小麦胚芽油超临界萃取.doc

超临界CO2B萃取小麦胚芽油工艺研究摘要：超临界CO2对小麦胚芽进行超临界萃取。以小麦胚芽油得率为考察指标，考察了萃取压力、温度、时间、小麦胚芽粒度4个条件对超临界CO2流体萃取小麦胚芽油的影响。结果表明萃取压力30MPa，萃取温度45，小麦胚芽粒度为100目的条件下萃取1.5h为最佳工艺，小麦胚芽油得率达11.2%。关键词：超临界CO2；小麦胚芽油；萃取Technological Study on Extraction of Oil from Wheat Germ by Supercritical CO2Abstract: The oil of wheat germ was extracted by supercritical carbon dioxide. With wheat germ oil yield as index, single factor experiment was used to study the influences of extracting conditions on the yield of oil,as extraction pressure, temperature, time and condition of wheat germ size.The optimum extracting parameters were established with extracting pressure of 30MPa, extracting temperature of 45 , wheat germ granularity for 100 purposes and the extracting time of 1.5 h. The optimum technology for supercritical CO2 extraction of oil from wheat germ was high efficient, and the yield of wheat germ oil was up to 11.2 %.Key words: supercritical COB2B extraction;wheat germ oil. extraction小麦胚芽是小麦制粉的副产品，是小麦籽粒中生理活性最强的部分，其含量占麦粒重量的231。小麦胚芽含有多种营养成分，如胚芽蛋白、胚芽油脂、维生素、矿物质等，被誉为天然的营养宝库2。小麦胚芽油约占小麦胚芽干重的10左右，由于其富含许多不饱和脂肪酸，维生素E、亚油酸、二十八碳醇、磷脂和一些脂溶性色素等，是一种品质极高的高级营养保健油，其主要功能有改善人体的机能状态、促进人体微循环、降低血脂，对预防及辅疗心脏病、高血压、高血脂、动脉硬化、糖尿病有一定功效，还具有充沛精力，滋润养颜，防老抗衰，减少疲劳的作用3。超临界CO2萃取技术具有操作简单、节能环保、操作温度低、萃取效率高等优点，作为一种环保型的绿色分离技术现已在天然产物提取研究中得到广泛应用4。本研究以CO2超临界装置萃取小麦胚芽油得率为考察指标，对萃取涉及的压力、温度、时间，小麦胚芽颗粒度大小等主要工艺参数进行了实验探讨，确定超临界CO2萃取小麦胚芽油的最佳工艺条件，为小麦胚芽油CO2超临界萃取的工业化生产提供技术参考。1 材料与方法 1.1 材料小麦胚芽（匈牙利ZELE公司提供的60目、80目、100目、120目）；CO2气体，纯度99.0 %。1.2 设备CQ-1超临界CO2萃取装置（贵州航天乌江机电设备有限责任公司）1.3 方法称取500g粉碎好的小麦胚芽粉末装入1L萃取釜, 设定超临界COB2B萃取的各工艺参数，打开制冷装置、萃取釜和分离釜的加温装置。当各温度达到设定值后，打开二氧化碳加压泵加压到所需萃取压力，调整COB2B流量一定，循环萃取。固定分离釜压力5.5MPa，分离温度40。CO2超临界萃取流程：小麦麦胚称重装料于萃取柱密封升温、升压CO2循环萃取降压收集小麦胚芽油。2 结果与讨论2.1 萃取压力的影响固定萃取温度45、小麦胚芽粒度为100目、萃取时间2h，分别在20、22、25、28、30、35Mpa压力条件下进行萃取，重复实验三次，结果见图1。图1 萃取压力对小麦胚芽油得率的影响 由图1结果显示，小麦胚芽油的得率随着压力的增大而增加，在20-25MPa时得率随压力的增大而变化不是很大；但超过25MPa后，25-30MPa小麦胚芽油得率由8.3%增大到11.4%，得率明显增大；3035MPa小麦胚芽油的得率由11.4%增到11.6%，几乎无明显变化。萃取压力是影响超临界二氧化碳萃取的重要参数之一。萃取压力对超临界二氧化碳萃取的影响主要通过改变的二氧化碳密度来实现。因为，超临界二氧化碳的溶解能力与其密度成正比，COB2密度直接影响其对油脂的溶解能力。在可溶性压力(即开始溶解时的压力)和最大压力范围内，萃取压力增大，COB2的密度也随之增大，油脂的萃取率会随之增加。但萃取压力和油脂萃取率之间并非呈线性关系，当萃取压力增大到一定程度时，溶解能力增加缓慢，因而COB2溶解能力和油脂的萃取率提高幅度变小。但是，随着萃取压力的提高，设备的费用和操作成本也相应提高，增加投资成本5。故30MPa为萃取小麦胚芽油的最佳萃取压力。2.2 萃取温度的影响固定萃取压力30MPa、小麦胚芽粒度100目，萃取时间为2h，分别在40、45、50、55温度条件下进行萃取，重复实验三次，结果见图2。图2 温度对小麦胚芽油得率的影响由图2可见，开始时随着温度的升高小麦胚芽油的得率逐渐增大，当温度达到45时得率最大，为11.4%，超过45后，在50得率为10.8%，55时得率降为10.2%，挥发油得率随温度的升高反而下降了。温度也是影响COB2密度的重要因素，而CO2密度越大则其对油脂溶解度越大。在一定萃取压力下，温度越高，CO2密度越低，溶解能力也就越差6。故当温度超过一定值后，小麦胚芽油的萃取率反而降低了。另外，CO2的临界温度为31.2，当温度低于这个临界值时，CO2对油脂的溶解能力变低。因此，一般萃取温度必须高于CO2的临界温度。从实验数据可得，萃取温度为45是萃取小麦胚芽油最佳温度。2.3 小麦胚芽粒度的影响固定萃取压力30Mpa，萃取温度45，萃取时间为2小时，分别在小麦胚芽粒度为60目，80目，100目，120目条件下进行萃取，重复实验三次，结果见图3。图3 粒度对小麦胚芽油得率的影响由图3可见，粒度不同小麦胚芽油得率也不相同，当粒度为60目时，得率仅为7.7%，80目时为8.9%，100目时得率最大为11.4%，120目时为11.6%。粒度也是影响萃取率的一个重要因素7。从实验数据中看出，粒度从60目增至100目，油脂得率明显增大，但超过100目，由于粉末过细，萃取物相互之间接触过密，没有空隙，会加剧二氧化碳流体与物料界面的热效应，增大物料的堆积密度，使通透性变差，致使CO2气体只沿阻力小的线路穿过料层，形成许多针孔，同时也在压力作用下迅速结成微密的硬块，出现萃取物板结，得率明显下降。同样如果粒度过粗，物料与CO2气体接触面积减小，萃取速度变慢，萃取量减小8。故结合实验数据，得出当小麦胚芽粒度为100目是最佳萃取粒度。2.4 萃取时间的影响固定萃取压力30MPa、萃取温度45，粒度为100目的小麦胚芽分别在0.5、1.0、1.5、2.0h时间点收集萃取物，重复实验三次并计算挥发油得率，结果见图4。图4 萃取时间对小麦胚芽油得率的影响图4结果表明，随着时间的增加挥发油的得率逐渐增加，在0.5-1.5h时收率增加很快，得率-萃取时间曲线几乎呈线性变化，到1.5h时已达11.2%，2h时后基本无产物，得率基本保持不变。因此，为提高效率，节约能源，选取适宜时间为1.5h。3结论通过多次实验,对小麦胚芽进行超临界二氧化碳萃取的各个参数进行研究分析,根据实验结果,可得出超临界二氧化碳萃取小麦胚芽油最佳工艺参数:萃取压力30MPa,萃取温度45,萃取时间1.5h，小麦胚芽粒度为100目。在此条件下，小麦胚芽油的得率为11.2%。这一结果，对小麦胚芽油的工业化生产提供了较好的理论依据。参考文献：1葛毅强，蔡同一小麦胚芽及其综合利用的研究进展J粮食与饲料工业，2000(8)：362 许远，吴彦，谈凯.利用C02超临界装置萃取小麦胚芽油的研究J.安庆师范学院报，2009（5）：63-66.3 李巧玲，王亚昆. 超临界流体萃取技术的研究进展J. 华北工学院学报，1998，19(3)：238-240.4曾凡坤，钟耕，刘述斌，等小麦胚芽油浸提条件研究J食品与机械，2001(1)：1O一