医用注射用油茶籽油制备工艺
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医用注射用油茶籽油制备工艺油茶籽油是一种木本植物油,其油酸和亚油酸等不饱和脂肪酸含量高达80% 以上,具有降低胆固醇,预防高血压、冠心病等功能,是营养价值高的食用油。
油茶籽油具有较强的渗透性、易被皮肤吸收、氧化稳定性好、安全无毒副作用等特性,使得其在化妆品及医药上的应用日渐广泛。
以油茶籽油为原料制备化妆品用油,就必须对油茶籽油精制和脱色,去除其中的杂质和色素,制成符合化妆品要求的无色油茶籽油。
传统的脱色方法很难使油茶籽油达到无色,本文通过实验探讨无色油茶籽油制备工艺和脱色过程的影响因素,并确定该脱色过程的最佳工艺条件。
1 材料与方法
1. 1 主要材料
油茶籽毛油: 市场上购得,色泽R3. 5、Y40,酸值( KOH) 3. 5 mg /g。
活性炭,活性白土,氢氧化钾、乙醚、石油醚( 沸程60 ~ 90℃) 、正己烷均为分析纯。
1. 2 主要仪器、设备
WSL - 2 比较测色仪,722( N) 可见分光光度计,RE - 5298 旋转蒸发仪,7312 - I 型电动搅拌机,HH - 6型电热恒温水浴锅。
1. 3 测定方法
酸值,按GB /T 5530—2008 测定; 过氧化值,按GB /T 5538—2008 测定; 色泽,按GB /T 22460—2008 测定。
1. 4 无色油茶籽油制备
1. 4. 1 水化脱胶
准确称取油茶籽毛油4 kg,置于水化锅,搅拌加热,待油温升至75℃时,量取与油温相近的热水( 占油质量的10%) 均匀地淋洒到油中,当油中产生颗粒时,降低转速搅拌10 min,停止搅拌,升温至80℃,恒温静置8 h,视油水完全分层为准,分出上层油,即得脱胶油。
1. 4. 2 化学碱炼
称量所得脱胶油的质量,并测定脱胶油的酸值,根据如下公式计算加碱量: 加碱量= 0. 714 ×酸值×脱胶油质量× ( 1 + 超碱量) × 10 - 3。
将脱胶油置于碱炼锅,搅拌加热,将油温升至70℃左右,用计算出的加碱量加软水配成10% 的碱液,迅速均匀地淋洒到油中,充分混合,当油中产生皂脚颗粒,减慢搅拌速度,10 min 后停止搅拌,升温至80℃,恒温静置8 h,视皂脚完全沉淀为准。
将上层清油转移至洗涤锅,油温升到85℃,用占油质量10%的热水进行洗涤后,恒温静置1 h,分离出上清油,在真空条件下脱水干燥,即得脱酸油,以备脱色用[4]。
1. 4. 3 吸附脱色
为制备无色油茶籽油,在油中加入溶剂以降低黏度,分散色素,然后加吸附剂进行脱色。
实验溶剂选用极性小的石油醚和正己烷,吸附剂选择油脂脱色常用
的活性炭和活性白土。
1. 4. 3. 1 溶剂种类和用量的确定
在固定吸附剂用量条件下,分别添加石油醚、正己烷进行脱色实验。
具体操作步骤: 准确称取两份50 g 脱酸油,分别置于200 mL 烧杯中,按油茶籽油与溶剂1∶ 1. 0 体积比在一烧杯中加入石油醚,另一烧杯加正己烷,快速搅拌,然后各加入10 g 活性炭,脱色20 min,过滤,脱溶,得脱色油茶籽油,测定色泽和脱色率。
然后选择油茶籽油与溶剂体积比为1∶ 1. 5、1∶ 2. 0、1∶ 2. 5,重复上述实验。
脱色油脱色率的测定[4 - 5]: 在430 nm 下,以纯净水为空白样,用分光光度计测定其脱色前后油茶籽油吸光度,然后计算出脱色率,按脱色效果确定采用溶剂及用量。
油脂脱色率计算公式如下:
X = ( A0 - A1) A0 × 100%
式中: X———油脂脱色率,%;
A0———脱色前油脂的吸光度;
A1———脱色后油脂的吸光度。
1. 4. 3. 2 吸附剂种类和用量的确定
用上述实验确定的溶剂和用量,分别添加活性炭和活性白土进行脱色实验。
具体操作步骤: 准确称取两份50 g 脱酸油,分别置于200 mL 烧杯中,然后按确定的溶剂及比例加入溶剂,快速搅拌,在一烧杯加入10 g 活性炭,另一烧杯加入10 g 活性白土,脱色20 min 后,过滤,脱溶,得脱色油茶籽油,测定脱色率。
然后改变吸附剂用量,用量分别为油质量的25%、30%、35%、40%,重复脱色实验。
按测定脱色率的结果确定吸附剂和用量。
同时,以不加溶剂的油茶籽油进行活性炭脱色的对照实验,比较脱色效果。
计算吸附剂吸油率,考察添加溶剂对吸附剂吸油率的影响,计算公式如下: W = ( m0 - m1 - m) m1 × 100%
式中: W———脱色剂吸油率,%;
m0———脱色后滤饼和滤纸总质量,g;
m1———脱色用吸附剂的质量,g;
m———滤纸质量,g。
1. 4. 4 脱溶
经过滤后得到的脱色油,通过旋转蒸发仪真空脱溶,得到脱溶油。
1. 4. 5 脱臭
在0. 1 MPa 的真空条件下,将脱溶油吸入脱臭锅,加热至160℃,从锅底部通入少量水蒸气,继续升温至180℃,恒温脱臭4 h,停止加热,冷却降温至70℃,破真空,放出脱臭油,过滤得无色油茶籽油。
2 结果与讨论
2. 1 水化脱胶和化学碱炼
通过水化脱胶,去除了胶质等杂质,避免在脱臭过程中因高温而分解,发生
热变色,影响成品的色泽和品质。
通过碱炼使得酸值降低,分离皂脚后,色泽明显变浅,有利于脱色。
2. 2 溶剂种类和用量的确定( 见表1)
表1 溶剂种类和用量对脱色效果的影响
溶剂 V( 油茶籽油) ∶V( 溶剂) R 值 Y 值 X/% 1∶1. 0 0.2 2.0 82.1
1∶1.5 0. 1 1.7 84.3
石油醚 1∶2. 0 0 1.2 87.4
1∶2.5 0 1. 2 88.6 1∶1. 0 0.2 2.0 81.7
1∶1.5 0.1 1.7 83.6
正己烷 1∶2. 0 0 1.3 85.2
1∶2.5 0 1.2 86.5 由表1 可知: 当油茶籽油与溶剂体积比相同时,添加石油醚的脱色效果优于正己烷,而且石油醚的价格比正己烷低,所以选用石油醚为溶剂; 随着溶剂添加量的增大,色泽逐渐变浅,脱色率逐渐上升。
当油茶籽油与溶剂体积比为1∶ 2.
0 和1∶ 2. 5,用罗维朋比色计比色,很难分辨出色泽的差异,通过用分光光计测定吸光度,计算脱色率,发现添加过多的溶剂
对脱色效果增加不明显,而且增加成本。
所以选定油茶籽油与石油醚的体积比为1∶ 2. 0。
2. 3 吸附剂种类和用量的确定( 见表2)
表2 吸附剂种类和用量对脱色效果的影响
吸附剂添加量/% R 值 Y 值 X/% W/%
20 0.1 1.2 87.4
25 0 0.5 89.6
活性炭 30 0 0 92.7 45.1
35 0 0 93.0
40 0 0 93.4
20 0.4 5 81.2
25 0.3 4 83.6
活性白土 30 0.2 3 85.4 28.2
35 0.1 1.4 86.7
40 0 1.0 97.9
20 1.3 20 69.8
25 1.3 15 72.6
对照实验 30 1.2 13 74.1 76.6
35 0.8 10 75.6
40 0.6 6 77.2
由表2 可见: 添加活性炭的脱色效果优于活性白土。
活性炭具有疏水性,能够吸附高分子物质,对除去油中绿色和红色色素非常有效,脱色后不会给油脂带来异味; 活性白土脱色后会带有白土味,而且残渣不利于环保,所以选择活性炭为脱色剂。
脱色率随着吸附剂添加量的增加而增加,吸附剂用量在30%~ 40% 之间,脱色率变化不大; 活性炭用量为30%时,罗维朋比色计测得色泽值为0,分光光度计测定的吸光度为0.013 4,计算得脱色率为92.7%,已达到无色油茶籽油要求。
通过对照实验可以看出,不添加溶剂用活性炭进行脱色的效果差,添加溶剂后脱色效果明显提高,而且过滤速度提高,活性炭的吸油率由76. 6% 降至45. 1%,油的损耗降低。
因此,活性炭的用量确定为油质量的30%。
通过添加溶剂,使得脱色操作可以在常温下进行,降低了能耗。
但是,要增加脱溶设备,该过程操作要防燃防爆。
相对于食用油茶籽油的吸附剂用量,用于制备无色油茶籽油的吸附剂用量有所增加,但无色油茶籽油的市场价格一般在625 ~ 750 元/L,附加值增加显著,能够承受投资和操作增加的加工成本。
2. 4 无色油茶籽油品质
油茶籽毛油经过水化脱胶、化学碱炼、吸附脱色、汽提脱臭等过程处理后,得到无色油茶籽油。
用罗维朋比色计测定油茶籽油的色泽值为0,分光光度计测定的吸光度为0. 013 4,脱色率为92. 7%,酸值( KOH) 为0. 12 mg /g,过氧化值为0. 155 mmol /kg,溶剂残留未检出,无其他气味。
3 结论
( 1) 预先进行水化脱胶和化学碱炼,可有效降低油茶籽油色泽和酸值,更有利于吸附脱色。
( 2) 通过上述制备工艺,可以得到无色油茶籽油。
最佳脱色工艺条件: 油茶籽油与石油醚的体积比为1∶ 2. 0,活性炭用量为油质量的30%,脱色时间为20 min。
( 3) 通过使用溶剂,脱色可在常温下操作,过滤速度提高,活性炭吸油率降低。