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提取浓缩工艺
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亚麻胶浸提工艺研究


摘要:以亚麻籽皮为原料,水为浸提溶剂,浸提亚麻胶。研究了浸提时间、温度、料液质量比、脱胶次数对亚麻胶得率的影响,确定亚麻胶提取最佳工艺条件为:浸提温度 80℃、时间 40 min、料液质量比 1∶15、脱胶次数 2 次。
亚麻胶 (国标号:GB12493—90) 是从油料作物亚麻籽中提取的一种新型食用胶,亚麻胶又称富兰克胶 (Flaxseed gum),存在于亚麻籽壳中,含量为 10 g/100g~15g/100g。其多糖主要成分依次为葡萄糖 (平均28.9 g /100g)、木糖 (平均 23.2 g/100g)、半乳糖 (平均 19.1 g /100g)、鼠李糖 (平均 14.2 g/100g)、阿拉伯糖 (平均 10.6 g /100g) 和岩藻糖(平均3.5 g /100g)。亚麻胶是一种纯天然无污染植物胶,是国家绿色食品发展中心认定的绿色食品专用添加剂,主要作为增稠剂、乳化剂、稳定剂、发泡剂使用,与需要大量进口的瓜儿豆胶、卡拉胶等具有相似的作用;亚麻胶也可作为可溶性膳食纤维使用,具有缩短食物在肠内的通过时间、降低血胆固醇水平、减少动脉粥样硬化、减少胆石症发生、治疗糖尿病等作用。
世界亚麻的主产区为美国、加拿大、阿根廷、印度及西亚亚麻地区。我国亚麻的主产区为宁夏、甘肃、内蒙、山西、陕北等地区,我国亚麻籽产量占世界总产量的1/5以上,居世界第二位。我国具有丰富的亚麻资源,随着近些年各行业对天然植物胶的需求量日益增长,亚麻胶作为一种可以替代进口产品的天然植物胶,有得天独厚的优势;同时,亚麻籽是优秀的可溶性膳食纤维来源之一,亚麻胶的研究和开发,将产生巨大的社会和经济效益。亚麻胶是亚麻籽综合开发利用的一个中间环节,将亚麻籽皮仁分离后,亚麻籽皮可用来提胶、提取木酚素、提取膳食纤维,亚麻仁可用来榨油、制作亚麻仁酱。亚麻籽的精深加工,对增加农民收入、调整产业结构有积极意义。
本文采用微波水浸提法从亚麻籽皮中提取亚麻胶,研究其提取工艺,确定提取条件。

1 材料与设备
1.1 试验材料
晋亚 7 号亚麻籽,购自山西大同高寒所。亚麻籽经项目组自行研制的脱皮分离设备进行皮仁分离后,将亚麻籽皮作为提取亚麻胶的原料。
1.2 仪器与设备
G80D23CN2L- G1(RO)格兰仕微波炉, LXJ-11B 低速大容量多管离心机,JJ- 3DIA 电动搅拌机,NDJ- 1 黏度计,RE- 52A 旋转蒸发仪,SHB- 3 循环水多用真空泵,GLP- 50 喷雾干燥机。

2 试验方法
2.1 工艺流程
亚麻籽→皮仁分离→微波加热→搅拌提取→分离上清液→浓缩→喷雾干燥→成品
2.2 试验方法
以 200 g 亚麻籽皮为原料,微波高火加热到指定温度之后,取出在室温下搅拌。研究浸提温度、时间、料液质量比、脱胶次数对亚麻胶得率的影响,通过单因素和正交试验确定工艺参数。

3 结果与分析
3.1 浸提温度对亚麻胶得率的影响
选取浸提时间 40 min、料液质量比为 1∶15、脱胶次数 2 次,考察浸提温度对亚麻胶得率的影响。浸提温度对亚麻胶得率的影响显著。随着温度的升高,亚麻胶溶出率加大,得率迅速提高;但过高的浸提温度会对亚麻胶中蛋白质产生影响,不利于保证亚麻胶的质量,因此,本试验确定浸提温度为80 ℃。
3.2 料液质量比对亚麻胶得率的影响
选取浸提温度80 ℃、浸提时间 40 min、脱胶 2次,考察料液质量比对亚麻胶得率的影响。随着溶剂用量的增大,亚麻胶得率提高,当料液质量比大于 1∶15 时,亚麻胶得率增长不显著,却增加了后续浓缩、干燥时的能耗,因此选择料液比为 1∶15。
3.3 浸提时间对亚麻胶得率的影响
选取料液质量比 1∶15、浸提温度 80 ℃、脱胶2 次,考察浸提时间对亚麻胶得率的影响。在浸提前期,随着浸提时间延长,亚麻胶得率提高;但后期再增加浸提时间,溶出亚麻胶的速度减小,得率变化缓慢。
考虑浸提效率,本试验选择浸提时间为 40 min。
3.4 洗胶次数对亚麻胶得率的影响
选取料液质量比 1: 15,浸提温度 80℃、浸提时间 40 min,考察脱胶次数对亚麻胶得率的影响。第 1 次脱胶时,浸提液中亚麻胶浓度最大,第2次次之。第 3 次和第 4 次脱胶,浸提液中亚麻胶浓度显著下降,可以认为前两次脱胶已将绝大部分亚麻胶浸提出来,再增加脱胶次数对亚麻胶得率影响不大,但会加大后续离心、浓缩工作量,增加成本,所以本试验选择脱胶次数为2 次。
3.5 正交试验
由单因素试验可知,影响亚麻胶得率的因素有浸提温度、时间、料液质量比 3 个因素,因此采用3因素 4 水平正交试验,确定亚麻胶浸提工艺参数。由正交试验方差分析可知,影响试验结果各因子主次关系是 A>C>B,即浸提温度>料液质量比>浸提时间。温度升高,亚麻胶浸提速率加快,相同浸提时间和料液质量比中的亚麻胶浓度增高;料液质量比增大,亚麻胶得率提高,说明亚麻胶向水中扩散的速度加快,符合溶质扩散规律;浸提时间影响相对较小,说明大量的亚麻胶在浸提前期溶出。根据方差分析可知,浸提亚麻胶的最佳工艺是A3B4C4,但考虑到浸提时间对得率影响较小,增大料液比会增加后期浓缩工作量,加大能源消耗,因此,本试验选取最优工艺为A3B2C3,即浸提温度80 ℃、浸提时间 40 min、料液质量比 1: 15。经试验验证,本工艺条件下,亚麻胶的得率为25.7g/100g。

来源:惠合浓缩器


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