第一节 油菜籽和菜籽油概述
一、油菜籽
油菜的种子称为油菜籽（菜籽）又称作芸苔子，是草本十字花科作物，平均含油量35%～42%，是一种重要的油料。主要产区在我国长江流域各省市，其中四川省的产量最大。它在农闲季节生长，不与其他粮食、经济作物争地、争劳力，生产周期短，效益高，故广大农民都乐于种植。
油菜籽由种皮和胚两部分组成，双子叶无胚乳。种皮占整个籽粒质量的14%～20%，甘蓝型黑籽油菜平均含皮18%，种皮中含有30%以上的粗纤维，菜籽中绝大部分的芥子碱、色素、植酸、单宁等抗营养物质主要存在于种皮中。油菜籽的种皮很薄，有褐、黄、棕、黑等颜色，有光泽。油菜的成熟程度与皮色有关，成熟的油菜籽种皮颜色较深。胚是油菜籽的主要组成部分，胚部有两片发达的子叶，子叶内含有丰富的脂肪和蛋白质。
传统品种油菜籽中含有4%左右的硫代葡萄糖苷（又叫芥子苷或葡萄糖异硫氰酸盐）。在湿热条件下，油菜籽中的硫代葡萄糖苷在芥子酶的作用下降解，产生有毒的含硫化合物硫氰酸脂、异硫氰酸酯、χ唑烷硫酮及蜡类化合物等，这些分解产物能抑制动物的甲状腺对碘的吸收而发生肿胀，导致代谢紊乱。在油菜籽加工过程中，少量的分解产物转移到油中，大量的残留在饼粕中，因此，菜籽粕必须经过脱毒处理或限制在饲料中的比例（约10%）才能作为牲畜饲用。
传统品种油菜籽的另一个特点是菜籽油中芥酸含量较高（40%以上）。人们对菜籽油高芥酸的营养安全性问题提出质疑。20世纪50年代前后，加拿大育种工作者开始研究培育低芥酸及芥子苷的 “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%、粕中含芥子苷少于3mg/g的油菜籽注册命名为 “Canola”。1996年该定义又作出修改，将油中芥酸允许含量降低到1%、粕中芥子苷允许含量低于20μmol/g。“双低”菜籽品种为菜籽油及饼粕的利用增加了安全感和新途径。
我国是世界上油菜产量最大的国家，2017年我国油菜籽产量有1327.41万t。我国种植的油菜籽既有传统的高芥酸油菜，也有经过改良的 “双低”油菜籽。近几年我国高品质的 “双低”油菜籽播种面积不断增加，双低油菜籽产量占总产量的80%以上。我国从南到北，从平川到高原都有油菜分布，以长江、黄准流域面积比较集中。油菜的主产省有安徽、四川、湖北、湖南、江苏、贵州、河南、青海等。在油菜主产区的长江流域，油菜将产量占全国油菜籽总产量的85%以上。尽管中国是世界上油菜籽产量最大的国家，但我国每年需要进口一定的油菜籽来弥补国内供给的短缺。
我国油菜籽的国家标准为GB/T 11762—2006 《油菜籽》，在这个标准中列出了普通油菜籽和双低油菜籽的质量指标。普通油菜籽和双低油菜籽质量指标都按含油量分5个等级，5个等级的含油量为≥42.0%、≥40.0%、≥38.0%、≥36.0%、≥34.0%，杂质含量≤3.0%，水分含量为≤8.0%。双低油菜籽还要求芥酸含量≤3.0%，硫苷含量≤35.0mmol/g。我国菜籽粕国家标准为GB/T 22514—2008 《菜籽粕》，在这个标准中规定了普通菜籽粕和低硫苷菜籽粕的质量指标。
（一）油菜籽的形态和结构
油菜籽，呈球形，粒很小，由种皮和胚两部分组成，胚乳已退化。油菜籽种皮很薄，仔细观察可看到种皮上的脐，与种脐相反的一面有一条沟纹。种皮色泽淡黄、深黄、金黄、淡红、褐、紫黑、黑色等多种，种皮上有网纹，黑色种皮的网纹明显。不同类型的油菜籽，其种皮颜色也不同，油菜籽成熟度与种皮颜色有关，成熟的油菜籽种皮颜色较深，没有完全成熟的油菜籽种皮颜色较浅。
油菜籽脱去种皮即为胚，胚是油菜籽的主要组成部分，胚由两片肾形的子叶和胚根、胚茎、胚芽组成。子叶呈黄色，含有丰富的脂肪，油菜籽的油和蛋白主要存在于子叶之中，每片子叶从中部折叠，故两片子叶看起来好像四片。两片子叶在种皮内的位置则是一片包在外，一片裹在内，在外的一片稍大稍厚。在子叶外部可以看到胚乳的遗迹。胚根、胚茎色泽略浅，胚芽不明显。油菜籽种子的形态和构造如图1-2所示。
图1-2 油菜籽种子的形态和构造
（二）油菜籽的类型
按照油菜类型分，油菜籽可分为三大类型：芥菜型油菜籽、白菜型油菜籽和甘蓝型油菜籽。
1. 白菜型
白菜型油菜又称短油菜、甜油菜和小油菜，生产周期短，含油量高。白菜型油菜籽的籽粒大小不一，成熟后种皮有网纹结构，多为棕红色、褐色或黑色，含油率35%～45%之间。
2. 芥菜型
芥菜型油菜又称高油菜、苦油菜、辣油菜或大油菜。芥菜型油菜籽的籽粒小，成熟后种皮表面网纹粗，多呈黄色或棕红色，含油率30%左右，有浓厚辛辣味，油的食味较差。
3. 甘蓝型
甘蓝型油菜即胜利油菜，是近代从国外引进的新品种，是目前我国种植面积最多的一种，生长期长，角果长。甘蓝型油菜籽的产量高、籽粒大，种皮多为黑褐色，含油率40%～45%之间。种皮光滑，成熟后的种皮多为黑褐色。其芥子苷含量比白菜型低。
（三）油菜籽的组成成分
1. 油菜籽的化学组成成分
油菜籽主要由油脂、蛋白质、碳水化合物、水分、灰分（矿物质）等组成，其各成分含量因品种、生长环境条件及农业技术措施等的不同有着较大变动。油菜籽主要化学组成成分见表1-1。
表1-1 油菜籽主要化学组成成分 单位：% （以干基计）
2. 油菜籽中的营养成分
（1）油脂 油脂是油菜籽中的主要营养成分，菜籽油一般呈深黄色或棕色。芥酸是菜籽油中的特色脂肪酸，由于普遍认为高芥酸对人体不利，近年来国内外育种专家一直在培育低芥酸菜籽油。低芥酸菜籽油除了芥酸含量降低外，油酸、亚油酸和亚麻酸含量明显提高，此外，还含有部分棕榈酸、二十碳烯酸、二十四烷酸等。从营养价值方面看，人体对菜籽油消化吸收率可高达99%，并且有利胆功能。在肝脏处于病理状态下，菜籽油也能被人体正常代谢。
（2）蛋白质 蛋白质也是油菜籽的主要营养成分，菜籽蛋白氨基酸组成较平衡，几乎不存在限制性氨基酸。与其他油料的粕相比，菜籽粕中的含硫氨基酸含量最高，其次蛋氨酸、赖氨酸含量也较高。
（3）碳水化合物 油菜籽含有大量碳水化合物，可作为能量来源，但由于粗纤维含量较高，导致其有效能值相对较低。
（4）矿物质 油菜籽中含有多种矿物质，尤其是中钙、磷、硒、锰含量较高，铁和锌含量也较高，但磷含量的60%～70%属植酸磷，利用率相对较低。
（5）维生素 维生素是维持机体生命活动过程必不可少的一大类有机物质，在人体物质代谢中起重要作用。其中维生素E主要增强细胞的抗氧化而作用，使多种不饱和脂肪酸免受氧化而变质，促进蛋白膜结构和功能的完整性，预防肝、肌肉和其他组织的线粒体的多价不饱和脂肪酸、维生素A、β-胡萝卜素和许多酶系统的过氧化作用，提高多价不饱和脂肪酸和维生素A等的利用，从而促进生殖功能。油菜籽中含有多种维生素，尤其是烟酸、胆碱、叶酸、核黄素、硫胺素含量较高，具有很好的营养价值。
3. 油菜籽抗营养因子及其危害
油菜籽中最主要抗营养因子为硫代葡萄糖苷，此外，还含有植酸、单宁、芥子碱、皂素等抗营养因子，这些有害成分在油菜籽加工过程中大部分遗留在菜籽粕中。
普通油菜籽中含有较高的硫代葡萄糖苷，俗称芥子苷，是一种复杂的烃基硫代配糖体，其有机配基有70多种，各种芥子苷是以混合物形式存在的。芥子苷能溶于水，本身无毒性，但在湿、热条件下，由于存在于菜籽中的天然芥子酶作用，将其水解成腈、
唑烷硫酮、异硫氰酸酯和硫氰酸酯，这些含硫化合物具有毒性，而且具有令人不愉快的气味。它们在菜籽油的制取过程中，大部分留在饼粕中，一部分会进入到菜籽毛油中，从而影响菜籽饼粕的使用价值和菜籽油的质量。过去10年，我国大力推广 “双低”油菜（低芥酸、低硫苷）育种和种植，双低油菜种植面积不断扩大，目前全国双低油菜种植面积已经超过80%。随着 “双低”油菜的广泛推广种植，菜籽油和菜籽粕的质量得到明显改善。
植酸作为一种很强的螯合物，它能与钙、镁、锌等金属离子形成络合物而大大降低了这些元素的生物利用率，又因为植酸中富含磷，而动物对植酸磷的利用率也很低。
单宁是种多元酚化合物，有苦涩味，影响适口性，且在中性和碱性条件下被氧化并产生聚合作用从而使菜籽粕的颜色变黑，并产生不良气味。多酚化合物还能与蛋白质结合使其营养价值显著降低。芥子碱能溶于水，不稳定，容易发生非酶催化的水解反应，生成芥子酸和胆碱。芥子碱有苦味，是引起菜籽粕适口性差的主要因素。
（四）油菜籽的品质鉴定
鉴别油菜籽的质量，首先要注意籽实饱满、皮薄、大小、整齐均匀，鲜亮圆滑，然后看干湿程度和含杂多少。
1. 看干湿程度
从菜籽的颜色及状态可鉴别干湿程度（一般油菜水分不超过10%为合乎标准）。通常农民中的经验大 “七青、八黄、九开瓣、十足皮肉两开”，指是油菜籽到七成干时，用指甲碾开时色发青，八成干时色发黄，九成干时一碾分成两瓣，晒到十成于时碾皮肉立即分开。用手抓满一把菜籽，紧紧握住，干籽会发出“嚓嚓”的声音并从拳两端和指缝间向外射出，将手放开时，掌内余籽依然散开不成团是干籽，否则是湿籽。用手插入菜籽堆的深处，如感觉菜籽发热，而从堆内取出的菜籽呈灰白色，可以断定水分过大，存在有发霉现象。
2. 验杂质
用手抄起一撮菜籽，放在手掌上左右晃动，籽粒在上，泥沙杂质留在掌心，估算杂质含量（菜籽的杂质不超过5%，即合乎标准）。一定数量的菜籽，用筛子筛净，求其失去的重量，即知杂质所占的比重。如颜色灰暗要注意鉴别与油菜籽相似的野菜籽，用手或硬物摩擦籽仁感觉坚硬不能成粉，用衣袖一靠即能黏附其上的都是野菜籽。
二、菜籽油
菜籽油俗称菜油，又叫香菜油，是以十字花科植物芸苔（即油菜）的种子榨制所得的透明或半透明状的液体，色泽金黄或棕黄。主产于长江流域及西南、西北等地，我国油菜生产发展很大，亩产量不断提高。菜籽油、大豆油和棕榈油并称为 “世界三大植物油”。
菜籽油气味香醇，营养丰富，可分为常规菜籽油、高油酸菜籽油和双低菜籽油。常规菜籽油芥酸含量较高，有一定的刺激气味，民间叫作 “青气味”，这种气体是其中含有一定量的芥子苷所致。双低菜籽油是指菜籽中芥酸含量在3%以下、菜籽饼中的硫苷含量低于30μmol/g的油菜品种，随着低芥酸育种的发展，低芥酸或 “双低”油菜品种芥酸含量降到3%左右，油酸含量已由20%左右上升到60%左右，亚油酸含量也上升到20%左右，使低芥酸菜油的脂肪酸组成与茶油、花生油相似。近几年低亚麻酸油菜的培育成功，使得极易氧化变质且妨碍亚油酸代谢的亚麻酸含量降低到了3%左右，这样原始的常规菜油存在的芥酸和亚麻酸含量过高的弊端被完全克服，菜籽油91%以上的脂肪酸是必需脂肪酸——亚油酸和营养价值较高的油酸。
三、菜籽油的特性
菜籽油和其他食用油不同的是某些脂肪酸含量过高，如芥酸和亚麻酸，而某些脂肪酸含量又过低，如软脂酸和硬脂酸。另外，还含有不皂化物，特别是甾醇以及使其带有菜油气味的酮类。在菜籽油的甾醇中，有菽豆甾醇C20H40（相对分子质量412.2，熔点148℃）和油菜甾醇C23H40（相对分子质量398，熔点169～170℃），这两种甾醇在性质上很相近。菜籽中还含有葡萄糖代和代葡萄糖苷，它们是含有氨和硫的酯类碳水化合物。
硫代葡萄糖苷分解时生成含硫的、不溶于水的、具有刺激味的所谓芥子丙烯油的挥发性化合物，该油的通式是R=N=C=S。在油菜籽加工时，菜籽中所含的硫代葡萄糖苷如葡萄糖苷黑芥子苷钾盐C10H16KNS2O9和白芥子苷就转到油中。一般认为油菜籽中所含白芥子苷不多。黑芥子苷钾盐能生成熔点为126～127℃，易溶于水的斜方形状结晶。黑芥子苷钾盐在芥子酶的作用下，有水存在时就分解为葡萄糖、硫酸氢钾和芥子丙烯油，水解按下式进行：
油菜籽中，除了硫代葡萄糖苷以外，还可能含有其他葡萄糖苷。
在油菜籽加工中，芥子香精油溶于油脂中，磷脂也溶于油脂中，其量的多少取决于菜籽的加工方法。
菜籽油中含有色素。毛油呈深黄色带微绿、精炼油清澈透明呈浅黄色。一般认为，硫代葡萄糖苷和种籽外壳上所含的叶绿素是它们色泽的来源。
菜籽油属于半干性油，皂化值很低，此特性可作为鉴别菜籽的方法。