【研究意义】酱油是我国传统的发酵调味品，2016年我国酱油产量高达926万t，且市场规模仍以较快速度逐年增长，而每生产1 kg酱油将会产生0.67 kg的酱油糟（水分为75%）［1］。高水分的酱油糟易繁殖微生物，贮藏困难，不及时处理将会造成环境污染［2］。据相关研究，酱油糟可直接用于生产黄豆酱或调味酱［3-4］，用于制备包装材料［5］等，但毕竟添加量有限，无法消耗庞大的酱油糟废料。因此如何有效利用酱油糟中的组分，开发出具有高价值的产品成为目前研究的热点。酱油在发酵过程中，以大豆为原料的酱油，除了蛋白质被大量用于发酵，油脂、纤维、磷脂等被保留在酱油糟中，特别是油脂（30.9%～36.5%，以干基计）［6］。利用这个特性，可以提取其中的油脂，提取油脂后的原料可用于提取膳食纤维［7］以及黄酮［8-10］等物质，这些分离成分可广泛利用于其他领域，在解决酿造造成的环境污染的同时可产生一定的经济效益［11］。
【前人研究进展】对于酱油糟油脂提取的研究，刘志伟等［9］用异丙醇溶剂浸提酱油糟，在料液比1：13、超声温度50 ℃、超声时间30 min时，获得34.76%的油脂提取率；钟振声等［12］分别用压榨法和浸出法提取酱油糟油脂，发现压榨法无法获得油脂，压榨浸出法获得33.4%的油脂，直接浸出法获得26.1%的油脂；李脉等［13］以丁烷为介质利用亚临界流体提取酱油糟油脂，提取率高达96.1%；杨莹莹等［14］用石油醚和乙醇浸提酱油糟油脂，提取率为6.3%。经GC-MS技术检测，发现酱油糟油脂含有软脂酸、硬脂酸、油酸和亚油酸4种脂肪酸。李学伟等［15］用正己烷浸提酱油糟油脂，在料液比1∶2.5、提取时间90 min、提取温度60 ℃时，油脂提取率为44.1%；阎杰等［16］在超声条件下用丙酮浸提酱油糟，在料液比1∶3、萃取时间15 min、萃取8次后，萃取率达到98.6%。【本研究切入点】目前的酱油糟提油方式尚未完全完善，对不同方式提取的酱油糟油脂各种理化指标以及脂肪酸组成是否存在差异没有相关的研究。而这正关乎酱油糟油脂的后续综合利用，针对其有效成分进一步开发高价值的产品，也是产业化的前提。【拟解决的关键问题】本研究将对比4种提取方式对酱油糟油脂品质的影响，并通过检测一些相关的理化指标以及通过GC-MS技术检测其脂肪酸组成，为酱油糟油脂的进一步综合利用提供理论基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
酱油糟：由佛山市海天味业食品股份有限公司提供；丁烷，广州深岩燃气有限公司；石油醚、无水乙醇、氢氧化钠、冰乙酸、三氯甲烷、盐酸等分析纯。
主要仪器设备：液压压榨机，6YZ-180型，郑州八方机器制造有限公司；螺旋压榨机，6YL-60型，河南源通机械设备有限公司；低温连续相变萃取装置，华南农业大学天然活性物研究中心自主研发；鼓风干燥箱，DHG-9070，上海齐欣科学仪器有限公司；粉碎机，9FZ系列，河南省荥阳市高村新星机器厂；气相色谱-质谱（GC-MS）联用仪，6890N-5973N，安捷伦科技（中国）有限公司；恒温水浴锅，HH-4，金坛市华城海龙实验仪器厂；旋转蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂；电子天平（精密度0.001 g），JA2003，上海精密科学仪器厂；电子天平（精密度0.0001 g），ME204，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；马弗炉，SXL-1608，上海精宏实验有限公司；凯氏定氮仪，KDN-103F，上海纤检仪器有限公司；真空泵，SHZ-D（Ⅲ），巩义市予华仪器有限公司。
1.2 试验方法
1.2.1 酱油糟原料预处理 将酱油糟原料粉碎，平铺于物料盘，于65 ℃烘箱干燥，将水分降至20%左右，放置于4 ℃冷库备用。
1.2.2 不同方法提取酱油糟油脂 （1）液压压榨法：将处理过的酱油糟装入滤袋中，放置于液压设备中，用液压压榨机进行加压压榨，收集油脂。
（2）螺旋压榨法：将处理过的酱油糟加入到螺旋压榨设备中，进行压榨，收集油脂。
（3）低温连续相变萃取法：将处理过的酱油糟装入萃取釜，用丁烷进行萃取，萃取温度为50 ℃、萃取压力为0.6 MPa，萃取45 min后，回收溶剂，收集油脂。
（4）溶剂浸提萃取法：称取处理过的酱油糟，加入6倍体积的正己烷，浸提8 h后，减压抽滤，旋蒸除去溶剂，收集油脂，检测油脂品质。
油脂得率（%）=酱油糟油脂的质量/原料干基的质量×100
萃取率（%）=酱油糟油脂质量/(原料干基的质量×酱油糟干基的油脂含量)×100
1.2.3 酱油糟原料主要成分检测 水分检测参照GB 5009.3-2016 直接干燥法，粗蛋白检测参照GB/T 6432-2018，粗脂肪检测参照GB/T 6433-2006，粗纤维检测参考GB/T 6434-2006，盐分检测参考GB/T 6439-2007，粗灰分检测参照GB/T 6438-2007。
1.2.4 酱油糟油脂品质指标检测 色泽气味采用感官评定，参照GB1535-2017，以三级大豆油为参照进行比对；水分及其挥发物检测参照GB/T 5009.236-2016 电热干燥箱法；酸价检测参照GB 5009.229-2016；过氧化值检测参照GB 5009.227-2016；皂化值检测参照GB/T 5534-2008。
1.2.5 酱油糟油脂甘油酯组成分析［17］ 采用薄层色谱法，将不同方法提取的酱油糟油脂以及大豆油用无水乙醇溶解后点样在硅胶板上，于层析缸中层析分离，展开剂为正己烷：乙醚：冰乙酸=45∶25∶1，分离后放置于碘缸显色。
1.2.6 酱油糟油脂脂肪酸组成分析 提取的酱油糟油脂参照GB 5009.168-2016进行甲酯化后，分别利用GC-MS技术进行分析其脂肪酸组成。GC条件：色谱柱为Agilent 19091T-433（30.0 m×250 μm×0.25 μm）。起始柱温50 ℃，升温速度20.0 ℃/min，升至175 ℃；再以3 ℃/min上升到230 ℃，保持30 min；前进样口温度270 ℃；载气流速：4.6 mL/min（高纯氦气）；分流比为25∶1；MS端参数：辅助通道温度280 ℃，四级杆温度150 ℃，离子源温度230 ℃；采集方式：全扫描；扫描质量范围：40～450 aum；进样量：1 μL，溶剂延迟5 min。利用出峰时间进行定性，峰面积进行定量。
试验数据使用Excel 2016和SPSS Statistics 19.0进行处理和差异显著性测验。
2 结果与分析
2.1 酱油糟原料的成分分析
根据国标检测得到酱油糟原料各组分含量（以干基计）：水分20.5（±0.3）%，粗蛋白16.5（±0.1）%，粗脂肪32.2（±0.4）%，粗纤维22.7（±0.4）%，盐分11.4（±0.2）%，粗灰分16.5（±0.5）%。由此可见，酱油糟原料含有较高的营养物质，特别是脂肪、粗纤维和粗蛋白，具备很高的利用价值。
2.2 酱油糟油脂的提取率分析
由表1可知，螺旋压榨法的油脂得率稍高于液压压榨，但都存在残油率较高的情况，这与压榨法出油率低的特性有关［18］。相比其他3种提油方法，低温连续相变萃取法的油脂得率和萃取率最高，是较为理想的高效的酱油糟提油方式。
表1 酱油糟油脂的得率与提取率
Table 1 Yield and extraction rate of soy sauce residue oil
注：同列数据后小写英文字母不同者表示差异显著。
Note：Different lowercase letters in the same column represent the significant difference.
提取率Extraction rate of oil(%)液压压榨法Hydraulic pressing 5.6±0.2d 17.4±0.6d螺旋压榨法Screw pressing 9.0±0.2c 28.0±0.6c低温连续相变萃取法Low-temperature continuous phase transition extraction提取方法Extraction method得率Yield of oil (%)31.2±0.6a 97.0±1.7a溶剂浸提萃取法Solvent extraction 26.0±0.5b 80.7±1.6b
2.3 酱油糟油脂的质量指标分析
根据国标对不同方式获得的酱油糟油脂进行质量指标检测，结果见表2。由表2可知，采用液压压榨法和螺旋压榨法获得的油脂都存在颜色较深的情况，可能是压榨过程中酱油糟发生挤压导致细胞组织结构破坏，色素随着压榨进入到油脂中造成，后续需要进行脱色才能做一步加工利用。萃取法获得的油脂颜色较豆油颜色深，可能是发酵导致的。不同方式获取的油脂水分含量较为接近，没有显著性差异。酱油糟油脂酸价、过氧化值和皂化值随提取方式不同而异，但都有一定的共性，各指标从大到小都表现为溶剂浸提萃取法＞螺旋压榨法＞液压压榨法＞低温连续相变萃取法。参照国标GB/T 1535-2017，对比三级豆油的相关指标，不同的提取方式，酱油糟油脂都存在酸价过高的情况，原因是酱油发酵后，大豆油脂转化为甘油和脂肪酸，甘油溶于酱油中，脂肪酸保留在酱油渣中［19］。皂化值也存在偏高的情况，可能是酸价过高导致检测过程中氢氧化钾消耗量增加，这说明提取的酱油糟油脂不符合国标大豆油的规定，不适合用于食用或直接用于饲用。
表2 不同提取方法提取的酱油糟油脂质量指标
Table 2 Quality indicators of soy sauce residue oil extracted by different methods
注：同列数据后小写英文字母不同者表示差异显著。
Note：Different lowercase letters in the same column represent the significant difference.
皂化值Saponification value(以KOH计，mg/g)液压压榨法Hydraulic pressing提取方法Extraction method色泽气味Color and smell水分及挥发物Water and volatile matter contents(%)酸价Acid value(mg/g)过氧化值Peroxide value(mmol/kg)黑褐色，有酱油香味 1.82±0.02a 136.2±0.5b 2.3±0.1b 220.9±0.4b螺旋压榨法Screw pressing低温连续相变萃取法Low-temperature continuous phase transition extraction黑褐色，有酱油香味 1.81±0.05a 125.4±0.3c 1.3±0.1c 213.8±0.4c橙黄色，颜色较豆油深，有酱油香味 1.82±0.05a 96.4±0.1d 0.13±0.01d 209.4±0.3d溶剂浸提萃取法Solvent extraction橙黄色，颜色较豆油深，有酱油香味 1.83±0.06a 157.5±0.2a 3.5±0.1a 224.5±0.4a
2.4 酱油糟油脂的甘油酯分析
将大豆油、油酸以及4种提油方式获得的酱油糟油脂利用薄层层析进行展开，结果见图1。根据文献［20］描述，薄层层析板上从上往下依次为甘油三酯、游离脂肪酸、1,3-甘油二酯和1,2-甘油二酯。从图1可以看出，大豆油主要成分为甘油三酯，以及少量的1,3-甘油二酯和1,2-甘油二酯3种组分，未检出游离脂肪酸。相比大豆油，酱油糟油脂含有较多的游离脂肪酸，其次为甘油三酯，并且含有少量的1,3-甘油二酯和1,2-甘油二酯。不同方式提取的酱油渣油脂在甘油酯的组成上未见明显差异。
2.5 酱油糟油脂的脂肪酸组成分析
利用GC-MS对不同提取方式的酱油糟油脂进行脂肪酸组成检测，得到图谱见图2。根据质谱数据库分析，酱油糟油脂的脂肪酸组成如表3所示。从表3可以看出，采用液压压榨法、螺旋压榨法、低温连续相变萃取法和溶剂浸提萃取法获得的酱油糟油脂主要的脂肪酸种类一样，均为棕榈酸、棕榈酸乙酯、硬脂酸、油酸、油酸、油酸乙酯、亚油酸、亚油酸乙酯、亚麻酸。相比大豆油，萃取的酱油糟油脂多了棕榈酸乙酯、油酸乙酯和亚油酸乙酯，这可能是由于酱油在发酵过程中油脂发生了酯化，成为了酱油的风味物质。不同提取方法获得的酱油糟油脂，脂肪酸组成还是稍微存在差异，参照GB/T 1535-2017《大豆油》，酱油糟油脂的脂肪酸组成基本符合大豆油的脂肪酸组成。
图1 薄层层析分析结果
Fig.1 Result of TLC analysis
油酸、亚油酸和亚麻酸为不饱和脂肪酸，其中亚油酸和亚麻酸为多不饱和脂肪酸，都是人体必需的不饱和脂肪酸。亚油酸具有抗癌和抗粥样动脉硬化等功能［21］，亚麻酸具有降血脂和促进大脑发育等功能［22］，由表3可见，酱油糟油脂含有丰富的亚油酸，最高含量达52.82%，亚麻酸也有最高达9.30%的含量，可见，酱油糟油脂是一个较为理想的亚油酸和亚麻酸的提取原料。
3 讨论
酱油渣是一种高营养的酱油生产残渣，酱油产量的提升伴随着需要处理的酱油糟数量的提升，直接用于饲料对动物有一定的毒害作用［23］，提取其中的高价值成分是一个不错的思路。
本研究采用4种提取方法提取酱油糟油脂，结果表明，利用低温连续相变萃取法获得的得率和萃取率最高，而酸价、过氧化值和皂化值最低。4种提取方法得到的酱油糟油脂酸价远高于大豆油，已发生酸败，这与前人的研究结果相同［7］。因此不能用于食用，可用于其他用途，如制备生物柴油［24］，制备农作物肥料［25］，用于聚酯等的合成原料［26］，处理后饲用［27］，改性后用于制备氮肥［28］等。
图2 酱油糟油脂GC-MS分析结果
Fig.2 GC-MS analysis result of soy sauce residue oil
1：液压压榨油脂；2：溶剂浸提萃取油脂；3：螺旋压榨油脂；4：低温连续相变萃取油脂；5：大豆油
1：hydraulic pressing oil; 2：solvent extraction oil; 3：spiral pressing oil; 4：low-temperature continuous phase transition extraction oil; 5：soybean oil
表3 酱油糟油脂的脂肪酸组成和含量
Table 3 Fatty acid composition and content of soy sauce residue oil（%）
保留时间Retention time（min）脂肪酸Fatty acid composition液压压榨法油脂Oil of hydraulic pressing螺旋压榨法油脂Oil of screw pressing低温连续相变萃取法油脂Oil of low-temperature continuous phase transition extraction溶剂浸提萃取法油脂Oil of solvent extraction大豆油Soybean oil 21.35 棕榈酸 11.62 12.34 13.84 13.42 11.81 22.16 棕榈酸乙酯 0.84 3.47 2.41 0.76 26.31 硬脂酸 3.71 3.22 3.28 3.72 4.13 27.00 油酸 16.89 15.95 17.00 17.39 26.75 27.88 油酸乙酯 1.80 3.52 2.47 0.88 28.41 亚油酸 52.03 42.81 46.94 52.82 51.98 29.34 亚油酸乙酯 3.81 10.56 7.38 2.92 30.47 亚麻酸 9.30 8.13 6.68 8.09 5.32
根据薄层色谱分析，不同方式提取的酱油糟油脂各甘油酯组分相似，都含有较多的游离脂肪酸，其次为甘油三酯，以及含有少量的1,3-甘油二酯和1,2-甘油二酯，这与刘放等［29］的研究结果相似。
通过GC-MS技术检测发现，酱油糟油脂的脂肪酸组成含有棕榈酸、棕榈酸乙酯、硬脂酸、油酸、油酸、油酸乙酯、亚油酸、亚油酸乙酯、亚麻酸等。杨莹莹等［14］利用GC-MS技术检测发现酱油糟油脂含有软脂酸、硬脂酸、油酸和亚油酸4种脂肪酸，其含量分别为软脂酸46.90%、亚油酸33.26%、油酸14.87%、亚油酸33.26%；徐春涛等［30］ 利用GC-MS分析发现酱油渣油脂中含有亚油酸、亚麻酸、硬脂酸和油酸4种脂肪酸，其含量分别为亚油酸49.46%、亚麻酸8.76%、硬脂酸4.75%、油酸20.68%。这与本研究结果有差异，不同原料使得获得的酱油糟油脂脂肪酸组成不同，其脂肪酸含量也存在差异。
4 结论
通过对比发现，低温连续相变萃取法是一种高效的提取酱油糟油脂的方法。除了压榨法导致酱油糟油脂颜色较深外，不同提取方式获得的酱油糟油脂没有明显差别，由于油脂在酱油发酵过程中已经发生酸败，含有大量游离脂肪酸，直接食用或饲用有一定的毒害作用，可经过加工用于其他用途。
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