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丁烷溶劑低溫浸出萬壽菊葉黃素工藝

發布時間:2022-01-15   瀏覽:1636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、穩定性強、無毒害、安全性高等特點,被廣泛應用于食品添加劑、飼料添加劑、化妝品、醫藥保健品等領域。 采用四號溶劑浸出工藝技術,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、穩定性強、無毒害、安全性高等特點,能夠延緩老年人因黃斑退化而引起的視力退化和失明癥,以及因機體衰老引發的心血管硬化、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新的功能價值,是食品營養保健劑。此外,葉黃素還可以應用在化妝品、飼料、醫藥、水產品等行業中。葉黃素的高使用價值使眾多研究人員致力于它的開發。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 , 原產墨西哥,為一年生草本植物,含有豐富的葉黃素,是一個極好的葉黃素來源,是生產開發葉黃素的理想原料。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有關標準,具備有效性、科學性、安全性、穩定性。

1.   預處理工藝技術

1.1 工藝流程

鮮花采摘 -->保鮮發酵 -->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,本工藝生產用萬壽菊花采用鮮花。

保鮮發酵: 萬壽菊花中的水分,直接影響葉黃素的提取。保鮮發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:發酵后的萬壽菊花經過擠壓機進一步去水,然后到烘干機去烘干干燥。該道工藝的要點是烘干溫度和擠壓機的工作壓力,烘干溫度(原料菊花)超過60℃或擠壓機的工作壓力過高,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,還要進行粉碎造粒。該道工藝要控制溫度不能超過60℃,同時為降低溫度和水分,物料的輸送好用風力。

2.  提取葉黃素新工藝技術

2.1 晶華丁烷混合溶劑的工藝特性

表2  理化性質參數表

項目

單位

丙烷

丁烷

化學式

 

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

-42.17

-0.50

介電常數

 

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大多在0℃以下,其中丙烷沸點-42.07℃,丁烷的沸點為-0.5℃,在常溫常壓下為氣體,加壓后為液態。葉黃素屬于熱敏性物質,怕光怕熱,極易氧化變質,它的理化特性決定了生產過程必須在封閉和常溫下進行。    

該浸出工藝是一項新興的技術,該技術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壓縮冷凝后變成液體,可以循環利用。脫溶過程中因溶劑氣化所需吸收的熱量一部分來自系統本身,另一部分由供熱系統供給。

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,所以整個浸出工藝的執行都是在壓力容器內進行的。

浸出:浸出工藝是在壓力容器----浸出罐內進行的,屬于罐組式間隙生產,浸出罐進出物料、溶劑或混合油的進出都是間歇的。根據菊花胚料的理化特性,一般按逆流五浸工藝進行作物,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罐內,其余三遍打到其它浸出罐或混合油暫存罐(一個或兩個浸出罐生產操作時須有暫存罐)。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,浸泡當中可適當進行攪拌,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到0.8%以下。

混合油蒸發:混合油的蒸發是利用蒸發罐內壓力降低時溶劑由液態變成氣態從混合油中揮發出來因而得到葉黃素的一個過程,所需熱量用循環熱水來補充。這個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。在整個混合油蒸發過程中,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由液態變成氣態、氣態的溶劑經壓縮機壓縮冷凝后又變成液態的性質進行的。粕脫溶是一個吸熱過程,因此在脫溶時,需向浸出罐中的菊花粕補充一定的熱量,并進行慢速攪拌。

3. 結束語

用丁烷溶劑浸出工藝技術制取的葉黃素,在從蒸發罐(密封狀態)中向外轉移時,應即時加入抗氧化劑,防止葉黃素氧化變色。該工藝技術能生產提取收率超過97%的葉黃素,葉黃素不變質變色,葉黃素中溶劑殘留小于1ppm,質量完全符合實用和醫用標準,各項質量指標均達到出口標準;目前,應用該技術建成的項目生產出來的葉黃素已全部出口美國和日本。

目前,國際市場上,1克葉黃素的價格與1克黃金相當。葉黃素的高使用價值和日益廣泛的用途,使葉黃素的開發生產呈現出一片光明的前景,極有可能形成一條具有很強市場競爭力的產業鏈。


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