王金顺，杨 倩，蔡德水

（河南省亚临界生物技术有限公司，河南 安阳 455000）

小米是我国北方居民食用的重要小杂粮之一。近年来小米因富含维生素、多种氨基酸［1］等营养物质而受到人们的青睐。2015年全国小米年种植面积约2 800万亩，年总产量450万t左右。小米谷糠是糙小米加工过程的副产物，占小米质量5%～7%［2］。按照我国小米年产量450万t计算，每年产生小米谷糠 30 万 t左右，小米糠含油在 16%～18%［3］，含蛋白16%～20%，小米糠油中含有丰富的不饱和脂肪酸、维生素E、谷维素及植物甾醇等多种生物活性成分，小米糠及小米的主要营养成分见表1、表2[3]。

表1 小米糠和小米的主要营养成分比较 %

表2 小米糠和小米中维生素含量 mg/kg

小米糠中的不饱和脂肪酸以亚油酸为主，含量均在68%以上[4]（见表3），维生素E含量为60.92 mg/100 g、谷维素含量1.95%、角鲨烯含量为120mg/100 g。亚油酸作为人体必需的脂肪酸可降低血浆中胆固醇含量，减少胆固醇在血管壁的沉积，是降低胆固醇水平最有效的脂肪酸。谷维素是三萜烯醇和植物甾醇构成的阿魏酸酯的混合物，具有降低血液中胆固醇和抗衰老的功能。维生素E能有效降低血清胆固醇，并且具有抗氧化性能，是目前最有效的脂溶性自由基连锁中断抗氧化剂。植物甾醇具有降胆固醇、降血酯、抗癌、抗炎、免疫调节、抗病毒、预防动脉粥样硬化等生理功能，被国际营养学会推荐为十大功能性营养成分。我国于2010年3月已经将植物甾醇列为食品新资源。此外，民间应用表明小米糠油具有祛风、止痒、收敛的功效，可添加其他药品制成软膏用来治疗皮肤病，疗效显著。小米糠油还可用在医药 （中医理论用来治疗牛皮癣、神经性皮炎、慢性湿疹、银屑病、溃疡散等疾病，本草纲目均有记载）及化妆品生产等行业。由此可见小米谷糠油是一种高营养价值、高附加值的特种植物油，具有广阔的开发利用价值。充分利用小米糠资源，以谷子加工过程的副产物谷糠为原料提取食用植物油，也是对我国食用油资源的一个有益补充。

表3 小米糠油脂肪酸组成 %

小米糠油提取方法有压榨法、有机溶剂提取法、超临界提取法、亚临界低温萃取法等。压榨法出油率较低，杂质含量高，且在挤压过程中形成高温，破坏了油中不饱和脂肪酸及甾醇等活性物质。 普通的有机溶剂提取法生产时采用高温脱溶，破坏了油中不饱和脂肪酸，使油的营养价值大大降低。采用超临界CO2萃取技术生产小米糠油，能够较好保证提取物活性物质不破坏，但该工艺操作压力较高(25～30 MPa)，设备规模较小，一次性投资大，生产成本高，导致产品的生产成本居高不下[5]。亚临界低温萃取技术提取小米糠油，弥补了以上生产工艺的不足，具有投资小、生产成本低，产品活性高，提取彻底等优势，目前已广泛用于功能性油脂等天然产物脂溶性物质的提取。

1 亚临界低温萃取技术简介

亚临界低温萃取油脂技术，是食品加工业一项新的技术,该技术实现了常温萃取、低温脱溶[6-8]，很好地保留了油脂中的活性成份，极大提高了油脂的营养价值，同时饼粕中的活性物质也保留完好，可经过深加工进一步提取蛋白、多糖、皂甙等，延长了产业链。目前该技术已广泛应用于高档油脂、天然色素、蛋白、植物精油及中药材等保质提取等领域。亚临界低温萃取所用溶剂主要有丙烷、丁烷、二甲醚等，该溶剂的特性是沸点低，如丙烷为-42℃、丁烷为-0.5℃，因此萃取后，常温下就可将溶剂和萃取物及萃余物分离，从而最大限度地保留了物料中的热敏性成分。

2 亚临界低温萃取小米糠油生产工艺

2.1 小米糠油加工工艺

2.1.1 工艺流程

小米糠→除杂→造粒→低温萃取→毛油→精炼→成品油

2.1.2 预处理工艺

小米糠→输送→除杂→造粒→萃取车间

工艺说明:小米糠是谷子加工过程中的副产品，颗粒大小一般为50～80目左右，在进入萃取之前必须进行造粒或膨化处理，这样才能保证在萃取过程中的固液分离效果。将进入车间的小米糠经过振动筛及除铁器等将杂质除去，经过调质后进入制粒机制成3～4 mm直径的颗粒，再经冷却，水分保持在8%，然后经输送机将颗粒送至萃取车间。

在该过程注意尽可能用新鲜的小米糠，因为小米糠的油脂充分暴露在空气中，在酶的作用下，很容易氧化变质。

2.1.3 亚临界低温萃取工艺：

亚临界溶剂是从液化石油气中提纯而来的，其主要成分为丁烷、丙烷，沸点均在0℃以下，丁烷的沸点为-0.5℃，丙烷沸点为-42℃。萃取过程是在一定压力 (0.1～0.6 MPa状态为液体)和室温下进行的，实现了油料的低温萃取。萃取后的粕和毛油中的溶剂在低温、真空状态下脱除，溶剂液化后循环使用。萃取工艺流程见图1。

图1 萃取工艺流程示意图

生产工艺过程:将制好的小米糠颗粒用输送设备进入到萃取罐中，一般装料量为萃取罐容积的60%，开启排空真空泵，将萃取罐中的空气排出，当萃取罐真空度达到-0.085 MPa时，停止真空泵关闭排空阀。打开进溶剂阀，往萃取罐进溶剂，按料溶比1:1.1，当溶剂液位高出物料时停止进溶剂。萃取时间30 min，将混合油打到蒸发罐，开启压缩机，将溶剂和油分离，溶剂蒸气经压缩液化冷凝后循环使用。毛油排出蒸发系统。如此萃取4次，小米糠中的油脂96%以上均提取出来。萃取完成后，萃取罐中萃余物——小米糠粕中含有大量溶剂，此时的物料称为湿粕。湿粕中含有30%的溶剂，溶剂气化的过程中要吸收大量的热量，开启萃取罐夹套加热溶剂气化后与粕分离，溶剂气体经浸出压缩机抽出并压缩液化，流回溶剂罐循环使用。浸出罐压力达到常压（0MPa）时，为充分回收溶剂，确保粕的安全，用真空泵进一步脱溶，当萃取罐压力降到-0.085 MPa时，粕中溶剂脱除完毕，达到引爆试验合格条件，即完成湿粕脱溶操作，萃余物粕渣排出萃取罐，整个萃取过程结束。

亚临界萃取小米糠油工艺参数：

萃取压力：0.3～0.5 MPa，

萃取温度：30～35℃，

粕脱溶温度：35～45℃，

油蒸发温度：45～60℃，

萃取次数：逆流萃取4次，

粕残油＜1.2%，

粕中蛋白不变性率≥80%。

2.1.4 精炼工艺

毛油→过滤→水化脱胶→脱酸→脱色→脱臭→脱蜡脱脂→精滤→成品油

操作要点:

（1）过滤。去除毛油中固体悬浮物，使毛油含杂不大于0.2%。

（2）水化脱胶。利用胶溶性杂质的亲水性，将一定量热水、NaCl、磷酸等电解质溶液，在搅拌作用下加入热油中，使胶溶性杂质凝聚沉降。

（3）脱酸。检测过滤毛油的酸值，根据酸值计算出理论加碱量和超碱量。脱除毛油中的游离脂肪酸，可增加透明度，提高烟点，防止氧化变质。

（4）脱色。在真空状态下，将油温升到105～110℃进行脱水，再利用白土和活性炭吸附油脂中的叶绿素等色素类物质，用过滤机将油中白土、活性炭滤掉。

（5）脱臭。将脱色油升温至180℃以上，真空度达到260 Pa，利用水蒸气汽提的原理，用直接蒸汽进一步脱除油中臭味及残余的游离脂肪酸，降低色泽及过氧化值。

（6）脱蜡。小米糠油中含蜡量较高，占毛油量10%左右[2]，蜡为高级脂肪酸和高级脂肪醇形成的酯类物质，在小米糠油中主要为异蜜蜡醇异蜜蜡酸酯、蜜蜡醇蜜酸酯等酯类物质[9]，糠蜡的存在既影响口感及感观，又影响油的营养价值。因此必须要把这部分蜡质脱除，对于含蜡量高的小米糠油，采用两次冷冻脱蜡过滤的方式。第一步是先将油缓慢冷冻，使其逐渐降温至15℃左右充分结晶，过滤。第二步是将油缓慢冷却5℃左右，养晶36 h，然后过滤脱去蜡质，经过冷冻脱蜡过滤的小米糠油达到产品标准。

2.2 产品质量对比

亚临界工艺采用的溶剂沸点低、组分纯，萃取产品残溶低，萃取过程温度低，选择性好,色素、磷脂等杂质萃取量少，产品质量高。与6号溶剂正己烷浸出粕、毛油质量对比，亚临界溶剂萃取粕和毛油质量均高于6号溶剂，萃取粕和毛油质量对比见表4、5。

表4 萃取粕质量对比

表5 毛油质量对比

3 结论

我国的小米糠资源丰富，其营养价值高。采用亚临界低温萃取小米糠油脂技术，实现了低温脱溶，避免了小米糠油及蛋白等活性物质的高温变性，完整保留了小米糠油的营养成分，保证了小米糠油的营养价值，为小米糠粕中植物蛋白、多糖的开发利用创造了条件。随着人们对小米糠油的营养价值和保健功效认知程度的提高，小米糠油及其它相关功能性产品将成为粮油加工副产品开发的热点，具有广阔的市场前景。