超临界二氧化碳萃取美国山核桃油脂的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于油脂提取技术领域，具体涉及一种超临界二氧化碳萃取美国山核桃油 脂的方法。
【背景技术】
[0002] 美国山核桃（Carya illinoensis (Wangenn. )K. Koch)，又叫碧根果、薄壳山核 桃，胡桃科山核桃属。美国山核桃果仁大、易剥壳、得仁率高;营养素含量丰富，包括B族维生 素，矿物质元素如镁、铁、钙、锌等，多种人体必需氨基酸，脂肪酸尤其是单不饱和脂肪酸含 量超过70%以上;具有健脾开胃、养血平喘、润燥化痰、润肺补肾等作用，还能预防心血管疾 病。
[0003]超临界C〇2萃取是一种尚效、清洁的提取技术，具有无毒、无污染、无残留、尚溶解 度和易分离等优点。目前有关国内外研究超临界CO2萃取美国山核桃油的报道较少，目前对 植物油脂的提取普遍采用压榨法和有机溶剂浸出法生产工艺，压榨法生产工艺生产的毛油 杂质较多，需经高温及化学方法处理，如碱炼、水洗、脱水、脱色等，高温时间过长，易产生反 式酸油脂，不利于人体健康;水蒸气蒸馏油脂易造成油中维生素、胡萝卜素及微量元素等有 益物质的损失和破坏，使蛋白质变性，其水溶性蛋白质含量明显下降，降低了营养价值和功 能特性;有机溶剂浸出法生产工艺生产出来的毛油存在有机溶剂残留，对人体健康不利。
【发明内容】
[0004] 针对【背景技术】中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种超临界二氧化碳萃取 美国山核桃油脂的方法，实现得油率高，油品营养成分损失少，油品品质高。
[0005] 本发明采用的技术方案如下： 超临界二氧化碳萃取美国山核桃油脂的方法，其特征在于其主要包括如如下步骤： 1) 美国山核桃仁干燥； 2) 粉碎过筛； 3) 超临界二氧化碳萃取 4) 减压分离； 所述超临界二氧化碳萃取工艺为:萃取压力35MPa、萃取时间2.5h、萃取温度55°C。
[0006] 所述的超临界二氧化碳萃取美国山核桃油脂的方法，其特征在于:所述美国山核 桃仁干燥方法为:35°C干燥至恒重。
[0007] 所述的超临界二氧化碳萃取美国山核桃油脂的方法，其特征在于所述粉碎过筛方 法为，用高速粉碎机将美国山核桃仁粉碎后过20目筛。
[0008] 所述的超临界二氧化碳萃取美国山核桃油脂的方法，其特征在于所述减压分离的 压力为7 MPa，温度为30°C。
[0009] 采用以上技术方案，得到的美国山核桃油脂经检测，结果如下：酸价4.5mg KOH/g， 碘价104.2812/10(^，过氧化值2.41^/^，皂化值168.11^1(0!1/^。6(：/^3分析表明美国山核 桃油中亚油酸含量为16.37%，亚麻酸含量为6.01%，棕榈酸9.72%，硬脂酸6.00%，花生酸含量 2.62%，油酸含量50.17%，18-甲基十九碳酸含量1.07%，不饱和脂肪酸含量高达75.17%。
【附图说明】
[0010]图1:超临界CO2流体萃取流程图，图中I-CO2储罐;2-热交换器;3-过滤器;4 -栗;5-萃取釜;6-分离釜； 图2:萃取压力对美国山核桃油提取率的影响； 图3:温度对美国山核桃油脂提取率的影响； 图4:萃取时间对美国核桃油脂提取率的影响； 图5:美国山核桃油脂脂肪酸甲酯的GC-MS总离子色谱图。
【具体实施方式】
[0011]下面通过具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0012] 实施例1 1材料与方法 1.1试验材料 美国山核桃购于临安昌化，选取当年充分成熟、并剥去外果皮、饱满、无虫蛀、无霉变、 不溢油的鲜果为原料，去核取仁后置于冰箱中保存。
[0013] 超临界⑶2(气体纯度99.9999%，购于浙江临安气体有限公司）；超临界二氧化碳萃 取装置（HA22 1-50-06)江苏南通华安超临界萃取有限公司；气相色谱-谱联用仪 (QP201PLUS)日本岛津公司；高速粉碎机(FE220)北京中兴伟业仪器有限公司。相关参数设 置如下：0) 2临界点7.3810^、31.1°(3，分离釜的温度为40°(3,0)2流量201^4-1。减压分离的 压力为7 MPa，温度为30°C。
[0014] 1.2试验方法 1.2.1工艺流程 工艺流程:美国山核桃仁-低温干燥-粉碎-过筛-称重-装入萃取爸-萃取-减压 分离-美国山核桃油脂-甲酯化-成分分析。
[0015] 提取率计算：
式中:P-美国山核桃油的提取率(％); m-美国山核桃油的质量(g); M-装料量(g)。
[0016] 1.2.2超临界提取美国山核桃油脂试验设计 低温(35°C)干燥至恒重的美国山核桃仁，过20目筛，准确称取5份10克样品，装入萃取 釜，设置萃取时间2. Oh，萃取压力35MPa，研究萃取温度35°C、45°C、55°C、65°C、75°C对美国 山核桃油提取率的影响;准确称取5份IOg样品，设置萃取时间2.0h，萃取温度50°C，研究萃 取压力分别在1510^、2010^、2510^、3010^、3510^对美国山核桃油提取率的影响；准确称取5 份IOg样品，设置萃取压力35MPa，萃取温度50°C，研究萃取时间分别在1.0 h、1.5h、2 . Oh、 2.5h、3. Oh对美国山核桃油提取率的影响。每个处理平行3次进行，结果取平均值。
[0017] 根据单因素实验，通过L9(34)设计正交试验，对超临界二氧化碳萃取法提取美国山 核桃油脂工艺条件进行研究。
[0018] 1.2.3油脂理化性质的检验 油脂酸价按照GB/T 5528-2008测定;皂化价按照GB/T 5534-2008测定;过氧化值按照 GB/T 5009.37-2003 测定；碘价按照GB/T5532-2008测定。
[0019] 1.2.4油脂的脂肪酸测定 精确称取Ig由最佳工艺提取的美国山核桃油脂，按照文献《不同提取方法对葡萄皮油 中脂肪酸的影响》(酿酒科技，2012, 9: 39-42)中的方法，对其进行甲酯化。
[0020] 美国山核桃油中脂肪酸的GC-MS分析:色谱柱为RTX-WAX(30 . OmX 0.25mm X 0.25μ m)色谱柱;进样口温度250°C。升温程序:柱温100°C、以10°C/min升到170°C，保持Imin后，以 3°C/min升到230°C，保持12min。载气He，恒流模式，流速lml/min，不分流进样。质谱条件:EI 离子源，离子源温度为200°C，接口温度为250°C，电离电压70eV，溶剂延迟3min，扫描速度 16scans/s，全扫描方式，扫描离子范围为45_500amu。
[0021 ] 1.2.5数据处理和质谱检索 样品经GC-MS分析，各分离组分利用计算机进行谱库联机检索，根据质谱裂解规律进行 分析，确定其化学结构，采用色谱峰面积归一化法计算相对含量。
[0022] 2结果与分析 2.1萃取压力的影响 萃取压力对美国山核桃油的提取率如图2所示，随着萃取压力的变化，提油率的增加速 率呈现先减少后增加的趋势，但提油率是逐渐增加的，到35Mpa时提油率达到最大值 69.08%。这主要是因为不断增加的萃取压力使超临界流体的密度上升，进而使美国山核桃 油在二氧化碳中的溶解度增大，从而提高提油率。考虑到由于设备的允许压力最大只能到 35Mpa，因此萃取压力选择35Mpa。
[0023] 2.2萃取温度的影响 温度对于美国山核桃油脂提取率的影响见图3,随着萃取温度的升高，溶剂蒸汽压增 大，此时其密度会相对降低，美国山核桃油脂的提取率也逐渐升高，但当温度超过45°C时提 取率的增速放缓。因此萃取温度选择45°C为宜。
[0024] 2.3萃取时间的影响 图4显示萃取时间对美国山核桃油脂得率的影响。随着萃取时间的增加美国山核桃得 率逐渐上升，在2.5h的时候，提取率最高，当提取时间从2.5h到3. Oh，提取率增加的幅度相 对稳定。因此最佳萃取时间选择2.5h。
[0025] 2.4正交试验设计分析 在上述单因素试验的基础上，选取萃取压力、萃取温度、萃取时间作为考察因子，以美 国山核桃油脂提取率作为试验指标，采用L9( 34)进行正交试验，结果见表1。
[0026]
表1的正交实验结果分析显示，对美国山核桃油脂提取率影响的主次顺序为:A>B>C，萃 取压力〉萃取温度〉萃取时间。最优工艺为A3B2C3,即压力35MPa，提取温度45°C，提取时间 3.Oh。在此最佳工艺下进行3组验证试验测，美国山核桃油脂平均提取率为73.33%。
[0027] 2.5理化指标检测 对最佳工艺条件下提取的美国山核桃油脂进行酸价、碘价、过氧化值、皂化值的测定， 每个指标进3次平行，结果见表2。
[0028]与一般常见植物油相比，表2测定的各项指标基本符合中国"食用植物油卫生标 准"的规定。
[0029] 2.6脂肪酸组成 运用GC-MS定性定量分析，分离出15个峰，成分鉴定根据GC-MS联用测定所得到的质谱 信息，应用数据库进行检索，并对检索结果进行人工核对通过与标准谱图对照分析，确定了 美国山核桃油脂绝大部分化合物的结构，分析鉴定结果见图5和表3。由表3可知，美国山核 桃油脂中主要含有6种脂肪酸，即亚油酸、油酸、棕榈酸、亚麻酸、花生酸和硬脂酸是其主要 成分，饱和脂肪酸仅含15.72%，而不饱和脂肪酸占75.17%，其中油酸含量50.17%，亚油酸含 量16.37%，亚麻酸6.01%，花生酸2.62%。美国山核桃油脂中亚油酸含量高于橄榄油（3.5%~
[0030] 3、结论 通过单因素实验和正交实验的研究，可以得到超临界二氧化碳萃取美国山核桃的最优 工艺参数为:提取压力35MPa、提取温度55°C、提取时间2.5h，在最优参数下美国山核桃油脂 的平均得率达到73.33%，核桃油脂的得率高。在最优工艺下提取的美国山核桃毛油过氧化 值为2 · 4mg/g;酸价4 · 5mg/g，碘价为104 · 2g/100g，阜化价为168 · lmg/gXC/MS分析显示单不 饱和脂肪酸(油酸）的含量为50.17%;多不饱和脂肪酸以亚油酸为主，含量为16.37%，亚麻酸 相对含量较少为6.01%。组成美国山核桃饱和脂肪酸的有棕榈酸和硬脂酸，两种脂肪酸之和 为15.72%。
【主权项】
1. 超临界二氧化碳萃取美国山核桃油脂的方法，其特征在于其主要包括如如下步骤： 1) 美国山核桃仁干燥； 2) 粉碎过筛； 3) 超临界二氧化碳萃取 4) 减压分离； 所述超临界二氧化碳萃取工艺为:萃取压力35MPa、萃取时间2.5h、萃取温度55°C。2. 根据权利要求1所述的超临界二氧化碳萃取美国山核桃油脂的方法，其特征在于:所 述美国山核桃仁干燥方法为:35°C干燥至恒重。3. 根据权利要求1所述的超临界二氧化碳萃取美国山核桃油脂的方法，其特征在于所 述粉碎过筛方法为，用高速粉碎机将美国山核桃仁粉碎后过20目筛。4. 根据权利要求1所述的超临界二氧化碳萃取美国山核桃油脂的方法，其特征在于所 述减压分离的压力为7 MPa，温度为30°C。
【专利摘要】超临界二氧化碳萃取美国山核桃油脂的方法，属于油脂提取技术领域，其特征在于其主要包括美国山核桃仁干燥、粉碎过筛、超临界二氧化碳萃取、减压分离步骤，最终得到美国山核桃油脂；其中萃取工艺为：萃取压力35MPa、萃取时间2.5h、萃取温度55℃，在此条件下美国山核桃油脂提取率是73.33%。萃取得到的美国山核桃油理化性质如下：酸价4.5mg？KOH/g，碘价104.2g？I2/100g，过氧化值2.4mg/g，皂化值168.1mg？KOH/g，不饱和脂肪酸含量高达75.17%。
【IPC分类】C11B1/04, C11B1/10
【公开号】CN105542947
【申请号】CN201510983545
【发明人】常银子, 喻卫武
【申请人】浙江农林大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月24日