红松果仁研究开发进展

王军茹 ，费英敏 ，刘跃军 ，徐旖梦 ，朱喜文 ，张根生*

(1.哈尔滨商业大学食品工程学院，哈尔滨 150076； 2.黑龙江民族职业学院，哈尔滨 150066；3.黑龙江宏泰松果有限公司，黑龙江 七台河 154599；4.黑龙江省勃利县红旗林场，黑龙江 七台河 154599)

野生红松的种子就是红松果仁，拥有的药用价值极高[1]。红松果仁的长度约为1.2～1.6 cm，成熟的红松果仁可以直接食用，也可以作为重要的中药药材，还可进一步加工用作工业用及食用。红松果仁中富含丰富的碳水化合物、蛋白质、脂肪等营养物质，还含有一些对身体有益处的微量元素，如钙、磷、锰、铁及维生素等。红松果仁中还含有大量的挥发油、棕榈碱等，能够使人体的新陈代谢加速[2]。红松果仁对于心脑血管病也有一定的预防的作用，红松果仁中的脂肪主要是不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸能够起到加速脑部细胞代谢和降血脂的作用，对人体有极大益处[3]。此外，红松果仁经过加工制得的松籽油是具有很高药用价值和食疗价值的营养保健品[4]。因此，红松果仁营养极高，具有很大的开发潜力。

1 红松籽油研究开发进展

1.1 红松籽油提取研究进展

现有的常见提取松籽油的方法有压榨法、有机溶剂法、超临界CO2萃取法、水代法和水酶法等几种方法。

1.1.1 压榨法提取红松籽油研究进展。压榨法是利用机械力将油料中的油脂提取出来的方法[5]。刘静波[6]等人采用长白山红松果仁为原料，利用机械液压冷榨法提取红松籽油，研究了在加工过程中榨油温度、上限压力、停歇周期、压榨周期对其提取效果的影响，得到最优的提取红松籽油的条件为：温度为45 ℃，上限压力为15 MPa，停息周期为9 min，榨油周期为4 min，在上述条件下，红松籽油的出油率可达60.3%。李默馨等[7]人对红松籽油的冷榨工艺条件进行了研究，得到最佳的工艺参数为：水分含量4%，压榨压力4 MPa，粉碎后粒度16目。在该参数的工艺条件下得到红松籽油的出油率为51.1%。其中不饱和脂肪酸含量为92.09%，不含有反式脂肪酸，是一种“天然绿色”的榨油方法。

1.1.2 有机溶剂提取法提取红松籽油研究进展。松籽油在工业生产中采取的主要提取方法为溶剂浸出法，溶剂浸出法的优点有成品品质好、出油率高且有较高的脱脂蛋白利用率等[8]，但有机溶剂会给环境带来一定的污染，并且生产过程中的安全问题也值得注意。孙宇等[9]采用溶剂浸出法，研究了以正己烷为溶剂的提取工艺参数，研究结果为在反应时间为24 h，料液比为1∶9，提取次数为3次时，松籽油的提取率最佳，提取率为57.31%。马文君等[10]人对比了溶剂提取法和水酶法提取的松籽油的脂肪酸组成和理化性质，发现利用不同方法提取而得的松籽油的品质有所不同，溶剂法提取的松籽油松籽油磷脂含量及油酸值均高于水酶法提取的松籽油，而过氧化值低于水酶法提取的松籽油，两种方法对松籽油的脂肪酸组成无显著影响。

此外，还有研究者在溶剂浸出法的基础上，采用微波辅助法提取红松籽油，从而提高提取率。杨明非等[11]人采用红松果仁为原料，提取溶剂为无水乙醇，确定了最佳的红松籽油提取条件为：微波时间50 min，微波功率700 W，微波温度60℃，液料比20 mL/g，匀质时间120 s，匀质速度12000 r/min。在此条件下，红松籽油可以达到最高提取率，提取率为60.3%。胡滨等[12]人对微波辅助提取松籽油的工艺条件进行了研究，确定了最佳工艺为石油醚和无水乙醇体积比2∶1，红松果仁粉碎过40目筛，在液料比为10∶1、微波功率480 W、提取时间19 min的条件下，松籽油具有最高的得率，得率为57.79%。

1.1.3 超临界CO2萃取法提取红松籽油研究进展。当流体处于临界温度和临界压力以上的状态称为超临界状态，该流体即为超临界流体[13]。超临界CO2流体的流动能力和扩散能力对所溶解的各组分有相互分离的作用[14]。胡小泓等[15]人利用超临界CO2法萃取红松籽油。研究了时间、温度和压力对出油率的影响。得到最佳工艺条件为：萃取时间为3 h，温度为35 ℃，压力30 MPa时有最好的萃取效果。李清光等[16]人对超临界CO2法提取松籽油的影响因素进行了研究，获得最佳的工艺参数为240 min，35 MPa，夹带剂为5%无水乙醇，20～25 L/h的CO2流量时萃取效果最好。

1.1.4 水酶法及水代法提取红松籽油研究进展。水酶法的原理是将油料进行破碎后，利用酶对植物细胞壁或者脂多糖、脂蛋白等复合体有的水解作用对油料酶解，使油料中的油脂更易释放，利用油水密度的差异和非油成分对于水与油的亲和力的差异将油分离出来[17]。相比于其他提取方法而言，水酶法耗能低，操作简便安全，具有温和的作用条件，不使用有机试剂，更经济环保，能够制得品质较高的油，且具有原料的清香味[18]。包怡红等[19]采用红松果仁为原料，经超声波预处理后，以水酶法提取松籽油，得到最佳的松籽油提取工艺条件为：酶解温度为44℃、酶解时间为4.08 h、碱性蛋白酶加酶量为1427 u/g、料液比为1∶5 g/mL、超声温度为50℃、超声时间为40 min、超声强度为0.28 w/cm2，在该条件下制得的松籽油得率最佳，可达73.01%。吴洪军等[20]人采用红松果仁为原料，经过粉碎、水浴、振荡提取、离心分离等一系列工艺制得红松籽油。得到了水代法制备红松籽油的最优工艺条件为：2 h的提取时间、70℃的提取温度9的pH值、6∶1的料液比。

总之，冷榨法容易操作，便于维修设备，具有相对灵活的规模，能够使产品中的脂溶性营养成分极大程度上得到保留。溶剂浸出法成品品质高、出油率高且脱脂蛋白利用率高，但有机溶剂造成的环境污染和生产过程中的安全问题还有待进一步解决。超临界CO2萃取法能够一次完成提取分离，具有较低的操作温度，无溶剂残留，并且能够保证萃取出油的品质和色泽。水酶法的油脂提取率较高，还能将维生素等多种功能性成分较好地保留下来。水代法具有简单的设备、灵活的生产规模、温和的工艺条件等优点，符合绿色健康、安全环保的要求。但是关于红松果仁开发松籽油不同方法的对比研究还比较少，还有待深入研究。

1.2 红松籽油中皮诺敛酸研究开发进展

皮诺敛酸是松籽油中特有的一种十八碳三烯酸[21]，分子式C18H30O2[22]，与其他不饱和脂肪酸有所不同，其只存在于松籽油中[23]。常用的不饱和脂肪酸提取方法有尿素包合法[24]、超临界二氧化碳萃取法[25]、脂肪酶浓缩法[26]、吸附分离法[27]、分子蒸馏法[28]、以及低温结晶法[29]等。在现有的研究中多采用尿素包合法进行皮诺敛酸的提取。尿素包合法是根据尿素与不同饱和程度的脂肪酸的结合差异性来进行分离，尿素分子与饱和脂肪酸更易形成稳定包合物，而多不饱和脂肪酸具有较多的的双键，复杂的结构，难与尿素进行包合[30-31]。因此尿素包合法可以将不同类型的脂肪酸分离开来，从而制备高纯度的皮诺敛酸[32]。刘志鑫等[33]人采用松籽油为原料，研究尿素包合法的最佳提取条件。研究表明：包合温度为4.18 ℃、包合时间为23.44 h、脂肪酸和乙醇比例为1∶7.98(g/mL)、脂肪酸和尿素比例为1∶2.88(g/g)的条件下进行二次包合，皮诺敛酸提取含量可由一次包合的39.27%上升为53.36%。张晶等[34]人采用尿素包合法纯化红松籽油中的皮诺敛酸，确定了最佳的皮诺敛酸纯化参数为：包合时间为12 h、包合温度为-10℃、乙醇：尿素为4∶1(w∶v)、脂肪酸：尿素为1∶6.5(w∶w)。该条件下可获得皮诺敛酸的回收率为51.8%、纯度为58.3%，二次包合纯化后可得到皮诺敛酸的回收率为64.7%、纯度为72.5%。包三三等[35]人以尿素包埋法结合油脂乙醇醇解法富集纯化红松籽油中的皮诺敛酸，研究表明最佳的皮诺敛酸乙酯纯化条件为：包合时间为24 h、包合温度为-13 ℃、乙醇：尿素为6∶1、尿素质量：红松籽油脂肪酸乙酯质量为 3∶1，在该条件下尿素一次包合后，皮诺敛酸乙酯回收率为66.25%，纯度为94.75%，相比于传统方法纯度提高了107%，回收率提高了143%。总之，尿素包合法具有反应条件温和、操作简便、设备简单、成本低等特点，适合规模生产使用。

皮诺敛酸具有、促进排泄、解热镇痛、清除自由基、减肥、抗氧化、消除病毒和细菌所引起的感染等作用。杨明非等[36]人优化了皮诺敛酸/左旋肉碱降低肝癌细胞的最佳浓度配比。发现皮诺敛酸/左旋肉碱复配物可以将肝癌细胞脂质有效降低，具有协同作用效果好，用量少等特点点，所以可以将皮诺敛酸/左旋肉碱复配物开发成减肥降脂的产品。孙宇[37]研究了皮诺敛酸对于肥胖小鼠的减肥作用。研究表明，皮诺敛酸可显著降低营养性肥胖小鼠的脂肪指数、体重、肾指数、肝、血糖及血清低密度脂蛋白胆固醇水平。董越[38]进行了皮诺敛酸体外抗肿瘤活性和抗氧化性的研究。研究表明：皮诺敛酸能够显著的抑制脂质的过氧化，并且能够一定程度上对宫颈癌细胞的增殖进行抑制。综上，红松籽油不仅是作为食用的优良油脂，还可以成为保健用的新型油脂。具有极高的经济价值、营养价值和社会意义。

2 红松果仁蛋白开发研究进展

2.1 红松果仁中蛋白提取研究进展

红松果仁中含有较高的蛋白质，具有18种配比合理氨基酸，含量最高的是谷氨酸，天冬氨酸、精氨酸的含量也较高[39]。王胜男等[40]人采用水酶法提取红松果仁的松子蛋白。确定酶解的最佳工艺参数为：pH 值为8.8、料液比为1∶5、酶解时间为2.2 h、温度为55 ℃、加酶量为1.9%，此条件下蛋白提取率可达87.92%。韩冰园等[41]人利用松仁作为原料，研究了碱法提取的工艺参数对蛋白提取率的影响。得到最佳松仁盐溶蛋白的提取工艺为：时间60 min、NaOH溶液的浓度为0.0005 mol/L、料液比1:30、温度为45 ℃。在此工艺参数下，蛋白质提取率为72.07%。杨立宾[42]以红松果仁为原料，采用超声波辅助水提法提取松仁蛋白，得到最佳的工艺参数为：温度为37 ℃、提取时间为128 min、固液比为1∶36(m/v)，此条件下松仁蛋白质的提取率为69.4%，提取质量为1.77 g。总之，碱提法相比之下成本较低，能够节省能源，不会引起害物质的生成和蛋白质的变性，且不会对环境造成污染。水酶法在提取过程中基本不会产生有毒物质，提取条件也比较温和[43]。超声波辅助提取法能够将提取时间有效缩短，将松仁蛋白质的提取率提高，具有低成本、短时间的特点，在工业化生产中拥有广阔前景。

2.2 红松果仁蛋白肽开发研究进展

红松果仁蛋白质拥有复杂的分子结构，较大的相对分子质量，直接食用后其消化率远达不到预期效果[44]。而生物活性肽易被吸收消化，因此可以将红松果仁蛋白分解成小分子肽来进行开发研究。荆晶等[45]人采用松仁分离蛋白为原料，对松仁肽的酶解工艺进行优化。得到最佳的松仁肽制备工艺参数为：加酶量为9000 u/g、酶解时间为3 h、pH值为9.1、底物浓度为3.2%、酶解温度为52 ℃。在该酶解工艺条件下，水解度为0.3297，且得到的松仁肽具有一定的抗氧化活性。郑元元等[46]人利用红松果仁蛋白为原料，采用胰蛋白酶和胃蛋白酶两步酶解法制得松仁蛋白肽，最终制备出的蛋白肽组分具有较强的DPPH自由基和羟自由基清除能力，并且有降低丙二醛、血清尿素氮和乳酸浓度，提高肝糖原的储备能力，维持血糖浓度和抗疲劳的作用。赵玉红等[47]人以松仁蛋白为原料制备松仁蛋白多肽。获得酶解的最佳条件为：底物质量分数为6%、酶用量为5000 U、时间为180 min、pH值为8.0、温度为50 ℃、松仁蛋白的水解度为30.06%。综上，现有的研究中制备肽的方法多采用酶解法，并且多以酶解条件的研究为主，但是关于将红松仁蛋白肽开发成食品类的研究还比较少，还有待深入研究。

2.3 红松果仁植物蛋白饮品开发研究进展

红松果仁植物蛋白饮品是一种比较常见的饮品，在其基础上又发展出了功能型松仁蛋白饮品。魏冬珊[48]以松仁多肽液为原料制备松仁多肽饮料，确定了最佳的松仁多肽饮料工艺配方为：7%的白砂糖含量、1.8%的松仁渣含量、2%的松仁多肽液含量、0.2%的黄原胶含量、0.15%的海藻酸钠含量、0.1%的羧甲基纤维素钠、0.03%的柠檬酸。此工艺配方下制得的饮料稳定系数为82.34%，且感官评价得分为91分。段善海等[49]人对研究了松仁乳饮料的生产，研究表明，最佳的松仁乳饮料的酶解条件为：温度45 ℃、pH值8、时间3 h、酶用量0.5%。使松仁乳饮料达到最佳稳定性的配方为：0.35%的蔗糖脂肪酸脂含量、0.45%的酪蛋白酸钠含量、0.15%的黄原胶含量。此配方下获得的松仁乳饮料有松仁清香为，口感独特，是一种拥有广阔前景的功能性饮品。综上，红松果仁植物蛋白饮品饮品主要包括以松仁为主要原料制作而成的风味饮品和以松仁渣为原料制作成的功能性松仁多肽饮料，并且多以饮料的配方和稳定性研究为主。

3 红松果仁多糖开发研究进展

松仁多糖是一种重要的天然活性物质，具有降血糖、抗辐射、抗衰老、抗肿瘤及免疫调节等作用。刘荣等[50]人对超声波辅助法提取松仁多糖进行了研究，获得了最佳的超声波辅助提取松仁多糖的工艺参数为：超声功率为800 W、时间为35 min、料液比为1∶45(g∶mL)、水浴温度为90℃、脱脂松仁粉为100 g。在该条件下，多糖得率可达9.74%。采用松仁多糖饲喂小鼠可知松仁多糖能够显著增强对免疫功能。王振宇等[51]人对微波辅助法提取松仁多糖进行了研究，获得了最佳的微波辅助法提取松仁多糖的工艺参数为：浸泡时间60 min、微波处理时间5 min、微波功率320 W、料液比1∶15。在该工艺参数下，多糖提取率为6.01%。孙芳[52]对比了水提法、微波和超声波辅助提取法提取松仁多糖的提取率，研究表明三种方法提取多糖的得率分别为6.26%、6.01%和10.74%。总之，红松果仁多糖的提取方法主要有水提法、超声波辅助提取法、微波辅助提取法三种方法。微波和超声波辅助提取法能够将提取时间缩短，其中超声波辅助提取法能够将红松果仁多糖的提取率显著提高，具有节能、高效的优点。但是关于红松果仁多糖产品开发研究还比较少，有待深入研究。

4 结论

目前，已经有大量关于红松果仁的开发研究，红松果仁主要开发为红松籽油、红松果仁蛋白和红松果仁多肽，开发而成的产品风味独特，营养健康。但是现有的研究中关于红松果仁油脂、蛋白和多糖提取的研究较多，但是对于其产品的开发研究较少。所以，接下来应注重红松果仁功能性食品、药品的开发，并且应深入研究在开发过程中的工艺条件如加工方法、加工时间、加工温度和pH等条件对红松果仁制品的功能性成分的影响。