CN1775728A - 植物种子中ω－6多不饱和脂肪酸的提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种植物种子中ω－6多不饱和脂肪酸的提取方法，属于ω－6多不饱和脂肪酸的提取方法。将植物种子去除杂质，并适当预处理后进行粗破碎、微波振荡破壁快速干燥、精粉碎制成一定粒度的粉末，将所得粉末进行超临界CO2流体萃取，采用适当的萃取条件选择性提取、分离及纯化原料中的ω－6多不饱和脂肪酸。本发明制造过程中原料被充分利用，无废渣、废汽产生，对环境无污染。产品生理活性高，口感优良。
Description
技术领域
本发明属于ω-6多不饱和脂肪酸的提取方法，尤其是指从植物种子中提取。
背景技术
在顺式多不饱和脂肪酸的分子中，距羧基最远的双键是在倒数第6个碳原子上的称为ω-6多不饱和脂肪酸，其中的亚油酸、γ-亚麻酸、花生四烯酸因体内不能自行合成而必需从食物中摄取，被称为必需脂肪酸，尤其是亚油酸是人体不可缺乏的，在人体内不能由其他脂肪酸转化获得，而γ-亚麻酸和花生四烯酸在人体内可由亚油酸转化获得。人体细胞膜控制着电子传递，调节营养物质进入细胞内和细胞内废物的排出，而脂肪酸对细胞膜磷脂所发挥的作用具有决定性的影响。要保持膜的相对流动性，脂肪酸必需具有适宜的不饱和性，否则细胞的生理功能就会丧失。研究发现，并不是所有种类的不饱和脂肪酸都具有显著的保健功能，只有上述必需脂肪酸才具有较强的生理功能。研究表明缺乏必需脂肪酸的细胞膜呈现一种膨胀变大的病态形状。当缺乏亚油酸和γ-亚麻酸时，胆固醇就会被更多的饱和脂肪酸酯化，在动脉血液中积聚，使胆固醇的代谢程度降低，导致动脉粥样硬化。亚油酸和γ-亚麻酸可以使胆固醇酯化，从而降低体内血清和肝脏的胆固醇水平。亚油酸还具有降低血液胆固醇、防止血小板性血栓的形成、抑制动脉血栓形成等作用，另外对糖尿病也具有一定的预防作用。
植物种子中含有大量植物油脂，传统植物种子油脂的提取多采用压榨法或有机溶剂法，所得产品成分复杂，精制工艺繁琐，而且有机溶剂残留亦给产品带来化学污染，因此只能作为普通烹调用油或化工原料，无特殊保健功能。尤其是富含多不饱和脂肪酸的油脂，由于易氧化酸败，使油脂贮存稳定性大大降低，另外提取脂肪后剩余的饼粕发生严重的变性和化学污染而再利用价值极低甚至无再利用价值。
有关资料查新结果表明，目前国内外以植物种子为原料提取油脂，多采用压榨法或有机溶剂法提取甘油脂肪酸酯和脂肪酸的混合物，然后进行分馏获得脂肪酸，所得产品中ω-6多不饱和脂肪酸纯度低，存在有机溶剂残留，不能达到预期的保健效果，而且得率较低，操作繁琐并存在环保问题。
发明内容
本发明提供一种植物种子中ω-6多不饱和脂肪酸的提取方法，以解决传统压榨法存在的ω-6多不饱和脂肪酸纯度低且氧化程度高及有机溶剂法存在的操作危险性大并有环境问题等缺陷。本发明采取的技术方案是：
包括下述步骤：
a.植物种子的前处理，选择可食用的植物种子，除去种子中含油低的部分或不可食用的部分，保留可食的、含油高的部分，然后采用清选、水洗及脱水处理，去除混在其中的杂质，再进行粗粉碎，使其粒度为1mm～5mm；
b.微波破壁、干燥、粉碎，微波振荡1min～5min后停止1min～5min，检测物料含水量，如此进行微波振荡，使物料细胞壁脆化破裂，同时除去大部分水分，检测物料含水量在6％～8％，停止微波振荡；将脱水破壁的颗粒状原料进一步精粉碎，使其粒度为0.5mm～2mm；
c.超临界CO2萃取纯化，对上述步骤得到原料进行选择性萃取分离，萃取压力15MPa～45MPa，萃取温度35℃～55℃，萃取时间1h～3h，CO2流量15L/h～40L/h。
本发明所用植物种子包括所有禾本科植物种子、豆科植物种子及树木种子。
本发明所指原料包括植物种子、去壳种仁或种胚。
本发明以植物种子为原料，采用间歇式多次微波震荡破壁快速干燥法，在脱除部分水分的同时，使细胞壁脆化并破裂，提高胞内物的溶出率，然后利用超临界CO2流体萃取技术实现提取纯化一步完成的先进工艺获得较高纯度的ω-6多不饱和脂肪酸。本发明在生产中不使用酸、碱及有机溶剂，不存在操作危险性及环保问题并可使生产连续化、自动化，与传统方法相比，可提高生产效率2倍以上。本发明产品经功能试验结果表明具有明显的降血脂、降低胆固醇、防止血栓形成的功能，具有较高的经济效益和良好的社会效益。
本发明采用的间歇式多次微波震荡破壁快速干燥法在脱除水分的同时由于微波的振荡、穿透作用，物料中的极性分子发生旋转、振动和磨擦，使细胞壁脆化及破裂，另外微波热效应产生大量蒸汽的溢散也使细胞壁纤维脆化和断裂，从而提高了胞内物质的传质扩散和溶出能力；超临界CO2流体萃取技术具有操作方便，选择性好，脱脂率高，而且具有高效，低耗，无毒、无污染、无残留等优点。超临界CO2流体萃取技术可选择性的提取原料的某种成分，集提取、分离、纯化于一体，简化了目的物的提取纯化工艺。研究表明间歇式多次微波震荡破壁快速干燥及超临界CO2流体萃取操作都可最大限度的保留原料中的生物活性物质，处理后提取物及剩余物皆无变性现象发生，原料的综合利用途径广泛，提高了原料的利用率。
本发明的优点是原料利用率高，生产过程中无废渣产生，不使用酸、碱或有机溶剂，对环境不造成任何污染，产品生理活性高，口感优良。
本发明ω-6多不饱和脂肪酸的得率可达96％以上，萃取物成分纯度较高，ω-6多不饱和脂肪酸含量达95％以上。另外萃取物和萃余物皆无化学污染，萃余物可作为食用烹调用油或其他有效成分提取及产品的生产原料。
本发明所生产的ω-6多不饱和脂肪酸可进一步制成乳浊液、粉末油脂或微胶囊型保健食品生产原料，也可加工成软胶囊型产品直接食用。
具体实施方式
禾本科植物玉米ω-6多不饱和脂肪酸的提取纯化方法。
玉米是我国主要农作物之一，玉米淀粉厂或玉米酒精厂等玉米加工企业每年产出大量的副产物玉米胚，绝大多数直接用有机溶剂提取玉米油，由于其含有大量不饱和脂肪酸，玉米油不耐贮存，易氧化酸败，所得玉米胚粕蛋白质完全变性，再利用价值极低，甚至无再利用价值，因此原料未得到充分利用，附加值很低，造成主产品成本高，市场竞争能力差，经济效益低。若能将玉米胚高附加值综合利用，可大大提高玉米加工企业的经济效益，同时也是获得玉米ω-6多不饱和脂肪酸的一个最有效途径。玉米胚占玉米籽粒的7％～14％，玉米胚脂肪含量36％～47％，其中80％以上是不饱和脂肪酸，ω-6多不饱和脂肪酸占不饱和脂肪酸的25％左右。采用本发明技术，可将玉米胚脂肪中不稳定的ω-6多不饱和脂肪酸提取出大部分。将ω-6多不饱和脂肪酸制成保健食品，可实现玉米的高附加值利用，而剩余的玉米胚脂肪其贮存稳定性大大增强，进而可大幅度提高玉米油脂的商业价值。
原料：除去玉米种子中含油低的部分或不可食用的部分，保留可食的、含油高的部分，具体方法是将玉米籽粒脱皮破瓣获得玉米胚；玉米胚亦可来自玉米淀粉厂、玉米酒精厂或粮食加工厂，玉米可以是世界上种植的任何品种。
实验仪器：
超临界CO2流体萃取装置：江苏南通华安超临界萃取有限公司产HA221-50-06型。
微波振荡干燥装置：南京三乐微波技术发展有限公司产WZ25-2型。
离心机：上海浦东天本离心机械有限公司产SS300型。
粉碎机：郑州华通机械厂产300型。
水分检测仪：瑞士梅特勒-托利多公司产HG53型。
实施例1
a.前处理，以玉米淀粉厂或玉米酒精厂的副产物玉米胚为原料时的前处理。
浸泡、水洗：来源于玉米淀粉厂或玉米酒精厂的玉米胚，有较强的刺激性气味，颜色暗黄，不能直接应用。应将玉米胚用20℃的饮用水浸泡1h～2h，然后用流动水轻轻漂洗，除去残余淀粉、小颗粒胚乳及纤维等成分。所得湿玉米胚在转速为2800r/min.的条件下进行离心分离脱水，使其含水量在25～30％，然后进行粗粉碎，使其粒度为1mm～5mm。
b.微波破壁、干燥、粉碎
将前处理后的玉米胚微波振荡2min后停止1min，检测玉米胚含水量，如果含水量高于8％，则再如此进行微波振荡1次，再检测该玉米胚的含水量，当测得其含水量小于8％时，停止该微波振荡及干燥，将该烘干后的玉米胚进行精粉碎处理，使其粒度为0.5mm～2mm，置于阴凉干燥处贮存备用。
c.超临界CO2流体萃取提取纯化
萃取压力为20Mpa，温度50℃，时间120min，CO2流量35L/h。所得萃取物玉米ω-6多不饱和脂肪酸含量大于95％，淡黄色，无异杂味。
实施例2
a.前处理，以玉米籽粒脱皮破瓣所得玉米胚或粮食加工厂的副产物玉米胚为原料的前处理。
清选，该种原料玉米胚含有较多的杂质、淀粉、碎米等，所以要进行筛分，去除砂石、金属、碎米及小颗粒杂质，再用风选的方法获得玉米胚。
浸泡水洗，将玉米胚放入18℃的饮用水中浸泡并搅拌均匀，浸泡时间30min～40min。在流动水下轻轻漂洗，除去附在其上的淀粉、粉尘等杂质，然后在转速为2800r/min的条件下进行离心分离脱水，使其含水量在25～30％，进行粗粉碎，使其粒度为1mm～5mm。
b.微波破壁、干燥、粉碎
将前处理后的玉米胚微波振荡3min后停止3min，检测玉米胚含水量，如果含水量高于7％，则再如此进行微波振荡1次，再检测该玉米胚的含水量，当测得其含水量小于7％时，停止该微波振荡及干燥，将该烘干后的玉米胚进行精粉碎处理，使其粒度为0.5mm～2mm，置于阴凉干燥处贮存备用。
c.超临界CO2流体萃取提取纯化
萃取压力为28Mpa，温度42℃，时间100min，CO2流量33L/h。所得萃取物玉米ω-6多不饱和脂肪酸含量大于95％，淡黄色，无异杂味。
实施例3
a.前处理
(1)以玉米淀粉厂或玉米酒精厂的副产物玉米胚为原料时的前处理
浸泡、水洗：应将玉米胚用22℃的饮用水浸泡1h～2h，然后用流动水轻轻漂洗，除去残余淀粉、小颗粒胚乳及纤维等成分。所得湿玉米胚在转速为2800r/min.的条件下进行离心分离脱水，使其含水量在25～30％，然后进行粗粉碎，使其粒度为1mm～5mm。
b.微波破壁、干燥、粉碎
将前处理后的玉米胚微波振荡4min后停止5min，检测玉米胚含水量，如果含水量高于6％，则再如此进行微波振荡1次，再检测该玉米胚的含水量，当测得其含水量小于6％时，停止该微波振荡及干燥，将该烘干后的玉米胚进行精粉碎处理，使其粒度为0.5mm～2mm，置于阴凉干燥处贮存备用。
c.超临界CO2流体萃取提取纯化
萃取压力为35Mpa，温度35℃，时间80min，CO2流量30L/h。所得萃取物玉米ω-6多不饱和脂肪酸含量大于95％，淡黄色，无异杂味。
芝麻ω-6多不饱和脂肪酸的提取纯化方法
原料，芝麻，可以是世界上种植的任何品种，因其种子中大部分为含有油脂，所以直接采用其种子。
实验仪器同上。
实施例4
a.前处理
水洗，将芝麻用流动水漂洗去除其混有的草籽、泥沙等外来杂质，然后在转速为2800r/min的条件下进行离心分离脱水，使其含水量在25％～30％，进行粗粉碎，使其粒度为1mm～2mm。
b.微波破壁、干燥、粉碎。
将前处理后的芝麻微波振荡1min后停止1min，检测芝麻含水量，如果含水量高于8％，则再如此进行微波振荡1次，再检测该芝麻的含水量，当测得其含水量小于8％时，停止该微波振荡及干燥，将该烘干后的芝麻进行精粉碎处理，使其粒度为0.5mm～1mm，置于阴凉干燥处贮存备用。
c.超临界CO2流体萃取提取纯化
萃取压力为15MPa，温度45℃，时间，140min，CO2流量40L/h。所得萃取物芝麻ω-6多不饱和脂肪酸含量大于95％，淡黄色，无异杂味。
实施例5
a.前处理
水洗将芝麻用流动水漂洗去除其混有的草籽、泥沙等外来杂质，然后在转速为2800r/min的条件下进行离心分离脱水，使其含水量在25％～30％，进行粗粉碎，使其粒度为1mm～2mm。
b.微波破壁、干燥、粉碎
将离心脱水后的芝麻微波振荡2min后停止2min，检测芝麻含水量，如果含水量高于7％，则再如此进行微波振荡1次，再检测该芝麻的含水量，当测得其含水量小于7％时，停止该微波振荡及干燥，将该烘干后的芝麻进行精粉碎处理，使其粒度为0.5mm～1mm，置于阴凉干燥处贮存备用。
3.超临界CO2流体萃取提取纯化
萃取压力为25MPa，温度40℃，时间110min，CO2流量30L/h。所得萃取物芝麻ω-6多不饱和脂肪酸含量大于95％，淡黄色，无异杂味。
实施例6
a.前处理
水洗 将芝麻用流动水漂洗去除其混有的草籽、泥沙等外来杂质，然后在转速为2800r/min的条件下进行离心分离脱水，使其含水量在25％～30％，进行粗粉碎，使其粒度为1mm～2mm。
b.微波破壁、干燥、粉碎。
将前处理后的芝麻微波振荡3min后停止2min，检测芝麻含水量，如果含水量高于6％，则再如此进行微波振荡1次，再检测该芝麻的含水量，当测得其含水量小于6％时，停止该微波振荡及干燥，将该烘干后的芝麻进行精粉碎处理，使其粒度为0.5mm～1mm，置于阴凉干燥处贮存备用。
3.超临界CO2流体萃取提取纯化
萃取压力为40MPa，温度35℃，时间80min，CO2流量25L/h。所得萃取物芝麻ω-6多不饱和脂肪酸含量大于95％，淡黄色，无异杂味。
核桃ω-6多不饱和脂肪酸的提取纯化方法
原料，核桃，可以是世界上种植的任何品种。
实验仪器同上。
实施例7
a.前处理
清选 将核桃用流动水漂洗去除其混有的树叶、灰尘、泥沙等外来杂质，然后在转速为2800r/min.的条件下进行离心分离脱水，洁净状态下风干。
去壳 将核桃去壳取核桃仁，将核桃仁粗破碎成粒度为3mm～5mm的颗粒备用。
b.微波破壁、干燥、粉碎
将以上处理的核桃仁微波振荡2min后停止2min，检测核桃仁含水量，如果含水量高于8％，则再如此进行微波振荡1次，再检测该核桃仁的含水量，当测得其含水量小于8％时，停止该微波振荡及干燥，将该烘干后的核桃仁进行精粉碎处理，使其粒度为0.5mm～2mm，置于阴凉干燥处贮存备用。
3.超临界CO2流体萃取提取纯化
萃取压力为20MPa，温度55℃，时间180min，CO2流量30L/h。所得萃取物核桃ω-6多不饱和脂肪酸含量大于95％，淡黄色，无异杂味。
实施例8
a.前处理
清选 将核桃用流动水漂洗去除其混有的树叶、灰尘、泥沙等外来杂质，然后在转速为2800r/min.的条件下进行离心分离脱水，洁净状态下风干。
去壳 将核桃去壳取核桃仁，将核桃仁粗破碎成粒度为3mm～5mm的颗粒备用。
b.微波破壁、干燥、粉碎
将以上处理的核桃仁微波振荡4min后停止3min，检测核桃仁含水量，如果含水量高于7％，则再如此进行微波振荡1次，再检测该核桃仁的含水量，当测得其含水量小于7％时，停止该微波振荡及干燥，将该烘干后的核桃仁进行精粉碎处理，使其粒度为0.5mm～2mm，置于阴凉干燥处贮存备用。
c.超临界CO2流体萃取提取纯化
萃取压力为33MPa，温度47℃，时间130min，CO2流量25L/h。所得萃取物核桃ω-6多不饱和脂肪酸含量大于95％，淡黄色，无异杂味。
实施例9
a.前处理
清选 将核桃用流动水漂洗去除其混有的树叶、灰尘、泥沙等外来杂质，然后在转速为2800r/min.的条件下进行离心分离脱水，洁净状态下风干。
去壳 将核桃去壳取核桃仁，将核桃仁粗破碎成粒度为3mm～5mm的颗粒备用。
b.微波破壁、干燥、粉碎
将以上处理的核桃仁微波振荡5min后停止5min，检测核桃仁含水量，如果含水量高于6％，则再如此进行微波振荡1次，再检测该核桃仁的含水量，当测得其含水量小于6％时，停止该微波振荡及干燥，将该烘干后的核桃仁进行精粉碎处理，使其粒度为0.5mm～2mm，置于阴凉干燥处贮存备用。
c.超临界CO2流体萃取提取纯化
萃取压力为45MPa，温度35℃，时间80min，CO2流量20L/h。所得萃取物核桃ω-6多不饱和脂肪酸含量大于95％，淡黄色，无异杂味。
Claims (2)
1、一种植物种子中ω-6多不饱和脂肪酸的提取方法，包括下述步骤：
a.植物种子的前处理，选择可食用的植物种子，除去种子中含油低的部分或不可食用的部分，保留可食的、含油高的部分，然后采用清选、水洗及脱水处理，去除混在其中的杂质，再进行粗粉碎，使其粒度为1mm～5mm；
b.微波破壁、干燥、粉碎，微波振荡1min～5min后停止1min～5min，检测物料含水量，如此进行微波振荡，使物料细胞壁脆化破裂，同时除去大部分水分，检测物料含水量在6％～8％，停止微波振荡；将脱水破壁的颗粒状原料进一步精粉碎，使其粒度为0.5mm～2mm；
c.超临界CO2萃取纯化，对上述步骤得到原料进行选择性萃取分离，萃取压力15MPa～45MPa，萃取温度35℃～55℃，萃取时间1h～3h，CO2流量15L/h～40L/h。
2、根据权利要求1所述的植物种子中ω-6多不饱和脂肪酸的提取方法，其特征在于：选择玉米或芝麻或核桃的种子。
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