超临界流体萃取技术在油脂加工中的应用

Your company slogan in here,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,2024/9/29,Click to edit Master title style,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,超临界流体萃取技术在油脂加工中的应用,2,主要内容,超临界流体萃取技术概述,1,3,展望,4,SCFE,在油脂加工中的应用,SCFE,与尿素包合连用在油脂加工中的应用,1.,超临界流体萃取技术概述,超临界流体萃取技术是一种新的分离技术，其分离过程是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响对目标物质进行分离。,目前研究较多的超临界流体是二氧化碳，因其具有无毒、不燃烧、对大部分物质不反应、价廉等优点，最为常用。而且,CO,2,的临界点,:Tc=31,，,Pc=7.39MPa,分离过程的温度可接近室温，,SC-CO2,密度和粘度对温度和压力变化十分敏感，且溶解能力在一定压力范围（,3-16MPa,）内成比例，所以可通过控制温度和压力改变物质的溶解度。,1,在油脂加工中的应用,SCFE,植物油脂,提取,油脂精炼,动物油脂提取,生物柴油制备,在油脂加工中的应用,2.1,植物油脂的提取,压榨法,油脂得率低,溶剂回收困难和产品中溶剂残留,不能有效进行物质成分的选择性萃取,.,溶剂萃取法,提取率高,溶剂回收困难和产品中溶剂残留,不能有效进行物质成分的选择性萃取,.,SC-CO,2,提取率高,得到的油含磷少,色泽低,无溶剂残留,操作条件温和,对不饱和脂肪酸等成分选择性分离,后处理中可以省去脱胶、脱色,经工艺调整,除去大部分游离脂肪酸,从而省去脱酸步骤。,在油脂加工中的应用,目前,超临界,CO,2,流体萃取技术已广泛用于开发具有高附加值的保健品用油上,如米糠油、小麦胚芽油、沙棘油、葡萄籽油、杏仁油、紫苏子油、月见草油、芹菜油等,并取得了工业应用成果。,刘崇义等研究了小麦胚芽油的超临界,CO,2,提取,得到的最佳工艺条件为,:,压力,20MPa,温度,35,流量,4L/min;,尹卓容采用超临界,CO,2,萃取法从月苋草种子和丝状真菌提取了亚麻酸,;,方涛等对油脂脱臭馏出物的甲酯化产物进行超临界萃取,用来浓缩天然生育酚（维生素,E,）,;,胡淼采用超临界,CO,2,萃取法从植物黄花蒿中萃取青蒿素,得到青蒿素含量大于,20%;,吕维忠等用超临界,CO,2,萃取技术从大豆粗磷脂中萃取天然高纯度卵磷脂，最优工艺条件：萃取压力,30MPa,萃取温度,50,萃取时间为,6h,。产品纯度为,98%,。残油含量,43%,，证明该法比溶剂法优越,产品质量高。,在油脂加工中的应用,2.2,动物油脂的提取,鱼油,蛋黄油,蚕蛹油,鱼油中富含二十碳五烯酸,(EPA),和二十二碳六烯酸,(DHA),长链多烯不饱和脂肪酸，具有很高保健功能,蛋黄粉由甘油三酯、卵磷脂、蛋白质、胆固醇、少量水和微量核黄素等组成，含有丰富的天然卵磷脂,蚕蛹油富含丰富的脂溶性维生素、微量元素及脂肪酸，特别是人体必需的油酸、亚油酸和亚麻酸等多种不饱和脂肪酸,在油脂加工中的应用,1,Michihata,等用,SC-CO,2,从经冷冻的鱿鱼调味品废料中萃取油脂，得率为,22,。所得的油脂含多种不饱和脂肪酸，主要为,DHA(22.7,),和,EPA(8.94,),，脂肪酸的萃取总量高于用三氯甲烷甲醇抽提所得的油脂。,2,蒋艳忠等采用,SC-CO,2,萃取蚕蛹油，得到的萃取最优条件为,:,压力,25MPa,、温度,45,、时间,2.5h,得率为,28.97%,。采用,SC-CO2,可有效地将蚕蛹中油脂类成分萃取出来,萃取效果与传统溶剂萃取相当,但蚕蛹油品质高于溶剂萃取所得蚕蛹油。,3,马燮等通过正交实验确定了利用超临界,CO,2,从蛋黄粉中萃取蛋黄油的较佳工艺参数为：萃取压力,24MPa,、温度,50,、时间,5h,。在此条件下蛋黄油的萃取率可达,80.1,动物油脂的提取,在油脂加工中的应用,2.3,生物柴油的制取,生物柴油是用光合作用转化形成的油脂（甘油三酯），在人为条件下进行酯化反应而加工得来，可降解、可再生，是典型的绿色能源，是替代石化柴油的理想燃料之一。另外，生物柴油本身含有大量氧元素，与石化柴油相比，其组成中碳元素比例大大降低。因此生物柴油燃烧耗氧量低，燃烧充分，温室气体,CO,2,排放量小，而石化柴油燃烧时释放大量硫氧化物，,CO,，微粒，氮氧化物，多环芳烃和硝化多环芳烃等有毒有害物。生物柴油具有使用安全清洁，高效的突出优点，它的发展对环境保护有重要贡献。,目前,世界各国都在积极开展生物柴油的生产及研究。美国主要用大豆、欧洲主要用油菜籽、马来西亚主要用棕榈油生产生物柴油,中国有利用米糠油、葵花籽油和海滨锦葵油等生产生物柴油。,在油脂加工中的应用,微生物油脂提取,部分微生物是高光合生物，它们的脂类含量最高可达细胞干重的,80%,。,生物柴油制取,废弃油脂提取,废弃油脂主要指地沟油和油脂下脚料回收的油脂,其含有大量游离脂肪酸、聚合物和分解物等。,在油脂加工中的应用,微生物油脂提取,李植峰等比较索氏抽提法,(,抽提剂为石油醚,),、超临界,CO,2,萃取法,(,抽提剂为,CO,2,),、酸解法,(,抽提剂为有机溶剂,),、有机溶剂法提取四种真菌的油脂,研究证明,SC-CO,2,法提取真菌油脂的效果虽较索氏法略差,但油脂的脂肪酸组成及含量相近,且样品需要量小,样品处理能力较索氏法大为提高。,在油脂加工中的应用,废弃油脂提取,Deirbas,在无催化剂的条件下利用超临界甲醇制备生物柴油，在试验设定的条件下，甲酯的转化率高达。陈生杰等人以酸化油、乙醇为原料，在超临界条件下制备生物柴油，在最佳条件下的生物柴油产率可达。,朱凤等以废弃油脂为原料,利用超临界法制备生物柴油，所得废弃油脂超临界法制备生物柴油的最佳工艺条件为,:,反应温度,240,反应压力,10 MPa,反应时间,6 min,催化剂用量,0.06%,醇油摩尔比,40/1,。在此条件下,生物柴油产率达到,99.37%,。,在油脂加工中的应用,2.4,油脂精炼,SC-CO,2,技术在油脂精炼方面研究利用较早。美国在,1976,年就有相关的研究报道。,SC-CO,2,技术在这方面研究应用主要以一些植物油脱臭、脱酸及氢化等较多。,Zosel,等采用超临界,CO,2,萃取技术,在,100-250,、,15-30MPa,条件下,可同时对油脂进行氢化和脱臭,提高原料油脂的品质以满足人造奶油生产的要求。利用,SC-CO,2,技术,在,22 MPa,、,80-200,条件下,将原料葵花籽油经过氢化、脱臭、脱酸等处理后,得到质明显改善的精炼油,且无不良气味。该工艺适合于葵花籽油、鲸油、鱼油、棉籽油、菜籽油和大豆油等油脂精炼。,结晶法在油脂加工中的应用,尿素包合,尿素可以形成具有六面体管道结构的结晶，直链的饱和脂肪酸能够进入管道内，形成尿素包合物，而不饱和脂肪酸的顺式结构及双键的存在使分子体积增大，从而阻碍其进入尿素结晶体内。过滤除去尿素包合结晶，可以使多不饱和脂肪酸得到富集。,SC-CO,2,与尿素包合连用常用来抽提和富集鱼油中的,EPA,与,DHA,等不饱和脂肪酸以及浓缩维生素,E,。,图,2,与尿素包合连用在油脂加工中的应用,维生素,E,又名生育酚,是人体必需的脂溶性维生素之一,也是迄今为止发现的唯一无毒的重要天然抗氧化剂,樊明涛等以豆油脱臭馏出物为原料，采用尿素包接和超临界二氧化碳萃取相结合的方法提取和浓缩,-,维生素,E,，先利用尿素包合除去一部分游离脂肪酸，使维生素,E,得到初步浓缩,然后再利用超临界二氧化碳萃取,结果表明用尿素包合可以使非包合物中维生素,E,的浓度提高,2,倍,在萃取压力,18MPa,萃取温度,308K,（,35,）,二氧化碳流量,10L/min,的条件下可以获得较理想的结果,.,与尿素包合连用在油脂加工中的应用,张娟梅等采用超临界,CO,2,萃取技术对裂殖壶菌,DHA,单细胞油脂进行萃取，结合尿素包合法对所得单细胞油脂中的,DHA,进行浓缩，得到最佳提取条件为：萃取压力,45MPa,，萃取温度,35,，萃取时间,3h,，在该条件下单细胞油脂的得率高达；最佳浓缩工艺为：包合温度,4,，脂肪酸乙酯、尿素与乙醇的配比为,1,：,2,：,12,，包合时间,6h,，该条件下,DHA,含量由,46,1,提高到。,4.,展望,超临界二氧化碳萃取技术在油脂的萃取方面具有较好的应用前景,因为超临界二氧化碳萃取油脂的工艺萃取时间短,萃取效率高,无溶剂残留,无废水废气等产生,能耗低和绿色环保。,SCF提取油脂在我国还没有大规模的应用原因之一是人们对超临界技术的认知能力和接受能力有限;其次是高压设备的国产化问题还没有很好的解决,进口设备投资高,现有油脂加工厂不愿进行技术改造。,我国,的油料和谷类作物品种十分丰富,超临界二氧化碳萃取技术有着广阔的应用前景,全面推广和应用必将带来巨大的经济效益、环境效益和社会效益,5.,参考文献,1.,刘元，二氧化碳超临界流体萃取概述，化工之友，,2006,，,8,：,32-34,2.,吕维忠，钟振声，黄少烈，天然高纯度卵磷脂的超临界,CO2,萃取，日用化学工业，,2000,，,8,（,4,）：,10-12,3.,蒋艳忠,杨克迪,全巧凤，蚕蛹油超临界,CO,2,萃取研究，粮油食品科技，,2007,，,15,（,4,）：,46-48,4.,汪昌国,刘 震,植物油脂的超临界,CO,2,提取,中国油脂,1997,22(6):3-6,5.,宋东辉，侯李君，施定基，生物柴油原料资源高油脂微藻的开发利用，生物工程学报，,2008,，,24,（,3,）：,1-8,6.,李植峰,张玲,沈晓京,等,.,四种真菌油脂提取方法的比较研究,.,微生物学通报, 2001, 28(6): 72-75.,7.,邱榕,李国文,陈钧,超临界,CO,中尿素包络法浓缩鱼油生理活性组分的研究,江苏理工大学学报, 1998,，,9,(1):20-24,8.,朱凤，劳文艳，杨庆利，禹山林，张初署，废弃油脂超临界法制备生物柴油研究，现代化工，,2008,，,28,：增刊（,2,）：,90-94,9.,樊明涛，吴守一，马海乐，尿素包接和,SFC,结合法浓缩,维生素,E,研究，西北农林科技大学学报自然科学版，增刊：,11-14,10.,张娟梅，柯崇榕，黄建忠，,DHA,单细胞油脂的萃取与浓缩，中国油脂，,2008,，,33,（,10,）：,43-46,谢谢！,