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      超臨界CO2萃取南瓜籽油

      2016-02-22 23:12:46崔淑蘭王振宇李麗李洪張靜
      科技視界 2016年5期
      關鍵詞:南瓜籽超臨界油脂

      崔淑蘭++王振宇++李麗++李洪 張靜

      【摘 要】目的:采用超臨界流體CO2萃取技術提取南瓜籽油,確定最佳萃取工藝參數(shù)。方法:在CO2流量固定的前提下,進行單因素試驗,通過單因素試驗結果設計正交試驗。結果:在CO2流量為25Kg/h的前提下,最佳工藝組合為:萃取時間為120min,萃取壓力為35MPa,萃取溫度為35℃。結論:超臨界流體CO2萃取法提取的南瓜籽油得率高,品質(zhì)好。

      【關鍵詞】南瓜籽油;超臨界CO2萃取

      【Abstract】OBJECTIVE: Extracting pumpkin seed oil by supercritical fluid carbon dioxide extraction technology, the optimum extraction parameters were studied. METHODS: In the condition that carbon dioxide flow rate is determined, the single factor test was carried out, and the orthogonal experiment was designed according to the test results. RESULTS: In the condition that carbon dioxide flow rate is 25kg per hour, Technology-combination is determined with extraction time as 120 minutes, extraction pressure as 35 MPa, and extraction temperature as 35 centigrade. CONCLUTION:The pumpkin seed oil is of high yield ratio and good quality.

      【Key words】Pumpkin-seed oil; Supercritical fluid carbon dioxide extraction

      南瓜籽含油率較高,約占干重的35%~50%,最高可達64.4%[1],可作為優(yōu)質(zhì)油料資源。其油脂中占絕對優(yōu)勢的為棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸和亞麻酸,油酸含量最高,不飽和脂肪酸達到油脂總量的70%。目前廣泛應用的油脂提取方法有熱榨、冷榨、溶劑萃取、超臨界流體萃取等。但熱榨法的高溫及低提取率、冷榨法[2]對設備及工藝的依賴、溶劑法難除去的有毒有機溶劑,均不適宜南瓜籽油提取。超臨界CO2萃取法在超臨界流體CO2作溶劑基礎上進行,該法制得的南瓜籽油色澤淡,酸值低,皂化值低,碘值高,折光率、密度、酸價等理化指標均達到食用植物油國家標準[3]。因此,本試驗在CO2流量固定的前提下,對南瓜籽油的超臨界流體CO2提取工藝進行了研究。

      1 試驗材料與設備

      1.1 試驗材料

      南瓜籽(含水量5.2%,酸值為1.64mg/g,過氧化值為1.2meq/kg)。

      1.2 試驗儀器

      HA121-50-01超臨界萃取設備 江蘇南通華安超臨界CO2萃取有限公司

      YHW-1102型恒溫干燥箱 天津市華北實驗儀器有限公司

      DHP-9272型電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海華巖儀器設備有限公司

      BL-220H型天平 日本島津精密儀器有限公司

      1.3 檢測方法

      1.3.1 酸度測定

      酸度測定采用中華人民共和國國家標準GB/T5530-2005。

      1.3.2 過氧化值測定

      過氧化值測定采用中華人民共和國國家標準GB/T5538-2005。

      1.3.3 水分含量測定

      水分含量測定采用中華人民共和國國家標準GB/T5525-2008。

      2 南瓜籽油超臨界CO2萃取試驗

      2.1 南瓜籽預處理

      南瓜籽去殼后用恒溫干燥箱40℃下干燥處理使水分達到約5%,通過粉碎磨粉碎、篩分至粒度為50~60目。

      2.2 南瓜籽提取率的測定

      以索氏提取法確定南瓜籽中總的油脂含量。經(jīng)測定,樣品南瓜籽含油率為41.5g/100g。南瓜籽油提取率=每次萃取的南瓜籽油/南瓜籽中總油脂×100%。

      2.3 南瓜籽油超臨界CO2萃取工藝流程

      原料→干燥→粉碎→過篩→稱重→裝料→密封→升溫升壓到預定萃取條件→超臨界狀態(tài)下萃取→產(chǎn)品。

      2.4 南瓜籽油超臨界CO2法萃取條件的選擇

      2.4.1 萃取時間對南瓜籽油提取率的影響

      100g南瓜籽粉,在溫度為35℃,壓力為35MPa,CO2流量25Kg/h,萃取時間分別為30min、60min、90min、120min、150min條件下提取,測定萃取時間對南瓜籽油提取率的影響。

      2.4.2 萃取壓力對南瓜籽油提取率的影響

      100g南瓜籽粉,在溫度為35℃,時間為120min,CO2流量25Kg/h,萃取壓力分別為20MPa、25MPa、30MPa、35MPa、40MPa條件下提取,測定萃取壓力對南瓜籽油提取率的影響。

      2.4.3 萃取溫度對南瓜籽油提取率的影響

      100g南瓜籽粉,在時間為120min,壓力為30MPa,CO2流量25Kg/h,萃取溫度分別為25℃、30℃、35℃、40℃、45℃條件下提取,測定萃取溫度對南瓜籽油提取率的影響。

      2.4.4 超臨界CO2法提取南瓜籽油的正交試驗

      在萃取時間、萃取壓力、萃取溫度單因素試驗基礎上,擬采用L9(34)設計試驗,確定最佳提取條件[4]。

      3 結果分析

      3.1 超臨界CO2萃取南瓜籽油結果分析

      3.1.1 萃取時間單因素試驗

      萃取時間對南瓜籽油萃取的影響單因素試驗結果如表2及圖1所示。南瓜籽油提取率隨萃取時間的增大而增大,在達到120min后增長變緩,這是因為南瓜籽粉在萃取溶劑中的溶解是一個漸進的過程,隨著時間的延長溶解趨于飽和而變慢。因萃取時間為150min時的提取率僅比120min時增大了0.465%,故試驗確定萃取時間為120min。

      3.1.2 萃取壓力單因素試驗結果分析

      萃取壓力對南瓜籽油萃取的影響單因素試驗結果如表3及圖2所示。壓力增加可以增加CO2的密度,減少物質(zhì)間傳質(zhì)距離,有利于萃取。但壓力增大流體密度增大的同時,又減小了超臨界流體擴散系數(shù),使提取率增長變緩。加之壓力升高,南瓜籽油會逐漸混濁,品質(zhì)下降,以及設備的壓力使用范圍和操作成本的等因素,確定萃取壓力為35MPa。

      3.1.3 萃取溫度單因素試驗結果分析

      萃取壓力對南瓜籽油萃取的影響單因素試驗結果如表4及圖3所示。萃取溫度對南瓜籽油提取在大約35℃下出現(xiàn)最大值,隨后南瓜籽油得率開始下降。這是因為萃取溫度對萃取效果具有雙重影響,溫度升高可以增加物料的擴散系數(shù),但又降低了CO2的濃度,不利于萃取。因而取35℃作為萃取溫度。

      3.1.4 南瓜籽油超臨界CO2萃取正交試驗結果分析

      試驗結果如表5所示。

      (1)F檢驗。方差分析的結果(表6),A因素的F值顯著。

      (2)多重比較。從本試驗的方差分析,A因素為重要因素,對其進行多重比較。

      綜合平衡結果,最優(yōu)組合為A3B2C3,即萃取時間為120min,萃取壓力為35MPa,萃取溫度為35℃。

      4 結論

      索氏提取試驗測定表明,試驗用南瓜籽的油脂總量為41.5%,優(yōu)化的超臨界CO2法可使南瓜籽油得率達到34.4%,即提取率達到83.0%。該法還能較好地保持南瓜籽油脂的穩(wěn)定性,酸值、過氧化值均達到了食用植物油的國家標準,是一種切實可行的提取南瓜籽油的方法。

      【參考文獻】

      [1]J.C.A ttah and J.Ibemest. Solvent extraction of the oils of rubber, melon, pumpkin and oilbean seeds[J].JAOCS,Vol.67, nol.I,25-27.

      [2]陳釗,趙敏生等.南瓜籽油的冷榨制取研究[J].食品科技,2005,8.

      [3]中華人民共和國食用植物油國家標準GB2716-2005[S].

      [4]王欽德,楊堅,主編.食品試驗設計與統(tǒng)計分析[M].中國農(nóng)業(yè)大學出版社,2004,

      335-348.

      [5]張鏡澄.超臨界流體萃取[M].化學工業(yè)出版社,2001:4-5.

      [6]柳艷霞,劉興華.南瓜籽的營養(yǎng)與籽油的特性分析[J].食品營養(yǎng),2005,5.

      [責任編輯:王楠]

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