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第七章 枸杞籽油提取技术研发与转化(第1页)

枸杞籽油是枸杞籽的萃取物,含有大量营养成分和生物活性物质,富含亚油酸、亚麻酸、维生素E等多种功效成分,食用和药用价值较高。宁夏沃福百瑞枸杞产业股份有限公司(以下简称“沃福百瑞公司”)经过一年多技术攻关,克服了传统枸杞籽油提取工艺的弊端,采用超临界CO2萃取技术成功研制提取枸杞籽油,实现了常温下对枸杞籽油的萃取,技术水平处于国内外领先,填补了国内外该项技术的空白。

第一节技术攻关与转化应用

枸杞籽是枸杞原汁加工的副产品,干果中含籽15%~20%,鲜果中含籽2%~3%。枸杞籽中含有果肉中没有的有效生物活性物质。枸杞籽油含有多种脂肪酸、微量元素和生物活性成分,其中,棕榈酸占7%、亚油酸占68。3%、油酸占19。1%、γ-亚麻酸占2。8%。此外,它还含有271。4μgg的维生素E。采用超临界CO2萃取技术能够将枸杞籽中95%以上的油提取出来。这种方法操作在常温、无氧条件下进行,可防止提取的有效成分氧化变性。同时,产品纯度高、活性强、无污染,质量稳定,且无溶剂残留,安全可靠。枸杞籽油是一种优良的医疗保健用油,能够降低血浆胆固醇比例、减少血管壁胆固醇含量,预防高血脂及动脉粥样硬化症,减缓皮肤衰老速度,增强皮肤水合功能,具有养颜护肤和美白作用。因此,它已经广泛应用于保健品和化妆品领域,并深受广大消费者喜爱。

一、技术攻关

传统的枸杞籽油提取方法主要包括压榨法和有机溶剂萃取法。这些方法虽然有一定优点,但是存在明显的缺点,如产品质量较差、纯度较低、溶剂残留和异味等问题,这些问题影响了枸杞籽油的推广和应用。1996年,国家正在推行超临界流体萃取、超滤膜分离、冷冻升华干燥等高新技术。潘泰安研发团队抓住了政策机遇,积极申报项目并争取资金支持。他们购买了一套“1+5”小型设备,并采用液态CO2萃取技术。经过一组组正交试验和对比分析,在综合掌握物料细度、萃取釜、分离釜和精馏柱的压力、温度、流量等工艺技术条件后,最终研发出了一种超临界CO2萃取技术,成功实现了常温下的枸杞籽油萃取。这种方法保留了枸杞籽中高级不饱和脂肪酸的含量和内在品质,提取的枸杞籽油澄清透明,产品纯度高,质量好,提取率高,且无溶剂残留。

传统压榨法投资少、工艺简单、操作方便、无化学污染、易于实现工业生产成品油的品质较低、油脂加工后的饼粕中的蛋白质会产生变性有机溶剂浸出法油脂收率高、毛油质量高、干粕残油率低、粗蛋白变性小溶剂易残留,存在安全隐患;不饱和脂肪酸易分解;油脂纯度低、有异味提取工艺优点缺点

超临界CO2萃取法在接近室温(35~45℃)及CO2气体笼罩下提取;CO2萃取过程中不发生反应,安全性好;无溶剂残留,无污染;CO2纯度高,生产过程中可循环使用,成本较低;操作范围广,便于调节;油脂纯度高,色泽好操作压力高,设备一次性投入大;超临界CO2萃取性能的普适性不高,只适用于非极性或弱极性化合物提取二、实施过程

潘泰安研发团队从以下5个方面开展了超临界CO2萃取枸杞籽油的技术研究:一是确定枸杞籽破碎细度对出油率的影响。枸杞籽油从枸杞种子细胞中提取,枸杞籽细胞被破坏得越彻底,内部油脂就越容易溶出。如表7-2所示,枸杞籽破碎得越细,出油率越高,但破碎细度超过60目,则很难进行筛分。潘泰安研发团队采用剪切式粉碎机,每粉碎一次过筛一次,最终确定粉碎细度达60目出油率达16。7%。二是确定萃取压力对出油率的影响。当温度、流量恒定时,压力增大,超临界CO2密度增大,枸杞籽油在CO2中的溶解度增加。当压力接近CO2超临界点(临界压力为7。5MPa)时,枸杞籽出油率很低。当压力超过20MPa时,可以提取出90%以上的枸杞籽油,若继续提高压力,则出油率增加不明显,当压力为40MPa时,出油率虽可达96。1%,但油质浑浊、纯度低。根据试验结果,选定最佳萃取压力25MPa~30MPa。三是确定萃取温度对出油率的影响。在不同的压力范围内,枸杞籽油在超临界CO2中的溶解度受温度的影响而有所不同。压力大时,超临界CO2密度高,可压缩性小。当温度升高时,超临CO2临界密度降低幅度较小,但待分离组分的蒸气压和扩散系数大大提高,从而提高了溶解度;相反,在超临界CO2临界点附近,即压力较低时,超临界CO2的可压缩性大,温度升高时,超临界CO2密度急剧下降,此时虽可提高分离组分枸杞籽破碎细度对提取率的影响。

发度和扩散系数,但难以补偿CO2密度降低导致的溶解度下降。在26MPa的压力下,温度对枸杞籽的出油率影响不大,枸杞籽出油率均在90%以上,生产中选用35~45℃较好。四是确定超临界CO2流量对出油率的影响。流量越大,枸杞籽出油率越高,但流量过大不利于枸杞籽油和CO2在分离器中进行分离,最终试验表明,选用40kgh的流量进行生产较为合适。五是确定萃取时间对出油率的影响。通常在流量一定的情况下,萃取时间越长,枸杞籽出油率越高。随着萃取时间的延长,枸杞籽油的萃取率逐渐升高,萃取1h的效率可达76。5%,萃取2h可达88。2%,萃取3h则高达94。7%,继续延长时间,萃取效率变化不明显,所以在生产中可以使用3h萃取时间。潘泰安研发团队研究了枸杞籽不同破碎细度、萃取压力、温度、流量和时间对枸杞籽出油率及油品质的影响,确定将有效地将枸杞籽中的油萃取出来,可以采用超临界CO2萃取技术。在破碎细度不超过60目的前提下,枸杞籽破碎得越细,出油率越高,萃取压力25MPa~30MPa,温度35~45℃,流量40kgh,时间3h,枸杞籽油的提取率>94%。

二、工艺流程

枸杞籽经过筛选除杂后进行粉碎。接着进行40~60目的筛选,将筛选后的材料装入萃取罐,并固定。气态CO2通过气体净化器进入制冷槽,进行液化。然后,将液态CO2通过高压泵、混合器和净化器打入萃取罐,升压至预定值,以变成超临界流体。此时,材料就会在萃取罐中提取。当溶有被萃物的液体从萃取罐中进入分离系统减压后,由于CO2的溶解力降低,萃取油与CO2离。萃取油从分离器底部流出,CO2从分离器上方通过净化器进入制冷槽液化,循环使用第二节成果与应用

一、研发成果

1996年,沃福百瑞公司开始进行超临界CO2萃取枸杞籽油的技术研究,并于1997年研发成功。

2000年,枸杞深加工方法(枸杞籽油、枸杞多糖、枸杞全粉)获得第九届中国专利新技术新产品博览会金奖,并在期刊《宁夏大学学报》发表学术论文。

2001年,超临界CO2萃取枸杞籽油等产品开发的研究荣获宁夏回族自治区科技进步奖三等奖。

2002年,枸杞中高效提取枸杞多糖和枸杞籽油获国家重点新产品证书(项目证书编号:2002ED880008)。

2003年,“超临界CO2萃取枸杞籽油生产方法”获得国家发明专利,专利号为ZL99106579。4。

二、应用领域

枸杞籽油是一种营养价值高、具有药用和保健作用的油,拥有广泛的应用和开发价值。它可以用于保健食品、化妆品、医药、食品添加剂以及饮料营养补充剂等领域,可以说在多个领域都有着重要的作用和地位。

(一)医疗保健领域的作用和应用枸杞籽油富含不饱和脂肪酸,其中包括亚麻酸和亚油酸。研究表明,人体吸收枸杞籽油后,这些脂肪酸能够剥离血管壁的胆固醇,增加血管壁的弹性,并有效预防心脑血管疾病,因此被誉为“血管清道夫”。亚麻酸对防治心脑血管疾病及高血脂有很好的效果,特别是对动脉粥样硬化的消退和抗血栓有较好的疗效;亚油酸对心脏病、动脉硬化、肥胖症、糖尿病、高血压等的预防和辅助治疗有一定功效,并有利于婴儿大脑和幼儿心脏发育及组织细胞生长发育。此外,枸杞籽油还富含多种维生素,其中维生素E含量为42。02mg100g,具有抗衰老、预防心血管疾病等功效。

随着超临界CO2萃取枸杞籽油技术的推广应用,越来越多的枸杞企业积极进行枸杞籽油保健品开发,以提高枸杞深加工产品的附加值。例如,沃福百瑞公司和宁夏枸杞工程院将枸杞籽油与亚麻籽油复配开发的“沃福百瑞牌枸杞籽油亚麻籽油软软丸”,具有增强免疫力的保健功效,并通过国家市场监督管理总局注册为保健食品。“百瑞源籽油软胶囊”和“杞明牌枸杞籽油胶丸”也具有辅助降血脂、缓解体力疲劳的保健功效,适用于血脂偏高者和易疲劳者。枸杞籽油不仅具有丰富的营养价值,而且具有很好的保健功效,越来越受到人们的关注和喜爱。

(二)化妆品领域的作用和应用

枸杞籽油中富含SOD(超氧化物歧化酶),每克含量高达84390IU(IU为国际单位),可以有效清除生物氧化反应产生的阴离子,保护细胞免受损害。在抗衰老和护肤养颜方面,枸杞籽油具有重要的应用价值。此外,枸杞籽油中还含有铜、锰、锌等元素,这些元素是SOD活性基团的重要组成部分,有助于维持体内自由基清除剂的质量和数量,起到抗衰老作用。枸杞籽油还有助于保护和调理视网膜细胞,可缓解用眼过度、青光眼、白内障等眼部问题,具有明目和养颜的效果。

为了拓展枸杞籽油在化妆品领域的应用,沃福百瑞公司积极对接全球领先的精油品牌Youngliving,将枸杞籽油出口给其供应商。从沃福百瑞出口的枸杞籽油主要用于制作护肤养颜的精油产品。此外,沃福百瑞公司还充分利用枸杞籽油抗衰老的功效,自主开发了枸杞精油面膜,以拓展枸杞籽油在化妆品领域的应用。

三、市场前景

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