（食品科学专业论文）高VE大豆胚芽油的制备及其微胶囊化.pdf

大豆胚芽油的制备及其微胶囊化 摘要 大豆胚芽是大豆加工中的副产物，用其提取得到的胚芽油，富 含不饱和脂肪酸、维生素e 、植物甾醇等活性物质。本文立足于大豆 胚芽的综合利用，开发富含维生素e 等功能性成分的大豆胚芽油， 并将其制成微胶囊。不仅充分发挥了大豆胚芽油的营养和保健功能， 也可增强脂肪酸及其维生素e 的稳定性。本文对大豆胚芽油的制备、 精炼、及其微胶囊化的工艺进行了研究。研究结果为大豆胚芽的合 理有效利用提供了有价值的参考依据，具有一定的理论意义和较大 的实际应用价值。 首先，研究了大豆胚芽油中维生素e 含量的测定。本文采用荧光 分光光度法对维生素e 含量进行测定。做了精密度试验和加标回收率 试验，结果表明：精密度为1 7 5 ( 小于5 ) ，加标回收率为9 6 0 9 ( 介于9 5 1 0 0 ) ，荧光法的重复性和准确度令人满意，可以用于 大豆胚芽油中维生素e 含量的测定。 而后研究了高v e 大豆胚芽油制备工艺，采用了索氏提取法、有 机溶剂浸提法、超临界萃取法、压榨法对提油工艺进行了研究。研 究结果如下：用索氏提取法制备大豆胚芽油时，大豆胚芽粒度4 0 目、 回流时间6 h 、浸泡固液比1 ：1 6 ，该条件下大豆胚芽出油率最高为 1 0 8 3 ，维生素e 含量为3 4 4 m g 1 0 0 9 ，且油质色泽清亮；用有机溶剂 浸提法制备大豆胚芽油时，大豆胚芽油最适制备条件为温度6 8 、 提取时间6 h 、固液比1 ：1 4 ，该条件下大豆胚芽出油率较高，为1 2 6 3 ， 维生素e 含量为3 0 1 m g 1 0 0 9 。几种制油方法的比较：出油率方面，有 机溶剂浸提法) 索氏提取法 超临界二氧化碳萃法 压榨法；所得 油脂维生素e 含量高低为：超临界萃取法) 索氏提取法) 有机溶浸提 法) 压榨法，综合两方面的因素，我们选择有机溶剂浸提法制备大 豆胚芽油。 通过对大豆胚芽油的初步精炼工艺的研究，得出适宜大豆胚芽 油脱胶、脱酸和脱色工艺条件。脱胶时采用高温水化脱胶，初温： 7 5 ，末温：8 5 ，脱胶时间3 0 r a i n ，水添加量7 ，离心转速：5 0 0 0 r m i n ， 离心时间：2 0 m i n ；脱酸时，选用低温浓碱脱酸，初温：4 0 ，末温5 0 ，碱浓度1 5 ，超用碱量为0 2 ，脱酸时间3 0 r a i n ，离心转速： 6 0 0 0 r m i n ，离心时间：2 0 r a i n ，水洗温度：5 0 ：脱色选择吸附法进行 脱色，脱色剂种类：白土+ 活性炭( 1 0 ：1 ) 。吸附剂添加量：2 ，脱色 温度：9 5 ，脱色时间：2 0 m i n 。 最后对大豆胚芽油的微胶囊化工艺进行了研究。通过试验可知 分子包埋法微胶囊化的最佳工艺条件为主客分子之比为5 ：2 ，包埋温 度为7 5 ，包埋时间为1 2 0 m i n ，包埋率可达7 4 2 。复凝聚法制备大 豆胚芽油的微胶囊可知其较优工艺条件乳化温度为8 0 。c ，乳化p h 为 9 0 ，明胶和阿拉伯胶的浓度为2 ，心材占壁材的比例为4 0 ，凝聚 温度为6 0 ，凝聚p h 值4 0 4 5 ，固化时间9 0 r a i n ，包埋率为4 2 1 。 所得微胶囊颗粒大小均匀。 关键词：大豆胚芽油，维生素e ，制备工艺，精炼，微胶囊化 t h ep r e p a r a t i o no fs o y b e a ne m b r y oo i l w i t hh i g hc o n t e n to fv i t a m i nea n di t s m i c r o e n c a p s u l a t i o n a b s t r a c t t h es o y b e a ne m b r y oa r et h eb y - p r o d u c t si n p r o c e s s i n gs o y b e a n ， t h es o y b e a ne m b r y oo i li se x t r a c t e df r o mt h e m ，t h eo i lc o n t a i n sh i g h c o n t e n to fu n s a t u r a t e d f a t t ya c i d ，v i t a m i ne ，p h y t o s t e r o l ，a n do t h e r a c t i v i t ys u b s t a n c e t h i st h e s i sf o c u s e so nu t i l i z i n gt h es o y b e a ne m b r y o a n dd e v e l o p i n gt h es o y b e a ne m b r y oo i lw i t hh i g hc o n t e n to fv i t a m i ne a n do t h e rf u n c t i o n a l i n g r e d i e n t s ，a n d t h e nt h eo i li sm a d et o m i c r o e n c a p s u l a t i o n s ，w h i c hn o to n l ym a k e sv i t a m i net h eo i lr e p r e s e n t i t sr i c hn u t r i t i o n ，b u ta l s om a k e st h ef a t t ya c i da n dv i t a m i nem o r e s t a b l e i nt h i st h e s i s ，w em a i n l ys t u d yt h et e c h c i c s o fe x t r a c t i n gt h e s o y b e ng e r mo i l ，a n di t sr e f i n i n ga n dm i c r o e n c a p s u l a t i o n t h er e s u l t s c a no f f e rav a l u a b l er e f e r e n c eo nr a t i o n a la n de f f e c t i v eu t i l i z a t i o no f s o y b e a ng e r m s ，a n d a l s oh a v ed e f i n i t et h e o r e t i c a la n d p r a c t i c a l s i g n i f i c a n c e s f i s t ，w es t u d i e dt h em e t h o do fd e t e r m i n gt h ec o n t e n to fv i t a m i ne i nt h es o y b e a ne m b r y oo i l i nt h i st h e s i s ，w eu i t i l i z e dt h ef l u o r e s c e n t s p e c t r o h o t o m e t r yt od e t e r m i n et h ec o n t e n to fv i t a m i ne t h r o u g ht h e p r e c i s i o ne x p e r i m e n t sa n dr e c l a i m i n gr a t i oe x p e r i m e n t sa f t e ra d d i n gt h e s t a n d a r d s a m p l e ，w eg o t r e s u l t st h a tt h e p r e c i s i o n i s 1 7 5 ( 1 e s s t h a n 5 ) ，a n d t h e r e c l a i m i n g r a t i oi s 9 6 0 9 ( b e t w e e n 9 5 a n d 1 0 5 ) ，t h e r e f o r e ，t h e yb o t hc o n f o r mt o t h er e q u e s to fd e t e r m i n gt h e v i t a m i nea n dt h ef l u o r e s c e n t s p e c t r o h o t o m e t r y i ss u i t a b l ef o r d e t e r m i n gt h ev i t a m i ne s e c o n d ，w es t u d i e dt h et e c h n i c so fm a k i n gt h es o y b e a ne m b r y oo i l w i t hh i g hc o n t e n to fv i t a m i ne t h es u o s h ie x t r a c t i o n ，o r g a n i cs o l v e n t s o a k a g e ，s c fc 0 2e x t r a c t i o n ，a n dp r e s sa r eu s e dt om a k et h eo i l t h r o u g h e x p e r i m e n t s ，w eg o tr e s u l t st h a to p t i m u mt e c h n i c so fs u o s h ie x t r a c t i o ni s t h e g r a n u l a r i t y ( 4 0 e y e s ) ，t h e r a t i oo fs o l i da n d l i q u i d i s 1 6 ：1 ，t h e m c i r e u m f l u e n c et i m ei s 6 h u s i n g t h i st e c h n i c s c o n d i t i o n s ，t h eo i l e x t r a c t i o nr a t i oi s1 0 8 3 t h ec o n t e n to fv i t a m i nei s 3 4 4 m g 1 0 0 9 o i l i t sc o l o u ri s b r i g h t ；i n t h e o r g a n i c s o l v e n t s o a k a g e e x t r a c t i o n e x p e r i m e n t ，t h eo p t i m u mt e c h n i c s i st h a tt h e t e m p e r a t u r e i s6 8 ，e x t r a c t i o nt i m ei s6 h ，t h er a t i oo fs o l i da n dl i q u i di s1 4 ，t h eo i l e x t r a c t i o nr a t i oi s1 2 6 3 t h ec o n t e n to fv i t a m i nei s 3 0 1 m g 1 0 0 9 o i l w ec o m p a r e dt h et w oe x t r a c t i o no i lm e t h o d so nt h ee x t r a c t i o no i l r a t i oa n dt h ec o n t e n to fv i t a m i ne ，w es e l e c t e dt h eo r g a n i cs o l v e n t s o a k a g et oe x t r a c tt h es o y b e a ng e r mo i l t h r o u g hs o m er e s e a r c h e s o nt h es o y b e a ne m b r y oo i lr e f i n i n g t e c h n i c s ，w eg o t t h e o p t i m u m t e c h n i c sw h i c hi ss u i t a b l ef o r d e g u m m i n g ，d e a c i d i f i c a t i o n ，d e c e l e r a t i o n w eu t i l i z e dh i g ht e m p e r a t u r e d e g u m m i n g ，t h eb e g i n n i n gt e m p e r a t u r ei s7 5 ，t h ee n dt e m p e r a t u r ei s8 5 ，t h eo p e r a t i o nt i m ei s3 0 m i n ，t h ea d d e dw a t e rq u a n t i t yi s7 ，t h e c e n t r i f u g a t i o ns p e e di s5 0 0 0 r m i n ，t h ec e n t r i f u g a t i o nt i m ei s2 0 m i n ，w e s e l e c t e dt h el o wt e m p e r a t u r ea n dh i g hl y et od e a c i d i f i c a t e ，t h eb e g i n n i n g t e m p e r a t u r ei s4 0 ，t h ee n dt e m p e r a t u r ei s 5 0 ，t h el y ec o n c e n t r a t i o n i s1 5 ，t h ea d d i t i o n a la l k a l ii s0 2 ，t h eo p e r a t i o nt i m e3 0 r a i n t h e c e n t r i f u g a ls p e e di s6 0 0 0 r r a i n ，t h ec e n t r i f u g a t i o nt i m ei s2 0 r a i n ，t h e t e m p e r a t u r e o fw a t e ri s5 0 w eu t i l i z e dt h e a b s o r p t i o n t o d e c e l e r a t e ，t h ed e c e l e r a t i o nc a r r i e ri sb l e a c h i n ga n da c t i v i t yc a r b o n ，i t s r a t i oi s1 0 ：1a n dt h ea d d eq u a n t i t yi s2 ，t h ed e a c i d i f i c a t i o n9 5 ，t h e o p e r a t i o nt i m ei s2 0 r a i n l a s t ，w es t u d i e do nt h et e c h n i c so fm i c f o e n c a p s u l a t i n gs o y b e a n e m b r y oo i l t h r o u g ns o m ee x p e r i m e n t s ，w eg o tt h eo p t i m u mt e c h n i c so f m o l e c u l em i c r o e n c a p s u l a t i o n ：t h er a t i oo fh o s ta n dg u e s tm o l e c u l ei s 5 ：2 ，t h eo p e r a t i o nt e m p e r a t u r ei s7 5 ，t h eo p e r a t i o nt i m ei s1 2 0 r a i n ，t h e m i c r o e n c a p s u l a t i o nr a t i oc a na t t e n dt o7 4 2 w h e nw eu s et h ed o u b l e p h a s es e p a r a t i o n - c o a c e v a t i o n m e t h o d ，w eg o t t h eb e s t t e c h n i c s ，t h e e m u l s i f i c a t i o np hi s9 0 。t h ee m u l s i f i c a t i o nt e m p e r a t u r ei s8 0 ，t h e g l u t i na n da c a c i ag l u ec o n c e n t r a t i o ni s 2 t h er a t i oo fc o r em a t e r i a l o c c u p y i n gt h ew a l li s4 0 ，t h et e m p e r a t u r ei s6 0 c ，t h ep hv a l u e i s 4 o 一4 5 ，t h es o l i d i f y i n gt i m ei s9 0 m i n ，t h em i c r o e n c a p s u i a t i n gr a t e i s i 、， 4 2 1 k e yw o r d s ：s o y b e a ne m b r y o r e f i n i n g ，m i c r o e n c a p s u l a t i o n o i l ，v i t a m i ne ，p r e p a r a t i o nt e c h n i c s ， v 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行 研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他 个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个 人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任 由本人承担。 论文储叛丑匦日瓤2 司生b 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解陕西科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅 和借阅；本人授权陕西科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有 关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本 学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：弓趑好师签名：型扭址日期：2 啤生且 高v e 大豆胚芽油的制备及其微胶囊化 1 文献综述 1 1 大豆i l l 中国是大豆的故乡，是最早种植大豆的国家。我国古代将大豆通称为“菽0 西方 国家将大豆称为“s o y ”即是“菽”音译。早在我国古代殷墟甲骨文上就有其记载，公元 前6 世纪的诗经上曾有“中原有菽，庶民采之”；公元前5 世纪墨子的文章中载有： “耕家树艺，聚菽粟。是以菽粟多，而民足乎食”。在这一时期的书籍中可以见到菽粟的 记载说明菽、粟在当时生活中的重要作用。 自古以来大豆就是人们的主要蛋白质和油脂来源，早在战国时期已是“民之所食，大 抵豆饭馔羹”，明代李时珍在本草纲目中提到“豆腐之法，始于前汉淮南王刘安”。神 农本草经首次记载了大豆及其药用价值，并列为“中品”。本草纲目中记载，大豆有 涂痈肿、逐水胀、长肌肤、填骨髓等作用。 在2 0 世纪2 0 - 3 0 年代我国是世界最主要的大豆产国。不过近十年来，随着世界各国 对大豆不断重视，再加上农业现代化的普及，目前美国和巴西的大豆产量都已超过我国 1 2 1 。我国大豆产量居世界第四。目前，大豆的综合利用开发已引起国内外的高度关注。 1 9 9 4 年，我国“国家食物与营养咨询委员会”向国务院及有关部委提出了关于我国城乡 实施“大豆行动计划”的建议，得到国务院及有关部委的大力支持，这为我国大豆制品 的研究与开发提供了更广阔的前景i 目。 1 2 大豆胚芽 大豆胚芽是大豆的生殖器官，占大豆总重的2 - 2 5 。谷物的胚芽对于种子有特殊 的生理作用，往往具有较特殊的组成成分和营养价值，如小麦胚芽和玉米胚芽等。大豆 胚芽常常作为一种不必要的产物而被脱除掉，因为大豆分离蛋白的苦涩味主要来自大豆 胚芽。随着大豆深加工的发展，大豆脱胚芽己逐渐成为一种标准的加工工艺，使大豆胚 芽成为大豆加工过程中的一种新的副产物。而我国的大豆食品工业迅速发展，大量的大 豆胚芽被废弃，对大豆胚芽的开发利用还处于起步阶段。 大豆胚芽营养丰富，含有许多种生理活性物质，如大豆异黄酮、大豆皂甙、大豆低 聚糖、维生素e 和甾醇等卜，q 。随着人们对目前国际市场比较热门的保健食品大豆异黄酮， 人们开始对大豆胚芽给予了关注。 自上世纪8 0 年代以来，国外对大豆胚芽的研究与开发逐渐深入，尤其是美国和日本， 在这方面更为活跃。日本开发了大豆胚芽茶1 7 1 ，日本的“富士异黄酮c ”，是从大豆胚轴 分离出来的，经特殊加工、热处理制成的粉末制品，可作面粉的添加剂，应用于糕点、 陕西科技大学硕士学位论文 松脆食品、饼干等，日本生产的“大豆生命素”，该产品富含大豆异黄酮、皂甙、水苏糖 等天然功能性成分。美 s o y h e a l t h 和s c h o u t e n 公司也开发了富含大豆异黄酮的大豆胚芽 食品i s l 。国内对大豆胚芽的研究起步较晚，目前已逐渐呈现。火爆”的态势1 9 1 。从文献报 道来看，国内外对大豆胚芽的研究与开发，均主要集中在大豆胚芽中大豆异黄酮和皂甙 等活性成分，对大豆胚芽油、天然维生素e 、磷脂、植物甾醇等却鲜有报道。近几年来， 植物胚芽油在国际市场非常走俏，如小麦胚芽油胶丸制品每一千克高达3 0 0 0 美元f i 舛。在 西方发达国家，胚芽油制品已经成为人们日常生活中的必须保健品。国内商品化的保健 油脂主要是玉米胚芽油。 保健与功能食品在世界范围内已表现出强劲的发展势头，当今愈是发达的国家，其 种类和用量愈多。随着最近几年全球对功能性食品的不断重视，大豆深加工产品正渗透 于食品、保健、医药等众多领域，大豆的综合开发及精深加工成为国际化的大趋势。大 豆胚芽作为大豆加工过程产生的副产物，对其充分合理利用，有利于大豆综合利用，提 高相应产业的经济效益。 1 3 大豆胚芽油的研究概况 1 3 1 大豆胚芽油的活性成分 大豆胚芽中油脂含量约为1 0 1 4 ，与小麦胚芽油含量相当，比大豆子叶低。大 豆胚芽油中富含天然维生素e ，植物甾醇、不饱和脂肪酸、角鲨烯等生理活性成分。下 面对这些活性成分及其生理功能进行简单介绍。 1 ) 不饱和脂肪酸 大豆胚芽油中的亚麻酸和亚油酸两种不饱和脂肪酸含量高达7 6 4 。这两种脂肪酸 作为必需脂肪酸，它对保持人体组织机能的正常活动是不可缺少的，有许多特殊的生理 功能。并且大豆胚芽油中亚麻酸含量占脂肪酸的2 3 7 ，分别比绿豆、小麦和玉米胚芽 油中亚麻酸含量高出6 7 、1 6 9 和2 3 ，显示出大豆胚芽油具有很高的营养价值f i i 一”， 州( 见表1 1 ) 。 表1 1 大豆胚芽油脂肪酸组成 t a b l 1t h e c o m p o s i t i o no f f a t t ya c i di ns o yg e r m 2 高v i e 大豆胚芽油的制备及其微胶囊化 从表中可以看出，亚麻酸、亚油酸等不饱和脂肪酸占总脂肪酸的8 0 以上。特别是 亚麻酸是所有植物油中含量最高的。亚麻酸和亚油酸具有许多生理功能。 亚麻酸( 也称a 一亚麻酸) 属于- 3 脂肪酸( 即在第三个碳位上开始有双键) 。研究 表明，亚麻酸是维持人类进化和人体健康的必须脂肪酸，它的主要生理功能表现在对心 血管疾病的防治上：a 一亚麻酸另一重要功能是增强机体免疫效应。许多动物试验表明， q 一亚麻酸对乳腺癌、结肠癌、肺癌及肾癌有一定抑制作用：a 一亚麻酸在体内经代谢， 产生被视为“脑黄金”的生命活性因子d h a ( 不饱和脂肪酸二十二碳六烯酸) 和e p a ( - - 十碳五烯酸) ，是构成脑细胞和人体神经、多种激素的主要成分，同时也是合成前列腺素 ( p g ) 和白细胞介素( t c ) 的前体物，可防止皮肤老化、延缓衰老、糖尿病；还可 以抗过敏反应、促进毛发生长等功能。 同亚麻酸一样，亚油酸也是人体必需脂肪酸之一。属于1 1 6 脂肪酸( 即从第6 位上开 始有双键) 。其功能与n - 3 脂肪酸一样，有助于生长、发育及妊娠，特别是皮肤和肾的完 整性及分娩只依赖于n - 6 脂肪酸；亚油酸还具有防治癌症和心血管疾病的功能旧。 2 ) 天然维生素e 大豆胚芽油中维生素e 含量远远高于其它食用油脂，其含量为4 c 5 i ) m g l o o g 。大豆胚 芽油是天然维生素e 含量最高的一种植物油，高出其他植物胚芽油1 胡倍( 见表1 2 ) 。 表1 2 几种植物胚芽油中天然维生素晗量比较，m 1 0 0 9 油1 1 4 t a b l - 2 c o m p a r i s o n o f t h ec o n l e n t o f n a t u r a l v i t a m i n e i ns o l n f g e r m o i l s m g l o o g o i l 天然维生素e 不仅营养丰富、安全性高而且易于吸收，与合成品相比，在组成、生 理特性和生理活性上具有差异，是细胞内的的抗氧化剂，在抑制有毒的脂类过氧化物、 稳定不饱和脂肪酸、维护细胞胞膜、保持细胞完整、抗衰老等方面起着十分重要的作用。 天然维生素e 还具有抗不育、治疗营养不良性贫血、提高刺激性辅酶q 的免疫活性等功效； 能影响核酸和多烯酸的代谢，调节中脑神经系统，促进腺激素的产生，防止致癌游离基 的生成，对动脉硬化、冠心病、脑血栓具有、习侵性流产、内分泌机能衰退、肌肉萎缩、 肝病等均有良好的医疗效果。大豆胚芽油中的天然维生素e ，在不需添加任何抗氧化剂 3 陕西科技大学硕士学位论文 的情况下，就可防止富含不饱和脂肪酸的大豆胚芽油氧化变质，大大延长了其货架寿命。 3 ) 植物甾醇 大豆胚芽油中还富含植物甾醇，含量约为4 撕g ，1 0 0 9 ，从表1 1 种可以看出，其含 量远远高于其他胚芽油和植物油。如表i 一3 列出的不同植物油中甾醇组成，可看出大豆胚 芽油中有较高的甾醇含量i t q 。 表1 - 3 不同食用油中植物甾醇组成( ) t a b l - 3t h ep h y t o s t e r o lc o n s t i t u t i o no fe d d i eo i l s 注：t r - 微量；l q d - 未检出 植物甾醇具有治疗心血管疾病；防止胆固醇沉积、抗哮喘，致顽固性溃疡等作用： 植物甾醇具有阻断致癌物诱发癌细胞形成的功能；植物甾醇具有抗氧化的活性；植物甾 醇还有一个重要的功能是可与在水中形成分子膜的脂质、植物生长激素结合，生成植物 激素植物甾醇核糖核蛋自的复合体，这一复合体能增加原植物激素对环境温度( 包括 进入动物体内后的动物体温) 及在动物体内分解的稳定性，促进动物的蛋白质合成，有 利于动物的健康和生长。其中b 谷甾醇含量最高它具有抗炎活性，在脂肪酸的合成中具 有抗老化的作用i 嘲。 4 ) 角鲨烯 大豆胚芽油中还含有一定量的角鲨烯是三十六碳六烯烃，内服治疗高低血压、贫血、 糖尿病、肝硬化、癌症、便秘、虫牙：外敷治疗扁桃体炎、支气管炎、感冒结核、痛风、 胃溃疡、胆结石、风湿病等。由于它有较好的渗透性、扩散杀菌作用和抗氧化性，是一 种用于化妆品的优良材料。在人体血液和大脑中有一定含量，为人体必需的几种甾醇的 前驱物质。它对细胞膜有特殊作用，是益智功能食品的重要成分1 2 e l 。 5 ) 大豆磷脂 在提取大豆胚芽油过程中，一些磷脂也随之被提取出来，成为大豆胚芽油的伴随物 4 高v e 大豆胚芽油的制备及其微胶囊化 ( 维生素e 、植物甾醇、磷脂等) 。以前大豆磷脂在食品工业中作为天然乳化剂使用，然 而自从它的生理功能为人们所认识以来，它一下子成了保健食品德一种贵重基料。其中 卵磷脂是大豆磷脂中最具营养的组分。它能促进胆固醇和蛋白质分子结合成复合体而存 在于血液中，能减轻血管壁的类脂质浸润，抑制动脉粥样硬化的产生；卵磷脂中的胆碱 能参与脂肪的代谢，可预防脂肪酸由于肝脏排泄缓慢引起的脂肪病变剐。胆碱在体内与 氨基酸、蛋氨酸和其他一些氨基酸的生物合成，可促进脂溶性维生素在体内更好地吸收 等1 4 捌。 1 3 2 大豆胚芽油的开发 1 ) 大豆胚芽油的开发思路 大豆胚芽油富含天然维生素e ，其本身系优良天然抗氧化剂，所含亚油酸和亚麻酸 为不饱和脂肪酸，具有众多生理活性；将大豆胚芽油添加到油脂制品内既可以提高其营 养，又能增强抗氧化性能；另外，作为油原料组份的大豆胚芽油可应用于绝大多数化妆 品，如口红、唇膏、胭脂、防洒霜、护肤乳液、浴波、发波、护发膏、指甲油等等。用 于皮肤保养、护发等，确有保健肌肤之功效。 大豆胚芽油可与果汁、发酵乳、甜味料、天然胶体类等配制成各种健康饮料：可添 加至面包、饼干、麦芽糖、软糖等糖果糕点中强化制品营养性；也可添入酸乳酪、全脂 奶粉等乳制品内，增强乳品抗氧化性；还可以加到前列腺激素等激素内，增效激素活性 等。 将大豆胚芽油制成胶丸，具有保存性好、携带和口服方便、品种繁多等特点，即可 将大豆胚芽油单独或者与其他具有生理活性的脂肪酸( 鱼油等) 及脂溶性维生素( 维生 素a 、维生素e ) 营养物质相配制成胶丸或软就胶囊食用，这样不仅充分发挥了大豆胚芽 油的营养功能，也可增加其他脂肪酸及其维生素e 的稳定性。这样的胶丸制品可以作为 保健食品，也可以开发利用其对老年病的治疗功能，使产品大幅增值。 将大豆胚芽油通过微胶囊化技术制成粉末油脂，这样可以使大豆胚芽油的物理形态 发生改变，改善水溶性和分散性，增强氧化稳定性，使其便于利用、运输和保存，可以 作为营养强化剂添加到其他食品中，丰富营养的同时，也使食品具有了一定保健功能。 2 ) 大豆胚芽油的开发前景 目前对营养如此丰富，功能性好的大豆胚芽油的开发却是空白。我国大豆胚芽的研 究与开发处于起步阶段，市场上并没有大豆胚芽油的销售。因此，提出利用用大豆胚芽 制备大豆胚芽油这一课题将大豆胚芽的深加工与功能性食品的开发有机结合，开发保健 食品，必将对食品、医药、和保健品、化妆品等行业产生重大影响，可走向国际市场， 创造巨大的经济和社会效益。加速这一丰富资源的开发利用，提取大豆胚芽中油，对大 豆资源的利用增值，提高我国人民的膳食营养与健康水品都有十分重要的意义。无论在 5 陕西科技大学硕士学位论文 国内，还是国外，其发展前景都是广阔的。 1 4 油脂的研究概况 1 4 1 油脂的制取 油脂是人民生活的必需品，其含热量高，营养丰富，含有人体所必需的不饱和脂肪 酸如亚油酸、亚麻酸、油酸，油溶性维生素等对人体有重要生理功能。除食用外，还广 泛应用于各种工业产品中，如增塑剂、乳化剂等。因此，食用植物油是农产品中的大宗 产品，是关系国计民生的重要商品。我国是世界上最大的食用油需求国和世界第一大食 用油生产国1 2 4 1 。 油脂制取是植物油料加工与开发的关键环节。可以用于提取油脂的原料大多是植物 的种子或坚果。大豆、花生、油菜籽、棕榈果等；近年来，随着功能性油脂的开发，一 些植物胚芽也相继成为制取油脂的原料。比如说小麦胚芽、玉米胚芽等。谷物胚芽油产 品也受到青睐。大豆胚芽含油量在l o - 1 4 ，与小麦胚芽含油量相当，所以大豆胚芽也可 以作为提取油脂的原料。油脂的制取就是将油料中油脂与其他成分进行分离，得到毛油。 下面就对油脂的制取方法和工艺作一介绍。 1 ) 压榨法 压榨法是借助机械外力的作用，将油脂从油料中挤压出来的取油方法，目前是国内 植物油脂提取的主要方法之一。在压榨制油过程中，主要发生的物理变化，如物料变形、 油脂分离、摩擦生热、水分蒸发等。然而，在压榨过程中，由于温度、水分、微生物等 影响，同时也会产生某些生物化学方面的变化，如蛋白质变性、酶的破坏和抑制、某些 物质的结合( 如游离棉酚氨基酸的结合) 等嘲。 压榨法适应性强，工艺操作简单，生产设备维修方便，生产规模大小灵活，适合各 种植物油的提取，同时生产比较安全；压榨法存在出油率低，劳动强度大，生产效低的 缺点并且由于榨油过程中有生坯蒸炒的工序，豆粕中蛋白质变性严重，油料资源综合利 用率低1 2 s 。 按照制油设备来分，压榨法提油有液压机榨油和螺旋机榨油两种。液压榨油机又可 以分为立式和卧式两类，目前广泛使用的是立式液压榨油机1 2 6 1 。液压榨油工艺如下鲫： 原料一清洗一轧饼一蒸饼一包饼一压榨一油饼一碎饼一再次压榨油一粗滤一毛油 2 ) 浸出法 浸出法是一种较先进的制油方法，它是应用固液萃取的原理，就是利用能溶解油脂 的有机溶剂，通过润湿、渗透、分子扩散的作用，将料胚中的油脂提取出来，然后再把 进出的混合油分离而取得毛油得过程嗍。目前多采用预榨饼后再浸提。其基本过程是： 原料一清洗一压饼一压榨一预榨饼一浸提一混合油一除残渣和豆粕一混合油一蒸 6 高v e 大豆胚芽油的制备及其微胶囊化 发、气提一毛油 目前国内常采用的溶剂一般为6 号或4 号抽提溶剂。其中6 号溶剂主要成分为六碳的烷 烃和环烷烃，沸点在6 0 9 0 c ，没有干点温度，9 0 c 时仅能保证9 8 的回收率，剩余的 2 的高沸点溶剂对饼粕食用营养卫生安全质量有影响。目前国内已经有人开用丙院、丁 烷等作为溶剂提取小麦胚芽油的研究。丙、丁烷在常温下为气体，加压后为液沐，在常 温和一定压力下( o 3 0 8 m p a ) 用混合溶剂逆流通过小麦胚芽片，然后使混合油和粕中溶剂 减压汽化，分别与油和粕分离，气化溶剂可循环使用，脱除溶剂时基本不需加热 2 9 1 。温 度在4 0 以下，有效保持了小麦胚芽中的其他营养成分不变性，脱脂后的柏残油率小于 0 8 ，外观白色，蛋白质含量3 1 3 5 ，这种方法式适合一些特种油脂( 如玉米胚芽 油、大豆胚芽油等) 的分离提取，油脂中有效成分不被破坏，所得的蛋白粕可以用于深 加工，有很好的发展前景；还有油料生坏挤压膨化后直接进行浸出制油的研究，生坯挤 压膨化后，多孔性增加，酶类被钝化，溶剂对料层的渗透比和排泄性都大为改善，浸出 溶剂比减小，浸出速率提高，混合油浓度增大，湿柏含溶降低，浸出毛油品质提高，出 油率大大提高。国外大都生胚膨化浸出工艺已广泛应用，菜籽和棉花籽的膨化浸出工艺 也开始得到应用，我国对这一技术的研究和应用也有了较大的进展l 雏3 1 1 。 浸出法具有出油率高，粕中残油率低，劳动强度低，生产效率高，粕中蛋白质变性 程度小，质量较好，容易实现大规模生产和生产自动化等优点。其缺点为浸提出来的毛 油含非油物质较多，色泽较深，质量较差，且浸出所用溶剂易燃易爆，而且具有一定毒 性，生产的安全性差以及会造成油脂中溶剂的残留。这些缺点通过靠改进工艺、开发新 溶剂和完善生产管理都将会被逐一克服。因此，与压榨法比较，浸提法提油是一种更先 进的提油方法i z z i 。 3 ) 超临界二氧化碳萃取j 去l n * * 碉 超临界流体萃取方法是利用超临界流体具有的优良溶解性及这种溶解性随温度和压 力变化而变化的原理，通过调整气体密度来提取不同物质。超临界c 0 2 萃取植物油脂的 主要优点有：第一，在浸出过程中，油脂溶解、分离及回收均可采用减压和升温的方式， 使工艺简化，节约能源；第二，在整个过程中，温度保持在5 0 左右，不会使热敏性的 油料蛋白质变性和具有一些生物活性的物质受到破坏，有利于油料蛋自质的开发利用和 一些特殊功能性油脂的提取和利用；第三，c 0 2 作为萃取溶剂、资源丰富、价格低、无 毒、不燃不爆，不污染环境。 近三十年来，国外在超临界c 0 2 萃取植物油脂的基础理论研究和应用开发上都取得 了一定的进展。对超临界c 0 2 提取大豆油、小麦胚芽油、玉米胚芽油、棉籽油、葵花籽 油、红花籽油等都做了系统的研究。制造出容积超过1 0 0 0 l 的提取装置。并在特种油脂 方面己有工业化生产。德国、日木、美国在这方面处于领先地位。我国科技晃对超临界 7 陕西科技大学硕士学位论文 流体萃取技术也倍加关注，国家自然科学基金委员会也对其进行了大力支持，短短几年 内，我国在超临界流体萃取的工艺方面进行了大量的研究，并积累了许多有价值的经验。 从前三届全国超临界流体技术学术及应用研讨会的内容及其它相关文献来看，我国对超 临界流体萃取的应用研究主要集中在食品、香料、中草药、色素等的精制和提纯，例如： 超临界c 0 2 萃取大豆油、小麦胚芽油、玉米胚芽油、棉籽油、葵花耔油、红花籽油、石 菖蒲挥发油、葡萄籽油、姜黄油、枸杞籽油、亚麻籽油、苦杏仁油、猕猴桃籽油、沙棘 油、苏籽油、柑桔皮油、卵磷脂、d h a 和e p a 、大蒜油、辣椒油、茶籽油；超l 临界二氧 化碳萃取薄荷醇、茉莉精油、桂花精油；超临界二氧化碳萃取砂仁、当归油、银杏黄酮、 丹参、幽醇、大黄酸、番茄红色素、银杏叶花青素等i n 一* “l 。在提取设备方而己生 产出了1l 一1 0 0 0 l 的超临界c 0 2 提取装置，但对这些萃取工艺的研究大部分仅集中于 小试阶段，真正能工业化的工艺还不够成熟，尚待于进一步研究。国内对基础研究甚少， 还需要广大科研工作者共同努力，以适应开发的需要。 超临界c 0 2 萃取植物油脂所必需的耐高压的昂贵没备，以及生产成本高，不易操作， 间歇操作，一次的处理量小等不足之处一定程度上限制其工业化的生产。但是随着科技 的进步和发展，这些问题终究都会有一个比较完美的解决。 综上所述，从超临界流体萃取技术的特征、发展、应用及工业化概况中可看出，超 临界流体萃取技术具有选择性高、操作温度低、工艺简单等方面的优势，作为一种新兴 的分离技术，具有广阔的应用前景。 4 ) 酶法 ，酶法提油是一种较新的油脂与蛋白质分离的方法。它将酶制剂应用于油脂分离。通 过对油料细胞壁的机械破碎作用和酶的降解作用提高油脂的提取率。与传统提油工艺相 比水酶法提油工艺具有处理条件温和，工艺简单、能耗低、并且能同时得到优质的植物 油脂和纯度高、再利用性强的蛋白质等优点睁4 , 3 。 国外在这方面的研究较早，1 9 8 3 年f u l l b r o o k 等人用蛋白水解酶和对细胞壁有降解作 用的酶从西瓜籽大豆和菜籽中制取油脂和蛋白质1 4 4 1 ，研究表明；水酶法提油时，大豆油 回收率可达9 0 ，菜籽油为7 0 7 2 ：1 9 8 6 年m c g l o n e 等人用聚半乳耱醛酸酶、a 淀粉 酶和蛋白酶提取椰子油t t s l ，油脂收率为7 4 8 0 。1 9 8 8 年s o s u l s k i 对c a n o l a 油料进行酶 解预处理后再进行己烷浸出，可明显缩短浸出时间，提高浸出效率。1 9 9 3 年s o s u l s k i 等人 对c a n o l a 油料先进行酶处理后再进行压榨，未经酶处理的c a n o l a 压榨出油率仅为7 2 ，经 过酶处理后可达9 0 - - 9 3 1 q 。1 9 9 6 年c h e m a n 等人用纤维素酶、a - 淀粉酶、聚半乳糖醛 酸酶和蛋白酶对椰子进行水酶法提油，油脂收率为7 3 8 t , n 。国内唐年初等人用水酶法对 玉米胚芽进行提油，油脂收率为8 3 6 7 ，酶的应用增加了油脂提取回收率，油脂回收率 达8 0 ，且品质优良嗍。同时王瑛瑶、王璋等进行了水酶法提取花生蛋白质和花生油的 8 高v e 大豆胚芽油的制各及其微胶囊化 研究。张慧敏、孙容芳等用水酶法萃取杏仁油，得到的油不仅比浸出法得到的油油质 更好，且达到了既萃取油又减少蛋白质变性程度的目的嗍。这些研究为水酶法应用于同 时进行油脂和蛋白质的分离作了理论上和实践上的尝试。 5 ) 反胶束萃取技术 反胶束是指分散于连续有机溶剂介质中的包含有水分子内核的表面活性剂的纳米尺 寸的聚集体，反胶束也称逆胶束或反胶团。一般是将表面活性剂溶于水中，并使其浓度 超过临界胶束浓度( c m c ) 时会形成聚集体，这种聚集体属于正常胶团。若将表面活性剂 溶于非极性的有机溶剂中并使其浓度超过临界胶束浓度便会形成与上述相反的聚集体， 即反胶束。在反胶束中，表面活性剂的非极性尾在外，与非极性的有机溶剂接触，而极 性头在内形成一个极性核。根据相似相溶原理，该极性核具有溶解极性物质的能力，如 蛋白质、酶、盐、水等分子。如果极性核溶解了水之后就形成了。水池”，此时反胶束也 称为溶胀的反胶柬i $ 1 1 。 用反胶束系统萃取分离植物油脂和植物蛋白质的基本工艺过程为，将含油脂和蛋白 质的原料溶于反胶束体系，蛋白质增溶于反胶束极性水池内，同时油脂萃取入有机溶剂 中，这一步称为前萃，然后用水相，通过调节离子强度等，使蛋白质转入水相，离心分 离，实现反萃。这样将传统工艺的提油得粕再脱溶的复杂冗长流程，改进为直接用反胶 束系统分离油脂，工艺过程大为缩短，能耗大为降低。反胶束分离过程中，蛋白质由于 受周围水层和极性头的保护，蛋白质不会与有机溶剂接触，从而不会失活。避免了传统 方法中蛋白质容易变性的缺点i s 2 1 。国内的对这方面也作了一些研究：程世贤等人用a o t ( 丁二酸异新酯磺酸钠) 一正己烷一氯化钾反胶团提取大豆中的蛋白质和豆油，分析大 豆和反胶团质量体积比、萃取时间、温度、p h 值和盐浓度等因素对蛋白质的萃取和反萃 取的影响结果表明大豆蛋白质的萃取率最高达9 6 9 ，豆油的萃取率为9 0 5 ；陈复生、 赵俊庭等人用a o t