目前國內(nèi)生產(chǎn)亞麻籽油有3種類型：①采取預(yù)榨和浸出，******生產(chǎn)規(guī)模在100t/d，毛油經(jīng)過精煉處理;②采取小型榨油機(jī)熱榨，壓榨后過濾精煉;③采取冷榨，冷榨油中亞麻酸含量比熱榨油的高3%~4%。冷榨亞麻籽毛油經(jīng)過吸附脫膠、冬化處理，目前受到市場的歡迎。亞麻籽油含有膠質(zhì)、黏液物、不皂化物、蠟質(zhì)和苦味物質(zhì)。本文主要研究如何保持亞麻籽油的活性營養(yǎng)物質(zhì)和亞麻酸含量，及亞麻籽油的關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)。
1亞麻籽的組分
亞麻籽容重在540～690kg/m3。亞麻籽由種皮、內(nèi)胚乳和胚組成，種皮含6%～10%亞麻膠，胚含30%～47%脂肪、23%～27%蛋白質(zhì)、4.3%～9.0%纖維。亞麻仁含油在30%～44%，有特殊氣味，含磷、黏液物、苦味物質(zhì)，毛油含較多的磷脂和膠質(zhì)[3-6]，含蠟2%～3%，含不皂化物8.26%，即高級脂肪醇、甾醇和羥類。國產(chǎn)亞麻籽的主要組分及含量見表1。
2亞麻籽油的特性
亞麻籽油中不飽和脂肪酸含量大于等于90%，富含亞麻酸，而且脂肪酸比例適宜人體需求。亞麻籽油在空氣中氧化聚合形成薄膜，多數(shù)黏液物留在餅粕中。亞麻籽油與其他植物油相比具有不同的特征。
2.1亞麻籽油的特殊風(fēng)味——苦味
亞麻籽油富含不飽和脂肪酸，極易氧化變質(zhì)。新鮮初榨的亞麻籽油帶有氣味芳香清雅的堅果氣味，伴隨清淡的魚腥味，冷凍后出現(xiàn)絮狀物。一般情況下亞麻籽油色澤呈褐紅色、半透明、無異味。在室溫存放1d，油中開始釋放苦味，經(jīng)儲存6～9個月后，口感“微苦”。精煉亞麻籽油儲存幾個月后不會出現(xiàn)苦味，但產(chǎn)生酸敗哈喇味。
環(huán)肽A(CLA)是一類存在于亞麻籽和根中的由氨基酸組成的疏水化合物，具有免疫抑制活性。同樣存在環(huán)肽B、C、D、E、F、G、H、I、X，即CLB、CLC、CLD、CLE、CLF、CLG、CLH、CLI、CLX。亞麻籽油在儲存過程中蛋氨酸環(huán)肽明顯減少，含蛋氨酸亞砜的環(huán)肽含量上升，CLE含量增加4倍，CLA含量沒有變化。
環(huán)肽類物質(zhì)不耐高溫，在溫度高于70℃，空氣中15min內(nèi)失去活性，明顯特征是產(chǎn)生苦味和魚腥味。CLE導(dǎo)致冷榨亞麻籽油產(chǎn)生苦味，CLE感官評價的苦味閾值為12.3μmol/L，不同產(chǎn)地的冷榨亞麻籽油的苦味形成速率不同。亞麻籽油在儲存160d后CLE增加量在485~925mg/kg。另外，冷榨亞麻籽油的苦味不限于CLE，據(jù)檢測冷榨亞麻籽油中CLC、CLA含量低于熱榨油，但熱榨油的苦味重，分析原因是環(huán)肽易氧化，分離出一些營養(yǎng)成分，如黃酮化合物、甾醇、高級脂肪醇等不皂化物，味道微苦，具有清火、除燥、降血脂、降血糖功能。
亞麻籽油在水化脫膠過程中損失一些環(huán)肽，磷脂具有乳化性，在脫除磷脂后，降低了環(huán)肽在亞麻籽油中溶解度，因此冷榨油中的環(huán)肽含量比熱榨油和精煉油的多。
2.2特殊的脂肪酸組成
在亞麻籽油的脂肪酸組成中，棕櫚酸含量在4.5%～4.9%、硬脂酸含量在2.5%～4.0%、油酸含量在16%～18%、亞油酸含量在15%～17%、亞麻酸含量在57%～60%。聯(lián)合國糧農(nóng)組織推薦人體攝入脂肪酸比例為飽和脂肪酸(SFA)與單不飽和脂肪酸(MUFA)、多不飽和脂肪酸(PUFA)比例為1∶1∶1。加拿大推薦n-3PUFA與n-6PUFA比例為(4~10)∶1，聯(lián)合國糧農(nóng)組織建議在(5~10)∶1，日本為4∶1，美國為2.3∶1。2011年《中國居民膳食營養(yǎng)參考攝入量》建議PUFA提供能量占日總能量攝入的10%，其中n-3PUFA與n-6PUFA比例為(4~6)∶1。在一般植物油中α-亞麻酸含量很少，n-3PUFA與n-6PUFA的比例失衡。在亞麻籽油的不飽和脂肪酸中，n-3PUFA(α-亞麻酸)占51%～62%、n-6PUFA(γ-亞麻酸)占13%～16%，另含21%左右的n-9脂肪酸，單不飽和脂肪酸占20%～24%，飽和脂肪酸占10%。
2.3微量成分
亞麻籽油維生素E含量在39～60mg/100g，亞麻籽油含CLA，具有免疫抑制活性，還有其他環(huán)亞油肽類CLB-E、CLF-I、CLX，其結(jié)構(gòu)、生理活性和合成有待研究，亞麻籽油還含有香草酸、羥基甲苯甲酸、肉桂酸。
2.4抗氧化能力
亞麻籽油、紅花籽油和罌粟油的氧化誘導(dǎo)期依次是亞麻籽油(1.57h)<紅花籽油(2.87h)<罌粟油(5.56h)。適宜的抗氧化劑是鎖陽提取物和沙棘黃酮，添加量0.5%～2%。
2.5冷榨油和熱榨油揮發(fā)性物質(zhì)比較
冷榨亞麻籽油具有淡淡的堅果清香味，而熱榨亞麻籽油帶有濃香烤香味，冷榨亞麻籽油揮發(fā)性物質(zhì)以醇類為主，醇類物質(zhì)含量在56%～66%，含正己醇、戊醇、乙烯醇、2-丁醇等，還含一些酯類和醛類物質(zhì)如己醛、己酸、己內(nèi)酯、戊內(nèi)酯、丁酯等。熱榨亞麻籽油含大量的糠醛和雜環(huán)化合物。研究[14]發(fā)現(xiàn)，在120℃烤籽4h，亞麻籽油產(chǎn)生的揮發(fā)性醇類物質(zhì)較多，出現(xiàn)糠醛、5-甲基糠醛、吡嗪、吡咯、苯甲醛等雜環(huán)類芳香化合物，冷榨油沒有雜環(huán)類芳香化合物。在140℃烤籽4h，產(chǎn)生吡嗪類、噠嗪類、噻吩類、吡啶類、吡唑類等雜環(huán)類芳香化合物達(dá)21種，出現(xiàn)大量的糠醛、糠醇，在空氣和光照下易變成棕色或深紅色，這是熱榨油色澤加深的原因。在熱榨亞麻籽油中，醛、酮、酸類脂肪氧化物比冷榨油高，醛類升高1.3～4.4倍、酮/酸類升高7.2～14.2倍。熱榨油經(jīng)清理、烘炒、壓榨，有濃郁的亞麻籽香味、苦味，油呈褐紅色。
亞麻籽皮含有生氰糖苷，在140℃烤籽分解出微量2-丁烯腈和3-丁烯腈。如果先脫皮，再用皮提取膠質(zhì)，利用率更高。
3亞麻籽油關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)
3.1冷榨工藝
亞麻籽冷榨工藝流程：
亞麻籽→清理→磁選→低溫壓榨→毛油→過濾→冷榨毛油。
工藝參數(shù)：
(1)原料：選擇成熟度適宜、顆粒飽滿、質(zhì)量好的亞麻籽，水分低于9%，含油量大于等于32%，雜質(zhì)小于等于2%，酸值(KOH)小于等于1.0mg/g，過氧化值小于等于5mmol/kg。目前國產(chǎn)油用亞麻籽含油38%～45%、水分8.5%;進(jìn)口亞麻籽含油42%～45%、水分6.5%。
(2)清理：亞麻籽是形狀和芝麻相似、比芝麻大的紅棕色果實(shí)，選用去石組合篩，去大雜篩板孔徑在1.2mm×20mm、篩網(wǎng)孔形為方形、每英寸孔數(shù)20～24個，除小雜篩板孔徑是圓形，孔徑1.8～2.2mm，篩網(wǎng)孔形方形，每英寸14個。
(3)冷榨：冷榨在室溫下進(jìn)行，溫度小于等于40℃，選用YZYX20-2雙螺旋榨油機(jī)，或10型單螺旋榨油機(jī)，在入榨水分小于等于8%，調(diào)整出餅厚度來控制餅殘油，對于單螺桿榨油機(jī)，餅厚在4mm左右，控制干餅殘油在7%～8%;對雙螺桿榨油機(jī)，調(diào)節(jié)出餅厚度在5～6mm，出餅殘油在10%～12%。油溫小于等于55℃，冷榨油色澤淺。
3.2水化脫膠
亞麻籽油富含膠質(zhì)、環(huán)肽類物質(zhì)、不皂化物和黃酮類化合物及黏液物。壓榨油直接進(jìn)脫膠反應(yīng)罐(間歇式)，不加熱，在室溫下加5kg/t左右的硅藻土，60r/min(變頻)攪拌30min左右，進(jìn)箱式過濾機(jī)，生產(chǎn)脫膠油，味道基本不苦，黏液物被吸附干凈。
真空脫苦工藝：在油溫60～65℃，真空度90～100kPa，加入油質(zhì)量的0.1%~0.5%活性炭在60～80r/min下反應(yīng)20～40min，反應(yīng)后在常溫下過濾。
3.3冬化
蠟的熔點(diǎn)在40℃，在65～70℃析出，冷榨油溫度低于55℃，亞麻籽油含蠟量在100～400mg/kg，一般冷榨油含蠟量少，熱榨油含蠟量多。與其他植物油不同的是，亞麻籽油含不皂化物多，特別是甾醇，國產(chǎn)亞麻籽油含0.37%～0.42%甾醇，加拿大亞麻籽油甾醇含量高達(dá)0.7%，而伊朗亞麻籽油則甾醇含量高達(dá)1.5%。甾醇類化合物結(jié)晶為β型，屬于不穩(wěn)定晶型，在冬化中采取超低溫冬化。冬化工藝按生產(chǎn)規(guī)模大小選擇間歇式或連續(xù)式。
3.3.1間歇冬化
采用1個結(jié)晶罐、2個養(yǎng)晶罐，結(jié)晶泵選用螺桿泵，箱式過濾機(jī)。脫膠過濾油直接進(jìn)結(jié)晶罐，攪拌速度35r/min(變頻)、結(jié)晶溫度-6℃,結(jié)晶時間24h，由螺桿泵泵進(jìn)養(yǎng)晶罐，攪拌速度35r/min(變頻)、養(yǎng)晶溫度2℃、養(yǎng)晶時間24h。采取冷凍脫脂脫蠟。
將硅藻土和液油混合液泵進(jìn)箱式過濾機(jī)做預(yù)涂層，濾壓達(dá)0.15MPa，進(jìn)冬化成品油罐(油溫在2℃，室溫下過濾)，過濾時流油呈細(xì)線狀，一般過濾20d左右濾壓達(dá)到1MPa時停止，清油泵入管道過濾器，從管道過濾器出來油泵入成品罐。助濾劑(硅藻土)總添加量0.5%~0.7%(間歇式，按含蠟量在100～400mg/kg);板框過濾機(jī)(30塊)過濾速度在0.15h/t，過濾速率在165kg/m2，過濾機(jī)的濾布用法蘭絨布、細(xì)棉布。蠟含油應(yīng)小于等于65%。
3.3.2連續(xù)冬化
考慮到亞麻籽油富含甾醇，甾醇在結(jié)晶過程中不定向，所以加結(jié)晶劑(硅藻土)5kg/t，助濾劑3～4kg/t。采取兩個結(jié)晶罐和兩個養(yǎng)晶罐，螺桿泵泵結(jié)晶油，用兩臺臥式葉片式過濾機(jī)過濾，泵進(jìn)管道過濾器過濾出成品油。
(1)結(jié)晶養(yǎng)晶：經(jīng)換熱器和冷卻器油溫降到15℃，添加結(jié)晶劑5kg/t。2個結(jié)晶罐，進(jìn)1#結(jié)晶罐油溫15℃，進(jìn)2#結(jié)晶罐油溫10℃，進(jìn)養(yǎng)晶罐油溫5℃，結(jié)晶罐攪拌速度22r/min(變頻60%～70%)，結(jié)晶12h。2個養(yǎng)晶罐，攪拌速度22r/min(變頻50%～60%)，養(yǎng)晶18h。養(yǎng)晶后升溫到10～12℃進(jìn)過濾器。
如果冷榨油含雜質(zhì)多，對結(jié)晶影響大，升溫到60℃，融化原來存在的固有結(jié)晶體，在操作過程中，根據(jù)觀察過濾油的渾濁情況來升溫。正常情況下，結(jié)晶油升溫至45～55℃，這樣升溫、降溫快，節(jié)省能源。在開始形成晶體時降溫快，以后降溫慢。產(chǎn)生的晶體有割手感、硬感為好，表明蠟質(zhì)含油低;如果半軟半硬，能過濾，表明蠟質(zhì)含油高;如果手感蠟質(zhì)軟，難過濾，需回結(jié)晶罐。
(2)過濾：兩臺過濾機(jī)交替使用，一臺過濾、一臺卸蠟餅清理待機(jī)。先要在葉片過濾機(jī)進(jìn)行預(yù)涂，預(yù)涂用助濾劑(硅藻土)3～4kg/t和凈油(脫蠟油)組成混合油，用泵循環(huán)到葉片過濾機(jī)葉片上，循環(huán)6min左右,預(yù)涂層厚度在0.32～0.64mm，正常過濾壓力在0.20～0.37MPa，過濾油溫度10～12℃，等到過濾壓力大于0.37MPa后，換到另一臺過濾器過濾。用壓縮空氣吹掃，大部分油排入成品油油罐，少量帶有助濾劑的油(渾濁)排入助濾劑罐，濾餅用壓縮空氣吹干，在吹餅過程中吹出的剩油排入剎克龍和預(yù)涂助濾劑/油混合罐及污油罐內(nèi)，在吹干濾油后，再用0.3MPa飽和蒸汽吹掃20～40min，打開過濾機(jī)卸出濾餅。要求濾餅含油小于等于60kg/t。
立式葉片過濾機(jī)和臥式過濾機(jī)的特點(diǎn)比較：
立式葉片過濾機(jī)優(yōu)點(diǎn)：①清理容易，將葉片從罐內(nèi)取出，振動葉片脫除濾餅;②卸料系統(tǒng)是密封系統(tǒng)。缺點(diǎn)：①如果油流量或揚(yáng)程不足，沒有全充滿，預(yù)涂層上下不均勻;②在過濾過程中如果油流中斷，部分蠟濾餅可能從網(wǎng)上掉下，導(dǎo)致油直接穿過。
臥式過濾機(jī)的濾板面積小，筒體容易充滿，預(yù)涂層的厚度均勻，另外開蓋卸餅半自動，減少污染和勞動強(qiáng)度，所以選擇臥式過濾機(jī)。
如果選用隔膜式過濾機(jī)，建議用0.7MPa的膜，過濾壓力在0.2～0.4MPa，工作室最高耐壓0.5MPa。
4問題與討論
4.1關(guān)于在冬化過程中采取速冷和緩冷
(1)速冷：用換熱器換熱制冷，冷卻時間很短，蠟結(jié)晶為片狀，利于形成小晶體β′，小晶體含油少，在水中分散好，利于分離。β′晶體是堅硬和均勻的球狀，易于固液分離，晶粒生長和黏度成反比，需要非破壞性的攪拌。過濾要求晶體尺寸和形狀的均一性及抵御機(jī)械壓力的抗力。
(2)緩冷：在罐體通過盤管冷卻時冷卻速率慢，結(jié)晶產(chǎn)生大的晶體，間隙大，易夾油，晶體軟，難過濾。
4.2簡單檢測亞麻籽油中是否含磷和含蠟
冷凍試驗(yàn)：含蠟14mg/kg亞麻籽油可以通過0℃、5.5h冷凍試驗(yàn);含蠟50mg/kg亞麻籽油可以通過6℃、5.5h冷凍試驗(yàn)。為了瓶裝亞麻籽油的冷藏穩(wěn)定性和超市的貨架期，要求亞麻籽油中含蠟小于等于10mg/kg。
簡單測定含磷和含蠟：用40℃水浴看是否有析出物，如果出現(xiàn)析出物，是磷脂。用70℃水浴觀察是否出現(xiàn)析出物，如果有析出物，是蠟質(zhì)。
4.3生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)亞麻籽油
據(jù)內(nèi)蒙益善園化驗(yàn)室檢測：冷榨亞麻籽油的亞麻酸含量比熱榨油的高3%～4%，高溫破壞部分亞麻酸。與進(jìn)口亞麻籽比較，本地產(chǎn)的亞麻籽壓榨油香味濃，但亞麻酸含量沒有差別，據(jù)分析進(jìn)口亞麻籽含水較高、經(jīng)過長途物流，沒有妥善保管，表皮產(chǎn)生變化，酸值上升。亞麻籽油經(jīng)過精煉后，α-亞麻酸含量大于等于45%，低于冷榨油的亞麻酸含量。
選擇新鮮亞麻籽，水分控制在8%以內(nèi)，經(jīng)過清理后，儲存在低溫倉庫(平房倉內(nèi)裝空調(diào)，溫度控制在16～20℃)，經(jīng)過冷榨、吸附水化、冬化、包裝。控制亞麻籽油酸值(KOH)小于等于0.6mg/g，保質(zhì)期在1年。如果延長保質(zhì)期到1.5年，在冬化過程中要脫脂，保持指標(biāo)不變，不產(chǎn)生沉淀物。
4.4綜合利用亞麻籽資源
在我國北方亞麻籽產(chǎn)地，當(dāng)?shù)鼐用耖L期食用亞麻籽和亞麻籽油，功效顯著，頭腦聰明，精神好，中年人長期服用后能降血脂和血壓，身體健康，精力旺盛。我國市場上出售亞麻籽產(chǎn)品限于焙炒亞麻籽、亞麻籽粉、亞麻籽油、亞麻籽膠。亞麻籽油是高端油脂，建議開發(fā)亞麻籽油軟膠囊、亞麻籽餅干、亞麻籽皮膠囊、亞麻木酚素、亞麻籽蛋白。亞麻籽和亞麻籽油作為保健食品和保健油得到消費(fèi)者的共識，開發(fā)和綜合利用亞麻籽的資源，利國利民。