月見草(英文名Oenothera biennis L.或Eveningprimrose)俗稱山芝麻、夜來香,屬柳葉菜科二年生草本植物。月見草主產(chǎn)于我國東北和西北地區(qū),黑龍江、內(nèi)蒙古、山西、陜西、吉林等地均有種植,由于原料品種、產(chǎn)地及收獲時間不同,產(chǎn)品質(zhì)量有一定差異。月見草籽一般含油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,防止動脈硬化,減肥,抗炎抗衰老等藥理作用。近年來,月見草油在醫(yī)藥方面也有使用,其屬于高檔食用油脂,消費(fèi)需求量呈上升趨勢。
月見草油含有90.0% 以上的不飽和脂肪酸,導(dǎo)致油脂的穩(wěn)定性差,極易氧化酸敗。因此,在加工和儲藏過程中應(yīng)盡量減少與空氣接觸的機(jī)會,同時避免高溫影響。
目前國內(nèi)月見草油提取的主要工藝有“一次浸出”和“預(yù)榨浸出”兩種,針對月見草籽原料的特殊性,筆者提出將“膨化浸出、混合油負(fù)壓蒸發(fā)工藝”用于月見草油的提取,重點(diǎn)探討從月見草籽中提取月見草油的膨化浸出新工藝,為月見草油制取工藝提供了新的加工思路。
1 月見草油脂肪酸組成及與其他油品比較
月見草油富含多不飽和脂肪酸(PUFA),如亞油酸(含量高達(dá)73.7%),并且還含有不小于9.0%的 γ- 亞麻酸,是一種 ω - 6系列的營養(yǎng)油脂。表1為東北月見草油的脂肪酸組成情況,表2為月見草油與其他小品種油脂的脂肪酸比較結(jié)果。
從表2可以看出,含有較豐富 γ - 亞麻酸的油脂只有月見草油和琉璃苣油, γ - 亞麻酸(順 - 6,9,12 - 十八碳三烯酸,簡稱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(qiáng)烈的防止血液凝塊作用。人體自身不能合成 γ - 亞麻酸,只能通過攝取食物獲得。琉璃苣原產(chǎn)地中海地區(qū),現(xiàn)歐洲和北美廣泛栽培,原料來源需要進(jìn)口獲得。而月見草在我國東北有大量種植,因此來源較廣,月見草油由于富含 γ - 亞麻酸而被加拿大、法國等20多個國家列為營養(yǎng)油。月見草油的開發(fā)利用越來越受到人們的重視。
2 加工過程對月見草油品質(zhì)的影響
月見草油品質(zhì)的好壞,主要表現(xiàn)在γ – 亞麻酸含量、過氧化值以及色澤等質(zhì)量指標(biāo)上,加工過程、產(chǎn)地、生產(chǎn)環(huán)境及成熟度都會對其產(chǎn)生影響,加工過程對月見草油品質(zhì)的影響主要表現(xiàn)在如下幾個方面:
(1)原料的清理。月見草籽呈紅褐色,顆粒很小,形狀略圓,直徑一般為2 – 3 mm。月見草籽成熟后,由于收貨原因,原料含雜較高,除石粒、泥沙、灰土等機(jī)械雜質(zhì)外,往往還含有較多的有機(jī)雜質(zhì),如碎葉、秸稈、癟籽、殼皮等。有機(jī)雜質(zhì)的大量存在,不僅會嚴(yán)重影響月見草油的提取,還會影響毛油的質(zhì)量,給月見草油精煉帶來很多麻煩。因此,月見草籽原料的清理很重要。
(2)加工過程中溫度的控制。處理月見草籽的關(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)量在精煉時可以提高得率,降低輔料消耗,帶來綜合性的經(jīng)濟(jì)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(diào)質(zhì)處理,因為月見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,所以彭花錢的調(diào)質(zhì)和膨化后的烘干處理都要避免高溫,且要嚴(yán)格控制水分。
油料擠壓膨化預(yù)處理既可以保證油料細(xì)胞充分被破壞,便于油脂的提取,還可以純化各種酶類,減少油脂分解酸敗。但在進(jìn)行膨化處理時應(yīng)盡可能將擠壓溫度控制在較低的范圍,同時應(yīng)縮短擠壓時間,保持水分在15% 左右。
3 月見草籽加工工藝
3.1 預(yù)榨浸出工藝
預(yù)榨浸出工藝流程如下:
月見草籽原料經(jīng)過清理篩除去雜質(zhì),而后進(jìn)入軟化鍋,軟化合格的月見草籽進(jìn)人軋坯機(jī),軋坯后的生坯片送人蒸炒鍋,蒸炒后的熟坯再送入預(yù)榨機(jī)進(jìn)行預(yù)榨。預(yù)榨機(jī)出來的含渣毛油經(jīng)沉淀撈渣、過濾后即為預(yù)榨毛油。
預(yù)榨出來的餅經(jīng)輸送設(shè)備送人浸出車間,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(xù)地送出浸出器,濕粕經(jīng)蒸烘機(jī)的脫去粕中的溶劑,成品粕送至粕庫。
浸出器出來的混合油由混合油罐經(jīng)過常壓第一長管蒸發(fā)器、第二長管蒸發(fā)器蒸發(fā)濃縮后的混合油進(jìn)人汽提塔,經(jīng)過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間。
3.1.2 工藝特點(diǎn)
預(yù)榨浸出由于蒸炒和預(yù)榨機(jī)溫度高,對于像月見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,高溫對月見草油中的 一亞麻酸有一定的影響,同時還影響了毛油質(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
一次浸出因月見草籽顆粒較小,軋坯后粉末度較大,在浸出過程中,溶劑不易滲透,導(dǎo)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(dǎo)致破殘溶增加,溶劑消耗增大,通常達(dá) 10 – 15 kg/t 。
3.3 膨化浸出工藝
3.3.1 工藝流程
3.3.2 主要工藝過程
3.3.2.1 原料清理
根據(jù)月見草籽的特點(diǎn),在前處理工序增加了比重去石機(jī)和比選機(jī),利用物料之間的比重差別,以可調(diào)節(jié)風(fēng)量作為媒介,將物料中與原料大小類似的重雜質(zhì)和輕雜質(zhì)分離出來。通過調(diào)節(jié)風(fēng)量和篩面的運(yùn)動,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(dá)到分離物料的目的。比選可顯著降低月見草籽原料中有機(jī)雜質(zhì)含量,不僅可以提高月見草油提取率,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
月見草籽的膨化條件非常嚴(yán)格,一般人料水分為10% ~15%,入料溫度為60~65℃ 。物料在膨化機(jī)內(nèi)被擠壓,是一種高溫、短時處理過程,膨化機(jī)套內(nèi)的物料處在瞬時高溫高壓的狀態(tài),然后減壓擠出,膨化成型,使物料內(nèi)部產(chǎn)生無規(guī)則多孔通道。月見草籽經(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(xì)胞組織被徹底破壞,內(nèi)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(jī)械強(qiáng)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,同時由于原料中各種酶類的鈍化,特別是脂肪水解酶、氧化酶等在擠壓后失活率達(dá)95%以上,顯著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(jī)的出料溫度為95~100℃ ,水分為12% ~15%。原料水分過高,對浸出極為不利,為此在設(shè)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60℃ 。
3.3.2.3 浸出
月見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,非常有利于月見草籽的一次浸出。為了降低浸出粕的殘油,設(shè)計環(huán)形浸出器時適當(dāng)加長了上浸段和下浸段的長度,增加凈浸出時間。月見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℃ ,凈浸出時間60~90 min,充分保證了粕中殘油的降低。
月見草籽膨化料浸出后,雖然經(jīng)過了較長的滴干,但濕粕含溶仍然較高。因此,在設(shè)計 DTDC 時需要增加 2 層預(yù)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(jié)水分,降低烘干負(fù)荷,而且可以減少分水器負(fù)荷和廢水排放量。月見草籽原料一般粉末度較大,所以,在配備冷、熱風(fēng)剎克龍時要通過詳細(xì)工藝計算,確定剎克龍尺寸,以免廢氣中夾帶粕粉。
月見草籽浸出后的混合油蒸發(fā)采用了負(fù)壓蒸發(fā)工藝,可防止高溫色素固化。混合油負(fù)壓蒸發(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(shè)備,有效地除去了油料中的有機(jī)雜質(zhì),使得月見草籽的無機(jī)雜質(zhì)和有機(jī)雜質(zhì)均不大于0.5% 。
(2)膨化工序:對于細(xì)小顆粒的月見草籽坯片進(jìn)行瞬時高溫膨化,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(shè)計上在調(diào)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(fù)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(chǔ)準(zhǔn)備,降低了煉耗,因此綜合效益較為顯著。
3.4 預(yù)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(yù)榨浸出工藝和膨化浸出工藝加工生產(chǎn)中各取7個毛油樣品,測定一亞麻酸含量、酸值、過氧化值、色澤等指標(biāo),結(jié)果見圖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(yù)榨浸出毛油,這是由于膨化浸出工藝注重了整個工藝溫度的控制,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(yù)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(yù)榨浸出毛油,因此膨化浸出更具優(yōu)越性。
由圖3可以看出,膨化浸出毛油過氧化值在1.7~2.9 meq/kg之間,而預(yù)榨浸出毛油的過氧化值在3.6~4.5 meq/kg之間,明顯高于膨化浸出毛油的過氧化值。
由表3可以看出,膨化浸出毛油顏色明顯低于預(yù)榨浸出毛油的顏色,其中黃色變化最為明顯,紅色次之。
4 結(jié)論
針對月見草籽的特性提出的膨化浸出及負(fù)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(yù)榨浸出工藝毛油顏色深、質(zhì)量差、煉耗高的問題,提高了產(chǎn)品質(zhì)量,降低了粕中殘油和溶劑消耗,經(jīng)過兩年多的運(yùn)行,證明了月見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,值得推廣應(yīng)用。