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油脂制取与加工工艺学

本章重点

1. 油料的主要结构;

2. 油料的主要成份;

3. 主要的油料特征。

一、油料定义:

含油率高于10%的植物种子称为油料。

二、油料分类:

(一)按来源分类

1.动物油料(Animal oilseeds)

A、陆地动物;猪、牛、羊等;

B、海洋动物;鲸、鲨等。

2.植物油料(Vegetable oilseeds )

A、草本油料(一年生长的植物种子)

eg:大豆(soybean)

B、木本油料、多年生长的乔或灌树

(Ligneous fibreoilseeds)

C、谷物油料(Grain oilseeds)

a、种皮类油料(玉米皮油、乌桕籽皮油、米糠油)

b.种胚类油料(玉米胚芽油、小麦胚芽油等)

D、野生油料(Wild oilseeds):

沙棘果、黑加仓籽、月苋草籽、野山茶、香果、松香桃、山核桃等。我国有八百余种。

(二)按含油量高低分类

1.低含油料:(10∽30%)

大豆(Soyhean)米糠(Ricebran)

棉籽(cottonseed)

2.中含油料:(30∽45%)

菜籽(Rapesead)

3.高含油料:(40%以上)

芝麻(Sesame)花生(peanut)

葵花籽(Sunflowerseed)

一、油料种子的形态和基本结构

(一)种皮

种皮在种子最外层。种皮含有大量的纤维物质且较坚硬,可以抵抗外界的

不良影响,对内部的胚和胚乳起到保护作用。

1.种孔:发芽孔,当种子发芽时,水分进入孔。

2.种脐:种子附着在胎座上的部分叫脐或种脐。

3.脐带:脐带是从胚柄通到合点的维管束遗迹。

4.内脐:内脐即脐带的终点部位,也称合点。

大豆种子形态

(二)胚

胚是种子最生命的部分。

1.胚芽:又称幼芽或上胚轴。

2.胚轴:又称胚茎,是连接子叶与胚根的过渡

部分。

3.胚根:又称幼根,位于胚轴下面,为植物未

发育的初生根。

4.子叶:即胚的幼叶,具一片或两片。

(三)胚乳

胚乳是种子发育中的特殊营养组织,含有脂肪、糖类、蛋白质等营养物质。

大部分油料作物的种子属于无胚乳双子叶

种子,例如大豆、花生、油菜籽、棉籽及葵花

籽等。有胚乳双子叶油料种子有蓖麻籽、芝

麻、亚麻籽、油桐籽及乌桕籽等。有胚乳单子

叶种子有椰子和稻谷(米糠之源)等。

油料种子是由大量的细胞组织组成,油籽细胞的平均直径一般为几十微米,个别的也可达几十毫米。

(一)细胞壁

细胞壁包围在原生质体的外面。细胞壁的功用主要是维持细胞一定的形状,保护细胞内部组织,使生理活动能顺利进行。

细胞壁的主要成分是纤维素、半纤维素和果胶质。

此外,在油籽最外层组织的一些细胞壁中,往往还含有蜡

质及角质等。

细胞壁根据形成时间和化学成分的不同可分为三层,即胞间层、初生壁和次生壁。

1.胞间层

胞间层是在细胞分裂、产生新细胞时形成的,存在于两个细胞之间,使细胞壁粘合在一起。

2.初生壁

在细胞生长过程中,原生质体分泌纤维素、半纤维素和

少量的果胶质加在胞间层上,构成细胞的初生壁。

3.次生壁

次生壁是细胞停止生长后,在初生壁内侧继续积累的细

胞壁。

4.纹孔及胞间连丝

当初生壁形成时,并不是均匀加厚的,而是形成许多凹洼

区域,这些区域称为初生纹孔场。随后,当次生壁加厚时,在

初生纹孔场处往往不加厚,形成许多更明显的纹孔。

油料种子细胞的细胞壁厚度一般都在一微米之内,细胞壁中的纤维素等物质呈细丝状。

细胞壁具有稳定的化学性质,大多数情况下不与一般的物质反应,所以它能起到保护细胞内含物的作用。

细胞壁的结构使其具有一定的渗透性,水和有机溶剂能通过细胞壁而渗透到细胞的内部,使细胞内外物质进行交换。

细胞壁受机械外力作用会发生破裂,也会受细胞内容物吸水膨胀所产生的压力而破裂。油脂生产中的轧胚、蒸炒、浸出等工序就利用了油籽细胞壁的这些性质对油料进行处理。

(二)原生质体的组成及特性

原生质体由细胞膜、细胞质、细胞核、细胞

器所组成,其中含有大量的油脂及其它贮藏营养

物质,如蛋白质和淀粉等。

1.细胞膜

细胞膜也称原生质膜或质膜,主要成分是蛋

白质、类脂物,细胞膜的类脂物主要是磷脂。

2.细胞质

细胞质是细胞膜和细胞核之间的物质。包括

基质、细胞器和包含物。

3.细胞核

组成细胞核的主要成分是核蛋白,

还有类脂、酶及其它成分。

核蛋白由蛋白质和核酸所组成。

核酸分两类:核糖核酸(RNA)和

去氧核糖核酸(DNA)。

细胞核在细胞的遗传和代谢等方

面起着主导作用。

4.细胞器

细胞器也称细胞器官,是细胞内具有特定形态、

专门生理功能和特殊化学组成的结构。包括质体、

线粒体、内质网、核糖体、高尔基体、液泡、溶酶体、

微管和微丝等。

细胞的原生质体是一种极为复杂的多相亲水胶

体系统。

脂肪在细胞里以大小不同的液体点滴(乳化状态)

存在于细胞质和细胞液中,随着种子的成熟失水,油脂

取代了凝胶结构网眼中的水而充满在胶束的孔道中,形

成了油料种子细胞的油脂部分。

不同油籽的化学成分及含量不尽相同,但各种油籽中都含有油脂、蛋白质、糖类、游离脂肪酸、磷脂、色素、蜡、烃类、醛类、酮类、醇类、脂溶性维生素、水分及矿物质等成分。此外,个别油料中还含有少量特殊的物质。

1.油脂在油料中的存在状态

高尔道夫斯基提出的假说认为:在细胞原生质体

的凝胶体中,胶体微粒彼此连接成胶束,它们又连接构

成胶束网,结果形成了许多大小不等、互相隔离的孔

道,孔道极小,用超显微镜才能看见,油滴便呈显微均

匀分散状态充填在这些孔道之间。在凝胶结构中可能

还存在着极小的(超显微可见)油滴,例如包裹在折

叠的蛋白质分子中。

以电子显微技术所得到的细胞结构内油脂存在的

图像说明,油脂的分布的确是显微均匀的不连续状态

存在。

2.植物油籽中脂肪的形成

由糖类分解成的脂肪酸与甘油在脂肪酶的作用下酯

化而形成。

糖类转变成脂肪的一般过程是:糖首先分解成甘油

和饱和脂肪酸,饱和脂肪酸在种子的活组织中进行剧烈

的氧化还原反应,逐渐形成不饱和脂肪酸,然后甘油和

脂肪酸在脂肪酶的作用下,酯化而形成油脂。

油料种子在成熟过程中,油脂的合成反应可能尚未

进行到底,有些甘油的羟基未能完全与脂肪酸结合,即

使到油料收获时,仍能存在着油脂合成代谢反应的中间

产物-甘油一酸酯和甘油二酸酯。

在油料种子成熟过程中脂肪的含量不断增加,而糖

类的含量在不断减少。

3.含油量:全籽含油10∽50%

Oilseed Soybean Peanut Cottonseed Rapeseed

Content 14-21 38-52 14-18 30-42

Oilseed Sesame Sunflower

Content 50-56 35-45

4.油脂的组份

甘三酯95%以上,二酯一酯、类脂化合物(phosphatide)、蜡、烃、醛、酮、醇类

(胡萝卜素)、醛酮、醇类(甾醇、棉酚)、

脂肪酸(FFA)

1.蛋白的分类

按照蛋白质的生理功能,油料种子的蛋白质可分为结构蛋白、储藏蛋白和酶蛋白三类。

A、结构蛋白:如构成细胞器膜结构的基本化学

成分之一的膜蛋白质即属于结构蛋白。

B、储藏蛋白:大部分存在于原生质凝胶中,是

油料种子蛋白的主体,如在大豆中约占总蛋

白的70%左右。

C、酶蛋白:是细胞中很丰富的蛋白质,它们是

细胞中各种生化反应的催化剂。

2.蛋白的含量

Soybean Papeseed Peanut Cottonseed

30∽50 15∽20 25∽30 16∽26

sesame 21∽23

3.油料中的蛋白酶

酶是一种具有特殊功能的蛋白质,是一种独特的生物催化剂。

油料种子中均含有一定量的各种酶,在种子成熟、储藏、萌发及生产过程中,这些酶的活性及其作用的趋向都有极大变化,这些变化可以作为生化作用强度的标志。

在油料种子中对油脂生产比较重要的酶类主要有脂肪酶、脂肪氧化酶、磷酯酶、脲酶等。

A、脂肪酶

脂肪酶能催化脂肪的水解和合成反应。它的催化作用具有可逆性。

在油料种子成熟时,能催化脂肪的合成作用,而在

种子成熟后的储藏、加工以及种子萌发阶段,则催化脂

肪的分解反应。

胚部脂肪酶的活性最强。干燥种子中的脂肪酶极抗

高温。

B、脂肪氧化酶

脂肪氧化酶可以催化某些高级不饱和脂

肪酸及其脂肪酸酯生成氢过氧化物,生成的

最后产物为低分子的过氧化物。

脂肪氧化酶的活性与油料种子的种类有

关。例如,在大豆种子内的活性很大,而在

其他种子内的活性较小。

当大豆破碎后,只需少量水分存在,脂

肪氧化酶就可以与大豆中的亚油酸、亚麻酸

等底物反应,发生氧化降解。氧化降解产物

的许多成分与大豆腥味有关(如正己醛)。

C、磷脂酶

磷脂酶可以使磷脂水解生成甘油、脂肪酸、胆碱或胆

胺。磷脂酶有磷脂酶A1、磷脂酶A2、磷脂酶C、磷脂酶D

等。不同磷脂酶的专一性,可以使磷脂水解某一部分,形

成一系列不同的分解产物。

D、脲酶

即尿素酶,主要存在于大豆等豆类种子中。尿素酶是

大豆抗营养因子。

尿素酶能将动物体内的脲素催化水解,从而使脲素分

解放出氮气和二氧化碳,部分氨进入血液将会提高血氨浓

度而导致动物机体的中毒。

尿素酶的热稳定性较高,需要一定的湿热处理条件将其钝化和破坏。

脲酶含量高低及其活性大小是豆粕的重要品质指标之一。

E、其他酶类

蛋白酶,纤维素酶。

某些油料中的硫酸酯酶及糖甙酶。如菜籽中的芥子酶可将硫甙葡萄糖甙(芥子甙)分解形成一系列的有毒分解产物。

在成熟的油料种子中,糖类的含量一般不大,尤其是在高油分油料中,糖类的含量更少。

油料种子中含有的单糖主要是戊糖和己糖。

油料种子中含有少量的低聚糖,如蔗糖和棉籽糖等。

油料种子中的多糖有淀粉、纤维素和半纤维素。

纤维素和半纤维素主要存在于种子外壳和种皮中,种仁中含量很少。

种子成熟过程中,淀粉已经完全地或者差不多完全地耗在脂肪的合成过程中。

油籽中所含淀粉的数量视成熟程度而异。油籽愈不成熟,淀粉含量愈高。

类脂物是指分子结构与甘三酯相似或其溶解性与甘三酯类似。

通常将类脂物分为可皂化物和不可皂化物两大类。

可以皂化的酯类一种是与甘油三脂肪酸酯结构相似的类脂(甘一酯、甘二酯、脂肪酸、磷脂、糖酯、醚酯),另一种是与甘油三脂肪酸酯不相似的类脂(神经磷脂、蜡、甾醇酯)。

不可以皂化的类脂物其化学结构与酯类无关,含量虽微。

维生素E主要存在于油脂中,凝胶中含量很少。

(一)水分

水与细胞内其它组分联合在一起构成了原生质体的

胶体状态,形成一种密不可分的体系。

油料种子的含水率与种子的成熟程度密切相关,

一般未成熟的种子含水率较高,成熟后则较低。

(二)矿物质

油料种子中矿物质(灰分)含量不多。一般含p、K、

ca、Mg为多,约占灰分总数的90%(以其氧化物计)。

矿物质与有机化合物相结合成为复杂的化合物。例

如磷以磷酸残基的形式存在于磷脂及磷酸脂中;硫以硫

代葡萄甙盐的形式存在于油菜籽中;

钙镁大多以植酸盐的形式存在于酶(蛋白)成分中。

六、其它成份

1.葡萄糖甙(Glucoside)

糖类和其它有机化合物的结合的复杂化合物

A、氨基葡萄糖甙,例:亚麻籽(flaxseed)亚麻

甙,杏仁中杏仁甙在酶和水作用下分解葡萄

糖和氰酸

B、硫代葡萄糖甙(菜籽、介菜籽中)分解芥子

碱和硫酸盐、氰类:芥子甙

C、环烷葡萄糖甙(茶籽),皂素葡萄糖甙

2.色素:绿素、叶黄素等;

3、棉酚(Grssypol)

4、黄曲霉素(Aflatoxin),毒性比氧化钾强20倍

某些油料种子中含有一些特殊成分:如芝麻中的芝麻酚,大豆中的胰蛋白酶抑制素、凝血素、异黄酮,蓖麻籽中的蓖麻碱等。这些成分对油脂生产工艺和产品质量产生一定影响。

第三节主要油料种子的形态和特点

世界八大植物油料:

大豆(Soybean)、葵花籽(Sunflowerseed)、

菜籽(Rapeseed)、棕榈(Palm)、

棉籽(Cottonseed)、花生(Peanut)、

椰子(Copra)、橄榄(Olive);

上述八大油料的总产量占总产量90%以上

中国五种大宗植物油料

菜籽(Rapeseed)、大豆(Soybean)、

棉籽(cottonseed)、花生(peanut)、

芝麻(sesame)

按总产量排序。

一、大豆(Soybean)

大豆种子主要构成部分的组成(%)

大豆等级

我国各类大豆按纯粮率分等,以三级为中等标准,低于5等为等外大豆。我国大豆等级指标及其质量标准在GB1352-86中列出。

我国油脂业用大豆按净粮粗脂肪含量分为5等,以三级为中等标准,低于5等的大豆不适于油脂业用。油脂业用大豆等级指标及其质量标准在B8611-88列出。

转基因大豆品种

将各种来源的DNA插入大豆的基因组,得到具有更多所需特性的大豆品种。

1994年,美国孟山都(Monsanto)公司推出的商品名为Roundup Ready Soybean(简称RR大豆)的转基因抗除草剂大豆成为最早获准推广的转基因大豆品种。

此后Aventis公司获准推广抗广谱除草剂

Glufosinate的转基因大豆;杜邦(Dupont)公司获美国食品药物管理局(FDA)获准推广高油酸(70%)转基因大豆。

1999年美国转基因大豆产量占全美大豆50%以上;阿根廷70%~90%为转基因大豆;巴西、中国几乎没有。

转基因大豆生产成本比传统大豆低30%~35%,而产量高15%~20%。

我国对转基因大豆的管理

2001年6月6日我国公布了《农业转基因生物安全管理条例》

2002年1月7日公布了《农业转基因生物安全评价管理办法》《农业转基因生物进口安全管理办法》

《农业转基因生物标识管理办法》

条例和管理办法明确指出,不论是境外企业还是国内进口商必须获得转基因安全证书。

为了配合转基因政策的实施,国家质检总局相应出台了《出入境粮食和饲料检验检疫管理办法》,于2002年3月1日开始执行,从法律上明确了对大豆入境规范的检验检疫程序。

中国大豆生产状况

2006年美国年产量超过8600万吨,巴西为6800万吨,阿根廷为3875万吨,中国为1700万吨。

我国大豆种植以东北各省及黄淮平原各省较为集中。东北三省约占40%,黄淮流域约占38%,长江流域及南方地区占17%,其余占5%。

我国与美国大豆产业相比,在生产规模、单产水平、社会化服务水平、产业化水平等方面都处于劣势(如中国大豆单产比美国低33%)。

美国的大豆生产有政府巨额补贴的支持,而我国对大豆生产的扶持政策很少,我国大豆为非转基因产品,符合消费者需求,是绿色食品。

二、油菜籽(Rapeseed)

油菜为十字花科一年生草本植物。油菜的果实为长角果,每个果荚中一般有15~20粒种子(即油菜籽),油菜籽一般呈球形,平均直径为1.5~2.4毫米。

油菜有三大类型,即芥菜型、白菜型和甘蓝型。三种类型的油菜籽在子粒大小、种皮颜色和含油量方面都有一些差异。

油菜籽由种皮和胚两部分组成,双子叶无胚乳。种皮约占整个籽粒重量的14%~20 %,种皮中含有30%以上的粗纤维,菜籽中绝大部分的芥籽碱、色素、植酸、单宁等抗营养物质主要存在于种皮中。

双低油菜籽(Canola)

传统油菜籽中含有4%左右的硫代葡萄糖甙,菜籽油中芥酸含量40%以上。

50年代前后,加拿大开始研究培育低芥酸及低芥子甙的“双低”菜籽品种。1978年加拿大油籽榨油家协会(WCOCA)将油中含芥酸低于5%、粕中含芥子甙少于3mg/g的油菜籽注册命名为"Canola"。

1996年作出修改,将油中芥酸允许含量降低到1%、粕中芥子甙允许含量低于20μmol/g。

卡诺拉培育计划致力于许多目标:提高产量;提高油脂和蛋白质含量;早熟;研制黄菜籽品种;减少绿籽以及改善抗病虫害和抗除草剂性能。

油菜籽生产状况及标准

在世界主要油料产量中,油菜籽产量仅次于大豆位居第二。

世界主要生产国:加拿大、中国、印度、巴基斯坦以及欧盟国家。

我国油菜籽的国家标准为GB11762-89,各类油菜籽按含油量分8个等级,8个等级的含油量从40%至33%,每个等级的含油量差别为1%。杂质含量为3%,水分含量为8%。

我国菜籽油35-42%,水分10-14%,杂质3-5%

西部菜籽油46-52%,水分6-8%,杂质5-8%

进口菜籽油42-45%,水分6-7%,杂质0.6-1.5%

三、花生(Peanut)

花生为豆科一年生草本植物,花生果实为荚果,其形状、大小及重量因品种不同而有差异。每荚内含种子(花生仁)2~3粒。

花生壳约占花生果重量的27%~33%。花生壳含油0.5%~1.0%,含蛋白质4~5%。

花生仁由种皮和胚两部分组成。花生仁种皮又称“花生红衣”,其含量占种子的2.5%~3.5%,种皮含油14%左右。

花生生产状况

花生原产于南美,现世界上大多数国家和地区都有种植,中国、印度、美国是花生的主产国。

中国花生年产量约为1250万吨,占世界总产量45%,居世界首位。

花生在我国各地均有种植,主要产地在黄河流域的中下游。

2000年,山东花生年产量为350万吨,居全国第一。河南花生产量为330万吨,居全国第二。

中国花生产量的50%以上用于榨油。浓香花生油、清香花生油、普通花生油。

四、棉籽(Cottonseed)

棉花属锦葵科一年生草本植物,籽是花作物的种子。

外表有短绒的称毛籽,除去短绒的称光籽。短绒一般占毛籽重量的3%~12%。

棉籽由壳和仁两部分组成,一般壳占25%~40%,仁占75%~60%

棉仁中含有0.5%~2.5%的棉酚。

热榨毛棉油中棉酚含量为0.25%~0.47%,己烷浸出所得毛棉油中棉酚含量为0.05%~0.42%。

精炼棉籽油中棉酚含量为0.01%或更少,甚至不可检出,检验极限是1μg/g。

近年来国内外已培育出无棉酚的棉花新品种。

五、葵花籽(Sunflowerseed)

向日葵为菊科一年生草本植物,葵花籽是一种瘦果

向日葵籽有两种类型,即油用葵和食用葵。

油用葵子粒小,壳薄,含壳率为29~30%,籽仁含油40%~50%。

食用葵粒大,果皮厚而有棱,含壳率为40%~60%,籽仁含油率22%~35%,含蛋白质26%~30.4%。

向日葵产量较高的国家中,前苏联名列第一,约占世界总产量40%,其次是美国、阿根廷、罗马尼亚。

我国新疆、甘肃、吉林、内蒙古、

辽宁三省的栽培面积约占全国总面积的80%。

六、芝麻(Sesame)

芝麻为胡麻科一年生草本植物。芝麻果实是一种蒴果,被囊25mm~80mm,直径5~20mm,成熟时沿缝线开裂,种子脱落。一个蒴果可结子50~100粒,甚至更多。芝麻籽粒长3~4mm,宽1.6~2.3mm。

芝麻按皮色可分为白芝麻、黑芝麻和黄芝麻三种。

皮占芝麻重的15~20%,其中含有2~3%的草酸和1~2%的钙及其它矿物质和粗纤维,皮有很大的苦味。

小磨香油、机榨香油或称“大槽油”、预榨饼浸出所得的芝麻油经过精炼为普通芝麻油。

芝麻油是极少数不需要任何精炼即可直接食用的天然色拉油。

芝麻的生产状况

芝麻可能是迄今所知被人类用作食品资源的最古老的油籽。

芝麻主要种植在亚洲(70%以上)、地中海、南非(约20%)的一些热带和亚热带地区。芝麻在我国的种植以河南、安徽、湖北为最多。

2000年全世界芝麻产量294万吨,中国的芝麻年产量约为83万吨,河南省的芝麻产量约24万吨。

芝麻适合种植在劳动力十分充裕且低廉的地区,是一种典型的小规模种植作物。

芝麻的起源地已不能肯定,据考古学的证据,比较认可的结论是芝麻起源于印度。

七、亚麻籽(flaxseed)

亚麻也称胡麻,其茎皮纤维长而韧,为很好的纺织原料。亚麻果实为蒴果,球形,长6~8毫米,直径6~7毫米,顶端五瓣裂开,种子约10粒。亚麻籽呈扁卵形,有胚乳双子叶,有光泽,褐色。含油30%~40%,壳中含有15%~20%油脂,故制油时不必脱壳。

八、红花籽(Safflowerseed)

红花属一年生双子叶菊科草本植物。红花种子为瘦果,较葵花籽小,椭圆形或倒卵形,长约5毫米,基部稍歪斜,白色,无冠毛,具四棱,与大麦粒同样大小。

红花籽含壳率56.3%,含仁率43.7%,整籽含油25~37%,含粗蛋白15%~19%,种仁含油可达55%以上。红花籽油清亮橙黄,味美可口,油中亚油酸含量高达56%~80%,是商品油中含量最高的,且几乎不含亚麻酸,是一种很好的食用油脂。

九、蓖麻籽(Casterseed)

蓖麻属大戟科一年生高大草本植物,在南方常形成小乔木,是一种热带亚热带油料植物。

蓖麻的蒴果多刺,呈球形,直径约2厘米,通常含有3粒种子。种子呈长卵形或椭圆形,稍扁,长15~22mm).

蓖麻籽由种皮(外壳)、胚和胚乳组成,外壳含量约为25~30%全籽含油45%~50%,含蛋白质约19%,仁中含油高达65%~70%。

蓖麻中含有蓖麻毒蛋白(0.5%~15%)、蓖麻碱(0.15%~0.2%)、变应原(5%~9%)、血球凝集素(0.005%~0.015%)等有毒或极毒成分。工业用油,饼粕作肥料,制油时要特别注意其出油和溶解性。

十、月见草籽

月见草为柳叶菜科二年生草本植物,又名山芝麻、夜来香。

月见草籽为蒴果,长圆形,略有四棱,成熟时四瓣裂,种子小似芝麻,有棱角,多数紫褐色。

种子含油20%~25%。油中含有其他油脂中少见的7%~9%的γ-亚麻酸及70%的亚油酸,具有重要的生理活性。

月见草种子制油宜采用低温浸出法。若采用先进的超临界C02浸出法,能获得更理想的产品。

十一、油茶籽(Teaseed)

油茶果是油茶树的果籽。成熟的油茶果为卵圆形,表面有长绒毛,油茶籽约占果重量的38.7%~40.0%。

油茶籽的外形呈椭圆形或圆球形,背圆腹扁,长约2.5cm, 它由种皮(茶子壳)和种仁(茶子仁)两部分组成。

油茶籽整籽含油30%~40%,油茶籽的含仁率为66~72%,仁中含油40%~60%,粗蛋白9%,粗纤维3.3%~4.9%,皂素8%~16%。

皂素进入血液会引起红血球溶解而使动物中毒。制油时皂素留在饼粕中, 因此不能做饲料。

除油茶树外,茶叶树种子也含有油脂,其仁的含油率约16%,精炼后可以食用。

茶子油含有茶多酚认为是抗氧化剂。

十二、油桐籽(Tungseed)

油桐为大载科木本油科植物。我国的油桐主要有桐油树(三年桐)和木油桐(千年桐)两种。油桐果直径4~5厘米,重20~30克。坚硬的果皮厚3~4毫米,其内有桐籽3~7枚,每枚重3~4克,一般桐籽占果实重的50%左右。

桐仁(干基)含油53%~56%,桐籽(干基)含油量42%以上。

桐籽油是工业用油。制油后的桐籽饼粕含有一定的毒素,不能用作饲料。

桐籽制油过程要防止异构化。

十三、油棕(果)(Palm)

油棕多年生乔木,是目前最重要的热带木本油料。

现世界油棕果的产量为17265万吨,它在国际市场上的地位仅次于大豆。

马来西亚的油棕产量最高,约占世界总产量的70%。

棕榈树需三年左右开始结果,结果高峰期在8~10年,其单位面积的产油量居各种油料作物之首,历来有“世界油王”之称。

油棕全年开花结果,果穗上有几百甚至上千个果实,果实呈犁形或卵形,成熟后呈淡桔红至红色。

果实由果肉、种壳和种仁组成。

棕榈果肉的含油率为56%左右,取自果肉的油叫“棕榈油”。

棕榈仁的干基含油53%左右,取自种仁的油叫“棕榈仁油”。

两者的脂肪酸组成、物理性质及化学性质都不相同,应用领域和市场也各不相同。

油棕(果)图

十四、谷类油料(Grainoilseed)

米糠(Ricebran):稻壳占稻谷重16~23%,米糠占5~8%,米胚芽占2.5%左右,精白米约占72~72.5%。米糠含油12%~20%。

米糠制油的关键是钝化脂肪酶、浸出渗透性、油中含渣量等。

玉米胚(Corngerm):皮层占籽粒重6~8%;胚乳占子粒重80~85%;玉米胚占子粒重10~15%。纯净玉米胚含油脂36%~47%,蛋白质15%~24%,糖类20%~24%,纤维素约7%,灰分约6%,还有维生素E(约90~250毫克/100克)。

玉米胚芽的分离方法有干法和湿法两种。玉米发酵酒精及玉米淀粉生产中采用湿法提胚的工艺,湿法所得玉米胚芽含有2%~4%的水分和44%~50%的油脂。在玉米粉生产中常采用干法提胚工艺,玉米胚得率及胚纯度较低,玉米胚芽含油一般为20%~25%。注意在油脂制取时工艺条件的选择。

小麦胚(Wheatgerm):小麦麸皮约占小麦粒重的15%,小麦胚占2%~3%,小麦胚乳(面粉)占82%左右。小麦胚含蛋白质17%~35%,含油率平均为9.5%,含维生素E为270mg~305mg/kg,有的高达500mg/kg。小麦胚油中含维生素E为250~550毫克/100克,是各类天然油脂中含维生素E最多的一种。另外还含有丰富的植物固醇,常用作医药类油脂。

本章思考题

1. 油料种子基本结构由哪几部分组成?

2. 油料种子的主要化学组分有哪些?

主要大宗油料有哪几种?其含油和蛋白

在什么范围?

4、谷物油料有那向种?与大宗油料相比有那些特点?

本章重点

1. 油料的主要结构;

2. 油料的主要成份;

3. 主要的油料特征。

一、油料定义:

含油率高于10%的植物种子称为油料。

二、油料分类:

(一)按来源分类

1.动物油料(Animal oilseeds)

A、陆地动物;猪、牛、羊等;

B、海洋动物;鲸、鲨等。

2.植物油料(Vegetable oilseeds )

A、草本油料(一年生长的植物种子)

eg:大豆(soybean)

B、木本油料、多年生长的乔或灌树

(Ligneous fibreoilseeds)

C、谷物油料(Grain oilseeds)

a、种皮类油料(玉米皮油、乌桕籽皮油、米糠油)

b.种胚类油料(玉米胚芽油、小麦胚芽油等)

D、野生油料(Wild oilseeds):

沙棘果、黑加仓籽、月苋草籽、野山茶、香果、松香桃、山核桃等。我国有八百余种。

(二)按含油量高低分类

1.低含油料:(10∽30%)

大豆(Soyhean)米糠(Ricebran)

棉籽(cottonseed)

2.中含油料:(30∽45%)

菜籽(Rapesead)

3.高含油料:(40%以上)

芝麻(Sesame)花生(peanut)

葵花籽(Sunflowerseed)

一、油料种子的形态和基本结构

(一)种皮

种皮在种子最外层。种皮含有大量的纤维物质且较坚硬,可以抵抗外界的不良影响,对内部的胚和胚乳起到保护作用。

1.种孔:发芽孔,当种子发芽时,水分进入孔。

2.种脐:种子附着在胎座上的部分叫脐或种脐。

3.脐带:脐带是从胚柄通到合点的维管束遗迹。

4.内脐:内脐即脐带的终点部位,也称合点。

大豆种子形态

(二)胚

胚是种子最生命的部分。

1.胚芽:又称幼芽或上胚轴。

2.胚轴:又称胚茎,是连接子叶与胚根的过渡

部分。

3.胚根:又称幼根,位于胚轴下面,为植物未

发育的初生根。

4.子叶:即胚的幼叶,具一片或两片。

(三)胚乳

胚乳是种子发育中的特殊营养组织,含有

脂肪、糖类、蛋白质等营养物质。

大部分油料作物的种子属于无胚乳双子叶

种子,例如大豆、花生、油菜籽、棉籽及葵花

籽等。有胚乳双子叶油料种子有蓖麻籽、芝

麻、亚麻籽、油桐籽及乌桕籽等。有胚乳单子

叶种子有椰子和稻谷(米糠之源)等。

油料种子是由大量的细胞组织组成,油籽细胞的平均直

径一般为几十微米,个别的也可达几十毫米。

(一)细胞壁

细胞壁包围在原生质体的外面。细胞壁的功

用主要是维持细胞一定的形状,保护细胞内部组织,使

生理活动能顺利进行。

细胞壁的主要成分是纤维素、半纤维素和果胶质。

此外,在油籽最外层组织的一些细胞壁中,往往还含有蜡

质及角质等。

细胞壁根据形成时间和化学成分的不同可分为三

层,即胞间层、初生壁和次生壁。

1.胞间层

胞间层是在细胞分裂、产生新细胞时形成的,存在于两

个细胞之间,使细胞壁粘合在一起。

2.初生壁

在细胞生长过程中,原生质体分泌纤维素、半纤维素和

少量的果胶质加在胞间层上,构成细胞的初生壁。

3.次生壁

次生壁是细胞停止生长后,在初生壁内侧继续积累的细

胞壁。

4.纹孔及胞间连丝

当初生壁形成时,并不是均匀加厚的,而是形成许多凹洼

区域,这些区域称为初生纹孔场。随后,当次生壁加厚时,在

初生纹孔场处往往不加厚,形成许多更明显的纹孔。

油料种子细胞的细胞壁厚度一般都在一微米之内,细胞壁中的纤维素等物质呈细丝状。

细胞壁具有稳定的化学性质,大多数情况下不与一般的物质反应,所以它能起到保护细胞内含物的作用。

细胞壁的结构使其具有一定的渗透性,水和有机溶剂能通过细胞壁而渗透到细胞的内部,使细胞内外物质进行交换。

细胞壁受机械外力作用会发生破裂,也会受细胞内容物吸水膨胀所产生的压力而破裂。油脂生产中的轧胚、蒸炒、浸出等工序就利用了油籽细胞壁的这些性质对油料进行处理。

(二)原生质体的组成及特性

原生质体由细胞膜、细胞质、细胞核、细胞

器所组成,其中含有大量的油脂及其它贮藏营养

物质,如蛋白质和淀粉等。

1.细胞膜

细胞膜也称原生质膜或质膜,主要成分是蛋

白质、类脂物,细胞膜的类脂物主要是磷脂。

2.细胞质

细胞质是细胞膜和细胞核之间的物质。包括

基质、细胞器和包含物。

3.细胞核

组成细胞核的主要成分是核蛋白,

还有类脂、酶及其它成分。

核蛋白由蛋白质和核酸所组成。

核酸分两类:核糖核酸(RNA)和

去氧核糖核酸(DNA)。

细胞核在细胞的遗传和代谢等方

面起着主导作用。

4.细胞器

细胞器也称细胞器官,是细胞内具有特定形态、

专门生理功能和特殊化学组成的结构。包括质体、

线粒体、内质网、核糖体、高尔基体、液泡、溶酶体、

微管和微丝等。

细胞的原生质体是一种极为复杂的多相亲水胶

体系统。

脂肪在细胞里以大小不同的液体点滴(乳化状态)

存在于细胞质和细胞液中,随着种子的成熟失水,油脂

取代了凝胶结构网眼中的水而充满在胶束的孔道中,形

成了油料种子细胞的油脂部分。

不同油籽的化学成分及含量不尽相同,但各种油籽中都含有油脂、蛋白质、糖类、游离脂肪酸、磷脂、色素、蜡、烃类、醛类、酮类、醇类、脂溶性维生素、水分及矿物质等成分。此外,个别油料中还含有少量特殊的物质。

1.油脂在油料中的存在状态

高尔道夫斯基提出的假说认为:在细胞原生质体

的凝胶体中,胶体微粒彼此连接成胶束,它们又连接构

成胶束网,结果形成了许多大小不等、互相隔离的孔

道,孔道极小,用超显微镜才能看见,油滴便呈显微均

匀分散状态充填在这些孔道之间。在凝胶结构中可能

还存在着极小的(超显微可见)油滴,例如包裹在折

叠的蛋白质分子中。

以电子显微技术所得到的细胞结构内油脂存在的

图像说明,油脂的分布的确是显微均匀的不连续状态

存在。

2.植物油籽中脂肪的形成

由糖类分解成的脂肪酸与甘油在脂肪酶的作用下酯

化而形成。

糖类转变成脂肪的一般过程是:糖首先分解成甘油

和饱和脂肪酸,饱和脂肪酸在种子的活组织中进行剧烈

的氧化还原反应,逐渐形成不饱和脂肪酸,然后甘油和

脂肪酸在脂肪酶的作用下,酯化而形成油脂。

油料种子在成熟过程中,油脂的合成反应可能尚未

进行到底,有些甘油的羟基未能完全与脂肪酸结合,即

使到油料收获时,仍能存在着油脂合成代谢反应的中间

产物-甘油一酸酯和甘油二酸酯。

在油料种子成熟过程中脂肪的含量不断增加,而糖类的含量在不断减少。

3.含油量:全籽含油10∽50%

Oilseed Soybean Peanut Cottonseed Rapeseed Content 14-21 38-52 14-18 30-42 Oilseed Sesame Sunflower

Content 50-56 35-45

4.油脂的组份

甘三酯95%以上,二酯一酯、类脂化合物(phosphatide)、蜡、烃、醛、酮、醇类

(胡萝卜素)、醛酮、醇类(甾醇、棉酚)、

脂肪酸(FFA)

1.蛋白的分类

按照蛋白质的生理功能,油料种子的蛋白质可分为结构蛋白、储藏蛋白和酶蛋白三类。

A、结构蛋白:如构成细胞器膜结构的基本化学

成分之一的膜蛋白质即属于结构蛋白。

B、储藏蛋白:大部分存在于原生质凝胶中,是

油料种子蛋白的主体,如在大豆中约占总蛋

白的70%左右。

C、酶蛋白:是细胞中很丰富的蛋白质,它们是

细胞中各种生化反应的催化剂。

2.蛋白的含量

Soybean Papeseed Peanut Cottonseed

30∽50 15∽20 25∽30 16∽26

sesame 21∽23

3.油料中的蛋白酶

酶是一种具有特殊功能的蛋白质,是一种独特的生物催化剂。

油料种子中均含有一定量的各种酶,在种子成熟、储藏、萌发及生产过程中,这些酶的活性及其作用的趋向都有极大变化,这些变化可以作为生化作用强度的标志。

在油料种子中对油脂生产比较重要的酶类主要有脂肪

酶、脂肪氧化酶、磷酯酶、脲酶等。

A、脂肪酶

脂肪酶能催化脂肪的水解和合成反应。它的催化作

用具有可逆性。

在油料种子成熟时,能催化脂肪的合成作用,而在

种子成熟后的储藏、加工以及种子萌发阶段,则催化脂

肪的分解反应。

胚部脂肪酶的活性最强。干燥种子中的脂肪酶极抗

高温。

B、脂肪氧化酶

脂肪氧化酶可以催化某些高级不饱和脂

肪酸及其脂肪酸酯生成氢过氧化物,生成的

最后产物为低分子的过氧化物。

脂肪氧化酶的活性与油料种子的种类有

关。例如,在大豆种子内的活性很大,而在

其他种子内的活性较小。

当大豆破碎后,只需少量水分存在,脂

肪氧化酶就可以与大豆中的亚油酸、亚麻酸

等底物反应,发生氧化降解。氧化降解产物

的许多成分与大豆腥味有关(如正己醛)。

C、磷脂酶

磷脂酶可以使磷脂水解生成甘油、脂肪酸、胆碱或胆胺。磷脂酶有磷脂酶A1、磷脂酶A2、磷脂酶C、磷脂酶D

等。不同磷脂酶的专一性,可以使磷脂水解某一部分,形

成一系列不同的分解产物。

D、脲酶

即尿素酶,主要存在于大豆等豆类种子中。尿素酶是大豆抗营养因子。

尿素酶能将动物体内的脲素催化水解,从而使脲素分解放出氮气和二氧化碳,部分氨进入血液将会提高血氨浓

度而导致动物机体的中毒。

尿素酶的热稳定性较高,需要一定的湿热处理条件将其钝化和破坏。

脲酶含量高低及其活性大小是豆粕的重要品质指标之一。

E、其他酶类

蛋白酶,纤维素酶。

某些油料中的硫酸酯酶及糖甙酶。如菜籽中的芥子酶可将硫甙葡萄糖甙(芥子甙)分解形成一系列的有毒分解产物。

在成熟的油料种子中,糖类的含量一般不大,尤其是在高油分油料中,糖类的含量更少。

油料种子中含有的单糖主要是戊糖和己糖。

油料种子中含有少量的低聚糖,如蔗糖和棉籽糖等。

油料种子中的多糖有淀粉、纤维素和半纤维素。

纤维素和半纤维素主要存在于种子外壳和种皮中,种仁中含量很少。

种子成熟过程中,淀粉已经完全地或者差不多完全地耗在脂肪的合成过程中。

油籽中所含淀粉的数量视成熟程度而异。油籽愈不成熟,淀粉含量愈高。

类脂物是指分子结构与甘三酯相似或其溶解性与甘三酯类似。

通常将类脂物分为可皂化物和不可皂化物两大类。

可以皂化的酯类一种是与甘油三脂肪酸酯结构相似的类脂(甘一酯、甘二酯、脂肪酸、磷脂、糖酯、醚酯),另一种是与甘油三脂肪酸酯不相似的类脂(神经磷脂、蜡、甾醇酯)。

不可以皂化的类脂物其化学结构与酯类无关,含量虽微。

维生素E主要存在于油脂中,凝胶中含量很少。

(一)水分

水与细胞内其它组分联合在一起构成了原生质体的

胶体状态,形成一种密不可分的体系。

油料种子的含水率与种子的成熟程度密切相关,

一般未成熟的种子含水率较高,成熟后则较低。

(二)矿物质

油料种子中矿物质(灰分)含量不多。一般含p、K、

ca、Mg为多,约占灰分总数的90%(以其氧化物计)。

矿物质与有机化合物相结合成为复杂的化合物。例

如磷以磷酸残基的形式存在于磷脂及磷酸脂中;硫以硫

代葡萄甙盐的形式存在于油菜籽中;

钙镁大多以植酸盐的形式存在于酶(蛋白)成分中。

六、其它成份

1.葡萄糖甙(Glucoside)

糖类和其它有机化合物的结合的复杂化合物

A、氨基葡萄糖甙,例:亚麻籽(flaxseed)亚麻

甙,杏仁中杏仁甙在酶和水作用下分解葡萄

糖和氰酸

B、硫代葡萄糖甙(菜籽、介菜籽中)分解芥子

碱和硫酸盐、氰类:芥子甙

C、环烷葡萄糖甙(茶籽),皂素葡萄糖甙

2.色素:绿素、叶黄素等;