（作物栽培学与耕作学专业论文）苎麻籽油提取技术及应用价值研究.pdf

苎麻籽油提取技术及应用价值研究 摘要 以湖南农业大学苎麻研究所选育的“湘苎三号”、“多倍体一号”和“多倍体 二号”的籽粒为材料，研究了籽粒的精选方法、籽粒的基本物理特性、超临界 c 0 2 流体萃取工艺、有机溶剂萃取工艺、籽粒储藏期和成熟度对含油率的影响， 并分析了超临界c o 。流体萃取所得的油脂的理化特性、脂肪酸组成及油粕氨基酸 组成。主要的研究结果如下： 1 苎麻籽精选只需过两次筛即可，即过2 0 目筛，去除直径大于l 衄的杂 质；过4 0 目筛，去除直径小于0 4 5 姗的杂质。 2 超临界c o ：流体萃取苎麻籽油的最佳条件为：萃取温度4 5 、萃取压力 3 0m p a 、分离温度5 5 、分离压力1 2m p a 、萃取时间9 0i n i n ；有机溶剂浸泡 萃取苎麻籽油的最佳条件为：粉碎、提取温度8 0 、提取时间1 2h 。 3 苎麻籽油的脂肪酸主要组成为亚油酸( c 1 8 ：2 ) ，油酸( c 1 8 ：1 ) ，棕榈酸 ( c 1 6 ：o ) ，硬脂酸( c 1 8 ：o ) ，亚麻酸( c 2 0 ：1 ) ；不饱和脂肪酸( u s f a ) 占9 0 以上， 多不饱和脂肪酸( p u f a ) 占7 9 以上；亚油酸含量尤为丰富，达7 7 4 0 7 8 8 4 。 4 苎麻籽油粕含1 7 种氨基酸，含量为2 0 9 0 2 2 7 8 4 6m g g ，品种间差异 较大；含7 种必须氨基酸，必须氨基酸占总氨基酸的3 2 0 6 3 3 1 7 。 5 苎麻籽含油率品种间差异极显著，三个品种中含油率高的达2 2 8 0 ，低 的只有1 3 7 7 ；苎麻籽常温干燥储藏1 年含油率无显著变化，储存两年含油率 极显著降低。 6 苎麻籽的成熟，品种问存在明显差异，湘苎三号最先成熟，其次是多倍体 二号，最后是多倍体一1 号，成熟都要到1 2 月，大大晚于三麻收获期。 关键词 ：苎麻；籽油；超临界c o j 流体萃取；脂肪酸 s t u d i e so ne 加a c t i n gt e c l l i l i q u ea n du t i l i z a t i o nv 砒u eo f r 。a m i e ( b d 8 是玎l e r i dn 知8l ) s e e do i l a b s t r a c t i n 也i sr c s e a r c h t 1 1 es e e d so ft l l i er a m i ev a r i e t i e 卜x i a l l g z h un o _ 3 ，n i 一1a n d t r i 2 ，w 王l i c hw e r eb r c e d e db yt h ei n 5 t “u t eo fr 锄i er e s e a r c ho fh u n a l la g r i c l l l n 】r a l u 矗v e t s i 吼w e f es 矗e c t e dt os e “ea se x p 越m e n tm a t e r i a l s ，t h em 砒o do f c l e a n i n go f s e e d s ，t h ee s s e n t i a lp h y s i c a lc h a r a c t e r i s 埴c so fs e e d s ，t h ee x 乜谊c t i o np r o c e s so f s u p c r c r i t i c a lc 0 2e x t r a c t i o n ( s f e c 0 2 ) ，t 1 1 ee m a c t i o np r o c e s so for g m i cs o l v e n t s ， a n d t h ee c to fs t o r a g e a n d m a 船i t yo fs e e d so no i lc o n 把n t 讹s t l l d i e d t h e n ，位 p h y s i c o c h e i i l i c a lp r o p e r t i e s 柚dt h e 内n ya c i d sc o m p o s i t i o n sw e r em 伽s w a t e df o r 也e o i l sb ys f e - c 0 2 ，a n dm e 锄i n oa c i d sc o m p o s i t i o n sw a sd c t e r m i n e df o rm eo i lm e a l b ys f e c c 2 t h em a hr c s e a r c hr e 蹦t sw e r ea sf o u o w s ： 1 p a s s i l l gt w os a n l p l es i r e r sc a i lc l e a nt h em m i es e e d s ：、i p i l l go f r t l l ei m p u d t i e s b i g g e rt i l a i ll m mb yp a s s i n g2 0 m e s h s i f t e r ；r e m o v i n gt h ei r n p i t i e s s m a l l e rt h a n o 4 5 m mb yp a s s i n g4 0 i m e s h - s i 氐e l 2 1 1 1 eo b t a i n e do p t i m 啪t e c h n o l o g i c a lc o n d i t i o n so fs f e - c 0 2w e r ea sf o l l o w s ： e x t r a c t i o n 锄n p e r a t u r e4 5 ，e x 们c t i o np r e s s u r e3 0 【p a ，s 印a r a t i o nt 锄p e r a t u r c 5 5 ，s e p a r a t i o np r e s s u r e1 2m p a ，a n de x t r a c t l o nt i i n e9 01 1 1 l n ；t h eb e s to 皿m u m t e c h n o l o 百c a lc o n d j t i o n so fo 玛a n i cs o l v e n te x 订a c t i o nu r e r ea sf o l l o w s ：缸喀m e n 协o n ， e x 仃a c t i o nt e m p e r a t u r e8 0 ，a n de x t r a c t i o nt i m e1 2h 3 m e n s u r a t i n gt 1 1 ef a t t ya c i dc o n t c n ti nr 锄i es e e do i lb ys f e - c 0 2 ，i tw a s s h o w e dm a tt h em 勾o rf a 蚵a c i d si nr a m i es e e do i lw e r ep a h n i t i ca c i d ( cl6 ：0 ) ，s t e a r i c a c i d ( c 1 8 ：0 ) ，o l e i ca c i d ( c 1 8 ：1 ) ，l i n o l e i ca c i d ( c 1 8 ：2 ) ，l i n o l e n i ca c i d ( c 2 0 ：1 ) i nw h i c h ， u s f aa c c o u n tf o rm o r et h a n9 0 o f t h et o t a lf a t i ya c i d s ，a n dp u f aa c c o u n tf o ra b o u t 7 9 o fm et o t a l 协眭ya c i d 8 e s p e c i a i l 孔吐啦c o n t e n to fl i n o l e i ca c i dw a sa c c o u n tf o r 7 7 4 7 8 - 8 4 o f 廿l eg r o s sf a i t ya c i d s 4 t h eo i lm e a lo fr 眦i es e e dh a dl7k i l l d so fa m i n oa c i d s a n dt h ec o n t e mo f i i 锄i n oa c i d sw a sb 嘶e e n2 0 9 0 2m ga n d2 7 8 4 6m g ；也e r ew e r e7k i n d so f e s s e n d a la n l i l l oa c i d s ( e a a ka n de a aa c c o u n t e df b r3 2 0 6 3 3 1 7 o ft l l e 掣o s s ， a m m oa e i d s 5 t h co i lc o n t e n to fs c c d so fd i 舵r e l l tr a 玎1 i ev a r i e t i e sw a sv e r yd i 鼠r e n t 1 1 1 eo i l c o n t e n to ft f j 1s e e dw a s2 2 8 0 ，w 场c bw a sm em g h c s ti nm e 出r e ev 撕e t i e s ，a 王l d t l l a to 门h - 2s e e dw a s1 9 9 1 ，w h i c hw a sab i ti o w ，a n dm a to fx i a n g z h u 3s e e d w a s1 3 7 7 ，m el o w e s ti nt h et t l r e e ；o i lc o n t e mh a dn os i g n i 丘c a n tc h a n g e sw h e nm e r a m i es e e d sw a ss t o r c df o r1y e a rm n o m l a l 协p e r a t l l r e ，b u t 、v h e nt h er a 盯l i es e e d s w 懿s t o r e df o r2y c a r s ，m eo i lc o m e n tr e d u c e ds i g n i f i c a n t l y 6 t b em 叭m t yo f r 鼬i es e c d s 眦sd i 艉r e mb e t w e e nd i s t i n c tv 撕e t i e s a n g z b u n o _ 3s e e dw 船m 咖r e df i r s y 瞄- 2s e c o n d l y ，a n dt n 一1l a s t n l e ya l lw c r em a t l l r e di n d e c e m b e r ，m u c hl a t e r 也a nm e h a r v e s t i n go f r a r l l i ef i b e l k e yw o r d s ：i b m i e 但口g 矗凇r 妞 i w 口l ) ；s e e do i l ；s f e c 0 2 ；f a 时a c i d i i i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得湖南农业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研魁姥劬狄 懒独占辱6 聂守 关于论文使用授权的说明 本人完全了解湖南农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意湖南农业大学可以用不同方式在不同 媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议1 签名罗牢扶 时间 导师签名 溯妊弓鼠 时讯知6 年6 只f 龌 她 f 月l j吾 1 研究背景、目的与意义 苎麻( 勘曲册盯妇力j 阳al ) 属荨麻科苎麻属多年生宿根性草本植物“，是 我国特产、重要的纺织工业原料和传统出口刨汇产品“1 。苎麻生物产量很高，但 长期以来，人们主要利用占其生物产量5 左右的纤维作为纺织原料，而对占9 0 以上的苎麻副产品很少利用，造成资源的极大浪费。“。虽也有人关注苎麻的综 合利用，如种子苗食用、麻叶做饲料、麻骨做纤维板、麻骨和麻壳培植食用菌等 。“，但是人们的关注均局限于对根、茎、叶等的利用，而对苎麻籽的研究，目 前还很少，其综合利用和产品开发至今还无人问津。这首先是因为人们尚未认识 到籽的利用价值，其次是由于普通栽培的苎麻是短日照作物，均为光敏感型，仅 三麻开花结籽，产籽量低，收麻时籽尚未成熟雨末被利用。 苎麻种子含油率在3 0 左右。”1 ，据周瑞阳等对其发现的光钝感型苎麻的种 子进行研究发现，其种子油中亚油酸( c 1 8 ：2 ) 含量为( 7 9 6 2 0 8 3 ) ，油饼中粗 蛋白的含量为2 2 8 1 。其亚油酸含量之高超过了目前公认的亚油酸含量最高的 红花子油( 7 5 ) o “”3 。食品营养学的研究表明，亚油酸是人体唯一的必须脂肪酸 ( e f a ) ，它能合成前列腺的前体，调节血压，降低血清胆固醇，调节脂肪酸代谢， 促进发育，保护皮肤，增加乳汁分泌，控制细胞膜透过性等，如果人体缺乏亚油 酸，会引起胆固醇沉积，幼儿皮肤干燥，生长迟缓，老年患眼白内障“。可见， 苎麻籽油是一种具有较高营养价值的保健食用油脂。但大面积栽培的普通苎麻一 一光敏感型苎麻的籽中是否也有如此高含量的亚油酸还未见任何报道。 随着人口的增加，人们生活水平的提高，世界油腊需求量普遍高于生产量， 使库存有所减少，我国更是如此，每年虽进口大量食用植物油，但人均油脂消费 与世界平均水平相比仍有不少差距，为此新油源的开发显得十分重要，尤其是营 养价值高、脂肪酸配比合理以及保健功能油脂的开发“。“1 。 本草纲目对苎麻的药用功能作了详细的记载和阐述，现代医学研究对苎 麻药用成分的研究证实了其相应的药用功能，发现了更为丰富的药用成分，苎麻 植株中含有s o d 、多酚、黄酮甙( 活血、安胎) 、氯原酸( 消炎) 、血凝酸胺( 凝血、 止血) 、原茶儿酸、熊果酸( 解热、保肝利胆) 、三萜碱( 抗菌、抗肿瘤) 、漆叶甙、 咖啡酸( 止血、消炎) 、大黄素、大黄素甲醚一野葡萄糖甙、维生索e 、维生素a 、 维生素d 、维生素k 、胡萝h 素、类胡萝h 索等生物活性成分。苎麻在外科疾病 上可用于跌打损伤、骨折、散血、止血、促进刨口结痂、皮肤溃疡、丹毒、背痛、 脱肛不收、肛门肿痛等。在内科上，可用于妇科的安胎，包括妊娠胎动、子宫出 血、习惯性流产等，苎麻有特效，是中医治疗这类疾病的常用药；泌尿科可用于 便血、尿结石、尿路感染、肾炎等疾病；呼吸系统可用于感冒发烧、咳嗽哮喘、 咯血等症状；消化系统可用于治疗吐血、血瘌等疾病；另外可用于糖尿病、脑炎、 淋病、提高白血球( 癌后补养) 等方面的治疗。川。可见，苎麻又是一种兼具有较 高药用价值的纤维植物，苎麻籽油及生物活性成分的开发更具发展潜力。本研究 中使用的超临界c o 。流体萃取工艺，可以最大限度的使萃取物中活性成分兔遭破 坏“”，为苎麻籽油的进一步研究与开发打下基础。 苎麻原产我国，栽培和利用历史悠久，栽培面积和加工能力我国都占世界的 8 0 9 0 ，几乎主宰了世界苎麻产业“1 ，湖南省的苎麻产业又在全国占绝对优势。 随着近年国家对农村产业结构的调整和高效农业战略的实施以及我国加入w t o ， 苎麻行业面临极好的发展机遇。湖南省政府把“麻业”作为湖南省七大农业高新 支柱产业之给予重点支持，要做大做强苎麻产业。因此，在充分利用苎麻纤维 的同时，加强苎麻副产品的综合利用，特别是纤油兼用型苎麻新品种选育、及籽 油开发利用研究，符合国家产业政策和我省优势经济作物发展方向，对提高苎麻 产业发展水平，提高种麻经济效益，保持湖南在全国乃至全世界的苎麻产业优势 和科技优势，具有非常重大的战略意义。 2 麻籽油研究现状 目前对麻籽油的开发研究主要集中在亚麻上，大麻有少量报道，苎麻只有周 瑞阳等对其发现的光钝感型苎麻的种子进行过研究，黄红麻籽油的开发研究报道 还未曾见到。 2 1 亚麻籽油o ” 亚麻籽含油率为3 6 4 5 ，精炼后的油脂外观呈淡黄色、透明、液状。相对 密度0 9 2 6 0 0 9 3 6 5 ，折光率1 4 7 8 5 1 4 8 4 0 ，碘价1 7 5 以上，皂化物1 8 8 1 9 5 ，不皂化物1 5 以下，凝固点一2 5 ，粘度c 2 。2 7 1 4 7 6 6 ，是典型的干性 油，易发生氧化和聚合反应。可制造高档油漆、油墨、涂料等化工产品，市场需 求量大，应用价值极高。用亚麻油制作的洗涤剂，是种天然洗发膏，属绿色日 用品。我国洗涤剂市场庞大，大多数是化学合成品，存在对人及环境的损害和污 染因素。因此，天然洗涤剂的开发具有良好的发展前景，欧洲市场十分走俏。 亚麻籽油中脂肪酸平均相对分子质量为2 7 0 3 0 7 ，其饱和脂肪酸占9 1 1 ，不饱和脂肪酸达8 0 以上，油酸1 3 2 9 ，亚油酸1 5 3 0 ，亚麻酸4 0 6 0 9 6 ，其中a 亚麻酸在5 1 以上，包括e p a 和d h a ，具有很高的营养价值，可有效 地补充人体必需脂肪酸，起到降低血脂和胆固醇、防治心肌梗塞和脑血栓、缓解 脑动脉硬化和软化血管等作用。亚麻籽油是保健食用油，国外作为保健品的历史 久远，是一些国家人们餐桌上的极品。 2 2 大麻籽油o ” 古时利用大麻仁具有滑利性质，可入药，治大便燥结。大麻籽制油的历史可 追溯到3 0 0 年前，天工开物中记载，“凡油供馔食用者，胡麻籽、菜服子、黄 豆、松菜子、苏子。芸苔子次之。大麻仁为下”。并有大麻仁“每石得油2 0 余斤”的数据记载。当时的制油工艺有木榨法，水煮法，说明大麻籽能制油，且 是最差的食用油。 大麻籽含油3 0 左右，为干性油，油脂中饱和脂肪酸占4 5 9 5 ，不饱和 脂肪酸中油酸含量约1 2 ，亚油酸含5 0 左右，亚麻酸含2 5 左右，因此它也是 一种富含人体必须脂肪酸的油脂。但大麻叶、籽壳有毒性，在制油过程中很可能 将这些物质带入油中，这样的油少量食用无明显中毒现象，而次过多的食用， 则可能产生中毒现象，其中毒症状表现为：轻者头晕、口渴、口麻，重者一 一昏迷、运动失调。大麻籽油中含以9 一t h c 为代表的酚类物质是造成其食后中 毒的主要原因。随着精炼技术的提高虽可消除这些物质，但食用油品质一直很低， 现在只有中低级产品，尚无高级烹调油和色拉油产品。 大麻籽油也是重要的工业用油，其干性次于亚麻油，可制造油漆、假漆、油 布、油纸、油墨、肥皂等。用大麻籽油制作的肥皂呈绿色，常称为绿皂。 2 3 光钝感苎麻种子油啪1 周瑞阳等测定其1 9 9 5 年筛选的2 3 个产种量较高的光钝感型苎麻单蔸的第 三季种子的粗脂肪含量，2 3 个样品中有8 个样品的粗脂肪含量的超过3 0 ，最高 的为3 3 6 8 ，有6 个样品的粗脂肪含量低于2 0 ，最低的仅1 0 2 4 。对5 个样 品的脂肪酸组成分析结果表明，脂肪酸各组成成分含量分别为棕榈酸 ( 5 。4 8 o 2 4 ) 、硬脂酸( 2 4 2 o 1 4 ) 、油酸( 1 1 9 2 o 7 9 ) 、亚油酸 ( 7 9 6 2 o 8 3 ) 和亚麻酸( o 5 5 2 o 0 0 3 ) 。十八碳脂肪酸含量的质量分数占近 9 5 ，氢化后几乎全部是硬脂酸。 3 超临界流体萃取技术及其在油脂工业中的应用 3 1 超临界流体萃取原理及特点 超临界流体萃取是现代化工分离中出现的最新技术，是目前国际上兴起的 一种先进的分离工艺，近年来在化学、食品、石油、医药、香料等工业中得到较 广泛应用。所谓超f 临界流体是指热力学状态处于临界点之上的流体，临界点是气、 液界面刚刚消失的状态点，超临界流体具有十分独特的物理化学性质，它的密度 接近于液体，粘度接近于气体，而扩散系数大、粘度小，介电常数大等特点，使 其分离效果较好，是很好的溶剂。超临界流体萃取即高压下、合适温度下在萃取 釜中溶剂与被萃取物接触，溶质扩散到溶剂中，再在分离釜中改变操作条件，使 溶解物质析出以达到分离目的“7 。 超临界流体萃取技术主要具有以下特点“7 12 ”3 “： ( 1 ) 超临界流体萃取是高压技术，对设备要求高，一次性设备投资较大： ( 2 ) 通过温度和压力的调控，能从萃取物中完全除去残留流体，无溶剂残留； ( 3 ) 通过选用适宜的萃取剂如c 0 。，可以在较低温度和无氧环境中操作，适 宜于分离，精制热敏性和易氧化物质； ( 4 ) 萃取速度和效率比传统方法要高； ( 5 ) 通过选定萃取溶剂、夹带剂和工作条件，可提高分离物质的选择性： ( 6 ) 溶剂能从产品中清除，无溶剂污染问题，产率高。 ( 7 ) 溶剂经加压后可重复循环使用； ( 8 ) 能耗低。 常用的超临界流体为c o 。，因此超临界流体萃取通常又称为超f 临界c 0 ：流体萃 取( s f e c o 。) ，这是因为”3 “： ( 1 ) c o z 的临界温度( t c ) 为3 1 4 ，操作温度接近于常温，对热敏性的食品 原料无破坏作用，不影响食品风味，对生理活性物质、酶及蛋白质无破坏作用。 ( 2 ) c o 。的临界压力( p c ) 为7 4 m p a ，比较容易达到。 ( 3 ) c o ：的化学性质稳定，不燃烧、不爆炸、无腐蚀性。 ( 4 ) c o 。无色、无臭、无毒，对于食品和医药等行业无污染之虑。 ( 5 ) c 0 。容易得到较纯的产品，来源方便，价格便宜。 ( 6 ) c o 。具有防氧化和抑制好气性微生物活动的作用，因此食品物料在分离 过程中不易腐变，对分离过程有利。 在超临界区附近，当压力或温度有微小变化时，c o 。的密度都会出现较大的 变化。密度的变化导致了c o 。对待分离成分溶解度的变化。因此可以在高压、低 温状态下进行萃取，而在低压、高温下将被萃取的成分析出、分离“”。 3 2 超临界流体萃取在油脂工业中的应用 2 0 世纪8 0 年代至9 0 年代初，由于鱼油、海狗油中所含一3 多不饱和脂肪 酸中的特征脂肪酸e p a ，d h a 具有预防和治疗脑血栓，动脉粥样硬化等作用，超 临界c o 。萃取、分离e p a 和d h a 的研究比较多。“。近年来，随着鱼油热的逐渐降 温，超临界设备成本的降低，人们纷纷开始对具有保健功能的植物油脂，香辛料 精油的超临界萃取分离进行了广泛的研究，并取得了很大的成功。 表l 列出了部分超l 瞄界c o ：萃取植物油腊的工艺条件。温度和压力是影响超 临界流体萃取能力的主要因素。一般采用的压力范围为8 5 0m p a ，温度范围为 3 0 5 0 。压力越高，溶剂密度越大，溶液的溶解度也就越大。对于温度而言， 低压下，温度升高将大大降低流体的密度，从而减少溶液的溶解度，此区域称为 温度负效应区；而在高压下，温度升高引起的流体密度变化很小，这时溶液的饱 和蒸汽压随温度升高而增大的影响起了主导作用，结果导致溶液溶解度的增大。 对于每一确定的体系而言存在一个发生上述转变的特定压力，称为体系的转变压 “7 8 ”3 。超临界c o 。萃取植物油时，体系的转变压在3 0m p a 左右，萃取鱼油时， 转变压稍高于此。体系压力低于转变压时，温度越低，对萃取越有利。因而，如 无其它考虑，为了提高生产效率和降低能耗，应以操作压力控制在转变压以下， 操作温度略高于临界温度为宜“7 4 。 在超临界摹取固相物料时，使超临界c 0 。进入萃取器的方向与物料相对，可 使流动呈柱塞流。不仅消除了相向而入的返混现象，而且能使溶剂保持较高的浓 度差，以提高萃取效率“7 3 。 超临界萃取技术在萃取油脂的同时，还利用脂肪酸、油中聚合物与甘油酯沸 点的不同，完成脱胶过程，并部分起到脱酸、脱臭、脱色效果，大大简化后续工 艺。与传统精炼工艺相比，脱胶效果可达到9 9 ，脱酸效果和精炼率可达到9 5 以上。超i | 缶界c o t 提取油腊时，开始出来的油均清澈透亮，色泽浅淡呈微黄色， 后来色泽慢慢加深，最后很少一部分显红色。因此通过分阶段取油，可获得色泽 浅淡的油脂。目前，超临界c 0 。己工业化并应用于脱酸和回收利用煎炸油方面 【3 2 3 明 o 表l 部分超临界c 0 2 萃取植物油脂的萃取压力与萃取温度”。”1 t a b l e ln l ee x t r a c 血gp r e s s w e 觚d 1 ee x 仃a c 廿n gt e m p e r a t u r e f o rp a no f v e g e t 8 b l eo i l sb ys f e c 0 2 萃取对象 萃取压力( 肝a ) 萃取温度( ) 4 0 4 5 4 5 5 0 3 5 4 5 3 5 3 5 4 5 3 5 5 5 3 5 5 0 3 5 3 0 4 0 7 0 4 0 3 5 5 0 4 5 3 5 4 5 猕猴桃籽油 南瓜子油 囱桂汕 缬草精油 姜 精油 杏仁油 沙棘油 葡萄籽油 小麦胚芽油 茶籽油 米胚芽油 花生 油 菜籽油 亚麻籽油 月见草油1 0 3 0 紫苏籽油3 5 4 0 2 5 番茄籽油 7 5 3 0 3 0 6 0 l 堂一塑! ! ：! = ! ! 堕 5 5 o o 0 ：0 q 如拈q 加趵q q踮踮q吨叫 拍 加 加加 寻弘船 材料与方法 1 实验方案 1 ，1 苎麻籽精选方法选定及其物理特性测定 1 1 1 实验材料 2 0 0 5 年1 月采收的三个品融的苎麻籽，分别为湘苎三号( x 一3 ) 、多倍体号 ( t r i 一1 ) 、多倍体二号( t r i 一2 ) 。 1 1 2 苎麻籽的精选 步骤一：将l o 目、2 0 目、4 0 目和6 0 目的分样筛按孔径大小套好( 大孔筛在 上，小孔筛在下，套上筛底) 。称取1 0 0g 试样放入套好的筛中( 多次放入) ，盖 上筛盖，然后将分样筛放在光滑的桌面上，双手以大约1 1 0 1 2 0r m i n 的速度， 按顺时针方向和逆时针方向各筛动1m i n ，筛动的范围，掌握在分样筛直径扩大 之8 1 0c m 。分祈每层遗留下的物质，看是否有完整籽粒，有则捡出，无则全 部视为杂质。五次重复，取平均值为最终结果。 步骤二：取步骤一精选出的苎麻籽1 0g ，放八盛蒸馏水的烧杯中，用玻璃 棒迅速搅拌l om i n ，静置3 0m i n ，捞出全部籽，静置1h ，小心移去大部分上 清液，然后置于1 0 5 的烘箱中烘干剩余水分，称重。烧杯质量的增加就为苎 麻籽中未被筛去的泥沙质量。五次重复，取平均值为最终结果。 1 1 3 苎麻籽物理特性测定酬 杂质含量：( 筛出) 杂质含量+ ( 洗出) 泥沙含量。 千粒重：采用g b t5 5 1 7 8 5 方法测定。 容重：采用g b t5 5 9 8 8 5 方法测定。 相对密度：量筒法( 参照g b t5 5 1 8 8 5 有所改进) ，称取试样5 0 0g ( m ) ， 用滤纸包( 内置重物) 包好，在5 0m l 量筒中，先注入蒸馏水1 0m 1 ，然后放入包好 的试样，稍加摇动，逐出气泡，待液面平稳后，立即读取液体上升体积数( v 。) 。 以同样方法测得滤纸包和重物体积( v 。) ，则相对密度= m ( v 。一v 。) “ ，d 术为水 的相对密度( 近似取1 ) 。 水分含量：1 0 5 恒重法( g b5 4 7 7 8 5 ) 。 1 2 苎麻籽油提取技术研究 1 21 实验材料： 2 0 0 5 年1 月采收的三个品种( x 一3 、t r i 一1 、t r i - 2 ) 苎麻籽( x 一1 和t r i 一2 苎麻 籽只在实验1 2 2 中的反馈验证中用到，其余都使用t r 卜1 苎麻籽) 。 1 2 2 苎麻籽油的超临界流体萃取技术优化实验 ( 1 ) 仪器：江苏省南通市超临界萃取有限公司生产的h a 2 3 卜5 0 一0 6 型超临界 萃取装置( 萃取釜容积5l 和1l ，最高萃取压力5 0m p a ，最高萃取温度7 0 ， 分离釜容积2l 和1l ，最高分离压力3 0m p a ，最大流量5 0l h ) ；小型电磁碾 磨机。 ( 2 ) 萃取剂：食品级c 晚，纯度9 9 9 9 。 ( 3 ) 流程：总流程：原料精选干燥粉碎过筛( 4 0 目) 一 一称重装料密封升温升压至预定的萃取条件萃取苎麻籽 油。萃取流程。“”：一级萃取、二级分离，即采用1 l 萃取釜( 图1 的7 ) 及分 离釜i 、l i ( 图1 的8 ( 1 ) 和8 ( 2 ) ) 的路径，如图1 ( 实验未涉及的设备未画出) 。 j 酶冒 ll ll - l 孽 图l 苎麻籽油超临界c 0 z 萃取流程图 f i 9 1f 1 0 wd i a g r a mo fs f b c 0 2f o r 删m i es e e do i l l c 如气瓶；2 一净化器；卜冷箱；4 一高压泵i ；5 混合器；6 熟交换器；7 一萃取釜 8 ( 1 ) 一分离釜i ；8 ( 2 ) 一分离釜l i ；9 一阀门；1 0 一微调阀门；1 1 数字流量计： 1 2 截止阀；1 4 一电触电压力表；1 5 一压力表：1 6 温控仅 ( 4 ) 实验设计“7 j ”1 ：2 0 0 6 年2 月，根据超临界萃取的原理、相关资料 “”。5 “”“以及预备实验的结果，选定萃取压力、萃取温度、分离压力、分离温度 和萃取时间5 个因素，确定每个因素的4 个水平( 表2 ) ，利用l 。( 4 5 ) 进行正交实 验设计。c o z 流量为3 0l h 5l h 。每次萃取干燥粉碎的苎麻籽( 过4 0 目筛) 1 0 0 g ，重复3 次。 表2 苎麻籽油超临界c 0 2 流体萃取k e ( 4 5 ) 正交实验旦素水平表 t 曲l e 2n 【et a b l eo f 缸t o r sa n d1 e v e l so f o n h o g o n 胡e x p 甜m e n tl 1 6 ( 4 ) 注：分离温度指分离釜i 、i i 温度，分离压力指分离釜i 压力，分离釜i i 压力始终保持在 5 ，5m p a 。 ( 5 ) 反馈验证：根据正交实验的结果，对苎麻籽进行油脂的放大提取，一次 投料量均为3 0 0g ，每个样品重复萃取三次。油腊冷冻保存，分析备用。 ( 6 ) 计算：出油率= ( 分离釜i 放出油脂+ 分离釜l i 放出油脂) 装料量l o o 1 2 3 苎麻籽油的有机溶剂萃取条件优化实验”1 ( 1 ) 仪器；恒温水浴，旋转蒸发器，烧瓶( 配冷凝管) 。 ( 2 ) 萃取剂：沸程为3 0 6 0 的石油醚( 经重蒸处理) 。 ( 3 ) 流程：原料精选干燥粉碎( 过4 0 目筛) 或不粉碎称重 滤纸包密封溶剂浸泡萃取旋转蒸发溶剂苎麻籽油。 ( 4 ) 实验设计：粉碎( 过4 0 目筛) 和未粉碎的两种不同物料处理的苎麻籽 l og ，滤纸包密封，装入烧瓶，在室温( 2 0 ) 和4 0 、6 0 、8 0 水浴条 件下用2 0 0m l 石油醚浸泡2 4h ，然后滤纸包用石油醚冲洗数次后取出，旋转蒸 发回收石油醚，计算出油率；以的最佳结果为条件进行萃取时间的单因素 实验，7 水平4h 、8h 、1 2h 、1 6h 、2 0h 、2 4h 、2 8h 。 ( 5 ) 计算：出油率= 烧瓶增加质量装料量1 0 0 1 3 苎麻籽油理化特性及脂肪酸组成测定、油粕氨基酸的测定 1 3 1 实验样品 s f e c o 。萃取的油脂( x 一3 、t r i 一1 、t r 卜2 ) ； 溶剂萃取的油脂( t r i 1 ) ； s f e c 0 ：萃取后所剩油粕( 卜3 、t r i l 、t r i 一2 ) 。 9 ( 实验1 3 2 用，实验1 3 3 用和，实验1 3 4 用) 1 3 2 苎麻籽油理化特性测定。4 1 “8 ” 每个样品重复测定三次，取平均值，主要测定项目及方法如下： 透明度：直接观察法( g b t5 5 2 5 8 5 ) 色泽：重铬酸钾溶液比色法( g b t5 5 2 5 8 5 ) ； 相对密度：相对密度瓶法( g b t5 5 2 6 8 5 ) ； 酸价：滴定法( g b t5 5 3 0 一8 5 ) ； 皂化价：滴定法( g b t5 5 3 4 1 9 9 5 ) ； 碘价：滴定法( g b t5 5 3 2 8 5 ) ； 1 3 3 苎麻籽油脂肪酸组成测定。t ”1 ( 1 ) 仪器：美国h p 公司生产的f i f ) 5 8 9 0 s e r i e si i 气相色谱仪 火焰电离检测器( f i d ) 色谱柱为h p i n n o w a x ，3 0m 柱长o 2 5m n 内径0 2um 膜厚 ( 2 ) 其相色谱条件： 柱温：2 l o 进样器温度：2 3 0 监测器温度：2 8 0 氮气流速：1 5m 1 m i n ，分流比1 ：6 0 氢气流速：4 0m 1 m i n 空气流速：4 0 0m 1 i n ( 3 ) 样品处理：称取约1 0 0m g 油脂，置入1 0 l 量瓶内，加入2m 1 3 0 6 0 沸程石油醚和乙醚的混合溶剂( 1 ：1 ) ，轻轻摇动使油脂溶解。加入lm 1o 4 m o l l 的k o h 甲醇溶液，摇匀。在室温静置3 0m i n 后，贴壁加蒸馏水使全部石 油醚甲脂溶液升至瓶颈上部，静置分层。吸取上清液上机分析。 ( 4 ) 定性和定量：利用标准脂肪酸( 美国s i g m a 公司生产) 甲脂在同一色谱条 件下根据保留时间进行定性；在时间顺序上删除溶剂峰后，采用峰面积归一法进 行定量计算。 1 3 4 苎麻籽油粕氨基酸的测定” ( 1 ) 仪器：日本日立l 一8 8 0 0 全自动氨基酸分析仪 l o ( 2 ) 色谱条件： 交换柱：n a 型阳离子交换柱4 6 6 0 流动相：柠檬酸三钠缓冲液 四元梯度洗脱：p h3 2 4 9 检测波长：5 l on m 流速：o 4m 1 m i n 温柱：5 0 ( 3 ) 柱的衍生条件： 反应液a ：3 9 0g 茚三酮几丙二醇甲醚溶液 反应液b ：醋酸醋酸钠缓冲液和丙二醇甲醚混合液( 6 0 ：4 0 ) 反应温度：1 3 5 流速：0 3 5m 1 i n ( 4 ) 样品处理：称取一定量的样品加6m 0 1 几盐酸1 0 1 5m 1 ，在1 0 5 条 件下水解2 4h ，浓缩至一定体积，加入一定量蒸馏水，再浓缩以除尽盐酸，浓 缩液全部移到5 0m l 容量瓶内，用去离子水定容。吸取滤液1m l 于5m l 容量瓶 内，用真空干燥器在4 0 5 0 干燥，残留物用1 2m l 水溶解，再干燥，反复 进行2 次，最后蒸干，用lm 1 缓冲液溶解，供仪器测定用。 ( 5 ) 测定：准确吸取0 2 0 0m l 混合氨基酸标准( 仪器制造公司出售) ，用缓 冲液稀释到5 m 1 ，此标准稀释浓度为5 0 0m 0 1 5 0 “l ，作为上机测定用的氨基 酸标准，用氨基酸自动分析仪以外标法测定样品测定液的氨基酸含量。 1 4 苎麻籽不同储藏期、不同成熟度对含油率的影响 1 4 1 实验材料 2 0 0 5 年1 月收获的苎麻籽；2 0 0 4 年1 月收获的苎麻籽； 2 0 0 5 年1 1 月2 5 日2 0 0 6 年1 月6 日每7 天收获一次的苎麻籽，共7 批苎麻籽。( 、均指x 一3 、t r i 一1 、t r 卜2 三个品种的籽) 1 4 2 苎麻籽不同储藏期对含油率的影响。4 ( 1 ) 仪器：小型电磁碾磨机；索氏萃取器；电子天平。 ( 2 ) 物料处理：精选苎麻籽干燥、粉碎( 过4 0 目筛) 。 ( 3 ) 测定方法：索氏抽提法( g b t1 4 4 8 8 卜9 3 ) 。 ( 4 ) 实验设计：2 0 0 4 年1 月收获苎麻籽，常温干燥储藏；2 0 0 5 年1 月收获 苎麻籽，常温干燥储藏。2 0 0 5 年2 月测定一次含油率，2 0 0 6 年2 月再测定一次 含油率，每样品测定3 次，取平均值。 ( 5 ) 计算：含油率= ( 1 1 1 2 一m ，) m 。1 0 0 1 i 】0 干试样的质量g ，。抽提瓶质量g ， t i l 2 - 一干燥后抽提物与抽提瓶的质量g 1 。4 2 苎麻籽不同成熟度对含油率的影响 仪器、物料处理、测定方法和计算：同l 4 2 。 实验设计：每次随机采收约1 0 0 株左右苎麻的籽粒，采收后立即进行干燥、 精选、粉碎和含油率的测定，重复3 次取平均值。 2 数据分析方法 采用e x c e l 及d p s 数据处理系统完成。 结果与分析：口木叫j 1 7 i 1 苎麻籽的精选及其物理特性测定 1 1 苎麻籽的精选 杂质既影响油料的储藏又影响油料的加工和油的品质：杂质往往含水量高， 存在着大量微生物，容易引起发热、霉变；杂质形状、特性各异，容易引起加工 设备故障；有些杂质可能含有影响油脂品质或对人、畜有害的物质。因此油料中 杂质的去除是油料储藏、加工的重要一环“1 。 从表3 可以看出，样品经分样筛后绝大部分停留在第三层，即4 0 目筛中， 其组成主要是苎麻籽，几乎无任何其它可见杂质，含量接近9 0 ，其中湘苎三号 8 8 4 1 ，多倍体一号8 7 8 2 ，多倍体二号8 8 1 9 ；第一层1 0 目的分样筛中主要 是些枯叶( 粘有少量苎麻籽，被人工清出) 和较大枝条，这一层占了杂质的一半以 上，湘苎三号第一层杂质占了筛出杂质的5 6 6 9 ，多倍体一号占6 0 1 0 ，多倍 体二号占5 8 2 6 ；第二层2 0 目的分样筛中主要是些沙砾、碎叶和细小的枝条； 第四层6 0 目分样筛中为小土粒、茸毛( 可能是苎麻籽和苎麻叶表面的茸毛) 和残 缺籽粒；筛底就只有些细土，占杂质很少的一部分。 表3 各层分样筛物质组成与质量 t a b l e 3t h em 砷州a 1c o m p o s i f i o na n dt 1 1 em a t e r i a lw e i g h to f e a c hl a y e r0 f t l l es a m p i es i n e r s 注：由于质量是五次重复的平均值，且加样、称量时有损失，故表中所示的各层分样筛物质 之和小于1 0 0g 。 从表4 可以看出，经过分样筛去除杂质的苎麻籽再经过水洗，去除的泥沙占 样品质量的很少一部分，仅o 3 2 o 3 8 。如此少量的泥沙对苎麻籽提油和油的 质量影响不大，而且水洗后烘干需要大量的能源，因此水洗除杂在苎麻籽精选过 程中可以省略掉，以简化步骤，降低生产成本。 表4 苎麻籽水洗去杂结果 t a b l e 4t h er e 辄n so f r e m o v i n gi m p u r i 母w 她w a t e rf r o mr 锄i es e e d s 结合表3 和表4 可知，苎麻籽经过两步筛选( 第一步，过2 0 日分样筛，去除 直径大于1 m 的杂质；第二步，过4 0 目分样筛，去除直径小于o 4 5 姗的杂质) 即可以去除9 9 以上的杂质，达到精选的目的，满足油脂提取的要求，简单、方 便、经济。 1 。2 苎麻籽的物理特性 通过表5 可以了解苎麻籽的基本物理特性，三个品种的杂质含量在1 1 8 0 1 2 4 6 之间，含水量在1 1 3 6 1 1 7 8 之间，差异不大；容重、千粒重和相对 密度差异较大，其中多倍体一号的容重、千粒重和相对密度都最高，分别为1 0 5 g 几、o 0 4 3 4g 和0 1 1 ，湘苎三号最小，分别为7 2g l 、o 0 3 2 7g 和o 0 7 ，多 倍体二号居中，分别为9 2g l 、0 0 3 6 8g 和0 0 9 。说明多倍体号的籽粒相对 饱满、粒大。苎麻籽小且轻，选用的3 个品种千粒重都在0 0 4 5g 以下，测定千 粒重费时、费力，且苎麻结籽数量庞大，要快速测定每穗的种子数几乎不可能， 而容重( 籽粒在一定容器内的质量) 则可以仅用量简快速得出，故在苎麻籽产量预 测时可采用容重作为苎麻籽的产量构成因素。 表5 苎麻籽物理特性 t a b l e 51 1 1 ep h y s i c a lc h a r a c 矧s t i c so f r a i n i es e e d s 注：测定容重、千粒重、相对密度和含水量的苎麻籽都为精选苎麻籽 2 苎麻籽油提取技术 2 1 苎麻籽油的超临界流体萃取技术优化 2 1 1 多因素实验结果分析 5 因素4 水平的正交设计方案，在1 6 种不同的工艺条件下，提取苎麻籽油 分别测定其出油率，级差分析见表6 ，方差分析见表7 。 表6 超i