超临界萃取葡萄籽有效成分的研究

超临界萃取葡萄籽有效成分的研究

罗芳

贵州工业职业技术学院贵州贵阳550008

摘要葡萄籽油的传统提取工艺是压榨法和溶剂萃取法,提取的产品质量较差、纯度低,有异味和溶剂残留,严重影响了葡萄籽油的推广和应用,超临界CO2萃取法最佳,不仅油脂提取率高,而且对原花青素的破坏作用最小,原花青素质量较好。

关键词葡萄籽超临界萃取有效成分

1引言

葡萄籽是葡萄酒厂和饮料厂在榨汁生产过程中的一种副产品,过去没有得到合理利用。我国葡萄栽培地域广阔,产量随着酿酒业和饮料业的发展而逐年增加,而副产物葡萄籽亦将逐年相应增加。葡萄籽浑身都是宝,亟待开发利用,这是一项很重要的天然资源。

葡萄籽油具有适宜的润肤作用,并且与洗净剂和表面活性剂有良好的配伍性,可广泛用于化妆品行业。用于头发护理,造型,赋予头发丝般光泽,并促进毛发生长。此外,葡萄籽油富含亚油酸,亚油酸含量在食用油中含量较高,而亚油酸是一种必需的脂肪酸,人体自身不能合成,必须由食物摄入。在降低血液胆固醇方面,亚油酸是最好的脂肪。用富含亚油酸的脂肪,替代是物种的饱和脂肪,血液胆固醇的水平可以下降20%以上。

原花青素的多羟基结构使它具有特殊抗氧活性和清除自由基的能力,已成为科学家关注的热点,也为其在化妆品领域的应用开辟了广阔前景。近10年来低聚原花青素在欧美、日等国家的保健品、化妆品领域得到广泛应用,年销售超过1亿美元。

我国关于原花青素的研究较晚,化妆品中的应用就更少。所以,充分利用我国丰富植物资源,开发含原花青素的纯天然、高效、无毒,且具有抗皱、美白防晒、保湿、抗辐射、养颜等功能的化妆品,更具有广阔的前景和应用价值。

2国内外同一研究领域的现状与趋势分析

葡萄籽油的传统提取工艺是压榨法和溶剂萃取法。目前,国内外葡萄籽油的提取一般采用有机溶剂萃取法。但该法提取的产品质量较差、纯度低,有异味和溶剂残留,严重影响了葡萄籽油的推广和应用。现在原花青素的植物来源主要源于葡萄籽、皮以及松树皮中。葡萄籽壳中原花青素含量比仁中要高得多,目前,普遍采用的工艺是先脱脂的方法包括压榨法、溶剂法、超临界CO2萃取法,其中,超临界CO2萃取法最佳,不仅油脂提取率高,而且对原花青素的破坏作用最小,原花青素质量较好。

2.1葡萄籽油的提取工艺现状

葡萄籽油的传统提取工艺是压榨法和溶剂萃取法,葡萄籽约占葡萄重量的5%-7%,葡萄籽含油率14%-17%,葡萄籽油的主要成分是亚油酸,含量高达72%-76%,而亚油酸是人体必需又为人体不能合成的脂肪酸,同时葡萄籽油含有多种脂溶性维生素A、E、D、K、P及多种微量元素。目前,国内外葡萄籽油的提取一般采用有机溶剂萃取法。但该法提取的产品质量较差、纯度低,有异味和溶剂残留,严重影响了葡萄籽油的推广和应用。

2.2原花青素的提取工艺现状

原花青素的植物提取法:20世纪50年代,法国科学家就发现可以从松树皮中提取大量原花青素,其原花青素含量达85%。70年代,则发现葡萄籽是提取原花青素的更好资源,提取物中其含量可高达95%。现在原花青素的植物来源主要源于葡萄籽、皮以及松树皮中。葡萄籽壳中原花青素含量比仁中要高得多,目前,普遍采用的工艺是先脱脂的方法包括压榨法、溶剂法、超临界CO2萃取法,其中,超临界CO2萃取法最佳,不仅油脂提取率高,而且对原花青素的破坏作用最小,原花青素质量较好。

油脂分离之后,一般采用乙醇或丙酮等有机溶剂来对籽壳进行萃取,得到的壳渣经过加热脱溶可以循环使用有机溶剂。萃取液经过滤、喷雾干燥,即可得到原花青素粗品。

2.3技术发展的趋势:

总而言之,压榨法,得率低,容易使热敏性的活性物质发生变化;溶剂法在生产过程中溶剂的挥发会污染环境,产品中难免有溶剂残留。上述两种方法都需要冗长的粗产品精制工序。不仅耗能,而且容易影响产品的质量。为了提升产品的质量,提取和分离过程的低温化成为研发的趋势所在。而超临界流体萃取工艺正顺应了这一潮流。超临界流体萃取技术是近年来新兴的一门食品工程高新技术,超临界流体以其特有的理化性质、无可比拟的优点受到了各行各业的重视并被不断的加以应用。超临界CO2的特殊性质决定了其在提油、萃取天然成分等非极性物质方面具有独特的优越性:速度快,产率高,油脂色泽浅,脱酸、脱色、脱蜡、脱臭等在萃取器内一次完成。现在,超临界流体技术的基础性和应用性研究正处于一个高潮。

3.研究方案

3.1考察超临界CO2流量对出油率的影响:超临界CO2流量主要影响萃取时间。一般来说,流量越大,葡萄籽出油率越高,但流量过大不利于分离器中葡萄籽油和CO2分离。因此,二氧化碳的流量选择为本研究的主要内容之一。

3.2萃取压力对出油率的影响较大,在温度、流量恒定时,压力增大,超临界CO2密度增大,葡萄籽油在CO2中的溶解度增加,但二者并非呈线性关系,当压力增加到一定程度时,葡萄籽油在CO2中的溶解度增加缓慢,考虑到高压会增加设备投资和操作费用,影响油的纯度,故并非压力越高越好。选择合适的萃取压力为研究的主要内容之一。

3.3萃取温度对出油率也有影响。在不同的压力范围内,温度对葡萄籽油在超临界CO2中的溶解度的影响有所不同。压力大时,超临界CO2密度高,可压缩性小,升温时超临界CO2密度降低较少,但大大提高了待分离组分的蒸汽压和扩展系数,从而使溶解能力提高;相反,在超临界CO2临界点附近,即压力较低时,超临界CO2的可压缩性大,升温时超临界CO2密度急剧下降,此时虽可提高分离组分的挥发度和扩散系数,但难以补偿CO2密度降低所造成的溶解能力下降。因此,有必要选择适宜的萃取温度。

3.4萃取时间对出油率的影响:一般来说,流量一定时,萃取时间越长,葡萄籽出油率越高。萃取开始,超临界CO2与葡萄籽未充分接触,萃取量较少;随着萃取时间的延长,葡萄籽油充分溶出,萃取量增大,直至达到最大值;继续延长时间,增加幅度如何,这也是考察的内容之一。

超临界流体萃取具有萃取时间短、有效成分含量高等优点,从而可替换传统的提取法。我们研究的目标是利用我国资源丰富的价格低的葡萄籽作为原材料,应用超临界流体萃取等高新分离技术为依托,生产化妆品用功能因子:葡萄籽油和葡萄籽原化青素,并将其产业化,在葡萄籽提取物产业化的基础上,分析测定方法及质量标准。为了使超临界二氧化碳萃取技术应用更科学、更为有效和更为有利可图,目前,世界许多国家正在开发研究,以便完善和拓宽这一技术,使它真正应用于工业生产,造福人类,造福于社会。

参考文献

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