超臨界二氧化碳萃取美國(guó)山核桃油脂的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油脂提取技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超臨界二氧化碳萃取美國(guó)山核桃油 脂的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 美國(guó)山核桃（Carya illinoensis (Wangenn. )K. Koch)，又叫碧根果、薄殼山核 桃，胡桃科山核桃屬。美國(guó)山核桃果仁大、易剝殼、得仁率高;營(yíng)養(yǎng)素含量豐富，包括B族維生 素，礦物質(zhì)元素如鎂、鐵、鈣、鋅等，多種人體必需氨基酸，脂肪酸尤其是單不飽和脂肪酸含 量超過(guò)70%以上;具有健脾開(kāi)胃、養(yǎng)血平喘、潤(rùn)燥化痰、潤(rùn)肺補(bǔ)腎等作用，還能預(yù)防心血管疾 病。
[0003]超臨界C〇2萃取是一種尚效、清潔的提取技術(shù)，具有無(wú)毒、無(wú)污染、無(wú)殘留、尚溶解 度和易分離等優(yōu)點(diǎn)。目前有關(guān)國(guó)內(nèi)外研究超臨界CO2萃取美國(guó)山核桃油的報(bào)道較少，目前對(duì) 植物油脂的提取普遍采用壓榨法和有機(jī)溶劑浸出法生產(chǎn)工藝，壓榨法生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的毛油 雜質(zhì)較多，需經(jīng)高溫及化學(xué)方法處理，如堿煉、水洗、脫水、脫色等，高溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，易產(chǎn)生反 式酸油脂，不利于人體健康;水蒸氣蒸餾油脂易造成油中維生素、胡蘿卜素及微量元素等有 益物質(zhì)的損失和破壞，使蛋白質(zhì)變性，其水溶性蛋白質(zhì)含量明顯下降，降低了營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和功 能特性;有機(jī)溶劑浸出法生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出來(lái)的毛油存在有機(jī)溶劑殘留，對(duì)人體健康不利。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)【背景技術(shù)】中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種超臨界二氧化碳萃取 美國(guó)山核桃油脂的方法，實(shí)現(xiàn)得油率高，油品營(yíng)養(yǎng)成分損失少，油品品質(zhì)高。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 超臨界二氧化碳萃取美國(guó)山核桃油脂的方法，其特征在于其主要包括如如下步驟： 1) 美國(guó)山核桃仁干燥； 2) 粉碎過(guò)篩； 3) 超臨界二氧化碳萃取 4) 減壓分離； 所述超臨界二氧化碳萃取工藝為:萃取壓力35MPa、萃取時(shí)間2.5h、萃取溫度55°C。
[0006] 所述的超臨界二氧化碳萃取美國(guó)山核桃油脂的方法，其特征在于:所述美國(guó)山核 桃仁干燥方法為:35°C干燥至恒重。
[0007] 所述的超臨界二氧化碳萃取美國(guó)山核桃油脂的方法，其特征在于所述粉碎過(guò)篩方 法為，用高速粉碎機(jī)將美國(guó)山核桃仁粉碎后過(guò)20目篩。
[0008] 所述的超臨界二氧化碳萃取美國(guó)山核桃油脂的方法，其特征在于所述減壓分離的 壓力為7 MPa，溫度為30°C。
[0009] 采用以上技術(shù)方案，得到的美國(guó)山核桃油脂經(jīng)檢測(cè)，結(jié)果如下：酸價(jià)4.5mg KOH/g， 碘價(jià)104.2812/10(^，過(guò)氧化值2.41^/^，皂化值168.11^1(0!1/^。6(：/^3分析表明美國(guó)山核 桃油中亞油酸含量為16.37%，亞麻酸含量為6.01%，棕櫚酸9.72%，硬脂酸6.00%，花生酸含量 2.62%，油酸含量50.17%，18-甲基十九碳酸含量1.07%，不飽和脂肪酸含量高達(dá)75.17%。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1:超臨界CO2流體萃取流程圖，圖中I-CO2儲(chǔ)罐;2-熱交換器;3-過(guò)濾器;4 -栗;5-萃取釜;6-分離釜； 圖2:萃取壓力對(duì)美國(guó)山核桃油提取率的影響； 圖3:溫度對(duì)美國(guó)山核桃油脂提取率的影響； 圖4:萃取時(shí)間對(duì)美國(guó)核桃油脂提取率的影響； 圖5:美國(guó)山核桃油脂脂肪酸甲酯的GC-MS總離子色譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0012] 實(shí)施例1 1材料與方法 1.1試驗(yàn)材料 美國(guó)山核桃購(gòu)于臨安昌化，選取當(dāng)年充分成熟、并剝?nèi)ネ夤?、飽滿(mǎn)、無(wú)蟲(chóng)蛀、無(wú)霉變、 不溢油的鮮果為原料，去核取仁后置于冰箱中保存。
[0013] 超臨界⑶2(氣體純度99.9999%，購(gòu)于浙江臨安氣體有限公司）；超臨界二氧化碳萃 取裝置（HA22 1-50-06)江蘇南通華安超臨界萃取有限公司；氣相色譜-譜聯(lián)用儀 (QP201PLUS)日本島津公司；高速粉碎機(jī)(FE220)北京中興偉業(yè)儀器有限公司。相關(guān)參數(shù)設(shè) 置如下：0) 2臨界點(diǎn)7.3810^、31.1°(3，分離釜的溫度為40°(3,0)2流量201^4-1。減壓分離的 壓力為7 MPa，溫度為30°C。
[0014] 1.2試驗(yàn)方法 1.2.1工藝流程 工藝流程:美國(guó)山核桃仁-低溫干燥-粉碎-過(guò)篩-稱(chēng)重-裝入萃取爸-萃取-減壓 分離-美國(guó)山核桃油脂-甲酯化-成分分析。
[0015] 提取率計(jì)算：
式中:P-美國(guó)山核桃油的提取率(％); m-美國(guó)山核桃油的質(zhì)量(g); M-裝料量(g)。
[0016] 1.2.2超臨界提取美國(guó)山核桃油脂試驗(yàn)設(shè)計(jì) 低溫(35°C)干燥至恒重的美國(guó)山核桃仁，過(guò)20目篩，準(zhǔn)確稱(chēng)取5份10克樣品，裝入萃取 釜，設(shè)置萃取時(shí)間2. Oh，萃取壓力35MPa，研究萃取溫度35°C、45°C、55°C、65°C、75°C對(duì)美國(guó) 山核桃油提取率的影響;準(zhǔn)確稱(chēng)取5份IOg樣品，設(shè)置萃取時(shí)間2.0h，萃取溫度50°C，研究萃 取壓力分別在1510^、2010^、2510^、3010^、3510^對(duì)美國(guó)山核桃油提取率的影響；準(zhǔn)確稱(chēng)取5 份IOg樣品，設(shè)置萃取壓力35MPa，萃取溫度50°C，研究萃取時(shí)間分別在1.0 h、1.5h、2 . Oh、 2.5h、3. Oh對(duì)美國(guó)山核桃油提取率的影響。每個(gè)處理平行3次進(jìn)行，結(jié)果取平均值。
[0017] 根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)，通過(guò)L9(34)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，對(duì)超臨界二氧化碳萃取法提取美國(guó)山 核桃油脂工藝條件進(jìn)行研究。
[0018] 1.2.3油脂理化性質(zhì)的檢驗(yàn) 油脂酸價(jià)按照GB/T 5528-2008測(cè)定;皂化價(jià)按照GB/T 5534-2008測(cè)定;過(guò)氧化值按照 GB/T 5009.37-2003 測(cè)定；碘價(jià)按照GB/T5532-2008測(cè)定。
[0019] 1.2.4油脂的脂肪酸測(cè)定 精確稱(chēng)取Ig由最佳工藝提取的美國(guó)山核桃油脂，按照文獻(xiàn)《不同提取方法對(duì)葡萄皮油 中脂肪酸的影響》(釀酒科技，2012, 9: 39-42)中的方法，對(duì)其進(jìn)行甲酯化。
[0020] 美國(guó)山核桃油中脂肪酸的GC-MS分析:色譜柱為RTX-WAX(30 . OmX 0.25mm X 0.25μ m)色譜柱;進(jìn)樣口溫度250°C。升溫程序:柱溫100°C、以10°C/min升到170°C，保持Imin后，以 3°C/min升到230°C，保持12min。載氣He，恒流模式，流速lml/min，不分流進(jìn)樣。質(zhì)譜條件:EI 離子源，離子源溫度為200°C，接口溫度為250°C，電離電壓70eV，溶劑延遲3min，掃描速度 16scans/s，全掃描方式，掃描離子范圍為45_500amu。
[0021 ] 1.2.5數(shù)據(jù)處理和質(zhì)譜檢索 樣品經(jīng)GC-MS分析，各分離組分利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行譜庫(kù)聯(lián)機(jī)檢索，根據(jù)質(zhì)譜裂解規(guī)律進(jìn)行 分析，確定其化學(xué)結(jié)構(gòu)，采用色譜峰面積歸一化法計(jì)算相對(duì)含量。
[0022] 2結(jié)果與分析 2.1萃取壓力的影響 萃取壓力對(duì)美國(guó)山核桃油的提取率如圖2所示，隨著萃取壓力的變化，提油率的增加速 率呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢(shì)，但提油率是逐漸增加的，到35Mpa時(shí)提油率達(dá)到最大值 69.08%。這主要是因?yàn)椴粩嘣黾拥妮腿毫κ钩R界流體的密度上升，進(jìn)而使美國(guó)山核桃 油在二氧化碳中的溶解度增大，從而提高提油率?？紤]到由于設(shè)備的允許壓力最大只能到 35Mpa，因此萃取壓力選擇35Mpa。
[0023] 2.2萃取溫度的影響 溫度對(duì)于美國(guó)山核桃油脂提取率的影響見(jiàn)圖3,隨著萃取溫度的升高，溶劑蒸汽壓增 大，此時(shí)其密度會(huì)相對(duì)降低，美國(guó)山核桃油脂的提取率也逐漸升高，但當(dāng)溫度超過(guò)45°C時(shí)提 取率的增速放緩。因此萃取溫度選擇45°C為宜。
[0024] 2.3萃取時(shí)間的影響 圖4顯示萃取時(shí)間對(duì)美國(guó)山核桃油脂得率的影響。隨著萃取時(shí)間的增加美國(guó)山核桃得 率逐漸上升，在2.5h的時(shí)候，提取率最高，當(dāng)提取時(shí)間從2.5h到3. Oh，提取率增加的幅度相 對(duì)穩(wěn)定。因此最佳萃取時(shí)間選擇2.5h。
[0025] 2.4正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)分析 在上述單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取萃取壓力、萃取溫度、萃取時(shí)間作為考察因子，以美 國(guó)山核桃油脂提取率作為試驗(yàn)指標(biāo)，采用L9( 34)進(jìn)行正交試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表1。
[0026]
表1的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析顯示，對(duì)美國(guó)山核桃油脂提取率影響的主次順序?yàn)?A>B>C，萃 取壓力〉萃取溫度〉萃取時(shí)間。最優(yōu)工藝為A3B2C3,即壓力35MPa，提取溫度45°C，提取時(shí)間 3.Oh。在此最佳工藝下進(jìn)行3組驗(yàn)證試驗(yàn)測(cè)，美國(guó)山核桃油脂平均提取率為73.33%。
[0027] 2.5理化指標(biāo)檢測(cè) 對(duì)最佳工藝條件下提取的美國(guó)山核桃油脂進(jìn)行酸價(jià)、碘價(jià)、過(guò)氧化值、皂化值的測(cè)定， 每個(gè)指標(biāo)進(jìn)3次平行，結(jié)果見(jiàn)表2。
[0028]與一般常見(jiàn)植物油相比，表2測(cè)定的各項(xiàng)指標(biāo)基本符合中國(guó)"食用植物油衛(wèi)生標(biāo) 準(zhǔn)"的規(guī)定。
[0029] 2.6脂肪酸組成 運(yùn)用GC-MS定性定量分析，分離出15個(gè)峰，成分鑒定根據(jù)GC-MS聯(lián)用測(cè)定所得到的質(zhì)譜 信息，應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，并對(duì)檢索結(jié)果進(jìn)行人工核對(duì)通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)譜圖對(duì)照分析，確定了 美國(guó)山核桃油脂絕大部分化合物的結(jié)構(gòu)，分析鑒定結(jié)果見(jiàn)圖5和表3。由表3可知，美國(guó)山核 桃油脂中主要含有6種脂肪酸，即亞油酸、油酸、棕櫚酸、亞麻酸、花生酸和硬脂酸是其主要 成分，飽和脂肪酸僅含15.72%，而不飽和脂肪酸占75.17%，其中油酸含量50.17%，亞油酸含 量16.37%，亞麻酸6.01%，花生酸2.62%。美國(guó)山核桃油脂中亞油酸含量高于橄欖油（3.5%~
[0030] 3、結(jié)論 通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)的研究，可以得到超臨界二氧化碳萃取美國(guó)山核桃的最優(yōu) 工藝參數(shù)為:提取壓力35MPa、提取溫度55°C、提取時(shí)間2.5h，在最優(yōu)參數(shù)下美國(guó)山核桃油脂 的平均得率達(dá)到73.33%，核桃油脂的得率高。在最優(yōu)工藝下提取的美國(guó)山核桃毛油過(guò)氧化 值為2 · 4mg/g;酸價(jià)4 · 5mg/g，碘價(jià)為104 · 2g/100g，阜化價(jià)為168 · lmg/gXC/MS分析顯示單不 飽和脂肪酸(油酸）的含量為50.17%;多不飽和脂肪酸以亞油酸為主，含量為16.37%，亞麻酸 相對(duì)含量較少為6.01%。組成美國(guó)山核桃飽和脂肪酸的有棕櫚酸和硬脂酸，兩種脂肪酸之和 為15.72%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 超臨界二氧化碳萃取美國(guó)山核桃油脂的方法，其特征在于其主要包括如如下步驟： 1) 美國(guó)山核桃仁干燥； 2) 粉碎過(guò)篩； 3) 超臨界二氧化碳萃取 4) 減壓分離； 所述超臨界二氧化碳萃取工藝為:萃取壓力35MPa、萃取時(shí)間2.5h、萃取溫度55°C。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界二氧化碳萃取美國(guó)山核桃油脂的方法，其特征在于:所 述美國(guó)山核桃仁干燥方法為:35°C干燥至恒重。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界二氧化碳萃取美國(guó)山核桃油脂的方法，其特征在于所 述粉碎過(guò)篩方法為，用高速粉碎機(jī)將美國(guó)山核桃仁粉碎后過(guò)20目篩。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界二氧化碳萃取美國(guó)山核桃油脂的方法，其特征在于所 述減壓分離的壓力為7 MPa，溫度為30°C。
【專(zhuān)利摘要】超臨界二氧化碳萃取美國(guó)山核桃油脂的方法，屬于油脂提取技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于其主要包括美國(guó)山核桃仁干燥、粉碎過(guò)篩、超臨界二氧化碳萃取、減壓分離步驟，最終得到美國(guó)山核桃油脂；其中萃取工藝為：萃取壓力35MPa、萃取時(shí)間2.5h、萃取溫度55℃，在此條件下美國(guó)山核桃油脂提取率是73.33%。萃取得到的美國(guó)山核桃油理化性質(zhì)如下：酸價(jià)4.5mg？KOH/g，碘價(jià)104.2g？I2/100g，過(guò)氧化值2.4mg/g，皂化值168.1mg？KOH/g，不飽和脂肪酸含量高達(dá)75.17%。
【IPC分類(lèi)】C11B1/04, C11B1/10
【公開(kāi)號(hào)】CN105542947
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510983545
【發(fā)明人】常銀子, 喻衛(wèi)武
【申請(qǐng)人】浙江農(nóng)林大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月24日