牡丹籽油生產工藝 牡丹籽油生產工藝有哪些?

牡丹籽油生產工藝 牡丹籽油生產工藝有哪些?

1 牡丹籽油提取技術

牡丹籽油的提取方法主要有機械壓榨法、溶劑浸出法、超聲波輔助浸提法、超臨界CO 2 流體萃取技術(SCF -CO 2 )、微波輔助提取法、水代法和水酶法提取等。由於機械壓榨法提油率低,副產物利用率低,溶劑浸出法工藝較複雜且存在有毒溶劑殘留等安全問題,所以以上2 種方法均不適用於食用油生產。因此,完善提取工藝,探索精深加工技術勢在必行 。

1.1 超聲波輔助提取技術。超聲波對油脂萃取分離的強化作用主要源於其空化效應,而超聲空化效應又引起了湍動效應、聚能效應、微擾效應和界面效應,使溶劑分子滲透到組織細胞中,與溶質分子更好地接觸,使細胞中可溶性成分更好地釋放出來 。因而超聲波可提高萃取分離過程的傳質速率,增加油脂在溶劑中的溶解度,使植物中的油脂加速滲透,提高出油率。易軍鵬等採用超聲波輔助提取技術對牡丹籽油進行提取,選擇石油醚為浸提溶劑,通過單因素試驗和Box -Behnken 試驗設計並利用 Design Expert 軟體得到回歸方程的預測模型並進行響應面分析,對超聲波提取工藝進行優化得出,在原料粒徑 60 目,CO 2 流量 20 kg/h,溫度 45 ℃,壓力 35 MPa,時 間 120 min 條 件 下,牡 丹 籽 出 油 率 為24. 22% 。

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1.2 超臨界 CO 2 流體萃取技術(SCF - CO 2 )。超臨界CO 2 流體萃取技術(SCF - CO 2 )是一種新型提取分離技術。該技術適用於脂溶性、高沸點、熱敏性物質的提取,其基本原理是在超臨界狀態下,超臨界流體與待萃取的物質接觸,使其有選擇地將所需有效成分萃取,然後藉助減壓和升溫的方法降低待分離物質的溶解度而析出,從而達到萃取分離的目的。王昌濤等通過超臨界 CO 2 萃取牡丹籽油的最佳提取條件為:原料粒徑 40 目,溫度 45 ℃,壓力 30 MPa,提取時間60 min,此條件下得到的牡丹籽油為淡黃色,香氣濃郁,出油率為 25.00%左右。通過 GC - MS 分析,牡丹籽油的不飽和脂肪酸達到90% 。鄧瑞雪等通過單因素和正交試驗法獲得在原料粒徑 60 目,CO 2 流量 25 kg/h,溫度 40 ℃,壓力30 MPa,時 間 150 min 條 件 下 的 油 脂 萃 取 率 最 高 為30. 70% 。史國安等先採用單因素試驗,然後以溫度、壓力和時間3 個主要影響因素設計正交試驗,研究了壓榨法和超臨界 CO 2 萃取法2 種工藝提取的牡丹籽油清除 DPPH 自由基和抗脂質過氧化能力的差異 。結果表明,萃取時間對萃取率影響最大,其次為萃取溫度,萃取壓力對萃取率影響最小;超臨界 CO 2 萃取法提取牡丹籽油的優化工藝條件下牡丹籽油的萃取率為28.86%,萃取效率可達 98.20%以上。

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1.3 水酶法。水酶法提取牡丹籽油具有無需乾燥,整個提油過程溫度不超過 70 ℃的優點,可大大減少提取過程中油脂的氧化。彭瑤瑤等採用水酶法從牡丹籽中提取牡丹籽油,通過對比試驗,選擇了三步酶解結合二次破乳的工藝流程,在優化條件下利用牡丹籽粉提取牡丹籽油,其遊離油得率達到17.60%,總油得率達到 25. 40%,所得牡丹籽油品質良好,牡丹籽油中不飽和脂肪酸含量達到 92. 77%,其中亞麻酸含量37.33%,亞油酸含量 31.13%,油酸含量 24.31% 。

1.4 亞臨界萃取。亞臨界萃取 是根據相似相溶的原理,以特定萃取劑為溶媒,來提取目標組分的一項新型分離技術。該法回收率高,生產周期短。鄭亞軍等採用亞臨界流體技術萃取牡丹籽油,並通過正交試驗對制油工藝進行優化,表明平均出油率為 24.16% 。牡丹籽油中主要含有亞麻酸、亞油酸、棕櫚酸、硬脂酸 4 種脂肪酸,不飽和脂肪酸達84.535 4%,以亞油酸和亞麻酸為主,未檢測出油酸,這與易軍鵬等的試驗結論一致,但與白喜婷等的測定結果有所差異 ,這可能與牡丹籽的品種和生長環境有關。

2 牡丹籽油提取工藝複合優化

2.1 超聲波輔助水代法。水代法是從油料中以水代油而得脂肪的方法,不用壓力榨出,不用溶劑提出,依靠在一定條件下,水與蛋白質的親和力比油與蛋白質的親和力大,因而水分浸入油料代出油脂,是我國特有的傳統方法。水代法具有設備和生產工藝簡單、投資少、生產規模靈活機動等優點,同時,經水代法製取的油脂品質好,對環境污染少,符合安全、營養、綠色的要求。

2.2 微波預處理 -超臨界 CO 2 萃取。陸少蘭等為實現超臨界 CO 2 萃取技術高效萃取牡丹籽油,先利用微波技術對原料進行預處理,再利用超臨界 CO 2 萃取技術萃取牡丹籽油,在最佳條件下,牡丹籽油萃取率高達 98. 55% 。與未經微波預處理直接進行超臨界 CO 2 萃取所得牡丹籽油相比,油品的水分及揮發物含量降低,酸值和過氧化值升高。

2.3 外加磁場 -溶劑浸提法萃取。磁場技術已廣泛應用在化學領域,包括化學合成和天然產物的提取。磁場能夠改變水溶液和有機物溶液的理化性質,可以促進萃取過程、強化吸附和分離、強化離子交換等,不僅可以提高化學反應的速率,而且可提高天然產物的提取率。張偉亮等以牡丹籽為原料,在磁場條件下用石油醚作為溶劑提取牡丹籽油 。試驗結果表明,牡丹籽油提取的最佳條件下牡丹籽油的產油率為 27.50%。

3 牡丹籽油精鍊工藝

3.1 活性白土脫色。白喜婷等探討了牡丹籽油的精鍊過程及精鍊過程中理化特性的變化 。試驗結果表明,牡丹籽油經水化脫膠和鹼煉脫酸后,膠體含量和酸價明顯降低,經測定脫膠油中的磷脂含量為 0. 17 g/kg,脫酸油的酸價為0.33 mgKOH/g。牡丹籽油採用活性白土二次脫色效果較好,脫色率高,所得產品油透明澄清,顏色為淡黃色,並且脫色過程使過氧化物含量降低,同時也使磷脂含量降到很低水平。油脂精鍊過程中碘價、皂化價和折光指數基本不變,對脂肪酸組成成分及含量影響不大。

3.2 溶劑萃取脫酸工藝。有研究人員研究了牡丹籽毛油的溶劑萃取脫酸工藝,通過單因素試驗和正交試驗得到牡丹籽毛油的最佳條件下,遊離脂肪酸脫除率為 93. 12%,脫酸得油率為 83. 23%;牡丹籽油的酸值由 10. 18 mg KOH/g 降到0. 70 mg KOH/g,仍然保持牡丹籽油特有的清香味,達到後續深加工和開發利用的品質要求。

3.3 反膠束萃取 反膠束萃取是一種新型的生物分子分離技術。應用反膠束法從植物中同時提取蛋白質和油脂,不僅能改進傳統工藝制油得粕再脫溶的複雜冗長流程,而且可避免傳統分離方法中蛋白質容易變性的弊端。楊璐芳初步研究了用 AOT/異辛烷反膠束體系萃取分離杏仁蛋白質和油脂的前萃及反萃工藝,同時對杏仁蛋白質和油脂的組成及部分功能特性進行了測定 。陳銀鶴通過對比 2 種表面活性劑(SDS 和 CTAB)及助溶劑(正辛醇和正丁醇)形成反膠束體系及萃取蛋白的能力,得出 CTAB/異辛烷/正辛醇反膠束體系更適合萃取分離菜籽蛋白和油脂;並初步研究了此反膠束體系萃取菜籽蛋白和油脂的前萃及反萃工藝;同時分別對萃取分離得到的菜籽油和蛋白進行分析和測定,與傳統方法得到的產品比較,可為反膠束萃取技術進一步應用於牡丹籽油的提取製備提供理論基礎 。

3.4 鹽效應輔助水相萃取 為克服油脂水相萃取時乳化嚴重而清油得率低的問題,可採取鹽效應輔助水相萃取油茶籽油的新工藝。以碳酸鈉溶液為萃取劑,採用 Box - Behnken試驗設計對主要影響因素進行優化,得到利用碳酸鈉的鹽效應水相萃取油茶籽油的最優條件下,油茶籽油清油得率可達96.33%。由此表明,鹽效應可明顯防止油茶籽油水相萃取時乳液的形成,顯著提高其清油得率,同時也為提高其他油脂水相萃取時的清油得率提供了一種新思路,可考慮將其應用於牡丹籽油的提取製備。

結論

牡丹籽油提取製備各工藝進行總結可知,超聲波輔助提取技術的料液比為 1∶ 8 g/mL,溫度 40 ℃,時間30 min,提取次數 3 次,使用石油醚為溶劑,超聲波功率350 W,此條件下的牡丹籽油出油率為 24. 89%;微波輔助提取技術的料液比為1∶9 g/mL,時間 8 min,提取次數 1 次,微波功率 800 W,此條件下的牡丹籽油出油率為 27. 70%,不飽和脂肪酸含量 94.20%;超臨界 CO 2 流體萃取溫度 40 ℃,時間150 min,壓力 30 MPa,提取次數 1 次,CO 2 流量25 kg/h,此條件下的牡丹籽油出油率為 30. 70%,不飽和脂肪酸含量70.81%;水酶法提取的料液比為 1∶ 5 g/mL,溫度 - 20 ~50 ℃,時間120 ~315 min,此條件下的牡丹籽油的不飽和脂肪酸含量 92. 77%;亞臨界萃取技術的溫度 50 ℃,時間30 min,壓力 0. 50 MPa,提取次數 3 次,此條件下的牡丹籽油出油率為24.16%,不飽和脂肪酸含量 84. 54%;超聲波輔助水代法提取技術的料液比為 1∶ 8. 5 g/mL,溫度 45 ℃,時間54 min,提取次數1 次,超聲波功率 960 W,此條件下的牡丹籽油出油率為28.85%,不飽和脂肪酸含量大於85%;微波預處理 -超臨界 CO 2 萃取技術的時間40 ~100 s,壓力 33 MPa,提取次數 1 次,CO 2 流量25 kg/h,微波功率800 W;外加磁場-溶劑浸提法的料液比為 1∶ 7 g/mL,溫度 55 ℃,時間60 min,提取次數 1 次,使用石油醚為溶劑,外加磁場 720 T,此條件下的牡丹籽油出油率為 27.50%。

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