月見(jiàn)草(英文名Oenothera biennis L.或Eveningprimrose)俗稱(chēng)山芝麻、夜來(lái)香,屬柳葉菜科二年生草本植物。月見(jiàn)草主產(chǎn)于我國東北和西北地區,黑龍江、內蒙古、山西、陜西、吉林等地均有種植,由于原料品種、產(chǎn)地及收獲時(shí)間不同,產(chǎn)品質(zhì)量有一定差異。月見(jiàn)草籽一般含油15%一26% ,油中的主要功效成分為y一亞麻酸,含量在9% 一13% 。月見(jiàn)草油具有防止血脂沉降和抑制血小板集聚的作用,可作為抗血栓劑。 一亞麻酸有降低膽固醇,防止動(dòng)脈硬化,減肥,抗炎抗衰老等藥理作用。近年來(lái),月見(jiàn)草油在醫藥方面也有使用,其屬于高檔食用油脂,消費需求量呈上升趨勢。
月見(jiàn)草油含有90.0% 以上的不飽和脂肪酸,導致油脂的穩定性差,極易氧化酸敗。因此,在加工和儲藏過(guò)程中應盡量減少與空氣接觸的機會(huì ),同時(shí)避免高溫影響。
目前國內月見(jiàn)草油提取的主要工藝有“一次浸出”和“預榨浸出”兩種,針對月見(jiàn)草籽原料的特殊性,筆者提出將“膨化浸出、混合油負壓蒸發(fā)工藝”用于月見(jiàn)草油的提取,重點(diǎn)探討從月見(jiàn)草籽中提取月見(jiàn)草油的膨化浸出新工藝,為月見(jiàn)草油制取工藝提供了新的加工思路。
1 月見(jiàn)草油脂肪酸組成及與其他油品比較
月見(jiàn)草油富含多不飽和脂肪酸(PUFA),如亞油酸(含量高達73.7%),并且還含有不小于9.0%的 γ- 亞麻酸,是一種 ω - 6系列的營(yíng)養油脂。表1為東北月見(jiàn)草油的脂肪酸組成情況,表2為月見(jiàn)草油與其他小品種油脂的脂肪酸比較結果。
從表2可以看出,含有較豐富 γ - 亞麻酸的油脂只有月見(jiàn)草油和琉璃苣油, γ - 亞麻酸(順 - 6,9,12 - 十八碳三烯酸,簡(jiǎn)稱(chēng)GLA)是人體的必需脂肪酸,是合成前列腺素的前體,γ - 亞麻酸還有強烈的防止血液凝塊作用。人體自身不能合成 γ - 亞麻酸,只能通過(guò)攝取食物獲得。琉璃苣原產(chǎn)地中海地區,現歐洲和北美廣泛栽培,原料來(lái)源需要進(jìn)口獲得。而月見(jiàn)草在我國東北有大量種植,因此來(lái)源較廣,月見(jiàn)草油由于富含 γ - 亞麻酸而被加拿大、法國等20多個(gè)國家列為營(yíng)養油。月見(jiàn)草油的開(kāi)發(fā)利用越來(lái)越受到人們的重視。
2 加工過(guò)程對月見(jiàn)草油品質(zhì)的影響
月見(jiàn)草油品質(zhì)的好壞,主要表現在γ – 亞麻酸含量、過(guò)氧化值以及色澤等質(zhì)量指標上,加工過(guò)程、產(chǎn)地、生產(chǎn)環(huán)境及成熟度都會(huì )對其產(chǎn)生影響,加工過(guò)程對月見(jiàn)草油品質(zhì)的影響主要表現在如下幾個(gè)方面:
(1)原料的清理。月見(jiàn)草籽呈紅褐色,顆粒很小,形狀略圓,直徑一般為2 – 3 mm。月見(jiàn)草籽成熟后,由于收貨原因,原料含雜較高,除石粒、泥沙、灰土等機械雜質(zhì)外,往往還含有較多的有機雜質(zhì),如碎葉、秸稈、癟籽、殼皮等。有機雜質(zhì)的大量存在,不僅會(huì )嚴重影響月見(jiàn)草油的提取,還會(huì )影響毛油的質(zhì)量,給月見(jiàn)草油精煉帶來(lái)很多麻煩。因此,月見(jiàn)草籽原料的清理很重要。
(2)加工過(guò)程中溫度的控制。處理月見(jiàn)草籽的關(guān)鍵是降低加工溫度,這樣有利于保持其 γ – 亞麻酸的含量,提高毛油質(zhì)量,且有利于后面的精煉,好的毛油質(zhì)量在精煉時(shí)可以提高得率,降低輔料消耗,帶來(lái)綜合性的經(jīng)濟效益。
(3)油料的膨化。采用膨化浸出工藝,一般需要對原料進(jìn)行調質(zhì)處理,因為月見(jiàn)草油含有大量的不飽和脂肪酸以及特殊的 γ – 亞麻酸,極易氧化和聚合,所以彭花錢(qián)的調質(zhì)和膨化后的烘干處理都要避免高溫,且要嚴格控制水分。
油料擠壓膨化預處理既可以保證油料細胞充分被破壞,便于油脂的提取,還可以純化各種酶類(lèi),減少油脂分解酸敗。但在進(jìn)行膨化處理時(shí)應盡可能將擠壓溫度控制在較低的范圍,同時(shí)應縮短擠壓時(shí)間,保持水分在15% 左右。
3 月見(jiàn)草籽加工工藝
3.1 預榨浸出工藝
預榨浸出工藝流程如下:
月見(jiàn)草籽原料經(jīng)過(guò)清理篩除去雜質(zhì),而后進(jìn)入軟化鍋,軟化合格的月見(jiàn)草籽進(jìn)人軋坯機,軋坯后的生坯片送人蒸炒鍋,蒸炒后的熟坯再送入預榨機進(jìn)行預榨。預榨機出來(lái)的含渣毛油經(jīng)沉淀?yè)圃?、過(guò)濾后即為預榨毛油。
預榨出來(lái)的餅經(jīng)輸送設備送人浸出車(chē)間,進(jìn)入浸出器,物料在浸出器中經(jīng)噴淋、浸泡后,濕粕被連續地送出浸出器,濕粕經(jīng)蒸烘機的脫去粕中的溶劑,成品粕送至粕庫。
浸出器出來(lái)的混合油由混合油罐經(jīng)過(guò)常壓第一長(cháng)管蒸發(fā)器、第二長(cháng)管蒸發(fā)器蒸發(fā)濃縮后的混合油進(jìn)人汽提塔,經(jīng)過(guò)汽提充分脫去油中殘留溶劑,毛油由汽提塔底部抽出送人精煉車(chē)間。
3.1.2 工藝特點(diǎn)
預榨浸出由于蒸炒和預榨機溫度高,對于像月見(jiàn)草籽這種含有大量不飽和脂肪酸、易氧化聚合的油料不太適合,高溫對月見(jiàn)草油中的 一亞麻酸有一定的影響,同時(shí)還影響了毛油質(zhì)量。
浸出中因為混合油脫溶采用常壓蒸發(fā),第一蒸發(fā)器油溫在75℃左右,第二蒸發(fā)器油溫在95 ℃左右,汽提塔出口油溫在125 ℃左右,使得月見(jiàn)草油再次受到高溫的影響,油脂顏色、品質(zhì)變差。
3.2 一次浸出工藝
一次浸出因月見(jiàn)草籽顆粒較小,軋坯后粉末度較大,在浸出過(guò)程中,溶劑不易滲透,導致粕中殘油高,通常粕殘油在 1.5% - 2.5% ,由于粉末度較大,濕粕不易蒸透,導致破殘溶增加,溶劑消耗增大,通常達 10 – 15 kg/t 。
3.3 膨化浸出工藝
3.3.1 工藝流程
3.3.2 主要工藝過(guò)程
3.3.2.1 原料清理
根據月見(jiàn)草籽的特點(diǎn),在前處理工序增加了比重去石機和比選機,利用物料之間的比重差別,以可調節風(fēng)量作為媒介,將物料中與原料大小類(lèi)似的重雜質(zhì)和輕雜質(zhì)分離出來(lái)。通過(guò)調節風(fēng)量和篩面的運動(dòng),使物料在篩面上處于懸浮狀態(tài),比重較輕的物料將處于上端,比重較重的物料被送到篩面的下端,從而達到分離物料的目的。比選可顯著(zhù)降低月見(jiàn)草籽原料中有機雜質(zhì)含量,不僅可以提高月見(jiàn)草油提取率,降低浸出消耗,而且可使浸出毛油的質(zhì)量大大提高。
3.3.2.2 膨化
月見(jiàn)草籽的膨化條件非常嚴格,一般人料水分為10% ~15%,入料溫度為60~65℃ 。物料在膨化機內被擠壓,是一種高溫、短時(shí)處理過(guò)程,膨化機套內的物料處在瞬時(shí)高溫高壓的狀態(tài),然后減壓擠出,膨化成型,使物料內部產(chǎn)生無(wú)規則多孔通道。月見(jiàn)草籽經(jīng)擠壓膨化后,膨化顆粒的容重增大(較生坯增大約50%),油料細胞組織被徹底破壞,內部具有更多的孔隙度,外表面具有更多的游離油脂,粒度及機械強度增大,粉末度減小,可使溶劑對料層的滲透性大為改善(滲透速度較生坯提高3~4倍),提高了出油率和浸出效率,同時(shí)由于原料中各種酶類(lèi)的鈍化,特別是脂肪水解酶、氧化酶等在擠壓后失活率達95%以上,顯著(zhù)降低了酶對油脂的分解,提高了出油率,增加產(chǎn)量,降低溶劑消耗。
生產(chǎn)中膨化機的出料溫度為95~100℃ ,水分為12% ~15%。原料水分過(guò)高,對浸出極為不利,為此在設計中增加了烘干工藝,以保證人浸原料的水分小于10% ,溫度不超過(guò)60℃ 。
3.3.2.3 浸出
月見(jiàn)草籽膨化料浸出使用了環(huán)形浸出器。環(huán)形浸出器料層薄,混合油容易滲透,非常有利于月見(jiàn)草籽的一次浸出。為了降低浸出粕的殘油,設計環(huán)形浸出器時(shí)適當加長(cháng)了上浸段和下浸段的長(cháng)度,增加凈浸出時(shí)間。月見(jiàn)草籽膨化料浸出的溶劑最好使用正己烷。浸出的溫度控制在55~58℃ ,凈浸出時(shí)間60~90 min,充分保證了粕中殘油的降低。
月見(jiàn)草籽膨化料浸出后,雖然經(jīng)過(guò)了較長(cháng)的滴干,但濕粕含溶仍然較高。因此,在設計 DTDC 時(shí)需要增加 2 層預脫層,這樣不僅可減少蒸脫層的直接蒸汽量,降低蒸脫后物料中的凝結水分,降低烘干負荷,而且可以減少分水器負荷和廢水排放量。月見(jiàn)草籽原料一般粉末度較大,所以,在配備冷、熱風(fēng)剎克龍時(shí)要通過(guò)詳細工藝計算,確定剎克龍尺寸,以免廢氣中夾帶粕粉。
月見(jiàn)草籽浸出后的混合油蒸發(fā)采用了負壓蒸發(fā)工藝,可防止高溫色素固化?;旌嫌拓搲赫舭l(fā)工藝不僅蒸發(fā)溫度比混合油常壓蒸發(fā)工藝的蒸發(fā)溫度低5 - 10℃ ,而且物料在真空下蒸發(fā),有利于油中 γ - 亞麻酸的保留并可有效控制色素固化,大大提高浸出毛油的質(zhì)量。
3.3.3 工藝特點(diǎn)
(1)清理工序:除了采用篩選、風(fēng)選、磁選和比重去石外,還增加比選設備,有效地除去了油料中的有機雜質(zhì),使得月見(jiàn)草籽的無(wú)機雜質(zhì)和有機雜質(zhì)均不大于0.5% 。
(2)膨化工序:對于細小顆粒的月見(jiàn)草籽坯片進(jìn)行瞬時(shí)高溫膨化,使得人浸物料的性質(zhì)得到改善,減少了粉末度,增加了溶劑的滲透性,使物料更適合浸出,對浸出粕的殘油降低到不大于1.0% ,溶劑消耗降到不大于3.0 kg/t,以及毛油雜質(zhì)減少起到了關(guān)鍵作用。另外工藝設計上在調質(zhì)和烘干工序盡量降低溫度,對油中 γ - 亞麻酸的保留起到了明顯效果。
(3)浸出工序:由于采用了負壓蒸發(fā)工藝,混合油蒸發(fā)、脫溶均在真空下進(jìn)行,溫度也相對較低,大大提高了浸出毛油的質(zhì)量,為后面的精煉做好了基礎準備,降低了煉耗,因此綜合效益較為顯著(zhù)。
3.4 預榨浸出及膨化浸出工藝毛油質(zhì)量比較
選取同一產(chǎn)地的原料,在上述預榨浸出工藝和膨化浸出工藝加工生產(chǎn)中各取7個(gè)毛油樣品,測定一亞麻酸含量、酸值、過(guò)氧化值、色澤等指標,結果見(jiàn)圖1~圖3及表3。
從圖1中可以看出,膨化浸出毛油的 γ - 亞麻酸含量略高于預榨浸出毛油,這是由于膨化浸出工藝注重了整個(gè)工藝溫度的控制,使 γ - 亞麻酸不易被破壞。
由圖2可以看出,膨化浸出毛油其酸值(KOH)在2.9—3.7 mg/g之間,而預榨浸出毛油的酸值(KOH)在3.6~5.4 mg/g之間,膨化浸出毛油的酸值均低于預榨浸出毛油,因此膨化浸出更具優(yōu)越性。
由圖3可以看出,膨化浸出毛油過(guò)氧化值在1.7~2.9 meq/kg之間,而預榨浸出毛油的過(guò)氧化值在3.6~4.5 meq/kg之間,明顯高于膨化浸出毛油的過(guò)氧化值。
由表3可以看出,膨化浸出毛油顏色明顯低于預榨浸出毛油的顏色,其中黃色變化最為明顯,紅色次之。
4 結論
針對月見(jiàn)草籽的特性提出的膨化浸出及負壓蒸發(fā)加工工藝,對y一亞麻酸含量的保存較好,解決了原有預榨浸出工藝毛油顏色深、質(zhì)量差、煉耗高的問(wèn)題,提高了產(chǎn)品質(zhì)量,降低了粕中殘油和溶劑消耗,經(jīng)過(guò)兩年多的運行,證明了月見(jiàn)草籽的膨化浸出是一種先進(jìn)的、切實(shí)可行的工藝,綜合效益較為顯著(zhù),值得推廣應用。