27-刘喆 食材的深加工与健康饮食.doc

食材的深加工与饮食健康亚麻籽油的提取新工艺及健康饮食刘 喆，崔宝玉，阚 侃，刘 玉(黑龙江省科学院大庆分院新材料与精细化工研究所，163318)摘要：食用油是人体是必需脂肪酸及维生素E的主要来源，也是脂溶性维生素吸收必不可少的物质。人们经常食用的豆油、花生油、菜籽油中以亚油酸为代表的-6脂肪酸含量丰富，而以-亚麻酸为代表的-3脂肪酸含量很低，结果造成了人体必需脂肪酸的比利失调，导致心脑血管等代谢疾病的发生。因此，补充-3系列的-亚麻酸对预防代谢疾病的发生具有重要意义。亚麻籽油中a-亚麻酸的含量高达62.0，是来源丰富、价格便宜的保健油。本文介绍了超临界萃取这种提取亚麻油的新技术，并介绍了亚麻籽油在健康饮食方面的独特作用。关键词：亚麻油；超临界；萃取亚麻，亦称胡麻，是世界十大油料作物之一。亚麻籽油中的不饱和脂肪酸高达70%以上，其中油酸含量10-30%，亚油酸含量10-30%，-亚麻酸含量45-65%1。-亚麻酸在心血管疾病的防治、降低血液胆固醇、增强机体免疫力等方面具有重要作用。亚麻油的常规提取方法主要有以下几种：压榨法、溶剂浸提法、水剂法和水酶法。但是上述的几种常规的提取方法均在一定方面存在不足：压榨法的出油率低，以亚麻籽为例，其收率（提取出油的质量/亚麻籽的质量）约为20%；溶剂浸提法的收率虽然较高（可达30%以上）,但需要多项精炼处理,且有溶剂残留问题; 水酶法提取条件要求严格,且提取时间长。超临界流体(SCF)是指当物质的温度高于其临界温度、压力时形成的流体。以超临界流体作为溶剂进行萃取的操作称为超临界流体萃取。迄今为止，人们用已经对很多植物籽油的超临界CO2萃取展开了研究2-11，包括葡萄籽油、沙棘籽油、南瓜籽油、番茄籽油、紫苏籽油、葵花籽油、猕猴桃籽油、茶籽油。本文对超临界萃取亚麻籽油的工艺进行了研究并探讨其在健康饮食方面的作用。1 实验部分1.1 原料、设备和仪器油用亚麻籽，黑龙江省科学院大庆分院亚麻基地；HA121-50-01型超临界萃取设备，江苏华安超临界流体萃取有限公司；FA1104N型电子天平，上海民桥精密科学仪器有限公司；DZF-6050型真空干燥箱，上海益恒科技有限公司；FW100型高速万能粉碎机，天津泰斯特仪器有限公司1.2 亚麻油的萃取实验（1）将亚麻籽原料精选、粉碎、烘干（2）称取干燥的亚麻籽装填至萃取柱（3）开启超临界装置，进行萃取（4）定时从分离柱收取萃取出的亚麻油，称重2 结果与讨论2.1 萃取压力对亚麻油收率的影响在萃取温度为40、流量为20kg/h的条件下，固定分离室和压力为6MPa，改变萃取压力进行实验，结果见图1。增加压力可以增加CO2的密度，减少物质间传质距离，有利于萃取。实验结束时，压力越高，收率越大。但50 MPa并不比40 MPa的收率有明显的提高，因此萃取压力为40 MPa是较为理想的条件。图1 萃取压力对收率的影响Fig.1 Pressure influence on yield 2.2 萃取温度对亚麻油收率的影响在萃取压力为30 MPa, 流量为20kg/h，分离室和压力为6MPa的条件下改变萃取温度进行实验，结果见图2。对比图1可以看出，相对于萃取压力，萃取温度对收率的影响较小。温度对实验的影响比较复杂，主要表现在两方面：一是温度对超临界流体密度的影响，随着温度的升高，流体的密度下降，导致流体的溶剂化效应下降，使萃取物在其中的溶解度下降；二是温度对萃取物蒸气压的影响，随着温度的升高，萃取物蒸气压增大，其扩散系数和传质系数都会增大，有利于萃取。图2 温度对收率的影响Fig.2 Temperature influence on yield2.3 CO2流量对亚麻油收率的影响在萃取压力为30 MPa,分离室和压力为6MPa的条件下，改变CO2流量进行实验。由图3可以看出，亚麻籽油的收率随着CO2流量的增加而增加，当萃取流量达到30kg/h时，收率达到最大值，这是因为随着流量的增加, CO2通过料层的速度加快, 传质速率提高, 从而提高萃取速度。继续加大流量亚麻籽油的收率反而减小。CO2流速的增大导致超临界CO2流体在萃取釜中与原料接触时间相应减少，不利于萃取能力的提高。本实验结果表明，流量为30kg/h较为适宜。图3 CO2流量对收率的影响Fig.3 Flux of CO2 influence on yield2.4 时间对亚麻油萃取率的影响在萃取柱压力30MPa、温度40,分离柱压力8MPa、温度35，分离柱压力8MPa、温度35的条件下进行实验。考察单位时间(20min) 亚麻油收率（单位时间提出油的质量/亚麻籽质量）的变化，结果如图4所示。图4 单位时间收率的变化Fig.4 Yield vs. time可以看出，单位时间的收率先增大，后减小，在6080min左右存在最大值。这是因为开始阶段作为溶剂的CO2还未充分地扩散，于溶质分子（亚麻油）周围形成包裹层。亚麻籽的装填密度较高也为CO2的扩散增加了阻力。但经过一段时间后，CO2与溶质之间的传质速率达到最大，此时单位时间的收率也最大。随着时间的推移，亚麻籽的含油量减小，单位时间的收率也逐渐减小。2.5 脱胶处理对收率的影响亚麻籽含有约10%的水溶性的亚麻胶，将亚麻籽先进行脱胶处理,再经过超临界萃取，将实验结果与未经过脱胶处理的结果对比，如图5所示。可以发现，单位时间的收率并没有增加的过程，而是在开始阶段就达到最大值。因此脱胶处理可以减小CO2与溶质之间的传质阻力，使传质速率迅速达到最大值，缩短了提取时间。考虑到脱胶后亚麻籽质量会减轻，因此脱胶后的总收率应比未提胶的略高。图6为总收率（提出油的质量/亚麻籽质量）随时间的变化，脱胶后的总收率始终比未脱胶的高5%左右，因此脱胶处理不会造成亚麻籽油的损失。图5单位时间收率的变化Fig.5 Change of yield of unit time图6总收率随时间的变化Fig.6 Change of yield 3 亚麻油质量检测检测超临界萃取出的亚麻油的各项指标，如表1表4。采用超临界萃取得到的亚麻油品质稳定，色泽亮丽，完全达到食用油标准。表1 亚麻油酸值编号酸值平均值10.480.5020.5230.4740.4950.53表2 亚麻油碘值编号碘值平均值1175.17174.892174.833174.504174.895175.05表3 亚麻油皂化值编号皂化值平均值1196.29196.032195.903196.174196.395195.41表4 亚麻油比重编号比重平均值10.91700.926320.924730.918940.934950.93604亚麻油与健康饮食随着科学技术的进步，亚麻的营养价值和保健功能引起了医疗、食品、农业等许多领域科学家的关注。大量的研究结果表明，亚麻油是一种优质食用油，富含一亚麻酸及各种不饱和脂肪酸，在人体内可直接转化成DHA 和EPA。亚麻油中含48%的亚麻酸，这是植物油中最高的，是一种经济实用的“深海鱼油”。众所周知，“鱼油”指EPA和DHA，是由海里的-亚麻酸（主要含在海藻中）在鱼的体内变成的。人服用-亚麻酸（主要含在亚麻油中），在体内也会合成EPA和DHA。所以食用富含a-亚麻酸的亚麻油，就可以起到类似吃“鱼油”的效果；修复更新脑神经细胞膜的不饱和脂肪酸链，起到健脑、促智、降血脂、抗血小板聚集、扩张小动脉和预防血栓形成等。因此可见，亚麻油真是油中珍品！近年经研究和临床实验，证实亚麻籽油有以下功用：1.肌肤娇柔亮泽 改善皮肤脂肪含量，使肌肤更幼滑、滋润、柔软有弹性，同时令皮肤呼吸及排汗正常，减轻种种皮肤问题。3.改善女性经前综合症有许多女性经前综合症的例子，例如痛经等，症状都在每天吃了新鲜的亚麻籽油后完全消失，当然需要配合维他命及矿物质。 4.提升抗压力欧米伽3可减少身体受压力时所产生的有害生化学物质的影响，稳定情绪，保持平静心态，减少忧郁症及失眠症。5.减轻过敏反应欧米伽3有助减轻过敏反应，但由于整个身体要重新组织，要将过敏彻底消除需一段较长时间，更要全面性的营养辅助。7.改善关节炎实验证明，欧米伽3对治疗及防止关节炎有极大作用。60%风湿关节炎患者接受欧米伽3及6脂肪酸治疗后，可以完全停止食用非类固醇的抗炎药物，而另外有20%则可次将非类固醇抗炎药物减半。8.改善器官组织发炎欧米伽3对预防器官组织发炎有很大帮助，其中包括脑膜炎、腱炎、扁桃腺炎、胃炎、回肠炎、结肠炎、动脉炎、静脉炎、摄护腺炎、肾脏炎、脾脏炎、肝炎、胰脏炎、耳炎等，还有癣及疮。9.降低胆固醇欧米伽3可降低血液中高胆固醇25%及三酸甘油脂65%，将多余的低密度胆固醇(LDL)转变成胆酸排出体外。10.减低心脏负荷可降低高血压，减少血脂含量，同时提高不饱和脂肪酸的水平，改善血液浓度，减低血液的黏性，保持血液的流动性，预防血管阻塞及有关疾病。此外，亦能阻止血液凝结，预防中风(心脑动脉堵塞)、心脏病(心脏动脉堵塞)、肺脉栓塞(肺部动脉堵塞)及血管表面病症(即疸疮)。11.改善滞水症帮助肾脏排除钠和水份。滞水症通常出现在脚踝肿胀、某种情形的过重、经前综合症、后期癌症和心脏血管症等。12.改善肾功能欧米伽3调整前列腺素，促进肝、胰及脾脏分泌，令身体代谢运作正常。13.改善便秘改善肠脏功能，增加吸收能力，增加肠的蠕动能力使排便正常，减少便秘。14.促进细胞健康改善细胞膜的水份和弹性，增加细胞呼吸和营养交换功能，并加强身体细胞修补及愈合能力，使细胞健康，减低癌病机会。15.促进脑筋灵活增加脑部传递介质，加强脑部活动功能，令脑部运作更有效，学习思考能力更佳。5结论联合国粮农组织1976 年宣布将- 亚麻酸作为人类食物中的必要成分。德国和日本等国已将亚麻油或- 亚麻酸及其衍生物作为药物或食品添加剂，用来预防和治疗脑血栓、高血脂症、高血压、过敏性疾病、癌症等多种疾病。美国国立癌症研究所已将亚麻籽油列为抗癌食品。目前, 亚麻籽油的保健和药用功效被世界各地广泛重视。随着超临界萃取亚麻子油的提取工艺不断成熟，更高质量的亚麻籽油必将走进百姓的日常生活中。参考文献：1郭忠贤,赵毅,苏占明,等.亚麻籽油的开发利用J.农产品加工, 2005, 36(4): 74-75.2Yin Jian zhong, Xu Q, Wei W, et al. Experiments and Numerical Simulations of Supercritical Fluid Extraction for Hippophae rhamnoides LSeed Oil Based on Artificial Neural NetworksJ. Ind. Eng. Chem.Res.,2005(44): 7420-7427.3Gomez AM, Lopez C P, Ossa EM. Recovery of grape seed oil by liquid and supercritical carbon dioxide extraction: a comparison with conventional solvent extractionJ. Chem. Eng. J.,1996(61):227-231.4董海洲,万本屹,李宏,等.超临界CO2流体技术萃取葡萄籽油的研究J.食品与发酵工业, 2001,28 (13): 35-39.5卢明春,包永明,宋建国,等.超临界CO2萃取沙棘油工艺条件的优化J.大连轻工业学院学报, 1999,18(1):48-54.6沈心好,许时婴.超临界CO2萃取番茄籽油J.无锡轻工大学学报,2004,23(6):1-5.7孙庆杰,丁霄霖.超临界流体萃取番茄籽油的研究J.中国油脂,1998,23(3):12-14.8周继亮,钟宏.超临界流体CO2萃取南瓜籽油的初步研究J.安徽化工, 2002(4):21-23.9Bernardo-Gil MG, Lina M. Cardosolopes. Supercritical fluid extraction of Cucurbita ficifolia seed oil J. 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