專利名稱：超臨界CO₂提取栝樓籽油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超臨界C02提取栝樓籽油的方法，屬于食品加工學(xué)領(lǐng)域，專用于栝樓籽油的超臨界C02提取。
二背景技術(shù)：
栝樓籽又名瓜蔞籽、瓜蔞仁、栝樓仁、栝蔞實(shí)等，為葫蘆科植物栝樓或雙邊栝
樓的干燥成熟種子(見參考文獻(xiàn)《中國藥典》2005版)。栝樓的干燥成熟種子為常用中藥瓜蔞子的藥典收載品種，具潤肺化痰、滑腸通便之功效，用于燥咳痰粘、腸
燥便秘。種子含有許多有益的脂肪酸，如石榴酸、亞油酸、油酸、棕櫚酸、亞麻油酸、亞油烯酸等(見參考文獻(xiàn)何祥久,邱峰,姚新生.栝樓屬植物化學(xué)成分[J].國
外醫(yī)藥.植物藥分冊(cè)，2002， 17 (1) : 11 13.)。
目前栝樓籽油的提取采用有機(jī)溶劑提取法和冷榨提取法。有機(jī)溶劑提取法很容易將栝樓籽中其他物質(zhì)如糖、氨基酸等小分子有機(jī)物提取出來，另外也存在有機(jī)溶劑的殘留，給后來的分離提純帶來了很大的困難。冷搾提取法不可避免的帶入雜質(zhì)且提取不充分、得率較低24 26%。
超臨界C02流體，具有臨界溫度和臨界壓力低、無毒、無色、不燃、價(jià)廉、化學(xué)惰性等優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)提取技術(shù)比較，它具有提取能力強(qiáng)、提取效率高、生產(chǎn)周期短、工藝簡單、操作方便、能耗低、產(chǎn)品損耗小和產(chǎn)品純度高等優(yōu)點(diǎn)。響應(yīng)曲面法(RSM， Response surface methodology)(見參考文獻(xiàn)Siti Machmudah， YukariKawahito, Mitsuru Sasaki, Motonobu Goto. Supercritical CO2 extraction of rosehip seedoil: Fatty adds composition and process optimization. J. of Supercritical Fluids. 41:2007,421428.)是統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的合成，它包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、建模、檢驗(yàn)?zāi)Ｐ秃线m性、因子效應(yīng)的評(píng)估、考察以及尋求因子最佳操作條件，近年來響應(yīng)面方法已成功地應(yīng)用于生物技術(shù)的許多方面。
三
發(fā)明內(nèi)容
3技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于提供一種超臨界C02提取栝樓籽油的方法，解決利用現(xiàn)有技術(shù)提取栝樓籽油存在的有機(jī)溶劑的殘留、雜質(zhì)多、得率低、油感官質(zhì)量差的缺點(diǎn)。
技術(shù)方案本發(fā)明的實(shí)施方案如下-超臨界C02提取栝樓籽油提取方法，包括
(1) 原料栝樓的成熟種子；
(2) 干燥將栝樓籽置烘箱中60'C恒溫烘干10~20小時(shí)或自然干燥，含水量約6%即可；
(3) 粉碎用高速粉碎機(jī)將栝樓籽粉碎，過篩(粒度為20目)；
(4) 超臨界C02提取將上述粉碎后的栝樓籽投入超臨界C02萃取裝置的萃
取釜中，調(diào)節(jié)萃取溫度40-5(TC，萃取壓力25 35Mpa，時(shí)間為1~3小時(shí)、(302流量20L/h，直接在萃取釜出口用三角瓶收集栝樓籽油，栝樓籽油得率=(萃取栝樓籽油重量/加入樣品量)X100%。
上述栝樓籽油的提取方法中，其超臨界C02提取過程中最佳參數(shù)調(diào)節(jié)為提取溫度為45.25。C，提取時(shí)間為179.4min，提取壓力30.15MPa。
有益效果本發(fā)明選用超臨界C02提取和響應(yīng)曲面法(RSM)統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過Design Expert軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，開展超臨界C02提取栝樓籽油方法和主要參數(shù)的確定并對(duì)提取方法進(jìn)行優(yōu)化。與目前技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)是
(1) 通過本發(fā)明篩選出的主要參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)提取栝樓籽油具有提取得油率高、提取效率高、提取時(shí)間短、工藝簡單、操作方便。
(2) 超臨界C02提取栝樓籽油具有能耗低、產(chǎn)品純度高、提取栝樓籽油無溶劑
殘留和對(duì)環(huán)境無污染的等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明超臨界C02萃取栝樓籽油具有無殘留、選擇
性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的開發(fā)前景。利用本發(fā)明工藝所提取的栝樓籽油為淡黃棕色、澄清的油狀物，具有栝樓籽油特殊的風(fēng)味；純度99%以上。
(3) 選擇了適宜的萃取條件即萃取溫度45.25°C，萃取時(shí)間179.4min，萃取壓力30.15MPa、適宜的C02流量20L/h以及水分6%。通過模型優(yōu)化提取參數(shù)為提取溫度為45.25'C，提取時(shí)間為179.4min，提取壓力30.15MPa，可最大限度地提取栝樓籽中的油脂。由模型解逆矩陣得到，栝樓籽油最大提取得率預(yù)測值為32.755% ，實(shí)際提取得率值為32.80%，與預(yù)測值相符。(4)本發(fā)明提供的超臨界C02提取栝樓籽油方法，生產(chǎn)上可用于對(duì)栝樓籽油的提取。
四

圖1為壓力與溫度對(duì)栝樓籽油提取得率影響的響應(yīng)面3D及等高線圖
提取時(shí)間固定為C: 120min， A:壓力，B:溫度。
圖2為時(shí)間與溫度對(duì)栝樓籽油提取得率影響的響應(yīng)面3D及等高線圖
提取壓力固定為A: 30MPa， B:溫度，C:時(shí)間。
圖3為壓力與時(shí)間對(duì)栝樓籽油提取得率影響的響應(yīng)面3D及等高線圖
提取溫度固定為C: 45°C， A:壓力，C:時(shí)間。
萃取油得率=(萃取栝樓籽油重量/加入樣品量)xioo%
五具體實(shí)施例方式
本發(fā)明結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)通過響應(yīng)曲面法(RSM)釆用Box-Behnken模型(見參考文獻(xiàn)- Box GEP. Multifactor designs of first order. Biometrika 1952;39:49-57.和BoxGEP， Behnken DW. Some new three level design for the study of quantitative variables.Technometrics 1960;2:455-75.)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)了 40°C、 45°C、 50。C三個(gè)溫度處理、25MPa、 30MPa、 35Mpa三個(gè)壓力處理、60min、 120min、 180min三個(gè)CO2
萃取時(shí)間處理。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得二次多元回歸模型
y=31.35532+0.99485Xl+2.9271 X3-1.488685xi2-2.74713x22-1.49993x32-l.10110 x丄x3
模型中x1:為壓力自變量的編碼值、x2:為溫度自變量的編碼值、x3:為時(shí)間自變量的編碼值(XF(Xi-Zo)/ZlX對(duì)自變量進(jìn)行編碼，其中Xi為自變量的編碼值，《為自變量的真實(shí)值，Zo為實(shí)驗(yàn)中心點(diǎn)處自變量的真實(shí)值，A 為自變量的變化步長)，y為栝樓籽油得率。對(duì)該模型進(jìn)行方差分析(ANOVA)模型高度顯著，模型的調(diào)整確定系數(shù)(Adji -Squared) Adj i 2=0.9578，說明該模型能解釋95.78%響應(yīng)值的變化，
實(shí)驗(yàn)誤差小，模型可用于對(duì)超臨界C02提取栝樓籽油得率進(jìn)行分析和預(yù)測。從回歸方程系數(shù)顯著性檢驗(yàn)可知模型中一次項(xiàng)X3(p〈 0.0001)， 二次項(xiàng)A2、 X22、 X32
&<0.0001)極顯著； 一次項(xiàng)A、交互項(xiàng);dX3差異顯著，說明壓力和時(shí)間的交互作用對(duì)栝樓籽油的提取起到關(guān)鍵的作用。壓力、溫度、時(shí)間及其交互作用對(duì)響應(yīng)值的影響如下圖l，圖2，圖3所示。等高線的形狀反映交互效應(yīng)的強(qiáng)弱大小，橢圓形表示兩因素交互作用顯著。
由模型對(duì)超臨界C02提取栝樓籽油最大得率進(jìn)行預(yù)測在壓力范圍為25.89 32.18 MPa，溫度范圍為43.64 48.96°C，時(shí)間范圍為135.41 179.4min。超臨界C02提取栝樓籽油得率為32.098 32.755%左右。
實(shí)施例
超臨界C02提取栝樓籽油具體提取方法，包括
(1) 原料栝樓的成熟種子；
(2) 干燥將栝樓籽置烘箱中6(TC恒溫烘干2~10小時(shí)或者自然干燥，含水量約6%即可；
(3) 粉碎用高速粉碎機(jī)將栝樓籽粉碎，過篩(20目)；
(4) 超臨界C02提取將上述粉碎后的栝樓籽投入超臨界C02萃取裝置中，
調(diào)節(jié)提取溫度為45.25'C，提取時(shí)間為179.4min，提取壓力30.15MPa。C02流量20L/h，時(shí)間為3小時(shí)，直接在萃取釜出口用三角瓶收集得栝樓籽油。所提取的栝樓籽油為淡黃棕色、澄清的油狀物，具有栝樓籽油特殊的風(fēng)味；純度99%以上，提取得率為32.80%。
由模型解逆矩陣得到在提取溫度為45.25°C，提取時(shí)間為179.4min，壓力30.15MPa的條件下，栝樓籽油最大提取得率預(yù)測值為32.755% ，實(shí)際提取得率值為32.80%，與預(yù)測值相符。
通過該模型得到的超臨界C02提取栝樓籽油各項(xiàng)參數(shù)可有效進(jìn)行超臨界co2提取栝樓籽油的提取，大大提高提取效率，生產(chǎn)上可用于對(duì)栝樓籽油的提取。本發(fā)明前處理要求的設(shè)備和技術(shù)也比較簡單，本工藝萃取所得的栝樓籽油在感官品質(zhì)和純度上都優(yōu)于冷榨和有機(jī)溶劑萃取的栝樓籽油，具有很好的市場前景。
權(quán)利要求
1. 超臨界CO2提取栝樓籽油的方法，包括(1)原料栝樓的成熟種子；(2)干燥將栝樓籽置烘箱中60℃恒溫烘干2小時(shí)或者自然干燥，含水量6％；(3)粉碎用高速粉碎機(jī)將栝樓籽粉碎，過20目篩備用；(4)超臨界CO2提取將上述粉碎后的栝樓籽投入超臨界CO2萃取裝置中，調(diào)節(jié)萃取溫度40～50℃，萃取壓力25～35Mpa，萃取時(shí)間為1～3小時(shí)，CO2流量20L/h，直接在萃取釜出口用三角瓶收集栝樓籽油。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述超臨界C02提取栝樓籽油的方法，其超臨界C02提取過程 中參數(shù)調(diào)節(jié)為溫度為45.25°C，時(shí)間為179.4min，壓力30.15MPa。
3. 權(quán)利要求1或2所述超臨界C02提取栝樓籽油的方法所獲得的產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及超臨界CO₂提取栝樓籽油的提取方法，屬于食品加工學(xué)領(lǐng)域。其原料和工藝為，將栝樓籽(Tricosanthes kirilowii Maxim.)干燥，粉碎，過篩，超臨界CO₂萃取在提取溫度為45.25℃，提取時(shí)間為179.4min，壓力30.15MPa的條件下，栝樓籽油提取得率為32.70～32.80％，純度在99％以上。通過本發(fā)明提供的超臨界CO₂提取栝樓籽油工藝，為栝樓籽的深度加工提供了一種新方法，可有效開展超臨界CO₂提取栝樓籽油的研究，本發(fā)明可操作性強(qiáng)，安全性好，得率較高，重復(fù)性好，提取效率高，工藝簡單，產(chǎn)品純度高、無污染等優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)上可用于栝樓籽油的提取。
文檔編號(hào)C11B1/00GK101457175SQ20081012377
公開日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2008年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月4日
發(fā)明者侯喜林, 馬志虎 申請(qǐng)人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)