南瓜籽的综合利用研究进展
作者: 双杨 赵燕摘 要:南瓜籽为南瓜加工利用后的副产物,是一种优质的食用油原料,营养价值较高。本文主要介绍了南瓜籽各种营养成分的综合利用及研究现状,以供参考。
关键词:南瓜籽;综合利用;进展
Research Progress on Comprehensive Utilization of Pumpkin Seeds
SHUANG Yang1, ZHAO Yan2
(1.Shiyan Institute for Food and Drug Control, Shiyan 442000, China;
2.The Central Primary School of Huanglong Town, Shiyan 442000, China)
Abstract: Pumpkin seeds are by-products of pumpkin processing and utilization, and are a high-quality edible oil raw material with high nutritional value. This article mainly introduces the comprehensive utilization and research status of various nutrients in pumpkin seeds for reference.
Keywords: pumpkin seeds; comprehensive utilization; progress
南瓜又名番瓜、饭瓜、倭瓜等,是葫芦科南瓜属一年生草本类植物[1]。南瓜具有耐旱、耐寒、耐贫瘠、耐储藏、抗病虫害性强、容易栽培以及适应能力广等优点。南瓜在我国各个省份均有大面积种植,品种繁多,资源丰富,因其口感甜美、品质细腻深受消费者喜爱。南瓜被国内外公认为是一种集优质绿色食品、保健品和药品为一身的营养品。目前南瓜越来越受消费者青睐,主要原因是南瓜不仅营养价值较高,富含多种人体所需的营养成分,还具有多种保健功效,如促进消化、降血糖、降血脂、改善睡眠等。正因如此,我国加大了南瓜的种植规模,使得南瓜副产物——南瓜籽产量急速增加,如何有效利用并开发这一新的食品资源有待研究。
南瓜籽又被称为白瓜子、北瓜子、倭瓜子,是成熟南瓜的种子。中医认为南瓜籽性温、性平、味甘,归脾、胃、大肠经,有驱虫、消肿、健脾、下乳之功效。在古代中医诊治中主要用于治疗百日咳、钩虫病、小儿蛔虫、绦虫,以及帮助产妇缓解生产后腹胀、缺乳、浮肿、痔疮等症状[2]。现代医学也通过研究发现南瓜籽富含各种人体所需的营养成分,主要包含多糖、脂肪酸、氨基酸、植物甾醇、维生素以及矿物质等。这些营养物质在驱除各类寄生虫、降低血液中胆固醇含量、抗炎症、抗氧化衰老、降血压、缓解膀胱和尿道压力等方面具有显著的作用,且所具有的毒性较小。我国南瓜种植时间长、种植范围广、品类繁多,南瓜籽资源丰富,且南瓜籽产品的保健效果也得到了全世界的公认,因此在开发成食品保健品方面具有广阔的前景。本文从南瓜籽的外形特征、营养成分、功能特性以及产品开发等方面进行探讨。
1 南瓜籽概况
南瓜籽种子呈扁圆形,长1.2~1.8 cm,宽0.7~1.0 cm,表面为浅黄白色至浅黄色,两面平坦中间微微隆起,边缘稍有棱角,一端略微尖,种脐稍突起。去掉种皮,胚乳呈现薄膜状,两枚子叶,颜色金黄且肥厚、有油性,气香,味甘。
南瓜籽具有非常高的油脂含量,约占南瓜籽干重的35%~50%,油脂含量可高达64%,是一种优质的油脂类资源;维生素方面,南瓜籽以脂溶性维生素为主,主要包括维生素E1、维生素E2、维生素E3、维生素E4以及叶绿醌-维生素K[3],其中维生素E3含量最高,干重含量超过410 mg·kg-1;蛋白质方面,南瓜籽中含量约为6%,南瓜籽蛋白质在人体中的吸收率在88%~97%,生理效价高达70%以上,最为关键的是南瓜籽蛋白中含有的各类必需氨基酸及大量硫胺素平衡性较好;南瓜籽中水分含量为7.5%左右[4];有研究表明南瓜籽中富含钙、镁、锌、铁、钾、磷等矿物质元素。
南瓜籽在提取完油脂之后剩余的部分称为南瓜籽粕。南瓜籽粕中的蛋白含量可超过40%,这些蛋白中氨基酸种类丰富,同时还富含一些其他食品没有的特殊南瓜籽氨基酸。从组成上来看,有8种氨基酸是人体所需的氨基酸,其中组氨酸更是儿童健康成长所必需的,参照世界卫生组织与联合国粮农组织的标准规定,南瓜籽蛋白中组氨酸含量远远高于标准规定。此外,有研究发现南瓜籽粕蛋白中富含的必需氨基酸在比例上与人体所需的必需氨基酸组成比例相似,是一种符合人体健康要求的优质植物蛋白资源[5]。
2 南瓜籽的综合利用
2.1 南瓜籽油的提取及应用
南瓜籽油中营养物质种类较多,主要为多糖、必需脂肪酸、氨基酸、维生素、胡萝卜素、植物甾醇以及矿物质,营养价值丰富。南瓜籽油在降低低密度脂蛋白胆固醇含量、下乳、抗炎、抗衰老、抗氧化、健脾、缓解膀胱和尿道不适、缓解高血压以及驱除人体寄生虫等方面具有较为明显的作用。除此之外,南瓜籽油还能辅助治疗胃溃疡、高血压、高脂血症、糖尿病以及肥胖症等一系列相关疾病。食用南瓜籽油还能减少黄曲霉毒素引起的副作用,因此极具开发价值[6-9]。南瓜籽油不仅可以作为食品、药品和化妆品领域的防腐剂和功能性成分使用,还能够在人体疾病预防和健康保健方面起到积极作用。
2.1.1 南瓜籽油的提取方法
(1)压榨法。压榨法主要是将油料中的油脂通过外力的挤压作用提取出来,是一种传统的油脂提取方法。该方法依靠物理加压,不添加化学试剂,安全无有害物质残留,深受消费者的喜爱与推崇。根据提取油脂时温度的不同,压榨法可以分为热榨法和冷榨法两种。①热榨法。将南瓜籽去壳,加热蒸炒至120 ℃左右,控制水分含量在1.0%~1.5%,再利用榨油机进行物理压榨,之后进入精炼处理程序,得到南瓜籽油。通过热榨法提取的南瓜籽油一般香味比较浓郁,但由于热榨法提取过程中涉及高温加热,且在油脂精炼过程中工序较为复杂,极易使南瓜籽油中的营养成分发生改变,压榨后的南瓜籽粕中的蛋白也会发生变性,造成一定的资源损失。②冷榨法。冷榨法,即在压榨温度低于60 ℃的条件下进行油脂提取。与热榨法相比,冷榨法能更好地保留油脂及饼粕中的各种生物活性成分,粕中的蛋白利用价值也得到提升。但由于冷榨法在提取过程中未经过高温蒸炒,油料出油率和气、滋味的浓香程度相较于热榨法略显不足。
(2)溶剂浸出法。溶剂浸出法为油脂工业中的大规模生产方式。首先利用有机溶剂与油脂能够互溶的特点进行提取,再利用设备脱除混合试剂中的溶剂得到毛油,然后对毛油进行化学精炼,最终得到符合国家生产标准的食用油。油脂工业上最常用的提取溶剂主要有正己烷、六号溶剂油等。
与传统的压榨法相比,溶剂浸出法提取油脂效率高、饼粕残留油量少、粕中蛋白质保存程度高,在提取植物蛋白方面有较大的优势,同时在饲用方面也能够提升粕的饲用价值;该加工模式适合工业化生产,智能化程度高,人力成本及原料成本较压榨法低。但通过浸出法得到的毛油品质较压榨法低,毛油经过反复的化学精炼才能够得到可供人体食用的油脂。此外,该方法使用的有机溶剂作为萃取剂,存在安全隐患,如部分有机溶剂易燃易爆、具有一定的毒性等,因此对生产管理要求较高。为了解决这一问题,相关人员会通过适当的化学精炼去除部分溶剂残留,但化学精炼过程较为烦琐、复杂,且温度较高,会对油脂的气、滋味和营养物质造成一定的损失。
(3)超临界CO2萃取法。超临界CO2萃取技术是以超临界状态下的CO2为萃取剂的一种新型油脂提取技术。其主要原理是利用CO2在超临界状态下具有的气、液混合特性对油料中的油脂进行萃取,然后通过调整温度、压力将超临界状态下的油脂从流体中析出,以实现油脂提取。超临界CO2萃取技术具有油脂提取时间短、选择性能高和零溶剂残留的优点,现已被大范围应用于油脂提取工艺以及各种香精香料、色素类、生物碱和药用成分的分离萃取。
(4)超声波法。超声波提取油脂主要是在油脂浸出提取过程中以超声波来强化传质及空化效应引发“强大”湍流和循环,辅助强化提取油脂。油脂的提取效率主要与超声波的功率有关,超声功率越大油脂提取效率越高。与溶剂浸出法相比,超声波法提取效率高,提取时间短,极大地减少了杂质的浸出。另外,超声波法的浸提温度一般在40 ℃以下,提取温度较低,不会因为温度过高而造成营养成分损失。但是需要注意的是超声波不仅会破坏细胞壁,还会破坏提取物质的结构[10],所以在提取过程中要根据油脂本身的特性选择合适的超声功率。
(5)水酶法。水酶法是一种新兴的油脂提取技术,目前正在被油脂行业广泛研究。提取过程中油料先经设备破碎,然后依次加入水和酶,依靠粉碎机和酶制剂的双重作用破坏油料细胞,使得油脂能够从细胞中释放出来,从而得到油脂。水酶法主要利用油水比重以及非油成分对水和油的亲和力的不同分离油脂。相对于其他提取方法,水酶法提取条件温和,所得油脂不需要经过大量的化学精炼过程,能够最大限度地保留油脂中的营养物质,使产品拥有良好的特性,满足消费者的安全需求;能获得较多的蛋白质,且蛋白变性程度低,极大地提升了产品附加值;提取温度低,能耗较小,安全环保,是一种优秀的提取方法。
但水酶法同时存在以下不足。①耗费的酶制剂成本较大,相信随着微生物制酶技术的快速发展,酶制剂成本问题将得到有效解决。②利用水酶法处理过程中水油会出现乳化现象,对后续油水分离体系造成影响,严重影响得油率,寻找合适、有效的破乳方法有待研究[11]。
2.1.2 南瓜籽油的功能与价值
(1)南瓜籽油的营养价值。南瓜籽油中脂肪酸含量丰富,种类众多,符合人体必需的脂肪酸总量超过30%,其中亚油酸、油酸含量较高。亚油酸是一种不饱和脂肪酸,能有效降低人体血液中的胆固醇及血脂含量,具有营养脑神经细胞等功能[12]。油酸作为一种单不饱和脂肪酸,在氧化稳定性方面比多不饱和脂肪酸要好,且其能在降低低密度脂蛋白胆固醇含量的同时不影响血液中高密度脂蛋白胆固醇含量,从而有效地防止动脉粥样硬化,同时还具有抗癌、降血压等作用[13]。亚麻酸同油酸、亚油酸类似,不仅具有降血压、降血脂、提高机体免疫力等功效,还可以转化为二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸,能够有效预防和治疗心血管、脑血栓及心肌梗死等心脑血管疾病[14-15]。
(2)南瓜籽油的经济价值。南瓜籽作为南瓜的副产物,来源广泛,大部分南瓜籽都未真正用于加工生产,大多被丢弃,造成了油料资源的大量浪费。南瓜籽中油脂含量丰富,利用南瓜籽生产油脂极具开发前景。一般情况下,南瓜籽经过收集、清理、去壳后直接进入榨油机榨油或者预榨之后进行浸出提取油脂,将毛油经过化学精炼后得到品质优良、风味独特且香味浓郁的南瓜籽油[16]。
南瓜籽油的使用范围不仅限于食用,还可以将其微胶囊化制成软胶囊。将南瓜籽油在无光线、无氧气的环境中低温提取,同明胶和甘油一起调配制成富含不饱和脂肪酸、甾醇、维生素等具有高生物活性的软胶囊。该南瓜籽油软胶囊未进行过多的化学精炼,节约了设备,同时又保留了南瓜籽油中的各种天然高生物活性成分,是一种高质量的功能性保健食品[17],极大地提升了产品的附加值。
(3)南瓜籽油的保健价值。南瓜籽油中含有一种被称为“男性荷尔蒙”的生物活性触媒剂成分,这一成分对男性前列腺及泌尿系统疾病有良好的预防及保健作用。此外,南瓜籽油中的多不饱和脂肪酸以及一些生物活性物质在有效预防湿疹及抗过敏方面也有其独特的预防作用。
2.2 南瓜籽饼粕的开发与应用
南瓜籽经压榨工艺脱脂后的副产品为饼,经浸出工艺脱脂后的副产品为粕,统称为南瓜籽饼粕。目前,南瓜籽油的产量逐年增加,南瓜籽饼粕作为南瓜籽油加工副产品,其产量也随之提升,如何高效合理利用南瓜籽饼粕已成为一个重要的课题[18-19]。
2.2.1 南瓜籽饼粕蛋白的营养成分与功能
研究表明,脱脂后的南瓜籽饼粕中蛋白质含量可达40%以上,南瓜籽蛋白中氨基酸含量丰富,种类可达17种,因此南瓜籽饼粕是一种符合人体健康要求的优质植物蛋白资源。南瓜籽蛋白还具有降血糖、抗氧化,以及对肿瘤细胞具有抑制增殖、诱导凋亡和诱导分化多种生理活性作用[20]。
2.2.2 南瓜籽蛋白开发产品
(1)南瓜籽蛋白粉。南瓜籽蛋白粉可分为脱脂南瓜籽粉和低脂南瓜籽粉,其中蛋白质含量约为50%。南瓜籽蛋白粉产品加工工艺简单,只需要将已经提取完油脂的南瓜籽饼粕进行充分粉碎、杀菌,最后进行包装即可。该产品可以添加到面粉、玉米粉等谷物食品中,以解决成品粮中氨基酸不足的问题。