1、分子蒸馏技术富集猕猴桃籽油中 alpha 亚麻分子蒸馏技术富集猕猴桃籽油中-亚麻酸的研究2010年06月03 日李婷婷吴彩娥 许克勇 李元瑞 【摘要】采用分子蒸馏技术对猕猴佻籽油中的a一亚麻酸进行了 富集 研究。通过正交试验对影响分子蒸馏的主要因素，即蒸馏压力、蒸馏温度、进料速度、刮膜转速进行了优化，得到刮膜式分子蒸馏装置 富集 猕猴桃籽油中a一亚麻酸的最佳工艺参数为：蒸馏压力30 Pa，蒸馏温度110 C，进料速度2O滴rain，刮膜转速400 rrain，在此条件下a一亚麻酸的质量分数提高到8369 ；4级分子蒸馏后猕猴桃籽油中a一亚麻酸质量分数达到8627 。 关键词：猕猴桃籽油分子蒸馏
2、a一亚麻酸 富集中图分类号：TQ22513；TQO283 1；TS2251 9 文献标识码：A Study on Enriching cx-Linolenic Acid from Kiwi Fruit Seed Oilby M olecular Distillation TechnologyLi Tingting W u Caie Xu Keyong。Li Yuanrui。(1Nanjing Forestry University 2South China University of Technology3Northwest F University)AbstractThe technolog
3、y of enriching 一linolenic acid from kiwi fruit seed oil by molecular distillationhas been studied The influence of distillation pressure，distillation temperature，feed rate andagitating speed on the purity of a-linolenic acid were analyzed by the orthogonal testTheoptimum operating conditions were de
4、termined，which is distillation pressure of 30 Pa，distillation temperature of 110 C，feed rate of 20 dropsmin and agitating speed of 400 rrainThe content of a-linolenic acid of kiwi fruit seed oil reached up tO 8369 under the optimumconditions and a-linolenic acid was purified up tO 8627 by a four-sta
5、ge molecular distillationsKey words Kiwi fruit seed oil，M olecular distillation，a-linolenic acid，Enrichment 引言 分子蒸馏技术是一种新型的液一液分离技术，是利用混合物组分中不同分子运动的平均自由程的差异来进行分离_1 。猕猴桃籽是猕猴桃加工的副产物，每千克猕猴桃果约含干燥种子3346 g，种子中含油率达2885 ，其中多为不饱和脂肪酸。尤其是a一亚麻酸极为丰富，质量分数高达6O 以上。a一亚麻酸是人体必需脂肪酸之一，有着重要的生理功能。但天然*存在的a一亚麻酸往往因其纯度不高制约了其深入
6、利用。目前，对a一亚麻酸 富集 技术的研究报道主要集中在尿素包合法和Ag 络合法81o3等方面，这些方法虽然都能精制a一亚麻酸，但同属于化学方法，存在尿素残留及Ag 残留等问题，对直接作为食品或保健品的a一亚麻酸来讲均不太理想。而采用分子蒸馏这一纯 物理 、无污染的技术，在a一哑麻酸的 富集 纯化方面具有很大优势。本文采用分子蒸馏技术对猕猴桃籽油中a一亚麻酸进行 富集 纯化研究，通过正交试验对各项技术参数进行考察 1 材料和方法 11 试验材料与仪器 111 试验材料 猕猴桃籽：购于陕西秦美果业有限公司。COz：纯度9999 95，购于陕西兴平比西欧气体有限公司。乙醇钠、无水乙醇、无水硫酸钠、
7、盐酸、正己烷、丙酮等均为分析纯。 112 试验仪器及设备 FWl00型高速粉碎机：天津泰斯特公司生产。HA121-50-1型超临界CO 萃取装置：超临界萃取设备。MDS-80型刮膜式分子蒸馏装置。其他：三颈瓶、分液漏斗、布氏漏斗、万分之一天平、恒温水浴箱、电动搅拌机、旋转蒸发器、循环水多用真空泵。 12 试验方法 121 猕猴桃籽油的提取方法猕猴桃籽粉碎后过20目筛，用超临界CO 萃取装置进行萃取。萃取条件为：萃取压力30 MPa、温度40 C；分离器I压力8 MPa、温度45 C；分离器的压力6 MPa、温度25 C；CO 流量为3 kgh。收集得到澄清透亮的浅黄色猕猴桃籽油。 122 猕猴
8、桃籽油脂肪酸乙酯的制备采用乙醇钠法：将猕猴桃籽油、无水乙醇和乙醇钠按质量比1：05：001混合后放入三颈瓶中。于60 C水浴下充N 回流搅拌23 h。 减压蒸馏出过量乙醇。 用盐酸(质量分数10 )调。pH值到67。 饱和食盐水洗涤数次，分离有机相。 无水硫酸钠干燥，得乙酯化猕猴桃籽油。 123 分子蒸馏装置及工艺过程 MD一型刮膜式分子蒸馏装置如图1所示。分子蒸馏装置包括脱气系统、分子蒸馏器、真空系统和控制系统，其中分子蒸馏柱为核心部分。刮膜式分子蒸馏器由带加热夹套的蒸发器缸、旋转刮膜器、冷却柱、进料器、收集器等部件组成。首先将乙酯化的猕猴桃籽油加入进料瓶中进行预脱气。当系统真空度达到所需要
9、求之后，物料以设定流速从进料器进入分子蒸馏装置进行蒸馏。转子环在高速离心条件下贴着内壁滚动，当料液流到内壁HI1快被滚刷成薄膜，均匀分布于加热面上。在一定的温度和高真空条件下，易挥发的轻组分迅速挥发到冷凝柱上，沿冷凝器流入轻组分收集瓶；而a一亚麻酸为平均自由程较短、相对挥发性较低的重组分，因达不到冷凝器，则沿着蒸馏器简体的内壁流入重组分收集瓶。分别收集重组分和轻组分，并对收集瓶中的样品进行检测。 124 乙酯化猕猴桃籽油分子蒸馏条件优化试验影响a一亚麻酸分子蒸馏效果的主要因素为蒸馏压力、蒸馏温度、进料速度和刮膜器转速。试验采用I (4 )正交试验表，通过正交试验优化猕猴桃籽油分子蒸馏的工艺条件
10、。以a一亚麻酸的质量分数作为评价指标，通过统计分析，得到较适宜的猕猴桃籽油分子蒸馏工艺参数。试验因素水平见表1 125 分子蒸馏级数对a一亚麻酸 富集 效果的影响在试验得出的最佳工艺条件下，采用4级分子蒸馏，蒸馏压力按40 Pa、37 Pa、34 Pa、32 Pa逐渐降低，蒸馏温度按90 C、100 C、110 C、120 C逐渐升高时，考察不同蒸馏级数时猕猴桃籽油中亚麻酸的质量分数。13 o(一亚麻酸乙酯含量的检测用气相色谱仪分析样品中的脂肪酸组成，采用面积归一化方法得出a一亚麻酸质量分数。检测仪器：岛津14A型气相色谱仪，C一6A型积分仪，DEGS20 固定液，玻璃填充柱。色谱条件：柱温1
11、80 C，检测和气化温度250 C，氢火焰离子化检测器。 2 结果与分析 21 超临界CO：萃取猕猴桃籽油的成分分析经气相色谱分析，超临界CO 萃取所得猕猴桃籽油的脂肪酸组成中硬脂酸的质量分数为147 ，棕榈酸的质量分数为641 ，油酸的质量分数为1507 ，亚油酸的质量分数为1523 ，a一亚麻酸的质量分数为6182 。由检测结果可以看出，猕猴桃籽油中的不饱和脂肪酸的含量极为丰富，质量分数高达9212 ，特别是a一亚麻酸的质量分数则达到6182，是自然界中为数不多的富含a一亚麻酸的功能性油脂。 22 猕猴桃籽油的分子蒸馏条件优化正交试验优化分子蒸馏工艺条件，试验结果见表2。由表2可以看出，试
12、验所考察的4个因素对重组分中a一亚麻酸质量分数影响的主次顺序为 、B、C、D 对试验结果进行方差分析、F检验，结果见表3。方差分析结果表明，在试验选择的因素水平取值范围内， 、B因素对产品纯度有极显著影响( 005)，即在试验选择的水平范围内，蒸馏压力和蒸馏温度的影响最大，其对a一亚麻酸纯度的影响均达到了极显著水平；进料速度影响次之，刮膜转速影响最小，对亚麻酸纯度的影响均不显著。从表2可以看fI；，住影响分子蒸馏的极显著因素中，随着蒸馏压力逐渐降低，a一亚麻酸的质量分数则不断升高，分离效果则越好。蒸馏温度越高，轻绀分越容易从物料中蒸馏出，a一亚麻酸的纯度则越高，但温度过高会出现油的碳化现象，同
13、时亚麻酸也会因分子运动加剧而被蒸馏出去，使得收率降低。因而在生产中应该选择尽可能低的蒸馏压力，温度的选择则应视物料的特性而定。在本试验选择条件下，进料速度和刮膜转速对分子蒸馏a一亚麻酸纯度的影响均不大，只影响物料在蒸发壁面上停留时间的长短与成膜的厚度。 根据重组分中a一亚麻酸质量分数的大小，由极差分析得知蒸馏工艺的最优组合是 B C D ，即蒸馏压力为30 Pa，蒸馏温度为110 C，进料速度为20滴min，刮膜速度为400 rmin。按此条件进行验证试验，最终得到a一亚麻酸的质量分数为8369 ，与正交试验中各组a一亚麻酸质量分数相比，其值最高，这同极差分析的结果相吻合。 23 分子蒸馏级数
14、对a一亚麻酸 富集 效果的影响为得到纯度更高的产品，本试验考察了不同分离级数对a一亚麻酸质量分数的影响。当固定进料速度为30滴min、刮膜速度为400 rrain，猕猴桃籽油原料中a一亚麻酸质量分数为6182 95时，比较了蒸馏压力不断降低、蒸馏温度不断升高时，经过4级蒸馏后，a一亚麻酸质量分数的变化结果，见表4。由表4可以看出，随着分离级数的增加，a一亚麻酸的质量分数逐步提高，由最初时的6182 95，经过4级蒸馏之后上升到8627 95，但收率会伴随着分离级数的增加而逐渐减小，下降到4926 95。由此可看出，当单级分子蒸馏操作无法满足纯化要求时，可以进行多级蒸馏操作，分离级数越高，所得样
15、品纯度越高，而收率越低。随着分子蒸馏级数的增加a一亚麻酸的质量分数增加幅度不是很大，但产品收率却下降得较为明显，在实际操作中要综合考虑资源消耗和产品纯度而选择适当的分离级数。 3 结束语 利用分子蒸馏技术，从乙酯化猕猴桃籽油中 富集 a一亚麻酸，通过正交试验分析可知：在本试验选择条件下，影响分子蒸馏的4个主要因素中，蒸馏压力和蒸馏温度对a一亚麻酸质量分数的影响最大，均达到了极显著水平，进料速度和刮膜转速的影响不显著。分子蒸馏 富集 猕猴桃籽油中a一亚麻酸的最优参数为：蒸馏压力30 Pa、蒸馏温度110C、进料速度20滴min、刮膜转速400 rrain，此条件下所得重组分中a一亚麻酸的质量分数
16、最高为8369 。经过多级蒸馏可以提高a一亚麻酸的纯度，但会降低收率。经过4级蒸馏后a一亚麻酸的质量分数升至8627 ，收率降为4926 95。 参考文献 1 祝顺琴，谈锋分子蒸馏技术在天然产物分离中的应用J精细化工，2004，21(1)：4650 2 章朝晖，冯巧嫦高纯度单脂肪酸甘油酯的制备口精细石油化工，2001，3(2)：1822 3 傅红，裘爱咏分子蒸馏法制备鱼油多不饱和脂肪酸EJ无锡轻工大学学报，2002，21(6)：617621 4 赵国志，陈燕，董剑林，等油脂脱臭馏出物的回收和利用EJ中国油脂，1997，22(2)：5153 5 马传国，王兴国，张根旺，等分子蒸馏对高酸值花椒籽油脱酸的初步探讨I-J中国油脂，2001，26(3)：5052 6 黄悼伟易明华，邬明波猕猴桃果渣提取油脂的研究EJ食品科学，1989(4)：4042 7 张海浦刘福祯峨玲蛛尿素包合法纯化亚麻酸I：艺研究(f)J中国油脂2001，26(1)：4144 8 吴彩娥，许克勇，李元瑞，等尿素包合法 富集 猕猴桃籽油中a一亚麻酸EJ农业机械学报，2005，36(5)：5764 9 殷丽君，王洋，祖元刚喜树油中a一亚麻酸的纯化研究EJ中草药，2002，33(1)：2223 更详细资料请发EMAIL:fzhhao- 免费索取。
