黑加侖籽油加工新技術(shù)

摘要：黑加侖籽油是從黑加侖籽中提取出來的一種優(yōu)質(zhì)的保健植物油，含有較多的人體必需γ-亞麻酸等多種不飽和脂肪酸而具有多種保健功效，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、保健食品和化妝品中。本研究是采用四號溶劑浸出技術(shù)，從黑加侖醬或飲料加工的副產(chǎn)品---黑加侖籽中在常溫下提取出黑加侖籽油，低溫脫溶，較好地保留黑加侖籽油中γ-亞麻酸等多種不飽和脂肪酸，使多種生理活性物質(zhì)不被破壞。

　　關(guān)鍵詞：晶華丁烷混合溶劑黑加侖籽黑加侖籽油提取精煉

　　黑加侖學(xué)名黑穗醋栗（Blackcurrant），俗稱黑豆果，別名黑夏果，哈薩克語“卡拉哈特”，是虎耳草科（Saxifragaceae）茶蔗子（Ribes）屬小灌木，其果實為深褐色小漿果，株叢高1.4米左右，株叢直徑1.2米左右，壽命可達(dá)50年之久，結(jié)果盛產(chǎn)期30年，是我國東北地區(qū)和新疆北部廣泛種植的一種漿果植物〔1〕。黑加侖含有人體所需的18種氨基酸和大量的維生素C、B1、B2以鐵、鈣、鉀、磷、鋅等礦物質(zhì)，其中鈣的含量為水果之冠，其維生素的含量高于大多數(shù)水果的幾倍~上百倍，同時生物類黃酮的含量比較高。黑加侖籽中亞油酸及α-亞麻酸和γ-亞麻酸等不飽和脂肪酸的含量亦較為豐富。以上營養(yǎng)具有軟化血管，降低血壓和血脂，補(bǔ)鈣及增強(qiáng)人體免疫力等營養(yǎng)保健作用。另外，生物類黃酮還有抗癌、防癌作用。以、零污染的黑加侖鮮果為原料，通過不同的生產(chǎn)工藝加工的黑加侖原汁、黑加侖果汁飲料、黑加侖果醬等系列產(chǎn)品，具有原汁、原味、原色、營養(yǎng)萬分豐富之特點。酸甜可口、老少皆宜，是目前國內(nèi)外市場受歡迎的綠色食品之一，尤其在歐洲一些國家，享有較高的聲譽(yù)。也是各種高、中檔飲料、釀酒、糕點、冷飲等飲食品的理想天然調(diào)色劑和調(diào)味劑。

　　黑加侖籽作為黑加侖果醬廠或飲料廠的副產(chǎn)品，我國目前尚未對這一資源很好的利用。黑加侖籽油就是從黑加侖籽中提取的一種保健油，它不僅含有ω-3和ω-6兩個系列的多種不飽和脂肪酸，尤其富含人體必需脂肪酸成分γ-亞麻酸，對人體具有多種保健功效，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、保健食品和化妝品中。具體的營養(yǎng)成分如表一所示：

　　表一：黑加侖籽營養(yǎng)成分

　　成分脂質(zhì)蛋白質(zhì)灰分粗纖維總糖

　　含量（%）14.4326.342.3537.4819.32

　　從表一中可看出，黑加侖籽含油率較低，但因油中γ-亞麻酸含量較高，因此黑加侖籽油具有較好的利用價值和開發(fā)前景。黑加侖籽蛋白質(zhì)含量適中，有十種不同量的必需氨基酸，可將提油后的粕加工成飼料加以利用。

　　晶華丁烷混合溶劑（主要成分為丁烷或丁烷和丙烷按一定比例組成的混合物）浸出技術(shù)，是油脂工業(yè)的新興的一項浸出技術(shù)〔3〕，它利用溶劑沸點低，常溫常壓下是氣態(tài)，很容易揮發(fā)，作溶劑浸出植物油，低溫下易與物料和油脂分離的特性，從植物油料中尤其是特種植物油料中萃取、分離油。這種技術(shù)與傳統(tǒng)的溶劑浸出法相比大優(yōu)點是常溫浸出、低溫脫溶。它克服了傳統(tǒng)溶劑法浸出在分離過程中，需蒸汽加熱，破壞掉油脂中熱敏性物質(zhì)，油脂易氧化、酸敗，粕和油中存在溶劑殘留等缺陷；與ＣＯ２超臨界浸出法相比，浸出壓力低（四號溶劑浸出0.4MPa～1.0MPa，超臨界ＣＯ２浸出25～30MPa），工藝簡單，設(shè)備投資少，操作方便，能實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

　　本文主要從理論上分析晶華丁烷混合溶劑的性質(zhì)和該工藝在生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)效果以及黑加侖籽油的精練工藝和參數(shù)。

　　1、晶華丁烷混合溶劑理化性質(zhì)及浸出油脂能力的分析

　　溶劑的主要成份是丁烷和丙烷的混合物，它是石油生產(chǎn)過程中的一種副產(chǎn)品，液化烴中C4和C3量大約各占50%，另外還有少量的C3、C4的異構(gòu)體，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表二所示：

　　表二：晶華丁烷混合溶劑（液化石油氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)）（GB11174-89）

烴類溶劑浸出油脂的性能主要表現(xiàn)在物化性質(zhì)上，丙烷、丁烷的性質(zhì)見表三：

　　表三:晶華丁烷混合溶劑理化性質(zhì)參數(shù)表

油脂浸出溶劑要求的基本條件是溶劑必須可以與油脂以任何比例混溶，而溶劑對油脂的溶解能力的強(qiáng)弱，關(guān)鍵在于二者的極性是否相近，丙、丁烷的介點常數(shù)分別是1.69和1.78，二者較為接近，而油脂的介點常數(shù)多在3.0～3.2之間，與它們也很接近，因此，四號溶劑對黑加侖籽油能以任何比例混溶。

　　在浸出能力方面，丙、丁烷較己烷的粘度小，表面張力小，在油中擴(kuò)散系數(shù)大，所以胚表面滯流層厚度小，對流擴(kuò)散系數(shù)大，溶劑擴(kuò)散系數(shù)大，胚內(nèi)溶劑擴(kuò)散系數(shù)也大，在正常情況下，相應(yīng)胚厚的黑加侖籽油料，四號溶劑浸出是比己烷浸出的傳質(zhì)系數(shù)大，浸出效率高。

　　晶華丁烷混合溶劑的飽和蒸汽壓是工藝設(shè)計的主要參數(shù)，其值與丁烷及丙烷的含量有關(guān)，見圖一：

　　可以看出，在正常情況下，在50℃時，溶劑的飽和蒸汽壓為1.0Mpa，所以該工藝中設(shè)備的設(shè)計壓力不大于1.6Mpa，在工藝使用過程中較為安全。

　　2、黑加侖籽油提取工藝及技術(shù)參數(shù)

　　2.1預(yù)處理工藝技術(shù)

　　2.1.1工藝流程

　　黑加侖籽→清理→軟化→軋胚→去浸出工序

　　2.1.2工藝說明

　　清理：黑加侖醬廠或飲料廠出來的黑加侖籽一般與黑加侖皮及渣混在一起且含有較

　　多果膠，一般在干燥和軋坯之前，用60℃～70℃酒精在脫膠槽中洗滌〔4〕，否則在黑加侖

　　籽制油過程中因黑加侖皮、渣及果膠的存在，會影響出油率和油品質(zhì)量，因此，在清理

　　過程中應(yīng)盡量將皮、渣及果膠分離出來，然后進(jìn)行干燥，經(jīng)清理后黑加侖籽中含皮、渣

　　及果膠率應(yīng)控制在２%以下。

　　軟化：一般軟化水分為10%～12%，溫度為60℃～65℃，軟化時間20min?25min。

　　注意溫度不能高，否則會破壞黑加侖籽中的有效活性成分。

　　軋胚：黑加侖籽比較堅硬，軋胚能有效破壞黑加侖籽的細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)，浸出時有利于

　　油分子向溶劑中擴(kuò)散。軋胚后的胚厚一般為0.25mm?0.3mm。

　　2.2浸出工藝技術(shù)

　　2.2.1工藝流程

　　黑加侖籽胚料→浸出→濕粕脫溶→黑加侖籽粕

　　↓

　　混合油→蒸發(fā)脫溶→黑加侖籽毛油

　　2.2.2工藝說明

　　浸出：浸出工藝是在浸出罐內(nèi)進(jìn)行的，浸出罐是一低壓容器，溶劑或混合油的打入打出是間歇的。黑加侖籽是一種中等含油作物，一般按逆流四浸工藝進(jìn)行，遍、第二遍、第三遍分別用上一罐浸出的第二遍、第三遍、第四遍混合油浸泡（如果是剛開車，前面三遍都是用新鮮溶劑浸出），第四遍用新鮮溶劑浸泡，每遍浸泡30分鐘。遍浸出的混合油打到蒸發(fā)罐內(nèi)，其余三遍打到其它浸出罐或混合油暫存罐。浸出溫度為常溫(室溫)，壓力為0.4MPa～1.0MPa。為了提高浸出效果，浸泡當(dāng)中適當(dāng)進(jìn)行攪拌，有利于油脂分子與溶劑分子的進(jìn)行對流擴(kuò)散。溶劑比按１:1.3～1.5，后粕中殘油能達(dá)到１.0%以下。

　　濕粕脫溶：濕粕脫溶是利用壓力降低時，溶劑由液態(tài)變成氣態(tài)，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮冷凝后，變成液態(tài)的性質(zhì)進(jìn)行的。粕脫溶，是一種吸熱過程，因此在脫溶時，需向粕中補(bǔ)充一定熱量。補(bǔ)充熱量時，為了不使粕中熱敏性物質(zhì)變性，控制加熱溫度在60℃以下，在脫溶過程中，進(jìn)行慢速攪拌，有助于溶劑地?fù)]發(fā)和熱量地傳遞。所得低溫黑加侖籽粕，也是一種飼料。

　　混合油蒸發(fā)：混合油的蒸發(fā)也是利用減壓來進(jìn)行的，所需熱量用循環(huán)熱水來補(bǔ)充。不能直接用蒸汽來加熱，以免溫度失控，破壞黑加侖籽油內(nèi)γ-亞麻酸等熱敏性成份。循環(huán)熱水溫度一般控制在60℃～70℃之間。

　　2.2.3生產(chǎn)黑加侖籽油主要指標(biāo)為:

　　黑加侖籽油中殘溶量:≤1ppm

　　黑加侖籽油中含水(%):測不出

　　油中含雜(%):≤0.1

　　過氧化值(meg/kg):<5

　　黑加侖籽粕中殘油(%):<1

　　黑加侖籽粕中殘溶:≤200ppm

　　3.黑加侖籽油精煉工藝及技術(shù)參數(shù)

　　3.1精制黑加侖籽油精煉工藝技術(shù)〔5〕

　　3.1.1工藝流程

　　黑加侖籽毛油→脫膠→脫酸→水洗干燥→脫色→過濾→脫臭→脫蠟→過濾→精制成品油

　　3.1.2工藝說明

　　水化脫膠：通常采用高溫水化工藝，油溫為60℃～65℃，加水量為油中磷脂含量的3.5倍，水溫為70℃左右，熱水在15分鐘內(nèi)加完。當(dāng)膠質(zhì)明顯析出后靜置沉降2～3小時，然后將磷脂腳分離出來。

　　堿煉脫酸：加堿量應(yīng)根據(jù)毛油酸值來計算或以小試確定，堿液濃度應(yīng)視毛油酸值而定。當(dāng)酸值小于３時，堿液濃度為7%～8%；當(dāng)酸值為3～5時，堿液濃度為8%～10%；當(dāng)酸值為5～10時，堿液濃度為10%～11%；當(dāng)酸值大于10時，堿液濃度為12%～14%，全部堿液應(yīng)在15分鐘內(nèi)加完。堿煉時毛油初溫為40℃～45℃，終溫為60℃～65℃。當(dāng)皂粒明顯析出后靜置沉降6～8小時，然后將皂腳離出來。

　　水洗干燥：水洗時將油溫調(diào)整到80℃左右，加入與油同溫的水進(jìn)行水洗，根據(jù)情況洗滌1～3次，每次用水量為油量的10%～15%，加完水后靜置１小時左右，放掉廢水。洗滌后的油中含有0.5%左右的水分，應(yīng)進(jìn)行干燥處理。脫水有常壓脫水和真空脫水兩種。常壓脫水溫度為105℃～110℃，真空脫水溫度為90℃～105℃(真空度為93.3Kpa)。

　　脫色：通常采用活性白土作為脫色劑(白土中加入3%左右的活性炭)。以上干燥過程可以在脫色鍋中進(jìn)行，把水洗油泵入或吸入脫色鍋中，保持鍋內(nèi)壓力8KPa以下，將油加熱到80℃以上開始脫水，直到鍋內(nèi)霧氣消失(油中水分含量＜0.1%)，表示達(dá)到脫水要求。脫色時將油溫升至90℃左右，加入活性白土（加入量為油重的３％～５％）與油充分混合，脫色時間為30～40分鐘。脫色完畢后將油冷卻至70℃以下，然后破真空，將油泵出過濾分離白土。水洗油在進(jìn)入脫色鍋前若進(jìn)入過濾機(jī)，利用上批脫色油過濾后殘留的白土進(jìn)行預(yù)脫色，再進(jìn)入脫色鍋脫色則效果更好。

　　脫臭：將脫色油吸入脫臭鍋中，保持鍋內(nèi)壓力為1.3KPa以下，脫臭溫度為170℃～180℃，脫臭時間為3～8小時。脫臭完畢，將油冷卻至70℃以下泵出過濾，即為精制脫臭油。脫臭時直接蒸汽應(yīng)進(jìn)行過熱處理，以防止水分帶入鍋內(nèi)。

　　脫蠟：將脫臭油進(jìn)一步冷卻至25℃～30℃，泵入結(jié)晶養(yǎng)晶罐中進(jìn)行調(diào)溫。黑加侖籽油的結(jié)晶分兩個階段進(jìn)行，首先在5～7小時內(nèi)將油冷卻至13℃～15℃，然后在15～20小時內(nèi)將油繼續(xù)冷卻至5℃～7℃，注意攪拌速度應(yīng)較慢，以不破壞晶粒為宜。將冷卻到5℃～7℃的結(jié)晶油保溫養(yǎng)晶24小時，以利于形成穩(wěn)定的晶型。經(jīng)過50多個小時結(jié)晶養(yǎng)晶后析出穩(wěn)定的晶粒，將油放入壓油包后壓入冬化過濾機(jī)進(jìn)行過濾，將液體油脂與蠟及固體脂分離。

　　3.2黑加侖籽油脂肪酸成分的測定

　　采用色-質(zhì)聯(lián)機(jī)和氣相色譜定性及定量分析，得知黑加侖籽油中主要脂肪酸成分有七種，脂肪酸名稱和含量如表四:

　　表四:黑加侖籽油主要脂肪酸含量(%)

        脂肪酸        含量           脂肪酸               含量

        棕櫚酸        6.4             γ-亞麻酸            15.1

        硬脂酸        1.6             α-亞麻酸            15.7

        油酸           13.1           十八碳四稀酸      4.2

        亞油酸        43.3

3.3黑加侖籽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)〔7〕

3.3.1感官指標(biāo)

    其具有黑加侖籽油固有的氣味和滋味,淡黃色,無異味。

3.3.2理化指標(biāo)

表五:黑加侖籽油理化指標(biāo)

     項 目        　　　　　　指 標(biāo)               　　　　項 目        　　　指 標(biāo)

相對密度(20℃) 　0.9170～0.9370(g/cm3)    　　 碘 值         　155～190

α-亞麻酸(g/g)      　　　　≥10%                　　　過氧化值       　　≤1.5%

γ-亞麻酸(g/g)      　　　　≥14%                　　水分及揮發(fā)物  　　 ≤0.20%

折光率(20℃)   　　　1.4470～1.5790           加熱實驗:20, 0℃油色不得變深或允

酸價(mgKOH)    　　　　　≤3.0                 許變深但不得變黑,不允許有析出物  

4.結(jié)束語：

黑加侖籽油是一種營養(yǎng)價值很高的植物油脂，其中含有大量的亞油酸和γ-亞麻酸，且富含多種生理功效的活性成分。黑加侖在實際加工中將產(chǎn)生約占總量30%果渣、皮及果膠,每加工1000公斤黑加侖可從果渣中得到籽約40公斤〔8〕，隨著人們生活水平的不斷提高和國際市場的需要，黑加侖在制取黑加侖醬和黑加侖飲料后提取黑加侖籽油越來越受到人們的關(guān)注。采用晶華丁烷混合溶劑浸出技術(shù)制取黑加侖籽油，不僅能提高油脂的得率及油品的質(zhì)量,而且在工藝、設(shè)備上及操作條件上都是容易實現(xiàn)的且生產(chǎn)中設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用較低，安全毒理學(xué)評價實驗表明黑加侖籽油食用安全。同時，該工藝為貴重油料的制取提取開劈出一條新的途經(jīng)，可以獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

參考資料：

1． 姚汝華.   黑加侖籽和油的營養(yǎng)學(xué)研究[J]. 廣州食品工業(yè)科技,1995,11(1):1-4

2． 周青峰.   黑加侖油的開發(fā)研究[J]. 中國油脂,1996,21(6):20-22

3.付銀龍，   黑加侖籽油開發(fā)利用[J].糧食與食品2003.83(3):40-41

4. 何東平編著.油脂制取及加工技術(shù)[M].第三版.武漢食品工業(yè)學(xué)院.1994

5. 劉麗,等.   黑加侖籽油中脂肪酸成分的研究[J]. 分析化學(xué),1993,21(3):339-341.

6.吳時敏,等. 功能性油脂[M]. 北京:中國輕工業(yè)出版社,2001.

7.吳憲瑞.    黑加侖果渣的綜合利用[J]. 中國林副特產(chǎn),1995,35(4):18-19

8.煒,等.   黑加侖籽油致突變性實驗[J]. 衛(wèi)生毒理學(xué)雜志,1998,12(2):105