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丁烷溶劑低溫浸出萬壽菊葉黃素工藝

發(fā)布時(shí)間:2022-01-15   瀏覽:1983次

摘要:葉黃素是從萬壽菊中提取的一種天然色素,屬于類胡蘿卜素,其主要成分為黃體素,具有色澤鮮艷、抗氧化、穩(wěn)定性強(qiáng)、無毒害、安全性高等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于食品添加劑、飼料添加劑、化妝品、醫(yī)藥保健品等領(lǐng)域。 采用四號溶劑浸出工藝技術(shù),常溫下從萬壽菊中提取葉黃素,低溫浸出脫溶,葉黃素不被破壞。

關(guān)鍵詞:丁烷溶劑  萬壽菊 葉黃素 低溫浸出

葉黃素(xanthophy)是從萬壽菊花中提取的一種天然色素,是一種無維生素A活性的類胡蘿卜素,其用途非常廣泛,主要性能在于它的著色性和抗氧化性。它具有色澤鮮艷、抗氧化、穩(wěn)定性強(qiáng)、無毒害、安全性高等特點(diǎn),能夠延緩老年人因黃斑退化而引起的視力退化和失明癥,以及因機(jī)體衰老引發(fā)的心血管硬化、冠心病和腫瘤疾病。葉黃素作為一種天然抗氧化劑既起到一般抗氧化劑的作用又有其獨(dú)特的生理功能,在防止自由基損害、心血管病,以及癌癥方面帶來不少創(chuàng)新的功能價(jià)值,是食品營養(yǎng)保健劑。此外,葉黃素還可以應(yīng)用在化妝品、飼料、醫(yī)藥、水產(chǎn)品等行業(yè)中。葉黃素的高使用價(jià)值使眾多研究人員致力于它的開發(fā)。近年來越來越趨向于從天然植物中直接提取葉黃素。

萬壽菊(marigold)--菊科萬壽菊屬 , 原產(chǎn)墨西哥,為一年生草本植物,含有豐富的葉黃素,是一個(gè)極好的葉黃素來源,是生產(chǎn)開發(fā)葉黃素的理想原料。采用物理方法從天然植物萬壽菊中提取葉黃素,安全無毒,完全符合FA0/WHO有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),具備有效性、科學(xué)性、安全性、穩(wěn)定性。

1.   預(yù)處理工藝技術(shù)

1.1 工藝流程

鮮花采摘 -->保鮮發(fā)酵 -->去水干燥 -->粉碎造粒

1.2 工藝說明

鮮花采摘:萬壽菊在鮮花期葉黃素的含量高,為了大限度的提取葉黃素,本工藝生產(chǎn)用萬壽菊花采用鮮花。

保鮮發(fā)酵: 萬壽菊花中的水分,直接影響葉黃素的提取。保鮮發(fā)酵法在保證不損失葉黃素的前提下,將大部分水分與花朵分離。該道工藝的特點(diǎn)是盡可能分離花朵中的水分,花朵仍保持色澤鮮艷。

去水干燥:發(fā)酵后的萬壽菊花經(jīng)過擠壓機(jī)進(jìn)一步去水,然后到烘干機(jī)去烘干干燥。該道工藝的要點(diǎn)是烘干溫度和擠壓機(jī)的工作壓力,烘干溫度(原料菊花)超過60℃或擠壓機(jī)的工作壓力過高,都會造成葉黃素的損失。在滿足粉碎的要求和保持菊花水分8~10%的條件下,盡可能降低烘干溫度和擠壓機(jī)的工作壓力。

粉碎造粒: 干燥后的菊花,為滿足浸出的工藝要求,提高葉黃素的得率,還要進(jìn)行粉碎造粒。該道工藝要控制溫度不能超過60℃,同時(shí)為降低溫度和水分,物料的輸送好用風(fēng)力。

2.  提取葉黃素新工藝技術(shù)

2.1 晶華丁烷混合溶劑的工藝特性

表2  理化性質(zhì)參數(shù)表

項(xiàng)目

單位

丙烷

丁烷

化學(xué)式

 

C3H8

C4H10

分子量

 

44.86

58.08

液體比重

30℃

0.4840

0.5680

液體粘度

Pa..S(30℃)

0.010

0.016

液體比熱

KJ/Kg(30℃)

3.06

2.55

液體張力

N/m(30℃)10-7

6

11.2

沸  點(diǎn)

-42.17

-0.50

介電常數(shù)

 

1.69

1.78

氣化潛熱

KJ/Kg(30℃)

329

358.4

30℃下蒸汽壓

MPa

1.09

0.32

4號溶劑的主要成分為液化丁烷和丙烷。該溶劑中組分的沸點(diǎn)大多在0℃以下,其中丙烷沸點(diǎn)-42.07℃,丁烷的沸點(diǎn)為-0.5℃,在常溫常壓下為氣體,加壓后為液態(tài)。葉黃素屬于熱敏性物質(zhì),怕光怕熱,極易氧化變質(zhì),它的理化特性決定了生產(chǎn)過程必須在封閉和常溫下進(jìn)行。    

該浸出工藝是一項(xiàng)新興的技術(shù),該技術(shù)是在低溫下完成溶劑與浸出物的分離。其基本原理是:在常溫和一定壓力(0.3 MPa~0.8 MPa)下,用丁烷溶劑逆流浸出萬壽菊顆粒,然后減壓使萬壽菊和葉黃素中的溶劑分別氣化,從而完成萬壽菊和葉黃素與溶劑分離,分離出的溶劑氣體經(jīng)壓縮冷凝后變成液體,可以循環(huán)利用。脫溶過程中因溶劑氣化所需吸收的熱量一部分來自系統(tǒng)本身,另一部分由供熱系統(tǒng)供給。

2.2 工藝流程

       菊花胚料  --> 浸出  --> 濕粕脫溶 -->  菊花粕 --> 混合油  --> 蒸發(fā)脫溶 --> 葉黃素

2.3 工藝說明

由于丁烷溶劑在常溫下有一定的壓力,所以整個(gè)浸出工藝的執(zhí)行都是在壓力容器內(nèi)進(jìn)行的。

浸出:浸出工藝是在壓力容器----浸出罐內(nèi)進(jìn)行的,屬于罐組式間隙生產(chǎn),浸出罐進(jìn)出物料、溶劑或混合油的進(jìn)出都是間歇的。根據(jù)菊花胚料的理化特性,一般按逆流五浸工藝進(jìn)行作物,即遍、第二遍、第三遍分別用上一罐浸出的第三遍、第四遍、第五遍混合油浸泡(若是剛開車,前面三遍都是用新鮮溶劑浸出),第四遍和第五遍用新鮮溶劑浸泡,每遍浸泡30分鐘。遍和第二遍浸出的混合油分別打到蒸發(fā)罐內(nèi),其余三遍打到其它浸出罐或混合油暫存罐(一個(gè)或兩個(gè)浸出罐生產(chǎn)操作時(shí)須有暫存罐)。浸出溫度為常溫35~40℃,壓力為0.3~0.8(Mpa)。為了提高浸出效果,浸泡當(dāng)中可適當(dāng)進(jìn)行攪拌,有利于提高工藝效果。溶劑比按1:(1.2~1.5),后控制菊花粕中葉黃素的殘留達(dá)到0.8%以下。

混合油蒸發(fā):混合油的蒸發(fā)是利用蒸發(fā)罐內(nèi)壓力降低時(shí)溶劑由液態(tài)變成氣態(tài)從混合油中揮發(fā)出來因而得到葉黃素的一個(gè)過程,所需熱量用循環(huán)熱水來補(bǔ)充。這個(gè)過程不能直接用蒸汽來加熱,以免破壞葉黃素等熱敏性成份。在整個(gè)混合油蒸發(fā)過程中,溫度一定要控制在35℃~40℃之間,以免制得的葉黃素因溫度過低絮凝變稠而影響工藝操作。

濕粕脫溶:濕粕脫溶也是利用四號溶劑在常溫下壓力降低時(shí)由液態(tài)變成氣態(tài)、氣態(tài)的溶劑經(jīng)壓縮機(jī)壓縮冷凝后又變成液態(tài)的性質(zhì)進(jìn)行的。粕脫溶是一個(gè)吸熱過程,因此在脫溶時(shí),需向浸出罐中的菊花粕補(bǔ)充一定的熱量,并進(jìn)行慢速攪拌。

3. 結(jié)束語

用丁烷溶劑浸出工藝技術(shù)制取的葉黃素,在從蒸發(fā)罐(密封狀態(tài))中向外轉(zhuǎn)移時(shí),應(yīng)即時(shí)加入抗氧化劑,防止葉黃素氧化變色。該工藝技術(shù)能生產(chǎn)提取收率超過97%的葉黃素,葉黃素不變質(zhì)變色,葉黃素中溶劑殘留小于1ppm,質(zhì)量完全符合實(shí)用和醫(yī)用標(biāo)準(zhǔn),各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)均達(dá)到出口標(biāo)準(zhǔn);目前,應(yīng)用該技術(shù)建成的項(xiàng)目生產(chǎn)出來的葉黃素已全部出口美國和日本。

目前,國際市場上,1克葉黃素的價(jià)格與1克黃金相當(dāng)。葉黃素的高使用價(jià)值和日益廣泛的用途,使葉黃素的開發(fā)生產(chǎn)呈現(xiàn)出一片光明的前景,極有可能形成一條具有很強(qiáng)市場競爭力的產(chǎn)業(yè)鏈。


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