谷维素提取

谷维素的制取

一、谷维素分布

谷维素是数种阿魏酸酯所组成的混合物。谷维素在米糠中含量为0.3%～0.5%；谷维素在毛糠油中含量为2%～3%。寒地稻谷比热带稻谷含量要高；热榨毛油和浸出毛油要比低温压榨毛油中含量要高。二、谷维素的组成

环木菠萝醇类阿魏酸酯;甾醇类阿魏酸酯

从米糠油中提取的谷维素组成为:

1.环木菠萝醇类阿魏酸酯在谷维素含量大约为75%～80%，其中：

⑴环木菠萝醇阿魏酯，含量8%～10%. ⑵环木菠萝烯醇阿魏酸酯，含量25%～30%.⑶24-亚甲基环木菠萝醇阿魏酸酯,含量35%～40%。⑷环米糠醇阿魏酸酯，含量2%～3%。⑸24-甲基环木菠萝醇阿魏酸酯⑹24-甲基环木菠萝醇烯醇阿魏酸酯⑺25-氧基环木菠萝醇阿魏酸酯⑻

25-羟基甲基环木菠萝醇阿魏酸酯

2.甾醇类阿魏酸酯含量大约15%～20%,其中：(1)β-谷甾醇阿魏酸酯,含量6%～8%(2)菜油甾醇阿魏酸酯,含量为10%～12%(3)豆甾醇阿魏酸酯,含量为1%～2%(4)γ-谷甾醇阿魏酸酯含量极微(5)二氢-γ-谷甾醇阿魏酸酯含量极微(6)二氢-β-谷甾醇阿魏酸酯

三、谷维素的性质

(一)物理性质

1.溶解性:易溶于各类植物油、脂肪酸及其与石油醚的混合液,溶解苯、氯仿、丙酮、乙醚、已烷、乙醇、甲醇等有机溶剂中；不溶于水。易溶于碱性的甲醇、乙醇溶液中；不溶于酸性的甲醇、乙醇溶液中。

2.熔点：环木菠萝醇类阿魏酸酯熔点:159～168℃；甾醇类阿魏酸酯熔点:146～150℃；粗品谷维素熔点100～160℃,熔距较长；精品谷维素熔点150～160℃,熔距较小。谷维素熔点高,标志着谷维素中环木菠萝

醇类阿魏酸酯含量高；谷维素熔点低, 标志着谷维素中甾醇类阿

魏酸酯含量高。

3.色泽与结晶：(1)色泽：纯净的谷维素是纯白色结晶状粉末。

要求谷维素色度(罗维棚比色计)：黄色在1.0以下,应尽量避免红色出现；不允许出现蓝色。

造成谷维素深色质主要原因:①生产过程中的加热作用（少量氧化或聚合脂质的生成）,造成色深；②生产过程中与设备、管道内壁铁锈接触. (2)结晶(谷维素在不同溶剂中晶形不一样)：在甲醇中为针状结晶；在酸性甲醇中为粒状结晶；在丙酮中为板状结晶。不同形状结晶主要是环木菠萝醇类阿魏酸酯所造成的,甾醇类阿魏酸酯均为针状结晶.

4.紫外光谱：谷维素正庚烷溶液的紫外光谱,在波长216nm、231nm、291nm、315nm处有特征吸收峰.其中,以315nm处吸收峰最大（来自

阿魏酸基上的共轭四稀）,在此处测得谷维素在此处的消光系数

E1cm1%=360。

5.分解点：常压下,温度为180℃。

6.旋光性：环木菠萝醇类阿魏酸酯的比旋光度为右旋性,甾醇类为左旋性。

(二)化学性质

1.显色反应：谷维素遇碱显黄色；遇0.1%KOH乙醇溶液呈淡黄色(较稳定),据此性质,可用分光光度计测定谷维素含量;遇三氯化铁:呈黄绿色，遇三氯化亚铁:呈黄褐色。

2.水解：在一定条件下可以发生水解反应：在浓碱水溶液中,加热回流可发生水解,且水解时随温度或压力↑而加快；在甲醇碱溶液中更易水解。不同组分水解难易程度不同：甾醇类阿魏酸酯易水解；环木菠萝醇类阿魏酸酯不易水解。

3.皂化：属难皂化物质,特定条件下才能皂化反应.

4.热裂解：不同种类阿魏酸酯对热稳定性不同。120℃受热4h,甾醇类有5%变质；120℃受热8h,甾醇类有10%～12%变质。在240℃下受热4h，结果如下:混合阿魏酸酯25%～30%被破坏；环木菠萝醇类阿魏酸

酯3%～5%被破坏。270℃时,受热1h谷维素分解的程度可达60%。

四、谷维素的用途

1.医药：主要用来调节植物神经功能。抑制胆固醇合成,对心血管疾病有一定疗效.

2.饲料工业：作为饲料添加剂,能促进动物快速生长。

3.具有VE作用：谷维素对热稳定性比VE好.

4.保健食品：主要是作为食品添加剂使用，对食品中的氧化脂质有降解去毒作用。

5.化妆品：能够促进毛细血管的循环,起到保护皮肤作用。

五、谷维素的提取

老工艺:酸化蒸馏分离法（蒸馏黑脚为原料）。

新工艺:弱酸取代法为目前常采用。

甲醇碱液直接萃取法

（一）生产原理

谷维素具有酚类物质的性质,易被碱性皂脚吸附,据此性质采用碱炼方法将谷维素捕集在皂脚中；然后再利用谷维素易溶于碱性甲醇溶液中,不溶解在酸性甲醇溶液里这一性质,将谷维素分离出来。

(二)生产工艺

碱液H2O 碱液碱液

↓↓↓↓

毛糠油→过滤→头道脱酸碱炼→二道捕集碱炼→预皂化

↓↓↓

机械杂质皂脚糠油

甲醇碱液盐酸弱酸

↓↓↓↓

→甲醇碱液全皂化→分离→酸析反应→分离→粗谷维素→精制→成品

↓↓

(类脂物)皂渣甲醇皂液

(三)、工艺操作及工艺参数

1.过滤

目的：除去机械杂质(固体杂质)。过滤机

2.头道脱酸碱炼

⑴目的：脱除毛糠油中一部分游离脂肪酸,降低酸价,除去胶体杂质,提高二道碱炼的捕集效果。要求：采用高温淡碱法进行碱炼.

(2)加碱量计算：保留酸价：若10＜AV≤30: 保留酸价取5～7;若AV＞30: 保留酸价取7～10;当AV≤10时: 可直接进行捕集碱炼理论加碱量=7.13×10-4×(毛糠油酸价-保留酸价)×毛糠油重;实际加碱量=理论

碱量×60%～65% (AV:10-15)

65%～70% (AV:15-25)

70%～75% (AV:25-35)

(3)工艺条件及操作(同精炼的高温淡碱法):碱液浓度10～180Bé

3.二道捕集碱炼

(1)目的：中和全部FFA，降低谷维素油中的溶解度，使谷维素被偏碱性皂脚吸附。要求:碱炼采用低温浓碱法进行碱炼。

(2)加碱量计算:理论加碱量=7.13×10-4×保留酸价×毛糠油重;

实际加碱量=理论碱量+（10%～20%）理论碱量。

(3)工艺条件及操作:碱液浓度18～240Bé

碱炼后,油中谷维素含量0.4%以下,Av＜0.4

4.皂脚预皂化

富含谷维素皂脚:肥皂、中性油、谷维素、碱性水溶液、少量其它杂质。

(1)目的:皂化一部分中性油,提高物料的均匀性和流动性,缩短甲醇

碱液全皂化的时间.

(2)预皂化加碱量计算：以皂脚为基准:加碱量=7.13×10-4×皂脚皂化价×皂脚量×50%

配成浓度:18 ºBéNaOH溶液。

(3)工艺条件及操作：起始温度:50℃；升温速度:0.5℃/min；终温:90℃(反应2h)；终了:pH8.5～9.0；搅拌速度:70～80rpm；皂脚预皂化后成为皂基:干基:40%±；水分:55%～60%；皂基组成皂基中谷维素