芝麻油提取方法研究进展

张雅娜，王 辰，刘丽美，马丽媛，刘东琦

(1绥化学院食品与制药工程学院，黑龙江绥化 152061；2大理大学工程学院，云南大理 671003)

芝麻油提取方法研究进展

张雅娜1，王 辰2，刘丽美1，马丽媛1，刘东琦1

(1绥化学院食品与制药工程学院，黑龙江绥化 152061；2大理大学工程学院，云南大理 671003)

综述了芝麻不同的提油工艺，重点介绍了水代法、热榨法、冷榨法、水酶法、超临界流体萃取法、亚临界流体萃取法等方法的研究现状，并对芝麻提油工艺的进一步研究和工业化应用前景进行了展望，并对比总结了不同方法提取的芝麻油的品质。

芝麻油；提取方法；研究进展

我国是芝麻主要的种植和生产大国之一，其产量居世界第一位，在人们日常生活中占有非常重要的地位[1-3]。芝麻有油料作物“皇后”之美誉，属小品种油料作物中的大品种油料，具有极高的营养价值、保健功能和药用价值。芝麻油是WHO公布的三大最佳食用油之一，不仅具有较高的营养价值，还具有药用价值，被列入中国、美国、日本等国药典，因此被称为“油中之王”[2，4]。芝麻油中富含油酸(36.9%～50.5%)和亚油酸(36.9%～49.1%)，对软化血管、降低胆固醇及防止动脉粥样硬化非常有益；还含有维生素E、芝麻素、芝麻酚等抗氧化物质，具有显著延缓衰老的作用[5-9]。

目前，芝麻油的制取方法主要有水代法、机械压榨法、酶法、超/亚临界流体萃取法等。其中，水代法是芝麻油生产的最常见的传统方法，机械压榨法则是工业化生产的主要方法，而酶法、超/亚临界流体萃取法是近年来研究较多的新型提油方法[10]。本文主要阐述了芝麻油提取方法的研究现状以及工业化应用前景，为油脂产业进一步发展提供依据。

1 传统提取方法研究进展

1.1 水代法

水代法是小磨香油的制取方法，属于传统的制油工艺，其加工工艺较为成熟。国内外学者对传统水代法进行了改进，将酶加入其中以提高出油率。张朝阳等[11]向水代法兑浆后的料浆中加入酶，通过单因素试验和正交试验选出最佳酶组合，结果表明，加入酶能有效地提高出油率、降低麻油渣残油率，得到的最佳酶组合为纤维素酶200U/g、碱性蛋白酶2 000U/g、木瓜蛋白酶3 500U/g、中性蛋白酶3 000U/g，此条件下提油率可达88.32%。

除了水代法工艺的改进研究，水代法提取工艺参数对芝麻油品质的影响也有研究。丛珊等[12-13]研究了微波焙炒条件对水代法提取芝麻油的品质及特征风味物质的影响，结果显示，随着微波焙炒时间的延长及焙炒温度的升高，芝麻油的色泽逐渐加深，过氧化值先升高后降低，氧化诱导时间逐渐延长，酸值变化较小，不饱和脂肪酸含量呈现先升高后下降再升高的变化趋势；此外，随着微波焙烤温度的升高，吡嗪类、吡咯类、酚类特征风味物质的含量逐渐增多，而醛类物质的含量则逐渐减少。

水代法虽然是制取芝麻油的传统方法，但对于其他油料油脂的提取也有研究，例如用于核桃油、葵花籽油、油茶籽油、花椒籽油、浙江红花油、茶籽油、杏仁油等的提取。针对水代法提油工艺的研究仍存在如下问题：(1)对于副产物综合利用方面还需进一步深入研究；(2)针对水代法产生的大量油脚如何处理以获得较高的经济效益，如何在获得高提油率、高品质油脂的前提下，同步获得高附加值的蛋白质等问题上，还需研究者们进一步对水代法工艺进行改进；(3)目前水代法多数仍停留在小作坊加工中，对于如何实现大规模的工业化生产也是亟待解决的问题。因此，对于解决上述问题，应进一步改进水代法提油工艺并深入开展精深加工，加大资源综合利用的研发力度，延长芝麻油加工产业链，创造更高的经济效益；应进一步加强对水代法生产设备的改造和研发，实现大规模、自动化连续化程度高且高效率工业化生产，发展绿色、环保、安全的油脂生产工艺；同时应深入研究水代法提油的机理，以推进油脂工业的快速发展。

1.2 热榨法

热榨法是油脂工业化生产中主要的提油方法之一。近些年，对于热榨法在芝麻油制取方面的研究较少，主要是对热榨芝麻油的品质进行研究。刘玉兰等[3]研究了冷榨法和热榨法对芝麻油和芝麻饼粕品质的影响，结果显示，冷榨芝麻油的酸价、过氧化值、色泽等均明显优于热榨芝麻油的质量指标。李园等[14]对不同工艺提取芝麻蛋白的功能特性进行了研究，结果表明，冷榨芝麻粕提取蛋白功能性优于热榨法提取的蛋白功能性。Rostami等[15]采用响应面法优化工业芝麻油的提取过程，测定了不同提取阶段压榨芝麻饼粕的残油量，结果表明，当加热温度为75℃，输出种子水分为6.3%～6.5%时，可获得高产量、高质量的芝麻油，且残油最少。对于热榨法制取其他油料(如花生、油茶籽、亚麻籽、苦杏仁、菜籽等)的油脂其品质特性也有研究。由于热榨法生产的芝麻油，其香味和口感不如传统的水代法生产的芝麻油，且颜色略深，因此，对于如何进行热榨法的工艺改造，还需要进一步的研究。

2 新兴提取方法研究进展

2.1 水酶法

水酶法是近年来新兴的一种环保提油技术，油脂科学界将水酶法提油技术称为“一种油料资源的全利用技术”。国内外最早利用水酶法技术进行提油的油料是大豆，目前，对于水酶法技术在提取大豆油方面的研究较多，而在提取芝麻油方面的研究较少。Latif等[16]研究了水酶法提取芝麻油和蛋白，对比了5种酶(Protex 7L、Alcalase 2.4L、Viscozyme L、Natuzyme和Kemzyme)对芝麻油和芝麻蛋白回收率的影响，结果表明，采用Alcalase 2.4L进行提取可获得高产量芝麻油，而采用Protex 7L进行提取可获得高产蛋白。卫莉[17]研究了水酶法提取芝麻油的工艺参数以及芝麻蛋白的功能特性。结果表明，最佳提取条件为复合果胶酶2.5%、纤维素酶2.5%、木瓜蛋白酶2%、反应时间4h、温度55℃、料液比1∶ 2、出油率83.16%。李娜[18]深入研究了水酶法同步提取芝麻油和蛋白工艺，该工艺在水剂法的基础上，再加入复合纤维素酶破坏芝麻细胞壁，结果表明，酶解后芝麻油和蛋白质得率在水剂提取的基础上约提高10%。占俊峰[19]对水酶法提取樟树籽油和芝麻油的工艺进行了研究，结果表明，微波辅助水酶法提取芝麻油的最佳条件是固液比1∶ 6.5、pH 4.5条件下，将64%芝麻浆料用功率为400W的微波连续照射15s后，再加入剩余的36%的新鲜芝麻和20mg/g的木瓜蛋白酶，在55℃、260r/min条件下恒温振荡酶解3.5h、4 000r/min离心分离，清油提取率可达80%。王维茜等[20]研究了水酶法提取芝麻油的工艺参数，结果表明，碱性蛋白酶是提取芝麻油的最佳酶制剂，其最佳反应条件是酶解温度55℃、液料比5∶ 1、酶解时间120min、pH 8.5。在此条件下，芝麻油得率可以达到69.33%。

目前，对于水酶法技术在提取芝麻油方面的研究，主要是酶解工艺的研究，一直处于工艺的研究探索阶段，但对于原料的预处理工艺、乳状液的破乳工艺、副产物综合利用方面以及水酶法提取的芝麻油和蛋白的理化性质、加工特性，水酶法提取的芝麻油精炼工艺等方面研究甚少。因此，需要更加深入而广泛的研究，为芝麻油提取技术的开发奠定基础，同时如何将水酶法技术推进大规模的产业发展也是今后的努力方向。然而，水酶法技术仍存在着一定的问题，如对于水酶法用水量大、酶成本高的问题，如何解决水和酶的循环使用问题，对于水酶法产品标准的制定问题，对于水酶法技术相关设备的改造、开发及创新如何实现，对于能否实现多种产品高效高质量低成本同步生产等问题亟待解决。

2.2 冷榨法

针对芝麻冷榨制油技术国内外已有研究。在国外，Bemesson和Batgale等[21-22]对螺旋冷榨机出油率进行了研究，探讨了冷榨机参数和油料特性对出油率的影响，确定了合理的工作参数。近几年国内冷榨技术在引进和创新的前提下，取得了较大的研究进展。钟雪玲等[23]对芝麻脱皮冷榨工艺条件进行研究，结果表明，芝麻湿法脱皮最佳工艺条件为加碱量为1.5%，碱液浸泡温度为60℃，通过单因素和正交试验得出冷榨法生产芝麻油和蛋白的最佳条件为入榨水分9%、压榨温度65℃、压榨次数5次、榨轴转速30r/min，此条件下芝麻饼残油为14.73%、芝麻蛋白NSI值为7.39%。王亚东等[24]利用响应面法对脱皮芝麻冷榨制油调质工艺条件进行了优化，得出最佳调质工艺条件为原料水分9%、调质温度60℃、调质时间56min，此条件下冷榨芝麻饼残留为15.66%。魏东[1]对低温压榨芝麻油工艺进行了研究，确定的最佳工艺条件为芝麻粉碎粒度20目、压榨温度50℃、压力40MPa，在此条件下芝麻油的提取率为43.46%，获得的芝麻油含有丰富的抗氧化成分，不含苯并芘，理化指标和氧化稳定性好于普通芝麻油。

近些年，国内外对于冷榨设备的开发也有研究。魏鹏飞[25]针对芝麻压榨特性研究了双螺杆压榨结构，介绍了此压榨结构的主要参数设计过程，计算了单个螺距长度上的榨膛容积，并利用三维设计软件对榨螺轴进行了建模与虚拟装配，最终实现了榨螺在芯轴上较精确的定位。结果表明，该压榨机生产能力能够达到额定产量的86%以上，芝麻饼粕残油量达8%以下，比同生产能力的单螺杆压榨机节能20%左右。

冷榨工艺由于其出油率低，难以得到广泛的应用，因此，对于如何解决冷榨出油率低、生产成本高等问题，值得进一步深入研究，以提高冷榨提油技术的应用。冷榨制油技术在我国的推广应用较为成功，但对于芝麻油的冷榨工业化生产还需要开展大量的研究工作，同时应加大对冷榨设备的开发力度。冷榨后的饼粕中存在着生物活性物质及抗营养物质，其中如何脱除抗营养物质的研究较少，应该加强此方面的研究；此外对于芝麻饼粕中有效成分的提取仍处于实验室实验阶段，应深入并加快开展冷榨饼粕的综合利用，努力研发出新型芝麻产品，延长芝麻加工产业链，促进芝麻产业的发展。目前，对于脱皮冷榨芝麻油及芝麻蛋白的相关国家或行业标准尚无制定，因此，应加快对其相关标准的制定。

2.3 超临界CO2流体萃取法

超临界CO2流体萃取法是一种新工艺，其无毒、高效、绿色，在植物油制取方面得到广泛应用。由于超临界萃取法成本较高，该方法一般用于特种油料油脂的萃取，且已经有工业化产品，如野生山茶籽油、亚麻籽油、米糠油等。此外，超临界萃取法还应用于精油的提取，也已工业化，如生姜精油、茉莉精油、月见草精油、当归精油等，而应用于大宗油料油脂的提取较少。毛瑞家等[26]研究了超临界CO2萃取黑芝麻和脱皮白芝麻的最佳工艺条件，得出在最佳工艺条件下油脂的萃取率分别为87.7%、95.3%，并得出超临界CO2萃取的芝麻毛油品质明显优于压榨法和浸出法制取的毛油。肖杨等[27]利用含夹带剂超临界CO2萃取芝麻油，得到优化的萃取工艺条件为萃取温度45℃、萃取压力30MPa、萃取时间180min、萃取剂CO2流量10kg/h。Döker等[28]采用超临界CO2萃取芝麻油，研究压力、温度、超临界CO2流量、粒度对提取率的影响，结果表明，在温度50℃、压力350Pa、流量2mL/min、粒度300～600μm时，最大提油率为85%。M.P.Corso等[29]采用压缩丙烷和超临界CO2作为溶剂萃取芝麻油，结果表明，丙烷萃取较超临界CO2萃取快，因此，相比于CO2，丙烷是植物油更好的溶剂。超临界CO2流体萃取法也存在着一定的缺陷，如设备制作较难、操作压力较大、难实现大规模工业化生产等，还需要进一步的研究和改进。

2.4 亚临界流体萃取法

亚临界流体萃取法是继超临界流体萃取法之后新诞生的一种技术。目前，国内对于亚临界萃取芝麻油已有研究，而国外却很少对亚临界提取芝麻油进行研究，因此，亚临界法萃取芝麻油有非常广阔的研究空间。在国内，王倩[30]采用响应面优化了亚临界萃取芝麻油的工艺参数，得出最佳工艺条件为萃取次数5次、萃取温度50℃、料液比1∶ 3∶ 3，在此条件下芝麻油的出油率为50.15%、萃取率为96.52%。刘日斌等[31]对芝麻油亚临界流体低温萃取工艺及品质进行研究，通过单因素和正交试验对亚临界丁烷萃取芝麻油的工艺参数进行了优化，得到最佳工艺条件为萃取次数6次、温度50℃、萃取时间30min、料液比1∶ 4，未脱皮芝麻油得率可达95.56%，脱皮芝麻油得率为95.33%。刘日斌等[32]采用亚临界丁烷萃取芝麻油，通过单因素和正交试验优化得到萃取最佳条件为萃取次数6次、萃取时间30 min、料液比1∶ 3.0，在此条件下芝麻油萃取率达98.57%，所得芝麻油品质好，质量指标达到国家一级成品芝麻油标准。M.P.Corso[29]将芝麻在35℃条件下烘干至含水量为2.1%，再粉碎至0.72mm，在压力12MPa、温度60℃、萃取时间55min的条件下进行亚临界丙烷萃取，结果显示，芝麻油得率为34.1%、饼粕蛋白含量为34%、饼粕残油率为0.352%。对于亚临界法萃取芝麻油技术还处于摸索和探究阶段，且所用萃取剂仍属于有机溶剂，因此，还需要更为广泛而深入的研究。

2.5 其他方法

除上述四种制取芝麻油的方法外，还有学者研究了其他方法进行芝麻油的提取。Sarkis等[33]利用脉冲电场和高压放电技术作为预处理应用于芝麻油的提取中。侯利霞等[34]研究了超声条件对芝麻油提取的影响，结果表明，最佳的提取工艺参数为超声功率600W、液料比0.8(mL/g)、提取时间15min，提取率可达88.28%。李娜等[35]对碱提法提取芝麻油进行了研究，芝麻不经炒籽直接进行碱提，结果显示，芝麻油提取率达81%，且芝麻油的各项质量指标均较好，达到了国家一级油标准。浸出法是传统提油方法的一种，但近些年对于芝麻油的提取研究较少。刘玉兰等[36]研究了对水代法芝麻渣进行油脂浸出的最佳工艺条件以及所得芝麻油的质量指标，得出最佳工艺条件为入浸料水分含量为11%、浸出次数7次、浸出温度55℃、浸出时间90min、液料比为1.4∶ 1(w/w)，得到的芝麻油除酸价稍高于芝麻油国家标准中原油酸价的要求外，其他指标符合国标要求。

3 不同提取方法的对比

目前，针对不同工艺提取的芝麻油，其品质特性的对比研究已有较多的报道。不同方法制取的芝麻油，其品质特性和氧化稳定性均有差异。一般水代法和热榨法制备芝麻油，都需要对芝麻进行高温焙炒预处理，浸出法在精炼过程中也存在高温条件，高温会严重影响油脂的品质，因此，水代法、热榨法和浸出法制备的芝麻油的品质较差，而水酶法、超临界流体(CO2)萃取法、亚临界流体(水)萃取法、低温压榨法制备的芝麻油的品质较好。

陈刘杨等[37]研究了焙烤时间和焙烤温度对芝麻油品质的影响，结果表明，随焙烤时间和焙烤温度增加，芝麻油的色泽加深、过氧化值增大，而酸值降低，芝麻油中的维生素E和芝麻素含量降低，芝麻酚含量略增加，芝麻油氧化稳定性提高。刘兵戈等[38]分别以带皮和脱皮芝麻为原料，研究冷榨、热榨、水代3种制油方法对芝麻油品质的影响。冷榨芝麻油色泽浅、风味淡、过氧化值低，但氧化稳定性较差；热榨芝麻油和水代芝麻油品质较为接近，水代芝麻油抗氧化物质含量更为丰富，磷脂含量也最低。与带皮芝麻油相比，脱皮芝麻油整体品质较好，但氧化稳定性较差。6种芝麻油脂肪酸组成及含量无显著差异。刘玉兰等[3]采用液压冷榨法进行压榨，得出整粒冷榨芝麻油的过氧化值、酸值、色泽等指标均明显优于整粒热榨芝麻油及芝麻香油的国家标准。杨冉等[39]采用顶空固相微萃取和气质联用技术，对水代法白芝麻油、水代法黑芝麻油、压榨法白芝麻油和压榨法黑芝麻油4类芝麻油中的含量较高的20种挥发性风味成分进行检测，结果表明，压榨法芝麻油中冰醋酸和己醛含量高于水代法芝麻油，而5-甲基-2-呋喃甲醛、2-甲氧基-苯酚和1-(5-甲基-2-吡嗪基)-1-乙酮含量低于水代法芝麻油。压榨法白芝麻油中的甲基吡嗪，水代法黑芝麻油中的2，6-二甲基-4-吡啶胺都比其他类别的芝麻油高，而压榨法黑芝麻油中的2，5-二甲基吡嗪含量比其他3类芝麻油低。其余12种挥发性风味成分在4类芝麻油中含量没有明显差别。刘玉兰等[40]以黑芝麻、白芝麻为原料，对水代法、液压压榨法、螺旋压榨法所得芝麻油的品质进行了对比研究，结果表明，水代法芝麻油的水分及挥发物含量最高，而磷脂含量和酸值最低；所有芝麻油样品均含有丰富的抗氧化物质(芝麻酚、芝麻素和维生素E)，且脂肪酸组成接近；白芝麻油的氧化稳定性明显优于黑芝麻油，水代法芝麻油的氧化稳定性最好，液压压榨法芝麻油次之，螺旋压榨法芝麻油最差。

4 结论

目前对于芝麻油的提取方法，水代法、热榨法研究较多且有工业化生产，而其他新兴的提取技术，如冷榨法、超临界流体萃取法、亚临界流体萃取法、水酶法等，这些技术在提取芝麻油方面仍不成熟且存在缺陷，需要进一步深入研究，在开发新工艺的同时应加大设备的开发制造力度，同时符合高效、绿色、环保、节能的油脂提取原则，促进芝麻油脂工业的快速发展。◇

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(责任编辑 唐建敏)

Research Advancement in Extration Methods of Sesame Oil

ZHANG Ya-na1，WANG Chen2，LIU Li-mei1，MA Li-yuan1，LIU Dong-qi1
(1College of Food Pharmaceutical Engineering，Suihua College，Suihua 152061，China；2College of Engineering，Dali University，Dali 671003，China)

The different extraction process of sesame oil were reviewed.The current research situation of sesame oil extraction technology such as aqueous extraction，hot pressing method，cold pressing method，aqueous enzymatic extraction，supercritical fluid extraction，subcritical fluid extraction were introduced.The further research on extraction technology of sesame oil and the outlook of industrialization applications were also discussed.The quality of sesame oil extracted by different methods were compared.

sesame oil；extraction method；research advancement

绥化学院杰出青年基金项目(项目编号：sj2017004)。

张雅娜(1987— )，女，硕士，助教，研究方向：粮油加工与检测。