維生素E除作為醫(yī)藥產(chǎn)品,可預(yù)防動(dòng)脈硬化、腦溢血、肝臟疾病、糖尿病等疾病外,還是天然的抗氧化劑,廣泛地應(yīng)用于油脂、食品、化妝品等工業(yè)產(chǎn)品中,以及牲畜、家禽的飼料中。1962年,聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織FAO及世界衛(wèi)生組織WHO聯(lián)合組成的食品添加劑委員會(huì)提出報(bào)告,認(rèn)可食用維生素E是安全的。1978年,美國(guó)食品與藥物管理局FDA也對(duì)維生素E的食用安全性加以認(rèn)可。
1概述
找國(guó)是一個(gè)生產(chǎn)油脂量和消費(fèi)量很大的國(guó)家,年消費(fèi)油脂量約800萬(wàn)t左右。特別是近年來(lái)隨著我國(guó)人民生活水平的提高,人們對(duì)油脂品質(zhì)質(zhì)量的要求也逐步提高,使油脂加工中的副產(chǎn)物,如油腳、皂腳、脫臭餾出物等,也越來(lái)越多。同時(shí),隨著國(guó)際、國(guó)內(nèi)對(duì)天然維生素E保健功能的日益了解和應(yīng)用的不斷深入,特別是國(guó)際市場(chǎng)上對(duì)天然維生素E的需求量正El益增長(zhǎng),美國(guó)天然維生素E的年消費(fèi)量近1000t,占總消費(fèi)量的25。目前,天然維生素E含量40的產(chǎn)品售價(jià)為60美元/kg,含量90為126美元/kg。因此,充分利用有限的資源,合理地從油脂加工一勘的副產(chǎn)物(如:油腳、皂腳、脫臭餾出物等)提取天然維生素E,以滿足人們的需要,具有更廣泛的意義。
目前,從油脂加工的副產(chǎn)物中提取天然維生素E的工藝和方法很多,但真正能形成工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模的工藝和方法較少,因?yàn)槠涔に嚰安僮鳁l件的要求較高,往往使工業(yè)化生產(chǎn)難以實(shí)施。本文的主要目的是介紹采用化學(xué)法、及化學(xué)法和生物化學(xué)法相結(jié)合,從油脂加工的副產(chǎn)物——油腳、皂腳、脫臭餾出物等中提取天然維生素E的新工藝及新方法的研究,為工業(yè)化生產(chǎn)提供切實(shí)可行的依據(jù),以推動(dòng)我國(guó)從油脂加工副產(chǎn)物中提取天然維生素E的發(fā)展。
2提取天然維生素E工藝方法的研究
2.1以油腳和皂腳生產(chǎn)脂肪酸的下腳料為原料的提取I藝
本工藝主要以大豆油、米糠油、玉米胚芽油、小麥胚芽油等的油腳和皂腳生產(chǎn)脂肪酸之后的下腳料為原料,采用化學(xué)處理和分子蒸餾法,同時(shí)調(diào)整中間過(guò)程的等電點(diǎn)的方法,來(lái)分級(jí)提取天然維生素E、谷維素、豆甾醇等產(chǎn)品“],具體生產(chǎn)工藝過(guò)程如下:
2.1.1不皂化物下腳料的預(yù)處理
用堿——甲醇(NaOH—cHOH)將不皂化物與甲醇在酸性催化劑的存在下,于60~80℃先進(jìn)行酯化,回流反應(yīng)1h后,控制其真空壓力,生成脂肪酸甲酯。然后分離酸、水、甲酯及油相物質(zhì)為中性。將油相物質(zhì)經(jīng)水洗至pH2.I.9層析、脫色處理
2.1.2冷卻分離油相物質(zhì)
將水洗后的中性油相物質(zhì)經(jīng)lo℃~5℃的冷凍分離后,可將甾醇類物質(zhì)和阿魏酸酯同維生素E富集物分開(kāi)。然后用離心機(jī)分離出濾液。
2.1.3第一次蒸餾
該過(guò)程采用不同的真空度(4O~60Pa),先蒸餾出甲醇;回收套用。在剩余的殘液中含有脂肪酸甲酯和維生素E。
2.1.4第一次醇洗
用95%的乙醇洗滌第一次蒸餾過(guò)程的殘?jiān)?,主要洗去殘?jiān)写既苄缘纳丶捌渌s質(zhì)。洗滌在醇洗塔中進(jìn)行,重復(fù)洗滌三次,乙醇回進(jìn)溶劑回收罐,經(jīng)蒸餾后套用
2.1.5第二次蒸餾
該過(guò)程采用三級(jí)真空泵,先在5~1OPa的絕對(duì)殘壓下,于220℃蒸出脂肪酸甲酯。然后升溫至240℃,蒸餾出維生素E濃縮物,此時(shí)的維生素E含量為33~38。
2.1.6第二次醇洗
采用95%的乙醇,在乙醇淋洗塔內(nèi)進(jìn)行醇洗,以進(jìn)一步除去所含的色素和雜質(zhì)。由于維生素E不溶于工業(yè)乙醇,且洗滌溫度在3O℃左右,所以維生素E不會(huì)被洗掉,洗滌在塔內(nèi)共進(jìn)三次,最后回收乙醇套用。
2.1.7第三次蒸餾
將維生素E混合物在I~5Pa的殘壓下再次蒸餾,截取240~280℃的餾分,得到維生素E含量7O~80的濃縮物,總的得率為58.2。
2.1.8用正己烷萃取維生素E濃縮物
采用正己烷萃取維生素E濃縮物,并加入洋地黃皂甙,使殘留的甾醇或甾環(huán)的其他有機(jī)雜質(zhì)進(jìn)一步除去,經(jīng)過(guò)濾機(jī)除去殘留的雜質(zhì)。用溶劑回收裝置回收過(guò)濾液中的正己烷,得到含量在8O~82的維生素E。
2.1.9 層析、 脫色處理
采用硅膠柱進(jìn)行層折分離,并用正己烷洗脫,蒸去正己烷獲得含量在85~90的維生素E。
2.1.10維生素E產(chǎn)品的制備
維生素E通常以醋酸酯的形式作為商品。在維生素E中加入冰醋酸(99.5),在回流和真空條件下,于120℃反應(yīng)Ih,蒸去水分,得到維生素E醋酸酯,其含量在96左右。
2.2以脫臭餾出物為原料的提取I藝方法
在植物油加工的脫臭過(guò)程中,產(chǎn)生一定量的脫臭餾出物(一般為0.3~O.6),其中含有大量的天然維生素E,是提取天然維生素E的很好來(lái)源。但由于不同的原料,其脫臭餾出物的含量存在著很大的差異,含量較高的是大豆油、棉籽油、玉米胚芽油等的餾出物。
2.2.I化學(xué)法處理的提取工藝方法
原料采用大豆油脫臭的餾出物。棉籽油、紅花籽油、菜籽油等的脫臭餾出物也可作為原料,但維生素E的含量較少。大豆油脫臭餾出物中一般含有15的維生素E,經(jīng)過(guò)處理可提取其中12的維生素E,其生產(chǎn)工藝流程如下:脫臭餾出物一脫甾醇一酯化一吸收、濃縮一脫色一脫臭一維生素E制品該脫臭餾出物原料中含有甾醇,需先脫去。原料中還含有脂肪酸,用乙醇酯化,使其分離。然后采用吸收、濃縮、脫色、再分子蒸餾、脫臭,即得到膏狀維生素E制品。分子蒸餾設(shè)備是CEIl1000E型,由日本真空技術(shù)株式會(huì)社制造。
2.2.2生物化學(xué)法處理的提取工藝方法
該方法主要是以大豆油等油脂的脫臭餾出物為原料,采用sP382(一種固定化非特異性脂肪酶)’,催化脂肪酸與甲醇的酯化反應(yīng),縮短甲酯化的反應(yīng)時(shí)間,在3h之內(nèi)脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率高達(dá)96.5。然后在真空條件下(殘壓133~266Pa),于16O~180"C下脫除脂肪酸甲酯等,維生素E和甾醇98.6~100保留在殘留物中。然后,再逐步提高溫度,分別蒸餾出甾醇和維生素E,甾醇和維生素E的回收率都在9o以上。該工藝的主要特點(diǎn)是:(1)酶能有效地將脂肪酸轉(zhuǎn)化成甲酯;(2)脂肪酶催化甲酯化可在大量雜質(zhì)存在的情況下進(jìn)行;(3)反應(yīng)生成的產(chǎn)品不需要任何洗滌。反應(yīng)在中等條件下進(jìn)行,因此,不會(huì)分解熱敏性成分,如維生素E等;(4)在相當(dāng)短的時(shí)間周期內(nèi),整個(gè)反應(yīng)接近完全。
3結(jié)柬語(yǔ)
以上是幾種能適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)提取天然維生素E的新工藝方法。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷展發(fā)展,人們提取天然維生素E的新技術(shù)和新方法也不斷出現(xiàn)。如隨著當(dāng)今超臨界CO技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展,日本、美國(guó)等國(guó)家已把該技術(shù)應(yīng)用到提取天然維生素E的生產(chǎn)中,并取得了可喜的結(jié)果。在25MPa壓力、60"C下,使維生素E濃縮物(含量55.3)與COz進(jìn)行逆流分配萃取,可得到濃度為8O.8的維生素E濃縮物。該方法具有生產(chǎn)產(chǎn)量大,易分離,純度高等特點(diǎn)??傊?,隨著人們對(duì)天然維生素E的廣泛應(yīng)用,從油脂加工的副產(chǎn)物中提取天然維生素E的發(fā)展也勢(shì)在必行,特別對(duì)于我們這樣一個(gè)油脂產(chǎn)量相當(dāng)大的國(guó)家來(lái)說(shuō),積極開(kāi)發(fā)這方面的生產(chǎn)和應(yīng)用,更具有廣泛而深遠(yuǎn)的意義。