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木酚素和亚麻多糖提取技术的工艺流程

 论文栏目:工艺流程论文     更新时间:2018/1/4 14:29:11   

摘要:目的:探讨木酚素和亚麻多糖提取技术的原理及工艺流程。方法:使用亚麻籽脱皮设备使亚麻籽脱皮,再采用水媒方式提取木酚素和亚麻多糖。结果:木酚素和亚麻多糖提取技术成熟,工艺流程简单。结论:高效、低成本、高收率的木酚素与亚麻多糖同步提取具有重要的意义。

关键词:木酚素;亚麻多糖;提取技术原理;工艺流程

木酚素是一种植物多酚,由苯丙氨酸生成肉桂醇、肉桂醇二聚反应后生成。植物界中,有多种木酚素,而本文中的木酚素是指与结构上与人体雌激素具有相似性的木酚素亚麻木酚素。亚麻多糖是天然的植物胶,属于非离子型高分子聚糖胶,具有较高的营养成分,而且黏度大、吸水性强、乳化效果好,对农药、重金属盐类有解毒作用,还能够吸收紫外线,有护肤、美容和保健功能。相关研究表明,木酚素和亚麻多糖存在于亚麻籽皮中,亚麻籽皮占亚麻籽的45%左右,因此木酚素和亚麻多糖的提取具有重要意义[1]。本文对木酚素和亚麻多糖的提取技术原理和工艺流程进行探讨,具体内容如下。

1实验材料与方法

1.1实验材料亚麻籽、酒精、微波炉、微型植物粉碎机、离心机、超声波清洗机、水浴锅。1.2提取原理1.2.1亚麻籽脱皮原理亚麻籽在加热过程中,亚麻籽皮的膨胀系数高于亚麻仁,使亚麻仁和亚麻皮组织之间出现物理性的松动缝隙原理,再经过搓擦式的粉碎方式进行脱皮。1.2.2木酚素与亚麻多糖提取原理木酚素与亚麻多糖仅在亚麻籽的外皮中存在,木酚素是亚麻籽皮的木质细胞壁的结构组成主要成分,亚麻多糖存在细胞间质与细胞质中,对细胞壁起到了黏连和强化作用。亚麻所具有的胶质成分中,有大量的亲水基团,可溶于热水。在水提过程中,使用微波、超声等辅助手段能够使多糖成分的溶解速度加快,对木质细胞壁的结构产生破坏,进而释放出木酚素。在提取的混合溶液体系中,多糖类成分交织成三维网状结构,但被破坏的细胞壁成分相对独立,与亚麻胶质成分之间存在比重以及溶解特性的差异。因此,利用存在的差异能够实现亚麻胶混合体系中不同成分的初步分离。

2工艺流程

2.1亚麻籽脱皮技术的工艺流程亚麻籽通过原料的分级、电磁加热、搓擦式粉碎、亚麻籽仁和亚麻籽皮分离等方式完成脱皮过程。具体的工艺流程,如图1所示。2.2木酚素与亚麻多糖的同步提取木酚素和亚麻多糖的提取是采用微波加热的方式,超声提取木酚素,高速剪切醇沉,采用离心法对亚麻多糖和木酚素进行初步分离,根据产品开发要求,对木酚素进行纯化。蒸汽加压提取亚麻籽皮,热水提取,固体和液体分离,然后分别进行操作。一方面,浓缩得到的液相物质,采用醇提,回收溶剂,干燥后粉碎为亚麻多糖。另一方面,对分离的固相物质进行湿粉碎后采用酒精提取木酚素,再进行固相和液相分离,液相物质经过精馏、釜残液碱解、中和、干燥粉碎后得到第二部分木酚素。第二次固液分离的固相物质通过溶剂回收后,采用超临界萃取油,剩余物质粉碎后得到膳食纤维。具体提取流程如图2所示。

3讨论

亚麻的利用历史在我国有2000多年了,最早的记载是公元1061年,苏颂在《图经本草》对古代药用考实亚麻最早的药用书中:胡麻子味甘、微温、无毒,采其实用,治大风疾。这说明了亚麻籽具有养血祛风、补益肝肾的功效。此外,在兰茂著的《滇南本草》、李时珍的《本草纲目》中均有关于亚麻药用的记载。总结亚麻的药用,亚麻根或亚麻的茎叶对慢性肝炎、睾丸炎、疝气、肝风头痛和便秘有效果,并且亚麻籽能够去除人眼的异物,亚麻籽与鲜草在捣烂后敷在患处,对风湿病和软化肿块有效,亚麻籽压成膏状物能治疗疖子,亚麻籽茶对感冒、咳嗽、泌尿系统疾病均起到一定的治疗效果。亚麻籽中的脂肪含量在39%左右,蛋白质含量在19%左右,膳食纤维的含量在28%左右,此外还含有丰富的钾、磷、镁、钙及维生素E,我国亚麻主要种植地点是北纬35°~42°,集中在华北、西北等地,常年收获面积在6666.67km2左右,亚麻籽的产量在40多万t[2]。木酚素和亚麻多糖是亚麻的提取物,木酚素的主要成分是开环异落叶松树脂酚二葡萄糖苷(SDG),分子量是662。相关研究对木酚素的作用进行了分析,发现木酚素具有没有化学品副作用的植物雌激素,能够干扰荷尔蒙代谢,预防荷尔蒙敏感性乳腺癌、子宫癌和前列腺癌,对雌激素依赖性疾病乳腺癌、前列腺癌、经期综合征、骨质疏松有预防作用,能够预防早期的结肠癌,对肾功能障碍具有潜在的疗效,能够减缓妇女更年期综合症,对糖尿病、胃肠肿瘤、冠心病、肾脏病,抗氧化性都起到有益的作用[3]。作为天然强效的抗癌物,天然雌性激素的补充剂木酚素虽然在自然界的植物中分布广泛,在可食用的食物中存在,但是其在亚麻籽皮中的含量最高,达到了2%左右,而在其他谷物中的含量仅为2~7μg/kg,这说明亚麻籽皮中的木酚素含量是其他谷物中含量的1000倍以上。根据上述数据,无疑可以得到下面的结论:从其他的谷物中提取木酚素的得率是10万t原料提取1t。因此,亚麻籽是木酚素的重要来源。亚麻籽皮中,亚麻多糖的含量在20%左右,这远远高出其他农作物中的含量。因此,亚麻籽皮也是亚麻多糖的最佳来源。虽然亚麻籽皮中含有丰富的木酚素和亚麻多糖,但如何从亚麻籽皮中提取成为当前需要研究的问题。单纯从亚麻籽中提取木酚素和亚麻多糖,不仅需要较高的成本,还对原料产生了较大的破坏性,并且十分浪费,不能最大发挥出亚麻籽的综合价值。因此,亚麻籽的综合利用开发是木酚素和亚麻多糖的提取基础。目前,亚麻多糖的提取技术是以亚麻籽为原料直接提取,但该方式消耗的能量过高,没有生产应用的开发价值。而当前的木酚素提取技术是以亚麻饼为原料,这导致提取效果和效率受到了榨油后富集的蛋白质影响,从而导致生产成本较高。这无疑需要一种新型的提取技术。在上述情况下,本次研究对木酚素和亚麻多糖的提取技术原理及工艺流程进行了研究,在亚麻籽综合利用开发模式下,利用亚麻籽脱皮分离方法与设备(ZL200610012938.0)技术,通过机械加工过程,从亚麻籽皮中连续提取亚麻胶和木酚素。该技术也仅是使用食用酒精和无机碱和酸,在提取过程中,不需要使用其他有机溶剂,提取工艺过程均在80℃以下完成。因此,提取木酚素和亚麻多糖的过程是节能的、无污染的,更没有污染物排放,不产生“三废”污染,具有可利用、发展的价值。

4结语

木酚素和亚麻多糖对当前持续高发的慢性病具有显著的控制效果,并且能够提高人类的生命质量,减少国家医疗费用的开支。因此,木酚素和亚麻多糖的提取技术具有重要的意义。亚麻籽综合开发利用的方式提取木酚素和亚麻多糖是首创,该方式的应用效益明显,具有推广的价值。

参考文献:

[1]刘珊,王小兵,李爱东,等.亚麻籽木酚素预防乳腺癌及与雌激素的关系[J].中国比较医学杂志,2012,22(6):43-47,88.

[2]付亚琦,梁新乐,陈敏,等.亚麻籽木酚素酶解产物结构鉴定[J].食品与发酵工业,2014,40(8):219-223.

[3]臧茜茜,魏晓珊,陈鹏,等.不同品种亚麻籽木酚素多聚体水解物的组成及含量[J].中国油料作物学报,2017,39(2):253-259.

作者:郝文来 胡晓军 单位:深圳市诚致生物开发有限公司

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