4 粮食与油脂 2020年第33卷第7期
油莎豆研究现状及展望
杨 帆，朱文学
（河南工业大学 粮油食品学院，河南郑州450001）
摘 要：主要介绍了油莎豆主要成分与应用研究现状，分析其优势特性、种植栽培技术，并对油莎豆油脂特性和提油工艺等进行了探讨，最后对油莎豆综合开发利用进行了展望。关键词：油莎豆；油莎豆油；油脂成分
Research status and prospect of Cyperus esculentus
YANG Fan, ZHU Wen-xue
(College of Food Science and Technology, Henan University of Technology, Zhengzhou 450001, Henan,
China)
Abstract: The main components and application status of Cyperus esculentus were introduced, its dominant characteristics and cultivation techniques were analyzed, and the oil characteristics and extraction technology of Cyperus esculentus were discussed. Finally, the comprehensive development and utilization of Cyperus esculentus were prospected.
Key words: Cyperus esculentus; Cyperus esculentus oil; grease composition
中图分类号：TS225.1+9 文献标志码：A 文章编号：1008-9578（2020）07-0004-03
油莎豆又名虎坚果、油莎草、洋地栗和铁荸荠莎豆淀粉是一种新型的淀粉资源，其拥有着较好的等。油莎豆原产于非洲尼罗河沿岸地区，是一种一开发应用前景。这归结于油莎豆淀粉具有较低的透年生的块茎类植物，属于莎草科。其块茎生长于地明度、溶解度、膨胀度，并且其老化性和冻融稳定下，呈圆形或椭圆形豆状，略小于花生，无硬壳，性均优于玉米淀粉，蓝值也显著高于马铃薯淀粉。可直接食用，而且含油率较高，亩产量远高于其他油莎豆也可做为抗性淀粉生产原料，抗性淀粉油料作物，号称“油料之王”[1-2]。有着普通淀粉不具有的特性。首先抗性淀粉可以延
油莎豆种植简单且易于管理，在沙漠地区缓餐后血糖升高，减少血糖波动，改善脂质构成；大面积种植可起到防风固沙，改善生态环境的作其次还可以产生短链脂肪酸于结肠中，加强肠道代用[3]。油莎豆果实有着极大的经济价值，可应用于谢，从而预防肥胖病。刘雷等[6]通过试验得出利粮、油、牧、饲等多个方面，开发潜力巨大。油莎用复合酶法制备抗性淀粉得率为39.48 %,抗性淀豆富含淀粉、膳食纤维、微量元素，油脂含量更高粉含量为57.72 %。分离油莎豆淀粉后,用磷酸盐达25 %左右，未来有望成为大豆的替代品，大大进行交联形成的凝胶淀粉，有着优良的凝胶特性，缩减我国油料对国外进口的依赖性。耐酸性突出。
为加快油莎豆产业化发展进程，本文对油莎豆油莎豆粕中含有丰富的糖类[7]，如棉子糖、葡的成分、油脂特性、提油工艺进行了阐述，介绍萄糖、蔗糖等。加强油莎豆粕多糖提取工艺对开发了油莎豆的应用现状并对油莎豆的综合开发利用利用油莎豆粕有着关键意义。
1.3 蛋白质进行了展望。
1 油莎豆成分分析油莎豆蛋白是一种有着较高营养价值的优良蛋1.1 油莎豆基本成分白质。油莎豆蛋白含有18种氨基酸，必需氨基酸
陈星等[4]得出油莎豆基本成分：蛋白质8.00 %、含量较高，其中半胱氨酸和蛋氨酸含量可达总量的脂肪26.50 %、糖23.35 %、淀粉23.21 %、水一半。将油莎豆蛋白与鸡蛋蛋白、大豆蛋白、马铃分7.00 %，有机酸、甾类化合物、萜类等功能性薯蛋白对比分析，油莎豆蛋白营养价值更高。赵俊有效成分被检出，但未检出蒽醌、黄酮、香豆精、廷等[8]利用反胶束体系萃取油莎豆中的蛋白，蛋酚类、内酯、强心甙等成分,其检测结果与其他白萃取率可达61.6 %。
1.4 脂肪酸组成文献资料相符。
1.2 淀粉及水溶性糖油莎豆含有丰富的脂肪酸。通过对比压榨、
根据于淑艳等[5]对油莎豆淀粉研究表明，油浸出、微波辅助等不同提油方法提取的脂肪酸含
收稿日期：2019-06-20
基金项目：大豆及其替代作物产业链科技创新（SQ2019YFD100114）作者简介：杨帆（1995—），男，硕士，研究方向食品科学与工程。通信作者：朱文学（1967—）男，教授，研究方向农产品加工。
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量，不同研究之间没有较大差异，但因为原料来源和提油工工艺的不同仍有细微差别[9]。油莎豆总含油率一般在20 %~25 %，不同方法测得单不饱和脂肪酸含量为70.04 %~76.16 %，多不饱和脂肪酸9.04 %~12.14 %。饱和脂肪酸含量最高为棕榈酸，其含量为12.08 %~12.70 %[10-12]。脂肪酸组成是决定食用油质量的一个重要因素，根据油莎豆油脂肪酸组成可知，油莎豆油与橄榄油相似且品质优于菜籽油，更重要的是油莎豆具有高含量的不饱和脂肪酸。因此，油莎豆油脂属于一种不干性油，食用后对人体有较大的益处。1.5 其他成分
油莎豆中K，Na，Ca和Mg含量较高，达到6.8~11.21mg/g。不同产地油莎豆中各种元素的含量不同，但相差不大均属品质优良。油莎豆粗提取物大都有抑菌效果。2 油莎豆的种植与采摘2.1 油莎豆种植优势
油莎豆适应性强，不仅耐肥、耐瘠、耐盐碱，而且抗旱、耐涝，对土壤要求不严格，最适合生长在疏松的沙质土壤。油莎豆抗逆性较强，种植过程中病虫害较少，基本无需使用农药，是一种环境友好、绿色生态的理想植物。2.2 油莎豆组织培养技术
油莎豆性喜温暖湿润气候，在我国一般不开花或开花不结果，主要以块茎繁殖。这样便存在着些许隐患，长期用块茎繁殖，易积累病毒而导致作物品质下降，而组织培养技术就是一种解决此问题的有效方法。
瞿萍梅等[13]研究表明，油莎豆利用组织培养技术其生根率可达95 %以上，成活率可达90 %以上。油莎豆的组织培养和快速繁殖的成功为实现以油莎豆为原料的生物能源技术奠定了基础。但同类研究较少，组织培养技术还有较大的发展空间。2.3 采摘与收获机械研究
油莎豆有着地下核桃的美称，多省各地已经进行了试种与推广。其拥有着抗旱耐涝、耐肥耐瘠、易种好管的优良特性，但是油莎豆很长一段时间没有实质性的产业开发。究其根本原因就是油莎豆的收获难，没有专业且高效的收获机，大大阻碍了油莎豆的大规模种植与生产，使得油莎豆的产业链长期难以形成。
邵阳市农机研究所[14]于2010年开始了油莎豆收获机械的研究，成功开发出一种小型多功能收获机械。该机装置针对现有收获机技术的缺点，解决了在黏性土里土果分离不好和振动筛筛孔堵塞等难题。运用模块化设计理念，通过调整振动模块和更换筛选模块，可以快速实现功能转换并加强收获
机的多功能化。虽然油莎豆收获机械设备有了较大的发展，但其收获效率还难以满足日常生产需要。因此，油莎豆收获设备依旧是未来研究的重点，需要更多的科研力度。
3 油莎豆提油工艺研究进展3.1 传统方法
传统方法包括压榨法和溶剂浸出法，压榨法是植物油料提取油脂的最常用方法，这种方法所得油品风味更加纯正。而溶剂浸出法的出油率更高，在刘玉兰等[9]油莎豆油提取研究中浸出法得到的油酸含量为71.29 %，压榨法得到的油酸含量为69.78 %，其他包括棕榈酸、硬脂酸、单不饱和脂肪酸的含量都表明溶剂浸出法的提取率高于压榨法。溶剂浸出法的缺点也很明显，该方法得到的毛油质量较差，含有一定的溶剂。 3.2 水酶法
传统方法有着许多局限性，水酶法提取油脂与传统方法相比就有更大的优越性。水酶法提取油莎豆油工艺中影响提油率因素的主次顺序是酶的种类>加酶量>酶解时间。酶制剂的选择十分重要，若采用单一的纤维素酶处理对提油率作用不显著，采取混合酶处理可以使提油率保持较高的水平。
超声波辅助水酶法是对水酶法的进一步完善，超声波与酶制剂配合下更好地破碎了细胞，使得提取率显著升高，毛油质量更高，更易精炼。高芳芳等[15]研究出最佳水酶法提取工艺条件为料液比1∶8（mL/g）、pH 9.0、酶解温度 55 ℃、酶解时间 3 h、酶用量 2.5 % 、超声功率240 W、超声时间 7 min，在此条件下提取率为(94.78±0.22) %。该方法提取条件温和，操作简单可行，为油莎豆油的进一步开发利用提供科学依据。3.3 超临界二氧化碳萃取法
LASEKAN等[16]采用超临界二氧化碳(SC-CO2)萃取油莎豆油，考察了萃取条件对油莎豆油的理化性质的影响。其结果表明，萃取压力、萃取时间和二次效应对产油率影响显著(P<0.05)，但萃取温度与时间的交互作用对产油率无显著影响(P>0.05)。此外，油的黏度会随温度的升高而降低，脂肪酸的组成也随着操作条件的不同而变化。 4 油莎豆产品开发与应用4.1 油莎豆食品方面应用
4.1.1 油莎豆膳食纤维应用研究
油莎豆富含极高的营养价值，其中的膳食纤维被营养学家认为是继维生素、蛋白质、脂肪、糖、矿物质和水之后的“第七大营养素”。张燕等 [17]对油莎豆的膳食纤维进行了加工，研究出一种高纤维型油莎豆饼干。其烘烤工艺优良、营养搭配合理，是一种高膳食纤维型低热能食品，更适合“三高”、
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“准三高”的中老年人群。
国外学者SANCHEZ-ZAPATE等 [18]研究了油莎豆膳食纤维（TNF）在香肠中添加的影响。油莎豆纤维的加入，显著增加了西班牙香肠的总膳食纤维含量，在不改变原有风味的情况下大大增加其健康益处。4.1.2 油莎豆饮料应用研究
油莎豆为原料的饮品有着独特的香味与色泽，口感浓厚，清香突出。油莎豆饮料质量好坏的关键在于其稳定性。油莎豆中含有较多淀粉，久置会使饮料产生沉淀分层现象，影响产品的稳定性。为了提高饮料的稳定性，除了酶解外，还需加入适量的乳化剂和稳定剂。但是，个别商家对食品添加剂的滥用使得国内消费者对食品添加剂有着误解与恐慌，所以利用其他方法代替食品添加剂的使用会大大增加消费者的可接受度。
国外研究了一种超高压均质技术（UHPH）[19]，经过UHPH处理的饮料具有较高的胶体稳定性，主要体现在抗乳化能力，这是由于粒径减小和新颗粒之间的相互作用。该方法的出现大大减少食品添加剂的使用，生产出的油莎豆奶保质期可达11.3月。4.2 生物柴油方面的应用
油莎豆产量高、含油丰富，是生产生物柴油的优质原料。国内生产生物柴油一般使用酯交换法，在李国平等[20]研究中，采用四甲基氢氧化铵为催化剂，油莎豆油转化为生物柴油转化率可达94.5 %。油莎豆生物柴油可极大减少污染物的排放，又具有原料来源广泛、可再生等特性，十分符合我国可持续化发展理念，是极佳的石油替代品。因此，生产油莎豆生物柴油过程中的催化剂选择和生物柴油性能分析等方面都是未来的研究重点。4.3 医药方面的应用
据《新华本草纲要》记载，油莎豆有疏肝、通气、健脾和健胃功效，而且还可预防多种疾病如肥胖症、糖尿病、肠胃病。此外，油莎豆可以治疗女性月经失调等问题，其不同提取物都具有抗菌作用，富含的植物甾醇也有着一定的抗炎作用。5 结语与展望
油莎豆作为应用广泛的高经济效益农作物引种到我国已经有半个多世纪，但至今没有得到更好、更完善的发展，首要原因就是加工技术还没有跟得上，研究还不够深入与完善，其次，种质资源匮乏，农户对其栽培特性以及经济价值还不甚了解。未来应当更注重以下几个方面的发展。
首先，种质资源改良。通过植物育种人员对现有油莎豆油料资源进行种质改良工作, 利用远缘杂交、外基因导入和多倍体诱变等手段培育高蓄能品种，培育出高产、含油量高的优良品种，并搭配完善的种植、收获、干燥、贮藏、深加工的产业化生
产链，从而带来更为可观的经济效益。其次，强化干燥品质。干燥是油莎豆产业链尤为薄弱的一个环节。探寻经济高效的油莎豆干燥方法，探究油莎豆最佳脱皮工艺，研究不同干燥方法与脱皮工艺对油莎豆油品质的影响，都是未来重要的研究方向。最后，榨油后豆粕的开发利用。油莎豆榨油后的豆粕含有丰富的淀粉、糖等营养物质。进一步开发豆粕，应用于制糖酿酒等行业，可扩大油莎豆经济效益，促进油莎豆产业快速发展。
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