油莎豆品质分析及加工利用研究进展

王盈希，吴苏喜, *，周利平*，张科红，李普选

1. 长沙理工大学化学与食品工程学院（长沙 410114）；2. 湖南省技术产权交易所（长沙 410001）；3. 郑州远洋油脂工程技术有限公司（郑州 450000）

油莎豆又名油莎草，是莎草科1年生草本植物，因其营养价值高，享有“地下核桃”“地下板栗”“人参果”等美誉。它原产于非洲，1960年中国从保加利亚引入，在湖南、江西、广东等多个省市种植[1]。油莎豆是一种集粮、油、牧、饲、药于一体的多用途经济作物，还是防风固沙、绿化沙漠的理想植物。其茎叶是优质牧草和绿色饲料；其块茎是粮、药、食材，既可直接当作粮食来充饥食用，也可用来提制优质食用油、多种健康食品以及天然生物药品，提油后的饼粕还可用于提取淀粉、糖和酿制优质白酒等；其根须可萃取养神明目精油。油莎豆容易种植、生长，不仅不占用良田，而且非常适宜在我国大面积的边际化、沙漠化土地种植，同时在各个气候带及各种肥力的土壤中均可正常生长[2]。油莎豆种植产量大，其地上茎叶部分一般亩产鲜草1 000 kg（1亩=0.067 hm2），其地下块茎部分一般亩产豆果600～800 kg，瘠薄土地豆果亩产也有300～500 kg，产量远高于油菜、花生等常见油料作物[3]。为了提高人们对油莎豆资源开发利用的认识，研究首先对油莎豆油、油莎豆蛋白质和油莎豆淀粉的营养价值进行分析，然后对油莎豆块茎的脱皮、制油工艺和综合利用进行阐述。

1 油莎豆营养价值分析

油莎豆中含有丰富的营养物质，其中粗脂肪20%～30%、粗蛋白质10%～15%、淀粉20%～25%、可溶性糖15%～25%、维生素E 0.8%～1.4%[4]。

1.1 油莎豆油是一种天然高油酸食用油

油莎豆油中油酸含量高，亚油酸和亚麻酸含量低，分别占脂肪酸成分的75%～77%，9.7%～9.9%和0.15%～0.45%，主要脂肪酸组成和橄榄油、茶籽油相似，如表1所示，是一种天然高油酸食用油。高油酸油脂热稳定性强，可以在很大程度上延缓植物油的氧化，低不饱和脂肪酸能降低血管壁上过氧化物的形成，减少对人体危害[5]。高油酸油料作物育种是油料作物育种的重要方向之一。因此，开发利用油莎豆油对增加高油酸油脂种类具有重要意义。

表1 油莎豆油和9种食用植物油的主要脂肪酸成分[5]

1.2 油莎豆蛋白是一种天然优质蛋白质

油莎豆蛋白富含16种氨基酸，其中总氨基酸含量27.35 mg/g，必需氨基酸和半必需氨基酸含量10.21 mg/g，非必需氨基酸含量17.14 mg/g，分别约占总氨基酸含量的37.33%和62.67%[4]。如表2所示，与WHO/FAO理想的蛋白质模式中必需氨基酸组成40%接近，是一种优质蛋白质[6]。

氨基酸比值系数分也是评价蛋白质营养价值高低的重要指标之一，氨基酸比值系数分越接近100，说明必需氨基酸组成与WHO/FAO理想的蛋白质模式中的必需氨基酸组成越相近，营养价值越高[6]。油莎豆蛋白的氨基酸比值系数分82.41%，高于大豆蛋白、马铃薯蛋白和牛乳蛋白，与生产成本、营养价值较高的鸡蛋蛋白氨基酸比值系数分84.09%接近，如表3所示，是一种值得开发利用的天然优质蛋白。同时，油莎豆蛋白提取、加工工艺简单，可作为食用蛋白添加到各类食品中。因此，开发利用油莎豆蛋白，对于平衡居民膳食，增加高营养、低成本的食用蛋白资源具有重要意义。

表2 油莎豆氨基酸组成表[4]

表3 油莎豆蛋白与其他蛋白质的氨基酸比值系数分（SRC）比较

1.3 油莎豆淀粉是一种天然慢消化淀粉

油莎豆淀粉在人体内消化吸收速度慢，可维持餐后血糖稳定，有助于预防糖尿病、肥胖等疾病，是一种天然慢消化淀粉[11]。油莎豆淀粉还具有较好的冻融稳定性，郑桂富等[12]探究油莎豆凝胶淀粉的理化特性，结果表明油莎豆淀粉反复冻融之后，胶体体系保持稳定均一。此外，油莎豆淀粉具有较低膨胀力，较强关联力，是一种良好黏合剂[13]。

2 油莎豆加工与利用

2.1 油莎豆脱皮工艺

油莎豆表皮占全豆质量1/10左右，且油莎豆表皮为褐色，外形有较多凹槽，不规则。将油莎豆脱皮后进行食品加工，对改善油莎豆产品品质和提高油莎豆副产物的综合利用十分必要。

国内外对油莎豆脱皮还处于起步阶段，通常借鉴果蔬脱皮方法对油莎豆进行处理，主要采用机械脱皮、稀碱浸泡脱皮、热处理脱皮等。油莎豆加工工厂大多采用机械脱皮法，能有效保留油莎豆原有风味，脱皮效果较好，但随着脱皮率增加，豆仁质量损失率过大，产品不够美观。田瑜[4]研究油莎豆的脱皮工艺，结果表明稀碱浓度5%、浸泡温度95 ℃、浸泡时间6 min时，油莎豆脱皮率达94.80%、质量损失率达15.80%。与机械脱皮比较，碱法脱皮效果更显著，豆仁质量损失率更小且油的品质更好，但碱法脱皮会影响产品的口感和风味，且产生大量废水，不利于环境保护。国内外油莎豆脱皮技术仍不成熟，可探究微波-真空、微波-冷冻等技术对油莎豆脱皮的影响，以期为油莎豆脱皮提供更多技术。

2.2 油莎豆制油工艺

国内外传统的制油工艺主要是压榨法和溶剂浸出法，以及一些新型制油方法，如水酶法、水酶冻融技术、超声波辅助溶剂提取、超临界二氧化碳（SCCO2）萃取等。水酶冻融技术是在水酶法的基础上应用冻融技术。敬思群等[14]以油莎豆为原料，采用料液比1︰7（g/mL），酶添加量2.5%，酶解温度70 ℃，酶解时间6 h，经-30 ℃冷冻、室温融解、离心，对提油率进行探究。在此提取条件下，油莎豆油提油率达74.92%，比同样试验条件下的单纯使用水酶法62.94%高。超声波辅助溶剂提取是利用三相技术对油脂进行分离，刘雷等[15]以油莎豆为原料，采用超声温度60℃、料液比1︰18（g/mL）、超声时间20 min，对提油率进行探究。在此条件下油脂提取率为92.57%，提取率比溶剂浸出法82.48%、水酶冻融法74.92%要高[16]。该方法无污染，快速简单，可大幅提高油脂提取率。但成本较高，只适合实验室小试，不适合实际生产。

2.3 油莎豆全值利用

油莎豆油脂含量较高，且具有坚果风味。通过水煮、炒制等不同工艺可制成五香、椒盐风味油莎豆休闲食品，也可磨碎煮制成豆浆，切片制成糖果、口嚼片等[17-18]。油莎豆因其总糖含量高，适合加工成乳饮料或果蔬汁饮料。国内应用较多的是乳饮料，潜学基等[19]、曹凯光等[20]研制桔汁油莎豆奶、银杏叶油莎豆保健乳。陈星等[21]研制油莎豆、花生蛋白饮料达到市售标准。全龙浩[22]研制5种不同风味的油莎豆果蔬冲剂，经综合评分均在97分以上，风味品质俱佳。对油莎豆进行简单的加工，既保持油莎豆本身风味，又最大限度保留油莎豆的营养物质，实现油莎豆的全值利用。

2.4 油莎豆加工副产物综合利用

豆渣是油莎豆制浆过程中的副产物，它含有大量优质膳食纤维，主要被用作饲料，综合利用率低。张燕等[23]研制一种香味淡雅、松脆可口、断面有层次感的油莎豆豆渣高纤维型饼干。油莎豆饼粕是油莎豆经提油后的产物，对于油莎豆饼粕的利用主要集中在淀粉提取及加工成速溶粉的研究。田瑜[4]研制一种口感优良、稳定性强的速溶粉，确定油莎豆速溶粉的最佳配料比，在淀粉酶添加量0.8%、白砂糖添加量4%、单甘脂添加量0.07%、黄原胶添加量0.3%条件下，所制得的油莎豆饼粕速溶粉质量最佳。以豆渣和油莎豆饼粕为原料进行产品研发，能提高油莎豆加工副产物的综合利用率，具有较好的社会效益与经济效益。

3 结语

油莎豆作为一种新型的草本油料作物，具有生长周期短、繁殖速度快、块茎含油率高、营养物质丰富等优点，在高油酸油料作物育种、食用优质蛋白质开发、慢消化淀粉研究、副产物综合利用等方面具有广阔的应用前景。但市场上油莎豆产品较为单一，以直接加工为主且生产、加工技术不够成熟，销路不畅。在今后开展的研究中，可对油莎豆蛋白进行毒理性评价，并作为一种优质蛋白添加到食品中。对于油莎豆慢消化淀粉，可与其他降糖组分结合，制备糖尿病患者的食品、药物。对于提高油莎豆加工副产物的综合利用率，可将油莎豆加工副产物与其他富含膳食纤维的原料复配成具有保健功能的食品。