一种采用内聚能密度法选择性提取巴旦杏仁油脂的方法_3

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56%。
[0088] (3)单纯形法优化油脂提取工艺
[0089] 单纯形优化法是以重心引力吸引数学模型法设计的一种多因素优化方案,所谓的 单纯形是指多维空间中的一种凸边形,它的顶点数比空间的维数多1个。以试验中需要考 虑的因素对应空间的维数,顶点数是试验所需要进行的次数,并由此构成初始单纯形,选取 合适的步长,然后逐次推进,在η个因素中,若一个点经n-1次推进仍未被淘汰,则对该点重 复试验,证实它确是好的点,试验即可停止。
[0090] 在粗油提取和精制试验确定的提取条件基础上,根据重心引力数学模型,利用单 纯性优化法long系数法对萃取温度、时间、萃取剂用量、物料量各因素进行优化。
[0091] 单纯形起始点:萃取温度70°C ;萃取时间120min ;正己烷用量185. 2ml ;环己烷用 量14. 8ml ;物料量50g
[0092] 基于实验条件各影响因素的相互限制性,确定各影响因素的步长值:萃取温度 10 ;萃取时间15 ;正己烷用量20 ;环己烷用量10 ;物料量10
[0093] 实施例三:巴旦杏仁不饱和脂肪酸的提取工艺的优化确定
[0094] (1)粗油提取
[0095] 称取巴旦杏仁适量,粉碎过60目筛,按料液比1 : 4的正己烷-环己烷 (92. 6% : 7. 4% )65°C -80°C水浴90-120min,真空过滤,取清液60°C -70°C旋蒸至冷凝管 口无液滴生成滴下时终止,即得含磷脂粗油。
[0096] (2)粗油精制
[0097] 依照植物油脱磷工艺配制4% -10%的氯化钠溶液,85°C -KKTC同温脱磷,静置 20min,离心,得到含水油脂,将得到的粗磷脂再次离心分离得磷脂残油,与含水油脂合并在 90°C -105Γ敞口烧杯电热套加热除水,除水完毕后自然冷却至室温,即得精制油。
[0098] 将油柏进行第二次萃取,依上法处理,得精制油,合并。计算精制油总得率。
[0100] 根据上述方法进行9次平行试验,将含磷脂粗油量和精制油量分别代入公式⑥和 ⑦,得到粗出油率平均值为47. 11% -47. 81%,净出油率平均值为45. 45% -45. 56%。
[0101] (3)单纯形法优化油脂提取工艺
[0102] 单纯形优化法是以重心引力吸引数学模型法设计的一种多因素优化方案,所谓的 单纯形是指多维空间中的一种凸边形,它的顶点数比空间的维数多1个。以试验中需要考 虑的因素对应空间的维数,顶点数是试验所需要进行的次数,并由此构成初始单纯形,选取 合适的步长,然后逐次推进,在η个因素中,若一个点
[0103] 经n-1次推进仍未被淘汰,则对该点重复试验,证实它确是好的点,试验即可停 止。单纯形法计算简便、不受因素数限制,因素增多试验次数并不增加很多,而且只用较少 的试验次数就能找到最优条件。相对于常用的单因素试验、正交试验、均匀试验及响应面法 而目,它是一种动态调优方法。
[0104] 本实验采用单纯形法优化巴旦杏仁油脂的提取工艺和精制工艺。
[0105] 在粗油提取和精制试验确定的提取条件基础上,根据重心引力数学模型,利用单 纯性优化法long系数法对各因素(萃取温度、时间、萃取剂用量、物料量)进行优化。
[0106] 单纯形起始点:萃取温度70°C ;萃取时间120min ;正己烷用量185. 2ml ;环己烷用 量14. 8ml ;物料量50g
[0107] 基于实验条件各影响因素的相互限制性,确定各影响因素的步长值:萃取温度 10 ;萃取时间15 ;正己烷用量20 ;环己烷用量10 ;物料量10
[0108] 单纯形初始点构成表1如下:
[0109] 表1单纯形初始点构成表
[0112] 根据表1中各因素条件进行巴旦杏仁油脂的提取,以精制油出油率为指标确定推 进实验的各因素数据,经4次推进仍未被淘汰,则对该点重复试验,证实该萃取条件确是最 优的。试验结果见表2。
[0113] 表2初始点单纯形试验结果
[0114]
[0115] 由表2可知,5号点为最坏点,在推进试验中去除该点。试验新点计算公式如下:
[0116]
[0117] 按照新试验点公式进行计算试验新点,如此循环,经4次推进试验得到最优点8 号,试验结果见表3。
[0118] 表3推进试验结果
[0120] 由表3可知,试验点8为最优点,以此条件进行重复试验,共进行6次重复试验,精 制油得率 49. 5% -51. 02%。
[0121] 结论:经过单纯形法优化及推进试验确定的工艺条件为料液比为1 : 4-5,正己 烷-环己烷混合比例采用93. 6% : 6. 4%为萃取溶剂,75°C提取113min。最优提取工艺条 件与内聚能密度法计算所得的萃取溶剂配比值非常接近。由此可见,内聚能密度法选择性 提取巴旦杏仁油脂的方法是稳定、精准和科学的。
[0122] 实施例四:萃取剂的确定
[0123] 根据相似相溶原理,确定溶剂选择范围。因为亚油酸、a_亚麻酸均以三甘酯的形 式存在于动植物油脂中,故可选用酯类溶剂萃取,考虑对生物体的毒害性,首选对生物无毒 性的乙酸乙酯作为萃取剂。兼顾浸出食用油生产常用浸出溶剂,考虑选用直链烷烃、环烷烃 类。
[0124] 根据亲核亲电原理,具有相异电性的两个基团,极性强弱越接近,相互间的结合力 愈大,溶解性愈大。巴旦杏仁含亚油酸和a-亚麻酸,从羧基(-C00H)、安全性及亚油酸和 a-亚麻酸混合物的物性考虑,拟选用磷酸或小分子酯配合直链烷烃类、环烷烃类作为混合 萃取剂。
[0125] 内聚能密度的计算内聚能密度公式如下
:内聚能密度;AE焓 变;V :体积)
(^:溶度参数);
[0126]②(F1:为基团的摩尔吸引常数;P :相对密度);δ 2 = '
·· * U'
[0128] 根据《聚合物的性质》数据,依据公式②、③、④计算结果如下:
[0129] 亚油酸三甘酯:δ。= 16. 677 ; α -亚麻酸三甘酯:δ。= 16. 132 ;
[0130] 油酸三甘酯:δ。= 16. 347 ;棕榈酸三甘酯:δ。= 18. 355 ;
[0131] 硬脂酸三甘酯:δ。= 18. 231。在物质处于高温时,由于分子的热运动,其分子间的 作用力有减少的趋势,对于非极性的油脂而言,分子间主要是色散力,故将③式简化为S 2 =δ/+δ ρ2约等于δ /,根据李庆典文献计算新疆巴旦杏仁油平均值为15. 039。
[0132] 萃取剂组成比例的确定:根据内聚能密度越接近越易溶的原则及混合溶剂内聚能 密度计算原则:
[0134] 参照现有技术假设巴旦杏仁中亚油酸三甘酯占19.37%,α-亚麻酸三甘 0. 043 %,油酸三甘酯占72. 19 %,棕榈酸三甘酯占6. 99 %,硬脂酸三甘酯占0. 62 %。
[0135] 将上述数值代入⑤式中得:
[0136] δ油=δ亚油酸三甘酯X 19· 37 % + δ 3亚麻酸X 0· 04 % + δ油酸X 72· 19 % + δ棕榈 酸X 6. 99 % + δ硬脂酸X 〇· 62 % = 15. 04令δ油=δ混合溶剂=15. 04。
[0137] 经相似相溶、亲电亲核规则定性选择环己烷和正己烷作为混合溶剂,另外从计算 所得Sv值可知,环己烷和正己烷的δ ν值与油的δ ν值相差不超过3.5,且能满足安全性要 求,有合适的沸点:
[0138] 15. 04 = (I-X) X δ正己烧+XX δ环己烧=(I-X) X 14. 9+ΧΧ 16. 8,最终确定萃取剂为 正己烷-环己烷(92. 6% : 7. 4% )。
[0139] 结论:根据内聚能密度法计算出萃取溶剂配比,具有科学性、精准性、快捷性,避免 了传统溶剂萃取法溶剂选择的不确定性,极大缩短了研究试验时间,降低了开发成本。
[0140] 实施例五:
[0141] 目前,巴旦杏仁油脂提取工艺主要有酶解法、超临界CO2萃取法、索氏提取法、溶剂 法等。常规溶剂萃取法中萃取溶剂的选择是依据已有文献进行经验选择,对于萃取工艺及 相应的萃取剂配比需经过多次重复试验才能确定。而内聚能密度法能从分子结构出发,以 萃取剂和被萃取物质分子间相互作用力大小相近为原则,快速定量选择适宜的萃取剂及配 比,与常规溶剂萃取法比较,能够缩短提取时间、降低产品开发成本,具有快速定量选择性。 见表5。
[0142] 表5巴旦杏油脂提取各方法比较
[0143]
[0144] 结论:通过不同方法的比较分析可知,内聚能密度法对设备要求不高,提取时间 短,溶剂用量少,精油脂得率高,成本低,工艺相对简单,适于规模化生产,经济效益好。
[0145] 实施例六:亚油酸和α -亚麻酸含量测定
[0146] I. 1亚油酸和α -亚麻酸含量测定
[0147] 依据GB/T 17376-2008中三氟化硼法处理样品,供GC-MS测定使用。取0. 25ml巴 旦杏仁油加石油醚,加2mol/ml甲醇氢氧化钾溶液混匀,超声lOmin,取出静置至室温,再加 Iml正己烷,加蒸馏水,萃取出有机相,即得巴旦杏仁油甲酯溶液。
[0148] I. I. 1色谱条件
[0149] 色谱柱:PEG-20M弹性石英毛细管柱,长度30.0 m,膜厚0· 25um,内径0· 25mm。进 样口温度:250°C,检测器温度:250°C ;柱温控制采用程序升温,以130°C为起始柱温,保持 3min,以3°C /min升温至200°C,再以4°C /min升温至220°C,保持IOmin ;控制方法为:线 速率:22cm/sec ;载气为N2,尾吹流量:25ml/min,氢气流量:30ml/min,空气流量:400ml/ min。采用自动分流进样,进样量为1 μ 1,分流比为50:1。亚油酸、α-亚麻酸标准品图谱 参见附图1、2,样品图谱见附图3。
[0150] I. 1. 2亚油酸甲酯标准曲线的制备
[0151] 精密称取亚油酸甲酯对照品0. 1039g,定容5ml色谱纯正己烷,分别稀释配置成 0· 0200mg/ml、0. 0400mg/ml、0. 0600mg/ml、0. 0800mg/ml、
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