。

附图说明

图1是不同温度处理对用正己烷索氏提取效果的影响结果图。

图2是酶解前加有机溶剂软化处理对油脂提取效果的影响结果图。

图3是酶解ph对油脂提取率的影响结果图。

图4是酶解时间对油脂提取率的影响结果图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

溶剂-水酶法又称水相酶解有机溶剂萃取法(themethodofaqueousenzymaticorganicsolventextraction)，在该法中油料在水相与酶作用，加入有机溶剂来萃取油脂，然后分离水相与有机相，有机相真空回收溶剂得到油脂。该工艺方法又分两种，一种是有机溶剂在酶解时加入，酶解和萃取是同时进行的；另一种是有机溶剂在酶解结束后加入，与水酶法相似，只是在分离油脂时采用了有机溶剂萃取分离法。有机溶剂的加入，主要使酶解释放出来的油分散于与水不溶的有机相中，以增加取油的效果，同时也使油、蛋白和水(液相)更易于分离。所得油脂质量高，无需精炼或较低成本的精炼就可达到食用油的等级要求，回收的蛋白质纯度较高。水相酶解有机溶剂萃取工艺与水酶法提油工艺相比，由于有机溶剂的存在不仅推动油料释放油脂的过程，从而使油脂更易进入有机相，而且使油分从蛋白及水相中更加容易地分离出来，因而提高了得油率。

丰益(上海)生物技术研发中心有限公司就是利用水相酶解极性有机溶剂提取工艺，采用乙醇为浸提剂同时提取油茶籽仁中的油脂和茶皂素。其实验程序是：取5g干物料，分别添加一定量的不同浓度的极性溶剂水溶液，振荡均匀。调节ph＝5，加入湿物料重量2％的酸性蛋白酶novozym25008，放入恒温水浴摇床中，搅拌速度为150r/min，反应一段时间。在v乙醇∶v水＝1∶2.5，料液比＝：1∶4，反应温度55℃，反应时间1.5h条件下，茶籽油的单次提油率58.9％，3次总提油率为99.82％，同时总粗茶皂素得率39.48％。

而本发明的具体实施例及相关实验如下所述。

实施例1

1.本发明实施例中，蒙古扁桃油脂的提取方法，包括以下步骤：

(1)脱壳：选取蒙古扁桃种子，脱去外壳(内果皮)；

(2)粉碎：将蒙古扁桃种子粉碎至60～80目，然后将粉碎的蒙古扁桃种子按照1∶3料液比置入ph为7.3～7.8的磷酸缓冲溶液中；

(3)添加酶制剂：以1∶2料液比加入正己烷，再加入1.25％w/w中性蛋白酶(solarbio公司，代号：somzd-1，酶活力/u·g^-1：≥60000)酶制剂充分搅拌；

(4)酶降解：在35℃～40℃，不断搅拌酶解1-3h，加热80℃～90℃3～5min灭酶活力，停止反应；

(5)油脂萃取：冷却至室温，按1∶2料液比加入正己烷，在在75-90℃的温度下萃取40min～50min；

(6)油脂分离：在2000r/min～2400r/min离心10min～15min，取上清液；

(7)清除有机溶剂：降压蒸馏清除有机溶剂得到清油；

(8)此时一次性提取率为52.54％。

2.实验条件的优化研究

本实验结果是进行多项单项实验结果正交实验优化所得结果。

请参阅图1，用索氏提取法在不同温度萃取结果如图1。表明在85℃萃取效果最佳，含油率达52.5％。

请参阅图2，酶解前添加有机溶剂使原料软化处理有助于酶与底物的接触，提高酶解效果，使油脂被释放出，从而提高提取率。

从图3中可知，当酶解ph为7时提取率最高，可达47.39％，其次为ph＝7.5。

请参阅图4，酶解时间有1h增加到2h，油脂提取率增加增加7个百分点，但再延长则油脂提取率又下降。

将各项因素综合考虑，进行正交实验，结果如表2所示。

表2中性蛋白酶预处理正交实验结果

在上述中性蛋白酶酶解条件单因素实验基础上，对酶解过程中酶添加量、酶解温度、酶解时间和酶解ph值等4个因素进行l9(34)正交实验，以油脂提取率为平价指标，对溶剂水酶法中性蛋白酶预处理提取进行工艺优化。(正交实验结果如表2)

由表2及进一步方差分析可知，中性蛋白酶酶解四个因素对油脂提取率的影响大小依次为b(酶解温度)＞a(酶添加量)＞d(酶解ph值)＞c(酶解时间)，最优组合为a2b1c2d3，即酶解优化条件为酶添加量为1.25％、酶解温度为40℃、酶解时间为3h、酶解ph值为7.5，在此优化条件下进行验证实验，得到油脂提取率为52.54％。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。