超临界CO_2萃取芝麻油及芝麻素的工艺研究

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超临界CO_2萃取花生油工艺研究

超临界CO_2萃取花生油工艺研究

ols p r r i a x r c ’ e t e h o o ia o d t n e e e tb ih n e e h e r e o u v r a i u e c i c le t t Sb s tc n lg c l n i o sw r sa l me t d wh n t e d g e f le i — t a c i s p z
2 H a o m ri l c R s r ntC .Ld , h n zo 5 0 2 C ia . en n C m e c i e a c l s o ,t.Z e g h u4 0 0 , hn ) c aS . e h .
Absr c Th a u i s e cii a xr c e h o o y u e h o t mp r t e wa t did. sn t a t: e pe n tol up r rtc le ta ttc n lg nd r t e l w e e aur s su e By u i g t e sngef c o x rme t t e i a to xr c in p e s r tmp r t r p ril ie p a ut CO2g s h i l a t re pe i n ,h mp c ft e ta t r su e,e e au e, a t e sz e n , he o c a
第2 6卷
第 1 期
郑 州 轻 工 业 学 院 学 报 (自 然 科 学 版 )
J U N L F H N Z O NV RIYO G TID SR ( a r i c) O R A E G H UU IE S F IH U T Y N ta S e e O Z T L N u lc n

基于均匀实验的超临界co2萃取芝麻油工艺

基于均匀实验的超临界co2萃取芝麻油工艺

基于均匀实验的超临界CO2萃取芝麻油工艺李㊀飞1ꎬ2ꎬ王威强1ꎬ2ꎬ孙发玉1ꎬ2ꎬ袁淑英1ꎬ2ꎬ魏㊀涛1(1.山东大学机械工程学院ꎬ山东济南㊀250061ꎻ2.山东大学鲁南超临界流体技术研究所ꎬ山东济南㊀250061)㊀收稿日期:2019 ̄09 ̄09㊀㊀修回日期:2019 ̄10 ̄10㊀基金项目:国家自然科学基金资助项目(21676162)ꎮ㊀第一作者简介:李㊀飞(1995 ̄)ꎬ男ꎬ山东泗水人ꎬ博士研究生ꎬ研究方向为超临界流体萃取技术ꎮ㊀通信作者:王威强(1959 ̄)ꎬ男ꎬ教授ꎬ博士生导师ꎬ研究方向为超临界流体技术及设备㊁失效分析和结构完整性评估等ꎮ摘㊀要:通过均匀实验研究了压力㊁温度㊁时间以及CO2流量对超临界CO2萃取芝麻油萃取率的影响ꎬ得到萃取率拟合方程ꎬ并确定了最佳工艺条件:压力32MPaꎬ温度70ħꎬ时间120minꎬCO2流量160kg [(h∗kg)-1芝麻]ꎬ在此工艺条件下的预测萃取率为51.39%ꎬ实际萃取率为53.02%ꎮ对超临界CO2萃取所得芝麻油进行检测分析ꎬ酸价(0.5mg g-1)㊁过氧化值(2.7mmol kg-1)优于一级芝麻香油质量指标ꎬ但水分(0.4g 100g-1)偏高ꎮ以经济评价和环境影响评价为指标ꎬ与传统制油方法作简要对比分析ꎬ超临界CO2萃取技术展现出巨大的应用前景ꎮ关键词:超临界CO2ꎻ芝麻ꎻ均匀实验ꎻ检测㊀㊀芝麻ꎬ在我国原名胡麻ꎬ又称油麻㊁脂麻等ꎬ素有 八谷之冠 之称ꎮ芝麻含油量高达55%ꎬ在几种主要油料作物中含油量最高ꎬ是我国四大油料作物之一ꎮ此外ꎬ芝麻含有25%左右的蛋白质ꎬ以及丰富的芝麻酚㊁芝麻素㊁芝麻林素㊁叶酸㊁烟酸㊁维生素㊁钙㊁铁㊁镁等营养成分[1]ꎮ芝麻油中的油酸㊁亚油酸等具有降低胆固醇含量㊁抗癌㊁预防心脑血管疾病等作用ꎻ同时ꎬ所含芝麻酚㊁芝麻素㊁芝麻林素等具有优良的抗氧化性能[2]ꎮ由此可见ꎬ芝麻油等产物不仅可以食用ꎬ还可用于医药㊁保健等用途ꎬ这些使芝麻拥有巨大的附加价值ꎮ目前ꎬ芝麻油的加工多采用水代法㊁高温或低温压榨法和溶剂浸出法[3~4]ꎮ这四种传统制油技术方法一直沿用至今ꎬ但其面临的种种弊端一直未得以解决:①水代法劳动强度大ꎬ出油率低ꎬ高温致使微量元素破坏流失㊁蛋白质变性失活ꎬ麻渣含油率高且难以利用ꎬ水污染等ꎻ②高温压榨法也存在高温和出油率低等严重问题ꎻ③低温压榨法出油率低ꎬ机榨饼因压实使深加工受限ꎻ④溶剂浸出法选用的溶剂大多易燃易爆㊁有毒性ꎬ后续脱溶处理复杂ꎮ这些问题严重制约了芝麻产业发展ꎬ市场亟需一种分离芝麻中油及蛋白质的新工艺ꎮ超临界CO2萃取技术作为一种新兴分离技术[5]ꎬ具有效率高㊁选择性好㊁无毒无残留等优点ꎬ较传统分离方法体现出巨大优势ꎬ提高了芝麻油的质量㊁出油率等ꎬ对延长芝麻加工链㊁充分挖掘芝麻附加价值具有重要意义ꎮ然而ꎬ目前对超临界CO2萃取芝麻油的实验以及理论研究并不充分ꎬ其中一点便是最优工艺条件存在非常大的差异ꎮ通过均匀实验ꎬ以温度㊁压力㊁CO2流量㊁时间为考察因素ꎬ以萃取率为实验指标ꎬ进行超临界CO2萃取芝麻油工艺优化ꎬ获得萃取率拟合方程进而确定最佳工艺条件ꎻ对超临界CO2萃取所得芝麻油进行检测分析ꎻ并将超临界CO2萃取技术与传统制油方法作简要对比分析ꎬ以期对超临界CO2萃取提供实验及理论支持ꎬ进而推动工业化进程ꎮ1㊀材料与方法1.1㊀实验材料㊁仪器白芝麻(未脱皮ꎬ炒熟)ꎬ由临沂市沙沟香油有限公司提供ꎬ含油量约55%ꎻCO2ꎬ购于济南德洋特种气体公司ꎬ纯度约99.2%ꎮ超临界萃取设备ꎬ江苏南通华安超临界有限公司ꎬ型号HA231-50-015ꎻ电子天平ꎬ上海光正医疗仪器有限公司ꎬ型号YP5001ꎻ电烤箱ꎬ广东美的厨房电器制造有限公司ꎬ型号T1-L101Bꎻ飞利浦豆浆机ꎬ飞利浦电子香港有限公司ꎬ型号HP2006ꎮ1.2㊀实验方法将炒熟的芝麻在电烤箱50ħ烘干处理30minꎬ去除水分ꎻ然后用飞利浦豆浆机粉碎ꎬ并筛选20目~40目以备实验取用ꎮ11 陕西农业科学2019ꎬ65(12):11-14㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ShaanxiJournalofAgriculturalSciences实验采用HA231-50-015型超临界萃取设备ꎬ为达到较好的萃取和分离效果ꎬ采用一萃二分方案(萃取釜一0.5L/50MPa㊁分离釜一0.6L/30MPa㊁分离釜二0.3L/30MPa)ꎬ超临界CO2萃取芝麻油工艺实验流程示意图如图1所示ꎮ萃取釜的压力㊁温度根据均匀设计确定ꎻ分离釜一压力10MPaꎬ温度60ħꎻ分离釜二压力为循环压力(约6MPa)ꎬ温度35ħꎮ1.CO2储罐2.冷凝器3.高压泵4.萃取器5-1㊁5-2.分离器6.过滤器7-1㊁7-2㊁7-3.压力调节阀8-1㊁8-2.截止阀图1㊀超临界CO2萃取芝麻油工艺实验流程示意㊀㊀(1)均匀实验:在总结前人研究的基础上[6~9]ꎬ确定了超临界CO2萃取植物油脂的主要影响因素有压力㊁温度㊁时间㊁CO2流量以及各因素最优值的大致范围ꎬ并划分成七个水平ꎬ四因素七水平表如表1所示ꎬ均匀实验依照均匀设计表进行安排ꎬ均匀实验安排及其结果如表2所示ꎮ(2)萃取率:考虑到分离器不能实现100%程度的完全分离ꎬ气体中难免混有芝麻油ꎬ以致对所得芝麻油的收集测量有较大误差ꎻ而萃取后芝麻萃余物的质量的收集测量鲜有误差ꎮ因此ꎬ采用以下公式计算芝麻油的萃取率:Y=M0M1M0ˑ100%式中:Y 萃取率ꎬ%ꎻM0 萃取前质量ꎬgꎻM1 萃取后质量ꎬgꎮ1.3㊀检测方法酸价测定采用GB5009.229-2016«食品安全国家标准食品中酸价的测定»ꎮ过氧化值测定采用GB5009.227-2016«食品安全国家标准食品中过氧化值的测定»ꎮ水分测定采用GB5009.3-2016«食品安全国家标准食品中水分的测定»ꎮ表1㊀四因素七水平水平压力/MPa温度/ħ时间/minCO2流量/kg h-1 kg-1芝麻)120406080223458010032650100120429551201405326014016063565160180738701802002㊀结果与讨论2.1㊀均匀实验结果以萃取率为实验指标ꎬ均匀实验结果如表2所示ꎮ从表2可见10号实验所得萃取率最高ꎬ为52.33%ꎻ此外ꎬ多组实验的萃取率也达到了50%以上ꎮ由于均匀设计所选取的实验点是以均匀性为原则的ꎬ各组实验不具有整齐可比性ꎬ从而无法对实验结果进行直观分析ꎬ因而对均匀实验结果利用SPSS进行回归分析ꎬ利用回归分析得出的模型即可进行温度㊁压力㊁时间㊁流量等因素的重要性分析ꎻ此外ꎬ利用回归分析所得模型还可对实验结果进行估算和最优化处理ꎮ2.2㊀萃取率模型将表2数据导入SPSS进行回归分析ꎬ回归模型的方差分析如表3所示ꎬ参数估计值如表4所示ꎮ根据输出结果ꎬ得到的回归方程为:Y=18.886+0.530X1+0.074X2+0.065X3+0.016X4由表3可知ꎬF=14.977ꎬσ=0.001<0.05ꎬ说明回归模型非常显著ꎮ相关系数R2=0.869ꎬ调整R2=0.811ꎬ说明4个自变量拟合的模型所能解释的变异占总变异的81.1%ꎬ还有其它影响萃取率的变量存在ꎬ在以后的实验中可增加对粒度[10]等变量的考察ꎮ回归方程相对来说十分简略ꎬ一方面有必要做更进一步的数据处理分析ꎻ另一方面十分有必要考虑各变量的交互影响ꎬ例如将时间与CO2流量耦合为CO2循环总流量来设21陕西农业科学2019年第65卷第12期计实验和数据处理ꎻ但是ꎬ简略的模型更便于萃取率估算ꎬ更贴合于生产实际ꎮ综合来看ꎬ回归模型的拟合效果较好ꎬ因此可以用此方程来估算萃取率随压力㊁温度㊁时间㊁CO2流量的变化ꎮ表2㊀均匀实验结果实验号压力X1/MPa温度X2/ħ萃取时间X3/minCO2流量X4/(kg h-1 kg-1芝麻)萃取率Y/%1204512020044.442205518018045.953236510016044.614234018014049.545265010012043.296266016010050.6272970808046.108294016020050.96932508018047.4610326014016052.331135706014050.1012354514012051.281338556010048.251438651208051.90表3㊀方差分析模型平方和自由度均方F值σ值回归104.300426.07514.9770.001残差15.66991.741总计119.96913R20.869调整R20.811表4㊀参数估计值模型参数估计值标准误差标准化系数t值σ值截距18.8865.587-3.3800.008X10.5300.0761.0876.9530.000X20.0740.0460.2521.6150.141X30.0650.0110.8905.6890.000X40.0160.0110.2151.3760.202㊀㊀根据回归方程ꎬ综合考虑萃取的安全性㊁经济性ꎬ在保证萃取率前提下尽可能的降低各因素的取值ꎬ可以确定超临界CO2萃取芝麻油的最佳工艺条件为:压力32MPaꎬ温度70ħꎬ萃取时间120minꎬCO2流量160kg [(h∗kg)-1芝麻]ꎮ在此工艺条件下ꎬ预测萃取率为51.39%ꎻ进行验证试验ꎬ结果如表5所示ꎬ实际萃取率为53.02%ꎬ预测萃取率与实际萃取率有一定偏差但也十分相近ꎬ有一定的借鉴意义ꎬ这也证明了回归方程拟合的精确性ꎮ2.3㊀萃取产物检测结果对超临界CO2萃取所得芝麻油进行酸价㊁过氧化值㊁水分的检测ꎬ检测结果如表6所示ꎮ表5㊀验证实验实验序号萃取率/%平均值153.3653.02252.55353.15表6㊀检测结果指标超临界CO2萃取一级芝麻香油酸价/(mg g-1)0.5ɤ2.5过氧化值/(mmol kg-1)2.7ɤ6.0水分/(g 100g-10.4ɤ0.2超临界CO2萃取所得芝麻油的酸价(0.5mg g-1)㊁过氧化值(2.7mmol kg-1)明显优于31李㊀飞ꎬ等:基于均匀实验的超临界CO2萃取芝麻油工艺一级芝麻香油质量指标ꎮ但是ꎬ水分指标(0.4g 100g-1)偏高ꎬ分析认为可能是芝麻原料干燥不充分或是CO2气体不纯所致ꎬ在以后的实验以及工业生产中应尽量干燥原料㊁使用高纯CO2ꎮ就水分而言ꎬ水代法便是利用油水不溶ꎬ用水取代油再过滤得油ꎬ其含水量不言而喻ꎬ以相同手段处理水分接近标准的超临界CO2萃取所得粗油ꎬ工作量更小㊁成本更低ꎮ2.4㊀经济性评价和环境影响评价以经济性评价和环境影响评价为指标ꎬ将超临界CO2萃取技术与传统制油技术进行简要对比分析ꎬ结果如下ꎮ经济性评价:①超临界CO2萃取技术所需设备为高压设备ꎬ造价高于传统制油设备ꎬ但设备投资为一次性投资ꎮ②超临界CO2萃取所得油和蛋白质品质更高ꎬ而且通过改变压力㊁温度便可以实现选择性萃取分离ꎬ根据市场需求生产不同产品ꎬ医药用品㊁保健用品等的生产完全可以实现ꎬ不仅延长芝麻产业加工链而且相应的收益也更加可观ꎻ同时ꎬ生活水平的提高必然刺激高品质产品的需求ꎬ市场前景远大ꎮ而传统芝麻加工仅仅可以获得食用香油ꎬ芝麻蛋白尽可作为饲料甚至作为废料处理ꎮ③目前超临界CO2萃取技术工业受限的很大原因在于运行成本高ꎬ这主要源于间歇设备的流体浪费㊁效率低ꎬ一旦连续化装备[11~12]的使用则可以大大降低成本问题ꎬ同时自动化的实现也将降低人工成本ꎻ相对而言ꎬ传统制油方法例如小磨香油ꎬ工艺繁多㊁劳动强度大等问题所造成的成本问题也十分显著ꎮ环境影响评价:①超临界CO2萃取技术使用CO2作为溶剂ꎬ在运行过程中原则上不产生水污染㊁空气污染等ꎻ而传统制油方法如小磨香油会产生水污染等ꎮ②超临界CO2萃取技术的固体产物为粗蛋白质粉ꎬ不仅无污染还可创造高收益ꎬ而且深加工过程也相对清洁ꎻ传统制油方法如小磨香油㊁溶剂浸出法㊁高温压榨法㊁低温压榨法所得芝麻糟粕㊁机榨饼的再利用价值低ꎬ多以饲料甚至作为工业废料处理ꎬ易造成环境污染ꎬ再者溶剂浸出法的脱溶处理过程易发生溶剂泄露从而造成环境污染ꎮ3㊀结论(1)利用均匀实验研究了压力㊁温度㊁时间㊁CO2流量对萃取率的影响ꎬ得到拟合方程:Y=18.886+0.530X1+0.074X3+0.065X3+0.016X4ꎻ在综合考虑安全性㊁经济性的同时ꎬ确定出最佳工艺条件:压力32MPaꎬ温度70ħꎬ时间120minꎬCO2流量160kg [(h∗kg)-1芝麻]ꎬ预测萃取率51.39%ꎬ实际萃取率为53%ꎮ(2)对超临界CO2萃取所得芝麻油进行检测ꎬ酸价(0.5mg g-1)㊁过氧化值(2.7mmol kg-1)优于一级芝麻香油质量指标ꎬ但水分(0.4g 100g-1)偏高ꎮ(3)以经济性评价和环境影响评价为指标ꎬ超临界CO2萃取技术较传统制油技术展现出显著优势ꎬ尤其随着连续化㊁自动化超临界流体萃取装置的研发与应用ꎬ必将在工业化应用中展现出远大前景ꎮ参考文献:[1]㊀谢岩黎ꎬ赵文红ꎬ孙淑敏ꎬ等.芝麻油风味成分和营养功能研究进展[J].中国食物与营养ꎬ2016ꎬ22(02):67 ̄71.[2]㊀冯志勇ꎬ谷克仁.芝麻中木脂素的组成㊁结构及其生理功能[J].中国油脂ꎬ2004ꎬ29(07):56 ̄59. [3]㊀张雅娜ꎬ王辰ꎬ刘丽美ꎬ等.芝麻油提取方法研究进展[J].中国食物与营养ꎬ2017ꎬ23(10):42 ̄46. [4]㊀魏东ꎬ窦福良.低温压榨芝麻油的工艺研究[J].食品科学ꎬ2010ꎬ31(22):260 ̄263.[5]㊀HERREROMꎬMENDIOLAJAꎬCIFUENTESAꎬetal.Supercriticalfluidextraction:Recentadvancesandap ̄plications[J].J.Chromatogr.ꎬAꎬ2010ꎬ1217(16):2495 ̄2511.[6]㊀DOKEROꎬSALGINUꎬYILDIZNꎬetal.ExtractionofsesameseedoilusingsupercriticalCO\ ̄2andmathe ̄maticalmodeling[J].JFoodEngꎬ2010ꎬ97(03):360 ̄366.[7]㊀肖杨ꎬ李朝.含夹带剂超临界CO\ ̄2萃取芝麻油[J].浙江化工ꎬ2013ꎬ44(02):27 ̄30.[8]㊀BOTELHOJRSꎬMEDEIROSNGꎬRODRIGUESAMCꎬetal.Blacksesame(SesamumindicumL.)seedsextractsbyCO2supercriticalfluidextraction:Isothermsofglobalyieldꎬkineticsdataꎬtotalfattyacidsꎬphytos ̄terolsandneuroprotectiveeffects[J].JSupercritFlu ̄idꎬ2014ꎬ93:49 ̄55.[9]㊀冯航.超临界CO2萃取芝麻油的工艺研究[J].陕西农业科学ꎬ2016ꎬ62(09):38 ̄40.[10]㊀JOHNERJCFꎬTAHMASBHꎬZABOTGLꎬetal.Ki ̄neticbehaviorandeconomicevaluationofsupercriti ̄calfluidextractionofoilfrompequi(Caryocarbra ̄siliense)forvariousgrindingtimesandsolventflowrates[J].JSupercritFluidꎬ2018ꎬ140:188 ̄195. [11]㊀王威强ꎬ李爱菊ꎬ等.高压超高压连续固体物料萃取和灭菌装置:中国ꎬCN1827201A[P].2006 ̄9 ̄6. [12]㊀NUNEZGAꎬGELMICAꎬVALLEJMD.Simulationofasupercriticalcarbondioxideextractionplantwiththreeextractionvessels[J].ComputChemEngꎬ2011ꎬ35(12):2687 ̄2695.41陕西农业科学2019年第65卷第12期。

含夹带剂超临界CO2萃取芝麻油

含夹带剂超临界CO2萃取芝麻油

1 实 验 部分
1 . 1 原 料 与仪 器
化工 、 化学 反 应工 程 、 环 境保 护 、 分 析技 术 、 天然
产物提取 、 材料加工 、 生 物 工程 等诸 多 领 域 l l l 。 芝 麻 油 是 食 用 品质 好 , 营 养 价 值 高 的 优 良食
用 油 。经 常 食 用 芝 麻 油 可 以调 节 毛 细 血 管 的渗 透
的传质性 能。二 氧化碳 由于其 具有临界点低 ( T
3 1 . 3 ℃, P = 7 . 3 8 MP a ) 、 无毒 、 无味 、 不易燃 、 化 学 惰 性、 价廉 等优 点 , 使 超 临 界 二 氧 化 碳 成 为 被 广 泛
认 可 的 一 种 环 境 友 好 的绿 色 溶 剂 , 已 应 用 于 石 油
大提 高 , 具 有 传 统 方 法 难 以达 到 的 效 果 】 。 二 氧化碳无 极性 , 夹 带 少 量 极 性 有 机 溶 剂 可
提 高超 临 界二 氧 化碳 流 体 的溶 解 能力 。本 文 对 含
夹 带 剂 超 临 界 二 氧 化 碳 萃 取 芝 麻 油 的 工 艺 条 件 进 行 了研 究 , 分 析 了 各 个 工 艺 条 件 对 萃 取 率 的 影 响, 并尝试探索较优提取工艺条件 。
温度在 4 5 q C 以下时, 萃取率随着温度 对升高而升 高, 但 当温度超过 4 5℃ 以后 , 萃取率略有 下 降; 萃取 率随着 时间的增加 而增加 , 但随着 时间的延 长 , 萃取 率的增加 幅度逐渐 变缓 ; 随C O 流
量增 大 , 萃取 率上 升 。得 到超 临界 CO 流 体萃取 芝麻 油 的较优 工 艺条件 为 : 萃取 压 力为 3 0 MP a 、 萃取温度 4 5℃ 、 萃取 时 间 1 8 0 ai r n、 CO2 流量 1 0 k g / h 。

超临界CO_2萃取柴达木枸杞籽油工艺与籽油成分研究

超临界CO_2萃取柴达木枸杞籽油工艺与籽油成分研究
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件下以 K2 CO3作催化剂 ,可获得稳定的荧光产物 。采 用梯度洗脱实现了枸杞籽油中脂肪酸衍生物的基线
分离 ,并对籽油组成进行了分析 。
1 材料与方法
111 材料与仪器
枸杞籽 柴达木枸杞榨汁后分离出来 ,晾干 ,粉
碎后 过 筛 ; CO2 纯 度 为 99199% ; 水 为 M illi - Q Grad ient去离子水 ; 1, 2 - 苯并 - 3, 4 - 二氢咔唑 - 9 - 乙
釜 I的压力为 5~7M Pa,分离釜 II的压力为 4~5M Pa,
同时调节 CO2 流量 ,保持温度和压力 ,每隔 15m in收 集一次萃取物 ,称重 ,计算出油率 。
出油率
萃取所得籽油重量 ( =萃取所用原料的重量
g) ( g)

×100 %
11212 正交实验设计 温度 、压力 、CO2 流量 、时间 、粒 径是超临界萃取主要影响因素 。本文首先通过粒径单
枸杞是茄科植物枸杞 (L ycium ba rba rum )的成熟 干燥果实 [1 ] ,现宁夏 、青海 、山东 、河南等地都有种植 。 1988 年我国 卫 生 部 正 式 公 布 枸 杞 既 是 食 品 又 是 药 品 。枸杞在祖国传统医学中具有重要的地位 ,其药 用价值备受历代医家的推崇 。枸杞籽为枸杞加工中 的副产品 , 占整粒的 3% , 加工 1 t鲜果可得枸 杞籽 30 kg。枸杞籽油系枸杞籽 经压 榨 或萃 取 等方 法 精制 而成 ,油中含有大量的不饱和脂肪酸 、VE 及磷脂 。枸 杞籽油除了有食用价值外 ,还有医疗保健作用 ,可以 用于对高血压 、高血脂 、动脉粥样硬化等心脑血管疾 病的辅助治疗 [2 ] 。超临界 CO2流体萃取 ( SFE - CO2 ) 技术广泛应用于医药 、食品 、化工等领域 。该工艺操

超临界二氧化碳流体萃取亚麻籽油的生产工艺研究_王文侠.doc

超临界二氧化碳流体萃取亚麻籽油的生产工艺研究_王文侠.doc

图 %$ 温度对萃取量的影响
从图 % 可知, 在萃取初期, 温度对于亚麻籽油的 萃取量的影响差异较小; 随着萃取时间的延长, 温度 升高萃取量增加, 当温度升至 (/0 时, 萃取量达到最 大值, 故选取 (/0 进行萃取操作。温度对实验的影 响比较复杂, 主要表现在两方面: 一是温度对超临界
# !""
图 8$ 压力对萃取量的影响
增大, 植物 油 的 萃 取 量 升 高, 当 压 力 升 高 至 */KL5 时, 萃取 8J 时萃取量达到基本稳定的最高数值, 但 &J 后, 各压力条件下得萃取量并不呈线性增加, 且增 加速度明显变缓。同时根据设备的压力使用范围和 操作费用的考虑, 萃取压力选择在 */KL5 较为适宜。
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%$$! , 9% ( !! ) : !$’’V!$’#" [ # ]李春阳, 许时婴, 王璋 " 低浓度香草醛; 盐酸法测定葡萄 [ W] " 食 品 工 业 科 技, %$$’ , %+ 籽、 梗中原花 青 素 含 量 的 研 究 (#) : !%7V!9$" [ : ]UPK=>E @ X, )E/B> ( @, UE<K6>EK<0 W D" Y*0/==/0 *JJ*L ?<E ZE<*0K6<BL*0/C/0J( B<0C>0J>C K*00/0J ) :(<C/?/B*K/<0 <? K6> J<=I>0K ?<E >JK/.*K/<0 <? K6> C>4E>> <? Z<=L.>E/[*K/<0 [ W] "W O4E/B \<<C 16>., !-7% , 9$ : !$7:V!$7-" [ 7 ]戴晶晶 " 葡萄籽原花青素检测方法及提取工艺的研究 [ ]] " 四川大学, %$$7"%-V9#" [ - ]吴春, 陆海燕, 李健 " 葡萄籽 原 花 青 素 的 提 取 工 艺 研 究 [ W] " 食品工业, %$$’ (9) : %%V%9" [ !$ ]吕丽爽 " 葡萄籽中低聚原花青素提取工艺初探 [ W] " 食品 %$$% , %9 (!) : 7V!$" 工业科技,

超临界CO_2萃取灵芝孢子油及其挥发性成分分析_高宇杰

超临界CO_2萃取灵芝孢子油及其挥发性成分分析_高宇杰

超临界CO 2萃取灵芝孢子油及其挥发性成分分析高宇杰1,赵立艳2,安辛欣2,杨文建1,方 勇1,马 宁1,胡秋辉1,*(1.南京财经大学食品科学与工程学院,江苏 南京210023;2.南京农业大学食品科技学院,江苏 南京210095)摘 要:研究超临界CO 2萃取灵芝孢子油的工艺条件及灵芝孢子油中挥发性物质组成,为灵芝孢子油鉴别、质量控制、进一步开发利用提供理论依据。

通过单因素、正交试验,以灵芝孢子油脂得率和三萜类化合物得率为考察指标优化工艺参数;采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱分析灵芝孢子油中的挥发性物质组成。

获得最佳萃取分离条件为萃取压力30MPa、萃取温度40℃、分离釜Ⅰ压力8MPa、分离釜Ⅰ温度56℃。

在此条件下灵芝孢子油脂得率29.45%、三萜类化合物得率38.14g/kg。

灵芝孢子油中共分离鉴定65种挥发性成分,占总挥发性成分的83.87%,以烃类、醇类、醛类、酯类成分为主。

灵芝孢子油中主要气味物质为醇类、萜烯类、芳香烃和醛类,其中苯甲醇和苯乙醇的相对含量最高,分别为16.35%、5.74%,初步判断为灵芝孢子油中特征性挥发性物质。

关键词:超临界CO 2萃取;灵芝孢子油;顶空固相微萃取;挥发性化合物Supercritical CO 2 Extraction of Oil from Ganoderma lucidum Spore and Analysis of its Volatile CompoundsGAO Yu-jie 1, ZHAO Li-yan 2, AN Xin-xin 2, YANG Wen-jian 1, FANG Yong 1, MA Ning 1, HU Qiu-hui 1,*(1. College of Food Science and Engineering, Nanjing University of Finance & Economics, Nanjing 210023, China ;2. College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)Abstract: In this study, the optimal process conditions for supercritical CO 2 extraction of oil from Ganoderma lucidum spore and its volatile compounds were investigated, aiming to provide a theoretical basis for its identification, quality control and further development. Single factor experiment and orthogonal array design were employed to obtain the optimal extraction conditions with respect to oil yield and triterpenoid compounds yield; the volatile compounds in Ganoderma lucidum spore oil were analyzed by headspace solid-phase microextration method combined with gas chromatography-mass spectrometry. The optimal extraction and separation conditions were determined as the follows: extraction pressure, 30 MPa; extraction temperature, 40 ℃; separation pressure, 8 MPa, and separation temperature, 56 ℃. Under these conditions, the oil yield and triterpenoid compounds yield were 29.45%, and 38.14 g/kg, respectively. A total of 65 volatile compounds, accounting for 83.87% of the total volatile compounds, were isolated and identified from Ganoderma lucidum spore oil, among which hydrocarbons, alcohols, aldehydes and esters were the major components. Terpenes, alcohols, aromatic hydrocarbons and aldehydes were main odor compounds, among which benzyl alcohol (16.35%) and phenylethyl alcohol (5.74%) with the highest relative proportion may be the characteristic volatile compounds.Key words: supercritical CO 2 extraction ; Ganoderma lucidum spore oil ; headspace-solid phase microextration ; volatile compounds 中图分类号:TS201 文献标志码:A 文章编号:1002-6630(2014)02-0041-06doi:10.7506/spkx1002-6630-201402008收稿日期:2013-12-03基金项目:国家公益性行业(农业)科研专项(201303080)作者简介:高宇杰(1987—),女,硕士研究生,研究方向为功能食品。

牡丹籽油超临界CO_2萃取工艺优化及抗氧化活性的研究_史国安

牡丹籽油超临界CO_2萃取工艺优化及抗氧化活性的研究_史国安

温度) 其次,因素 B( 萃取压力) 影响最小,A 因素和 B
因素对牡丹籽油超临界 CO2 萃取得率的影响均不显 著; 牡丹籽油超临界 CO2 萃取 的 最 佳 工 艺 条 件 为: A1 B2 C2 ,即萃取温度 35 ℃ ,萃取压力 30 MPa,萃取时 间 60 min,在 此 条 件 下 的 牡 丹 籽 油 的 萃 取 得 率 为
2013 年 4 月 第 28 卷第 4 期
中国粮油学报
Journal of the Chinese Cereals and Oils Association
Vol. 28,No. 4 Apr. 2013
牡丹籽油超临界 CO2 萃取工艺优化及抗氧化活性的研究
史国安1 郭香凤1 金宝磊1,2 黄海霞1 王 玮1 张淑霞3 王凤楼3
表 5 牡丹籽油理化特性
相对密度 / d2200
酸值 / mg / g
过氧化值
色泽
苯并( α) 芘
/ mmol / kg 红色 黄色 蓝色 μg / kg
0. 928 8 0. 90
2. 0
1. 0 10. 0 0
未检出
除能力明显高于压榨油和油酸,清除率超过了 50% , 表明超临 界 油 相 对 于 压 榨 油 具 有 更 高 的 抗 氧 化 能 力; 超临界油和油酸的达到反应平衡所需时间为 90 min,而压榨油的反应平衡时间为 60 min。3 种样品 达到反映平衡的时间均超过了 60 min,与脂溶性抗 氧化剂的特性一致[11 - 13]。
28. 86% ,萃取效率达 98. 2% 。
处理号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 k1 k2 k3
极差 R 因素影响顺序
最优组合
表 2 正交试验直观分析表

超临界CO_2萃取韭菜籽油成分的GC_MS分析

超临界CO_2萃取韭菜籽油成分的GC_MS分析

西北植物学报,2010,30(2):0412-0416Acta Bot.Boreal.2Occident.Sin. 文章编号:100024025(2010)022********超临界CO2萃取韭菜籽油成分的G C2MS分析马志虎1,2,侯喜林1,23,汤兴利1,2(1南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室,南京210095;2农业部南方蔬菜遗传改良重点开放实验室,南京210095)摘 要:以索氏提取法为对照,采用超临界二氧化碳(SC2CO2)萃取韭菜籽油,气相色谱2质谱联用技术(GC2MS)对韭菜籽油成分进行分析,N IST02质谱数据库对其进行分析和鉴定。

结果表明,SC2CO2萃取压力为22.25MPa、温度为40.40℃条件下萃取86.7min时,萃取得率为17.52%,共分离鉴定出17种物质,其中,饱和脂肪酸以棕榈酸(6.25%)为主,占脂肪酸总量的9.05%;不饱和脂肪酸主要是亚油酸(69.71%)和油酸(19.53%),占脂肪酸总量的90.50%。

采用索氏提取得率为16.50%,共鉴定出10种物质,饱和脂肪酸以棕榈酸(7.22%)为主,占总脂肪酸量的9.84%;不饱和脂肪酸主要是亚油酸(69.34%)和油酸(20.12%),不饱和脂肪酸占脂肪酸总量的90.16%。

另外SC2CO2萃取韭菜籽油还检出单不饱和脂肪酸72棕榈烯酸、角鲨烯和β2谷甾醇。

关键词:SC2CO2;萃取;韭菜籽;油;GC2MS中图分类号:Q501文献标识码:ASeed Oil Supercritical C arbon Dioxide Extraction of Allium t uberosum Rottl.and Identif ication of Oil Compounds with G C2MSMA Zhi2hu1,2,HOU Xi2lin1,23,TAN G Xing2li1,2(1State Key Laboratory of Crop Genetics and Germplasm Enhancement Nanjing Agricultural University,Nanjing210095,China;2Key Laboratory of Sout hern Vegetable Crop Genetic Improvemen,Ministry of Agriculture,Nanjing210095,China)Abstract:Supercritical carbon dioxide(SC2CO2)extract A lli um t uberos um Rottl.seeds oil,Soxhlet met hod extraction as cont rol experiment,gas chro matograp hy2mass spect romet ry(GC2MS)were employed to assay t he oil chemical component s in A.t uberosum Rottl.seed and N IST02spect ral database were used to ana2 lyze and identify t hese component s.SC2CO2ext raction parameters were:pressure(22.25MPa),tempera2 t ure(40.40℃)and time(86.70min),t he value of oil ext raction from A.t uberos um Rottl.seeds was 17.52%.17co mpo sitions of seeds oil were identified by GC2MS.The totally fatty acids in t he ext ract s com2 pose of9.05%sat urated fatty acids and90.50%unsat urated fatty acids.Furt hermore,linoleic(69.71%), oleic(19.53%)and palmitic(6.25%)were found t he most abundant fatty acids in SC2CO2ext raction seeds oil.The value of So xhlet met hod ext raction oil f rom A.t uberos um Rottl.seeds was16.50%.10com2 positions of seeds oil were identified by GC2MS.L noleic(69.34%),oleic(20.12%)and palmitic(7.22%) were found t he most abundant fatty acids in seed oil.The totally fatty acids in t he Soxhlet met hod ext ract s composed of9.84%sat urated fatty acids and90.16%unsat urated fatty acids.In addition,t he monounsat2 urated fatty acid(72Hexadecenoic acid),squalene andβ2sito sterol were found in SC2CO2ext raction oil of A. t uberos um Rottl.seeds.3收稿日期:2008212217;修改稿收到日期:2009212228基金项目:南京农业大学校青年科创基金(Y200817)作者简介:马志虎(1972-),男(汉族),博士研究生,高级农艺师,主要从事天然药物化学研究。

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中药材 Journal of Chinese M edicinal M aterials 第 30卷第 9期 2007年 9月
·1163·
超临界 CO2 萃取芝麻油及芝麻素的工艺研究
谢春英 1 ,袁雨婕 2, 3 ,宁德山 2 ,葛发欢 2 (11中山大学附属第六医院药剂科 ,广东广州 510655; 21中药提取分离过程现代化国家工程研究中心 ,广 东广州 510240; 31中山大学 ,广东广州 510275)
中药材 Journal of Chinese M edicinal M aterials 第 30卷第 9期 2007年 9月
·1165·
图 3 萃取时间对芝麻油收率的影响
持不变 ,循环 1 h取样 。测得升压前所得芝麻油中 芝麻素含量为 0176% ,升压后所得芝麻油中芝麻油 含量为 0126% ,升压后反而油中芝麻素含量减少 , 可知较低的萃取釜压力利于得到较高的芝麻素含 量。 4 小结 411 超临界 CO2 萃取白芝麻油的收率大于黑芝麻 油的收率 。白芝麻含油量大于黑芝麻 。
·1164·
中药材 Journal of Chinese M edicinal M aterials 第 30卷第 9期 2007年 9月
M Pa及分离 Ⅰ、分离釜 Ⅱ温度分别为 50 ℃、40 ℃的
图 1 2a 萃取釜压力对芝麻油收率的影响
图 2 2b 萃取釜温度对芝麻素含量的影响
图 1 2b 萃取釜压力对芝麻素含量的影响 图 1 2c 萃取釜压力对芝麻素收率的影响 图 2 2a 萃取釜温度对芝麻油收率的影响
芝麻素标准品 ,购于中检所 。试剂为分析纯 。 112 实验装置与仪器 5升超临界萃取装置 (HA 2 9508型 ) :自行设计 ,华安超临界萃取有限公司加工 生产 ;安捷伦 6890N 气相色谱 2质谱联用仪 。 2 实验方法与步骤 211 芝麻油及芝麻素的超临界 CO2 萃取 按如下 操作流程 : CO2 气瓶 →贮罐 →高压泵 →萃取釜 →分 离釜 Ⅰ→分离釜 Ⅱ→循环 。将芝麻 200 g粉碎后 , 投入萃取釜 ,分别对萃取釜 、分离釜 Ⅰ、分离釜 Ⅱ、贮

图 2 2c 萃取釜温度对芝麻素收率的影响
条件下 ,改变萃取釜温度 ,则萃取釜温度与芝麻油收 率的关系如图 22a,与芝麻素含量的关系如图 22b, 与芝麻素收率的关系如图 22c。 由图 22a可知 ,芝麻油收率随压力的升高逐渐 增大 , 60℃时收率为 36122%。由图 22b及图 22c可 知 ,芝麻素含量和收率均随萃取温度的升高先增大 后 减 小 , 50℃时 含 量 最 高 ( 1130% ) , 收 率 最 大 (0144% ) ,由此可知较高的萃取温度可以得到较大 的芝麻油收率 ,但若想得到较高的芝麻素收率并保 证其在油中的含量 ,萃取釜温度不宜太高 ,为 50℃ 左右 。 314 萃取时间对萃取效果的影响 在萃取釜 、分 离釜 Ⅰ、分 离 釜 Ⅱ压 力 分 别 为 30 M Pa、6 M Pa、6 Mpa,温度分别为 50℃、50℃、40℃的条件下 ,收集萃 取时间为 30 m in、60 m in、90 m in、120 m in时的芝麻 油 ,称重 ,则萃取时间对收率量的影响如图 3。 由图 3 可知 ,萃取时间在 30 ~90 m in时 ,芝麻 油收率持续增大 , 90 m in后 ,芝麻油增长不明显 ,故 萃取时间定为 90 m in。 315 萃取釜分段升压对萃取效果的影响 在萃取 釜 、分离釜 Ⅰ、分离釜 Ⅱ压力分别为 20 M Pa、6 M Pa、 6 Mpa,温度分别为 50℃、50℃、40℃的条件下 ,循环 1 h取样 ,然后将萃取釜升压至 35M Pa,其他条件保
色谱仪 ; SPD 210A vp 紫外检测器 ; 威玛通用多媒体 色谱数据工作站 。
112 试药 胃舒宁片为广西灵峰药业有限公司提 供 ,阴性对照样品为自制 。甘草酸铵对照品 (批号 : 1107312200510,供含量测定用 ) ;芍药苷对照品 (批 号 : 1107362200424,供含量测定用 ) ; 延胡索对照品 (批号 : 072629906,供含量测定用 ) 。延胡索对照药 材 (批号 : 1209282200403,供鉴别用 ) ;甘草对照药材 (批号 : 1213032200301,供鉴别用 ) 。均由中国药品 生物制品检定所提供 。硅胶 G (青岛海洋化工厂 ) ; 乙腈为色谱纯 ,其他试剂均为 AR 级 ; 水为重蒸馏
岑淑姬 ,陈学松 ,林冬杰 (广西梧州食品药品检验所 ,广西梧州 543002)
摘要 建立胃舒宁片 (芍药 、延胡索 、甘草 )的质量标准 。方法 :用薄层色谱法鉴定甘草 、芍药 、延胡索 ;用 HPLC 法对方中甘草进行含量测定 。甘草酸在 011943~318860μg范围内 ,对照品浓度与峰面积积分值呈良好的线性关 系 。平均回收率为 99119% , RSD = 1101% ,薄层图谱斑点清晰 ,阴性对照无干扰 。该质量控制方法简便可靠 ,精密 度高 ,分离效果好 ,可用于胃舒宁片质量控制 。
24132% ,白芝麻 33156% ,由此可知白芝麻含量高 于黑芝麻 。以下实验采用白芝麻为原料 。 312 萃取釜压力对萃取效果的影响 在萃取釜 、 分离釜 Ⅰ、分离釜 Ⅱ温度分别为 50℃、50℃、40℃及 分离釜 Ⅰ、分离釜 Ⅱ压力均为 6 M Pa的条件下 ,改变 萃取釜压力 ,则萃取釜压力与芝麻油收率的关系如 图 12a,与芝麻素含量的关系如图 12b,与芝麻素收 率的关系如图 12c。 由图 12a可知 ,在 25~30 M Pa,芝麻油收率随压 力升高而增加 , 30 M Pa达到最大值 33101% ,这是因 为随着压力的增加 ,超临界 CO2 流体的密度增加 , 使得芝麻油溶解度增加 。在 30~35 M Pa,芝麻油收 率随压力的升高反而降低 。由图 12b 及 12c 可知 , 芝麻素收率及其在油中的含量与芝麻油收率呈相同 变化趋势 ,为得到较高的芝麻油收率及芝麻素收率 , 应选择萃取压力在 30 M Pa左右 。 313 萃取釜温度对萃取效果的影响 在萃取釜 、 分离釜 Ⅰ、分离釜 Ⅱ压力分别为 30 M Pa、6 Mpa、6
罐进行加热或冷却 ,当达到所选定温度 ,对系统进行 加压 ,当达到所选压力时 ,关闭 CO2 气瓶 ,开始循环 萃取 ,并保持恒温恒压 ,到达所选定的时间后 ,从发 离釜 Ⅰ出料口出料得芝麻油 ,对所得样品称重 ,计算 收率并测定其芝麻素含量 。 212 芝麻素含量的 GC测定 色谱条件 : DB 2WAX 毛细管柱 (30 m ×0125 mm , 0125μm ) ,柱温 : 90℃→ 230℃,升温速度 10℃ /m in,分流进样 ,分流比 1∶20, 进样口温度 280℃。 3 结果与讨论 311 黑 、白芝麻含油量的比较 在萃取釜 、分离釜 Ⅰ、分离釜 Ⅱ温度分别为 50℃、50℃、40℃,压力分 别为 30 MPa、6 Mpa、6 M Pa的条件下 ,分别对黑 、白 芝麻 进 行 萃 取 。萃 取 所 得 芝 麻 油 收 率 为 黑 芝 麻
参考文献
[ 1 ] 冯志勇 ,谷克仁 1芝麻中木脂素的组成 、结构及其生理 功能 1中国油脂 , 2004, 29 (7) : 562581
[ 2 ] 张世卿 ,张水成 1芝麻素研究进展 1氨基酸和生物资 源 , 2005, 27 (3) : 172201
(2007 - 03 - 01收稿 )
胃舒宁片质量标准研究
摘要 目的 :应用超临界 CO2 技术从芝麻中萃取芝麻油及芝麻素 。方法 :首次采取单因素实验法研究了萃取 条件对萃取效果的影响 。应用 GC法测定芝麻素的含量 。结果 :得到最佳萃取条件为 :萃取压力 30 M Pa,萃取温度 50℃,萃取时间 90 m in。芝麻油收率为 33101% ,芝麻素收率为 0144%。结论 :超临界 CO2 萃取芝麻油 ,可有效富集 油中芝麻素 。
412 通过改变萃取釜压力 、萃取温度及萃取时间 , 确定超临界 CO2 萃取芝麻油及芝麻素的最佳工艺 条件为 :萃取压力 30 M Pa,萃取温度 50℃,萃取时间 90 m in。该条件下芝麻油收率为 33101% ,芝麻素收 率为 0144%。 413 若想获得较高的芝麻油收率 ,可适当升高萃 取温度进行超临界 CO2 萃取 ;若想获得较高的芝麻 素含量 ,萃取釜压力和萃取釜温度均不宜太高 。 414 超临界 CO2 萃取所得芝麻油中芝麻素含量为 1130% ,传统方法提取所得芝麻油中的芝麻素含量 为 0107% ~0161%。超临界 CO2 萃取对芝麻油中 的芝麻素具有较好的富集效果 。
关键词 超临界 CO2 萃取 ;芝麻油 ;芝麻素 ; GC 中图分类号 : R28412 文献标识码 : A 文章编号 : 100124454 (2007) 0921163203
芝麻是脂麻科一年生草本植物芝麻 ( S esam um ind icum DC1)的种子 ,是我国主要油料作物之一 ,兼 作药用 。种子扁圆 ,有白 、黄 、棕红或黑色 。芝麻的 主要组成是油脂 、蛋白质 、碳水化合物 、维生素 B、E 以及矿物质 、芝麻素等〔1〕。芝麻素 ( Sesam in)是木脂 素类 (L ignan)化合物中的一种 ,芝麻油中芝麻素的 含量从 0107% ~0161%不等 。芝麻素具有消除体 内自由基 、降低血清中胆固醇 、保护肝功能 ,促进醇 代谢等多种生理活性功能 ,具有很高的附加值 ,目前 在国内外 市 场 均 有 较 大 需 求 量 〔2〕。传 统 提 取 芝 麻
油的方法 ,其过程时间长 、温度高 、系统开放易造成 热不稳定及易氧化成分的破坏及挥发损失 ,对部分 组分有破坏作用 。
超临界 CO2 萃取技术是近十几年来迅速发展 的一种高新提取分离技术 ,具有提取效率高 、生产周 期短 、不造成环境污染 、操作简便等优越性 。本文应
用超临界 CO2 萃取技术萃取芝麻油 ,首次采用单因 素法探讨了萃取条件对萃取结果的影响 ,得到最佳 萃取条件 ,并用气相色谱法测定了芝麻素的含量 。 1 实验材料 、装置与仪器 111 材料与试剂 黑 、白芝麻 ,购于市场 。经广州 市药材公司周路山主任中药师鉴定为脂麻科植物芝 麻 (S esam um Ind icum DC1)的干燥种子 。
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