提取花生油工艺研究

提取花生油工艺的研究

【作者】杨瑛；李全禄；郑文轩；

【机构】塔里木大学文理学院；陕西师范大学应用声学研究所；塔里木大学文理学院新疆阿拉尔843300；陕西西安710062；新疆阿拉尔843300；

【摘要】 [目的]介绍超声波提取花生油的工艺,研究超声波功率、超声时间、超声频率、花生仁与溶剂比对提取率的影响。[方法]用碘释放法检验空化强度,用紫外分光光度计测定溶液吸光度。[结果]随着超声波功率的增大,花生油的提取率先增加后下降。随着超声时间的延长,花生油的提取率增加,当达到一定时间后,花生油的提取率趋于恒定。在相同功率(200 W)下,频率为19.1002、1.800、29.500、36.100 kHz超声波的花生油提取率依次升高。溶剂用量越大,提取次数越多,提取率越高。最佳工艺条件为:超声功率250 W,超声频率35 kHz,超声时间25 min,花生仁与溶剂比1∶9,提取3次。该条件下的提取率为53.4%。[结论]超声提取有利于保护油脂中的不饱和脂肪酸,可用于提取花生油。

【关键词】花生油；超声波；提取

花生是食用植物油和植物蛋白的来源[ 1] 。近几年, 制油工艺主要有3 种, 一是应用有机溶剂提取的浸出法。此法制油生产率高、粕残油率低, 但有机溶剂的存在使生产安全性差。此外, 油品风味在精练的过程中损失大, 粕在高温脱溶的过程中变性大。二是压榨法。此法制油成本高, 粕中蛋白质变性大, 只能当作饲料使用。三是酶处理法。此种方法成本较高, 限制了该方法的推广应用。超声波在油脂提取方面还处于探索阶段, 以花生为原料,研究回流法,索式提取法和超声波辅助提取花生粗油脂的工艺条件,结果显示超声波提取在低温短时间内提取率有优势。通过单因素试验和正交试验优化了超声波辅助提取花生粗油脂的工艺条件。结果表明:超声

波辅助提取花生粗油脂工艺的最佳条件是:石油醚作为溶剂,料液比1∶12(g/mL),提取温度35℃,提取时间25 min,超声波功率150 W。花生油提取率可达到24.23%。各因素对花生粗油脂提取率的影响程度依次为:料液比,功率,时间,温度。

1.生产花生油的工艺流程

1.1.1 工艺流程

花生→烘干→冷却脱皮→粉碎→过筛→称重→加入溶剂→提取→旋蒸→冷却→花生油→称量→计算。

1.1.2 提取率计算

将脱皮后的花生仁用高速万能粉碎机粉碎，粉碎后过40 目筛，提取。按式（1）计算提取率。

提取率/ % = （提取率/样品质量）×100 提取物质量

1.1.3 超声波提取

称取烘干粉碎后的花生粉 5 g，用滤纸包好后置于圆底烧瓶中，加入不同提取溶剂安装回流装置，放入超声波清洗器中，以不同的料液比在不同超声温度下以不同的超声波功率提取不同的时间，取出，冷却，用旋转蒸发仪蒸发回收溶剂，得到花生油。

1.1.4 提取工艺优化

通过单因素试验，分别探讨不同提取方法、有机溶剂、料液比、超声波功率、提取时间及提取温度对花生油提取效果的影响。采用正交试验L9(34)，以花生油得油率为评价指标，优化超声波辅助提取花生油的工艺条件。

2 材料与方法

2. 1 试验材料试验用超声波发生器、匹配电感、处理槽、超声换能器、电功率计、频率计、电热干燥箱、瓷研钵、电子天平、数显恒温水浴锅、离心沉淀机、旋转蒸发仪、正己烷( 试剂) 。花生( 购于当地市场) , 无霉变, 颗粒饱满。用碘释放法检验空化强度; 紫外分光光度计测溶液吸光度, 并用来反映空化强度。

2. 2 超声波提取：将20 g 花生仁脱红衣后, 放入电热干燥箱中烘干, 再用瓷研钵仔细磨碎, 过20 目筛, 加入适量正己烷搅拌均匀后, 放入超声波处理槽中。设定好超声波发生器的功率、处理时间等参数后, 以恒温40℃超声处理。将处理后的溶液

放入高速离心机中离心30 min, 再将上清液放入旋转蒸发仪回收溶剂, 将提取物放入烘干箱2 h 烘干, 最后计算提取率。提取率= 提取物质量/ 样品质量100% 。

3 结果与分析

3. 1 超声波处理功率对花生油提取率的影响以花生仁与正己烷的料( g) 液(ml) 比为17, 分别在不同的超声功率下提取20min, 离心沉淀机转速为1 200 r/min, 计

算其提取率,随着超声波功率的增大, 花生油的提取率先增加然后略有下降。这主要是由于超声波功率越大, 空化作用和机械作用越剧烈, 媒质粒子的速度和加速度亦越大,界面扩散层上的分子扩散就越快, 使花生中的油脂渗出速度就越快。此外, 声强增大、声空化增强也使声散射衰减增大,非线性引起的附加衰减也随之增大, 这不利于声能量的传播。可见, 在超声提取花生油的过程中, 为获得满意的提取效果, 没有必要无限制地追求提高辐照声强, 而应寻找一个最佳值。

3. 2 超声处理时间对提取率的影响花生仁经瓷研钵研磨过20 目分样筛, 超声波功率为200 W, 料液比为1:7, 离心沉淀机转速为1 200 r /min 的条件下, 对超声提取时间进行研究,超声处理时间越长, 超声波对物料作用的越充分, 油脂浸出的越多, 花生油的提取率增加。当达到一定时间后, 花生油提取率增加缓慢, 趋于恒定, 这是由于随着时间增长, 溶液体系浓度达到平衡。超声波在短时间( 20 min左右) 可以对花生油进行较高效提取, 从而验证了超声强化提取具有省时的优点。

3. 3 超声处理频率对提取率的影响用低频超声处理物料液时, 在相同功率( 200 W) 下, 频率为19. 100、21. 800、29. 5 00、36. 100 kHz 超声波对花生油提取率依次升高。这一结果似乎与频率越高, 空化阈越大, 空化过程越难以发生相矛盾。但这一结论可以从液体中空化核尺寸的统计分布得到解释,设想液体中包含的气核满足Gussian 分布, 即: N ( R) = A exp - ( R- R0 ) 2/ 22) ; 式中, N ( R) 表示具有半径R 的空化核数, R0 是具有最大数目的空化核半径, 为分布曲线的半宽高度, A 为常数。半径为R0 空化核的共振频率为f r , 所用超声的频率f < f r 时, f 增大, 空化强度: f > f r 时, f 增大, 空化减弱。

图3 超声频率对提取率的影响

3. 4 料液比与提取次数对花生油提取率的影响在超声波强度200 W , 超声处理时间20 min 条件下, 进行提取次数和溶剂比试验, 结果见表1。由表1 可知, 花生油提取率不仅与溶剂用量有关, 而且与提取次数有关系, 溶剂用量越大, 提取次