《食品科学》：武汉轻工大学杨国燕高级实验师等：微波预处理对花生压榨特性的影响

花生是我国重要的经济作物和油料作物，其果实（仁）含油量约为50%～60%，还富含蛋白质、碳水化合物、维生素和矿物质等营养成分。传统的花生压榨制油过程需要高温炒制，导致热敏性功能成分损失严重，蛋白质过度变性，限制了花生油和压榨饼的高值化利用。微波技术作为一种新型的加热方式，能够快速均匀地加热物料内部，具有升温速度快、加热均匀和热惯性小等优点。然而，目前关于微波预处理对花生水分迁移、颗粒质构和挤压出油等特性影响的研究较少。

因此，武汉轻工大学食品科学与工程学院的郝琴、杨国燕*，中国农业科学院油料作物研究所的万楚筠等研究对花生进行微波预处理，考察处理过程中花生水分子结合状态、褐变程度、颗粒质构参量和蛋白变性程度等指标变化，并与85 ℃真空烘箱处理作对比；采用Pearson模型将影响花生压榨相关的特性指标与出油率进行数学关联，以期为微波技术在花生高效加工中应用提供一定的理论参考与数据支撑。

1 预处理后花生水分、褐变程度与出油率的关系

不同时间微波、真空烘箱处理的花生水分变化情况如图1所示。花生初始水分为5.25%，经过1、3、5、7 min和9 min微波后，水分相应为5.13%、4.59%、3.64%、2.27%和1.75%；采用85 ℃真空烘箱处理1、3、48、89、122 min后，花生水分相应降为5.14%、4.53%、3.74%、2.35%和1.86%，与微波各处理水分值误差在±0.11%以内。

从图2可以看出，花生的

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BI值可以很好地反映油料的褐变和热处理程度。微波时间对花生的褐变指数有显著影响。经过1、3、5、7 min和9 min微波处理后，花生最终温度分别达到45、95、111、123 ℃和129 ℃，随着微波处理时间延长，花生水分快速下降（图1），BI值逐渐升高（图3），说明花生美拉德反应程度不断加深。但是真空烘箱干燥时间对BI值影响非常小，这是因为真空烘箱干燥温度仅为85 ℃，而温度在100 ℃以上才可促进气味分子及美拉德反应产物类黑素大量形成。

从图3可以看出，随着入榨花生水分的降低，花生压榨出油率呈现先升高后降低的趋势。微波预处理和真空烘箱干燥后花生水分降为2.27%时，压榨出油率均达到最高值，分别为45.85%和45.76%，可能原因是在此水分条件下的花生具有适宜的可塑性（成形性）。在一定范围内，物料水分含量越低，螺旋压榨机出油点压力越大，压榨效果越好。但是当水分过低时，花生可塑性较差，压榨饼成型困难，影响出油效果。

2 预处理后花生颗粒质构参量的变化

如图4所示，压榨制油是借助机械外力的作用，使油料细胞结构严重变形，细胞壁破裂，油脂体被挤压出来的过程。压榨特性是影响油料输送、剪切、挤压和油脂渗出等过程的属性，直接决定着油料的压榨出油率，包括水分、硬度、可塑性等。其中可塑性对于压榨效果影响最大，可塑性过小，饼不能成型，内部无法形成毛细管的流油通道，出油率较小；可塑性过大，内外表面相互挤压，导致榨料随油流出，使压榨无法进行，出油率也会大幅度下降。而影响可塑性的因素有温度、水分结合状态和蛋白质变性程度等。

由实验结果可知，随着微波、真空烘箱干燥时间的延长，花生的硬度先降低后升高（图5a），这可能是因为高温处理前期会在花生内产生更高的蒸汽压，使其产生更多孔，从而导致花生的硬度降低。也可能是因为颗粒膨胀、产生裂缝，导致物料内部孔隙率增加和机械强度降低。但是当加热时间过长，水分大量蒸发后孔状收缩，硬度会再次增大。

破裂力代表物体受挤压过程中产生破损、裂开所需要的力。破裂力越小，花生越容易破碎成小颗粒，内部油滴越容易被挤压出。所以想要提高花生压榨出油率，破裂力应该越小越好。实验结果表明，微波、真空烘箱处理后，花生破裂力未发生显著性变化（

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由图5c可知，经过微波、真空烘箱处理后，花生弹性均呈现下降趋势。这是因为随着热处理的进行，花生细胞膜发生破裂，大量的水会通过细胞膜的破裂从细胞内向外迁移流失，花生内部结构空隙减小，弹性降低。

压榨过程中花生受到挤压后，细胞壁被破坏，油滴随着细胞液向外迁移。微波、真空烘箱处理使得阻碍油脂流动的胶黏性降低（图5e），油滴受到阻力更小更容易从花生中流出，出油率提高。微波、真空烘箱处理导致花生蛋白质变性，疏水基团暴露，在一定程度上防止淀粉在糊化过程中的水化和分散，从而降低了花生的胶黏性。

以上质构参量的变化均使得花生变得更容易破碎，油滴在机械外力的作用下更容易从细胞内部挤压出来。但是当这些压榨特性过小时，花生的可塑性过低，油料易被挤压成较小颗粒随油流出，影响出油效率。所以花生颗粒各质构参量不是单独影响出油率的大小，而是一个相互作用的复杂过程，探究其对出油率的影响时需要同时考虑。

3 预处理后花生蛋白变性程度的变化

图6为花生经预处理后的DSC曲线图。由表1可知，花生在热处理后焓变值Δ

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由表1可知，花生蛋白的起始变性温度

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油料中的油脂主要以“脂质体”的形式存在，脂质体外由一层以蛋白质和磷脂为主要成分组成的单边膜包围。蛋白质中的疏水基团可以与油脂共存，将其包裹在蛋白质内。微波热处理使得花生蛋白变性，是因为微波会破坏蛋白质中的氢键，使得疏水基团暴露，蛋白质中间包裹的脂质体便会流出，所以适当的蛋白质变性有利于提高压榨出油率。若蛋白过度变性，油料可塑性降低，颗粒松散，不利于压榨。

4 相关性分析结果

利用Pearson相关性系数对微波、真空烘箱处理后的花生的水分、水分状态、BI值、颗粒质构参量、蛋白变性程度与压榨出油率之间的关联性进行分析，得到其相关性热图，如图7所示。微波和真空烘箱处理后，花生蛋白的峰值变性温度TP与压榨出油率之间存在极显著正相关（

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结 论

花生在900 W条件下微波7 min或者85 ℃真空烘箱烘制89 min，水分降至2.27%时，压榨出油率最高，分别达45.85%和45.76%。花生蛋白的峰值变性温度与压榨出油率之间存在极显著正相关性（

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作者简介

通信作者：

杨国燕，武汉轻工大学食品科学与工程学院高级实验师，硕士生导师，主持大型精密仪器设备的功能开发及利用工作。主要研究方向：[1]粮油食品、副产物开发；[2]食品分析检测方法研究；[3]食品资源开发及利用。承担国家自然科学基金项目3 项，国家科技支撑计划项目2 项，武汉市计划项目1 项；鉴定成果8 项；相关成果获武汉市科技进步一等奖1 项，二等奖1 项；以第一作者或通信作者在《食品科学》、《中国粮油学报》、《食品工业科技》、《中国油脂》等学术期刊发表论文30余篇。

第一作者：

郝琴，武汉轻工大学食品科学与工程学院/中国农业科学院油料作物研究所联合培养，2021级硕士研究生，主要研究方向为油脂加工技术。以第一作者发表EI论文1 篇，中文核心1 篇。

本文《微波预处理对花生压榨特性的影响》来源于《食品科学》2024年45卷第12期229-235页，作者：郝琴，万楚筠，刘佳杰，席健武，郑 畅，杨国燕*。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230929-265。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：刘芯；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

为深入探讨未来食品在大食物观框架下的创新发展机遇与挑战，促进产学研用各界的交流合作，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办，西华大学食品与生物工程学院、四川旅游学院烹饪与食品科学工程学院、西南民族大学药学与食品学院、四川轻化工大学生物工程学院、成都大学食品与生物工程学院、成都医学院检验医学院、四川省农业科学院农产品加工研究所、中国农业科学院都市农业研究所、四川大学农产品加工研究院、西昌学院农业科学学院、宿州学院生物与食品工程学院、大连民族大学生命科学学院、北京联合大学保健食品功能检测中心共同主办的“第二届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会”即将于2025年5月24-25日在中国 四川 成都召开。

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