CN108624402A - 一种超临界提取芥酸的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超临界提取芥酸的方法，以西兰花籽为原料，通过烘干、粉碎、过筛、超临界CO2流体萃取，简洁快速地从中提取出芥酸。本发明方法可解决目前生产芥酸原料的植物油大部分都是通过物理压榨法得到的，无选择性，提取出的芥酸纯度低的问题。本发明所述的方法具有时间短、成本低、无溶剂残留、提取率高，纯度高等优点。提取出的芥酸纯度可达70％以上，有利于后期的进一步纯化和制取各类精细化学品。因此该方法适用于工业化提取芥酸。

Description

一种超临界提取芥酸的方法
技术领域
本发明属于油料领域，涉及一种芥酸的提取方法，更具体地说，本发明涉及一种利用超临界技术提取芥酸的方法。
背景技术
芥酸(顺-13-二十二碳烯酸，Erucic acid)是一种长链不饱和脂肪酸，可制取各种表面活性剂、增塑剂、防水剂、乳化剂等，其衍生产品如芥酸甲酯、芥酸酰胺、山嵛酸等都是重要的化工原料，广泛应用于冶金、机械、橡胶、化工、油漆、纺织和医药等领域。因此，芥酸以其用途广泛、附加值高、市场需求量大等特点，被专家誉为21世纪的重要精细化工原料。
我国是芥酸的生产大国，目前普遍利用十字花科植物种子为原料来提取芥酸，例如油菜籽和海甘蓝籽等。在获取植物油时主要采用机械压榨法和非极性溶剂浸出法。在压榨的过程中，油料资源利用率低，油脂氧化稳定性不理想；非极性溶剂浸出法提取时，溶剂残留严重，存在安全隐患。传统的提取方法无选择性，得到的芥酸纯度低，不利于后期芥酸的纯化和应用。
近年来，超临界萃取技术在油脂提取中的应用越来越广泛，主要原因是它具有操作方便、工艺简单、无溶剂残留等优点。常用的超临界流体萃取剂有二氧化碳、乙烷、丙烷等，考虑到廉价易得，使用安全等因素，二氧化碳最适合。二氧化碳流体在超临界状态下具有介于气体与液体独特的物理化学性质，溶解能力强；通过调节压力和温度可方便地改变溶剂的性质，控制其选择性，从而能在提取的过程中达到萃取的效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种超临界提取芥酸的方法。通过以下步骤实现：
(1)将西兰花籽放入烘箱中，均匀铺开，高温烘干，粉碎过筛；
(2)将西兰花籽粉投料于超临界萃取釜中，采用超临界CO2流体进行萃取，控制分离釜，得到萃取物芥酸。
其中，西兰花籽购买于横县龙红金种子有限公司(含油率为18％～25％，油中芥酸的含量为30％～60％)。
进一步，所述步骤(1)中烘干温度为90℃～150℃，时间1h～4h。将种子含水率控制在3％以下时，提取出的芥酸不含水分。
进一步，所述步骤(1)中原料粒度为20目～60目。原料粒度对芥酸的提取率影响较大，为了达到萃取效率高的目的，需要将种皮破碎，但粒度又不能太细，否则原料易结块，且阻塞超临界管道气路，反而使提取率降低。
进一步，所述步骤(2)超临界萃取工艺中，萃取压力为25MPa～40MPa，萃取温度为35℃～50℃，萃取时间为3h～6h，CO2流量为6BV/h～8BV/h。控制分离釜压力为6MPa～8MPa，温度为35℃～45℃。萃取压力和温度是影响CO2溶解能力的关键因素，调节合适的压力和温度，可对芥酸的提取具有选择性。
超临界二氧化碳萃取釜体积为20L，投料量为2.0kg。
本发明的有益效果：
(1)本发明以西兰花籽为原料，采用超临界萃取技术提取芥酸，步骤简单，操作方便，提取率可以达到90％～95％，纯度可达70％以上。且其它杂质大部分为C18、C16沸点较低的脂肪酸，可通过简单的分馏将其与沸点高的芥酸分离。该方法在提取过程就完成了部分纯化，有利于芥酸的进一步纯化和制取各类精细化学品。
(2)本发明使用CO2流体作为溶剂，且该方法中未使用夹带剂，无污染、无溶剂残留、绿色环保，属于纯天然产品，能可更好的应用在医药食品领域。
(3)虽然现有技术中已公开了许多超临界萃取方法，但应用在芥酸的提取上属于首创，扩大了获取芥酸原料的途径。
(4)本发明产生的西兰花籽脱脂粉可用于萝卜硫苷等强抗癌活性物质的提取，西兰花籽脱脂粉中剩余的油脂大部分为油酸等不饱和脂肪酸，可继续加工成食用油。
本发明方法可解决目前生产芥酸原料的植物油大部分都是通过物理压榨法得到的，无选择性，提取出的芥酸纯度低的问题。
附图说明
图1是超临界提取物样品的气相色谱-质谱分析总离子流图。
其中图中横坐标表示出峰时间，纵坐标表示离子峰的强度，即相对丰度。芥酸甲酯的出峰时间为31.542min。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
第一步：将西兰花籽放入烘箱中，均匀铺开，90℃烘干4h，种子含水率为2.8％；再将西兰花籽放入破碎机中粉碎，过筛至目数为40目；
第二步：准确称取西兰花籽粉2.0kg，投料于超临界CO2萃取釜中，控制萃取压力为35MPa，萃取温度为35℃，萃取时间为6h，CO2流量为6BV/h。控制分离釜压力为7MPa，温度为35℃，分离得到萃取物。
萃取结束后，经气质联用方法检测得到芥酸的提取率为94.6％，纯度为75.1％。
实施例2
第一步：将西兰花籽放入烘箱中，均匀铺开，150℃烘干1h，种子含水率为2.6％；再将西兰花籽放入破碎机中粉碎，过筛至目数为40目；
第二步：准确称取西兰花籽粉2.0kg，投料于超临界CO2萃取釜中，控制萃取压力为25MPa，萃取温度为45℃，萃取时间为4h，CO2流量为7BV/h。控制分离釜压力为6MPa，温度为35℃，分离得到萃取物。
萃取结束后，经气质联用方法检测得到芥酸的提取率为92.6％，纯度为71.3％。
实施例3
第一步：将西兰花籽放入烘箱中，均匀铺开，100℃烘干2h，种子含水率为2.7％；再将西兰花籽放入破碎机中粉碎，过筛至目数为20目；
第二步：准确称取西兰花籽粉2.0kg，投料于超临界CO2萃取釜中，控制萃取压力为35MPa，萃取温度为50℃，萃取时间为3h，CO2流量为8BV/h。控制分离釜压力为7MPa，温度为45℃，分离得到萃取物。
萃取结束后，经气质联用方法检测得到芥酸的提取率为90.8％，纯度为70.4％。
实施例4
第一步：将西兰花籽放入烘箱中，均匀铺开，100℃烘干2h，种子含水率为2.7％；再将西兰花籽放入破碎机中粉碎，过筛至目数为60目；
第二步：准确称取西兰花籽粉2.0kg，投料于超临界CO2萃取釜中，控制萃取压力为40MPa，萃取温度为45℃，萃取时间为4h，CO2流量为7BV/h。控制分离釜压力为8MPa，温度为40℃，分离得到萃取物。
萃取结束后，经气质联用方法检测得到芥酸的提取率为92.1％，纯度为73.6％。
实施例5
第一步：将西兰花籽放入烘箱中，均匀铺开，100℃烘干2h，种子含水率为2.7％；再将西兰花籽放入破碎机中粉碎，过筛至目数为40目；
第二步：准确称取西兰花籽粉2.0kg，投料于超临界CO2萃取釜中，控制萃取压力为35MPa，萃取温度为45℃，萃取时间为4h，CO2流量为6BV/h。控制分离釜压力为7MPa，温度为35℃，分离得到萃取物。
采用气质联用进行检测，外标法定量分析，具体步骤：
(1)样品前处理：准确称取超临界萃取物0.1g，置于50mL锥形瓶中，加入2mL0.5mol/L NaOH-CH3OH溶液，摇匀，放入到60℃水浴中回流30min，取出放冷，加入2ml正己烷，充分摇匀，静置分层后取出上层清液，待GC-MS分析。
(2)线性关系：取芥酸甲酯对照品，以正己烷为溶剂，配成一系列不同浓度100、200、400、600、1000μg/mL的溶液，进行色谱分析，绘制含量-峰面积的标准曲线，得标准曲线回归方程为：y＝6686965.1860x-3578.2，R2＝0.9999，式中y表示峰面积，x表示浓度，单位为μg/mL，R为线性相关系数。
(3)GC-MS测定：吸取待测液1μL，注入气相色谱-质谱仪中，测定，气相色谱-质谱条件为：毛细管色谱柱为安捷伦HP-5MS柱(30m×0.25mm×0.25μm)；进样口温度为280℃；载气为He，柱流量1.5mL/min；分流比20：1；程序升温：80℃以5℃/min升温至300℃，保持15min；离子源为EI；离子源温度：230℃；离子源电离电压：70eV；传输线温度：250℃；四极杆温度：150℃；电子倍增器(EM)电压：1812V；隔垫吹扫流量：3mL/min；溶剂延迟10min。
利用标准曲线计算含量，得芥酸的提取率为93.8％，纯度为74.2％。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种超临界提取芥酸的方法，其特征在于，通过以下步骤实现：
(1)将西兰花籽放入烘箱中，均匀铺开，高温烘干，粉碎过筛；
(2)将步骤(1)的西兰花籽粉投料于超临界萃取釜中，采用超临界CO2流体进行萃取，控制分离釜，得到萃取物芥酸。
2.根据权利要求1所述的一种超临界提取芥酸的方法，其特征在于，所述步骤(1)中烘干温度为90℃～150℃，时间1h～4h；原料粒度为20目～60目。
3.根据权利要求1所述的一种超临界提取芥酸的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，萃取压力为25MPa～40MPa，萃取温度为35℃～50℃，萃取时间为3h～6h，CO2流量为6BV/h～8BV/h，分离釜压力为6MPa～8MPa，温度为35℃～45℃。
4.根据权利要求1所述的一种超临界提取芥酸的方法，其特征在于，超临界CO2萃取釜体积为20L，投料量为2.0kg。
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