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摘要:花椒籽的油脂含量很高,尤其是油酸、a-亚麻酸,具有很高的开发价值。主要从花椒籽油的成分分析,多种提取工艺的比较和最佳工艺的筛选,花椒籽的开发价值及应用前景等方面做了综述。
关键词:花椒籽 分析 提取 开发价值
中图分类号:Q81 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2010)09-059-02
花椒(Zanthexylum bungeanum Maxin)属芸香科,多年生灌木或小乔木,其品种超过200多种,原产我国,有近千年栽培历史。其果实、叶中含大量芳香成分及精油,是我国传统的“八大香料之一”,果实成熟时为红色至紫红色,外种皮沿背腹线开裂,露出种籽。
1、花椒籽油的成分分析
花椒籽是花椒果皮生产中的主要副产物,以质量计占40%,在每个花椒果皮中约包裹花椒籽1~2粒,呈椭圆形或球形。花椒籽整粒中油脂含量为27%~31%(其中皮油6%,仁油20%~25%),低于菜籽及花生(30%~50%,40%~51%),而高于大豆及棉籽(16%~23%,17%~26%),属于中等含油量油料。原子吸收分析表明,花椒籽油含有丰富的Ca、Mg、Fe、Zn及含量较高的Sr、Mn等人体必需的矿质元素。
2、花椒籽油最佳提取方法的选择
花椒籽油的提取方法很多,主要有:超临界萃取法:索氏提取法;超声波提取法;微波萃取法等。这里就这几种主要的提取方法进行介绍并筛选出最佳的提取方法。
2.1 超临界萃取法
主要用C02做溶剂对花椒籽进行萃取
工艺流程:花椒籽→筛选→干燥→粉碎→过筛→萃取缸、密闭→控制合适的温度、压力等试验条件→超临界状态萃取→分离得到花椒籽油
影响超临界萃取的因素很多,主要有压力,温度和时间,一般取压力25MPa,时间l小时,温度为20~40℃提取率才可以达到19.65%。
2.2 索氏提取法
提取方法:花椒籽经烘干,粉碎,过筛,加入索氏提取器中,控制一定的温度、时间、i料液比等提取条件,反复萃取,得到花椒籽油,该方法使花椒籽油的得率达到20.28%。
2.3 超声波提取法
提取过程:称取花椒粉末,于一定大小的圆底烧瓶中,按一定固液比加入95%乙醇溶液,浸泡24小时后,一定温度下,用超声波提取一定时间,用无水硫酸钠抽滤,干燥,再用蒸馏法得到花椒籽油。提取率为9.62%。
2.4 微波萃取法
提取方法:花椒籽粉末,置于两口烧瓶中,根据实验要求的工艺条件,加入二氯甲烷预浸一定时间后,设定微波功率、温度、时间和料液比,进行回流萃取,结束后,取出烧瓶,过滤,滤液经减压蒸干水分,放入干燥器内至恒重,称重,计算。有实验证明,以二氯甲烷为萃取剂,微波功率350W,时间1分钟,料液比1:5,可以得到提取率为6.85%。
2.5 几种方法的提取率比较
方法名称微波萃取法%取法%氧化碳萃取法5%法以石油醚为提取剂8%油的提取率=花椒油质量/花椒籽核干质量×100%
四种方法相比较,提取率最高的是索氏提取法,得率达到20.28%,而且该方法操作简单,方便,经济,所以最佳的提取方法是索氏提取法。
3、索氏提取法的具体过程
3,1 工艺流程
花椒籽→烘干→粉碎→40目过筛→索氏提取器→花椒油
3.2 原理及过程
索氏提取法的基本原理——反复萃取
试验材料:花椒籽
预处理:将花椒籽置于60℃的烘箱中干燥4h,将干燥过的花椒籽置于粉碎机中粉碎于40目过筛。
操作:制作圆柱状滤纸筒,用分析天平称取一定量的预处理过的花椒籽,并将其转移到滤纸筒中,放入提取管内。提取瓶内按所需料液比加入石油醚,加热提取瓶,石油醚气化,由连接管上升进入冷凝器,凝成液体滴入提取管内。待提取管内石油醚液面达到一定高度,石油醚经虹吸管流入提取瓶,流入提取瓶内的石油醚继续被加热气化、上升、冷凝,滴入提取管内,如此循环往复,直到抽提完全为止。
3.3 索氏提取法的影响因素分析及条件优化
主要的影响因素有:提取剂、温度、时间和料液比。一般采用正己烷、石油醚和乙醚做为萃取剂,3种不同萃取剂提取花椒籽油的结果为:正己烷>石油醚>乙醚,但是从经济条件来选择,最佳提取剂的为石油醚。有实验测定可知,随着溶剂用量的增大,提取率逐渐增大,在1:13和1:15之间提取率变化已不大,但是从经济的角度来说,1.13为最佳料液比。随着温度的升高,提取率逐渐增大,但是温度升高到60℃时达到最大,温度继续升高,提取率反而下降,所以最佳的提取温度为60℃。随着时间的增长,提取率逐渐增加,但是时间到2小时之后,提取率趋于平缓,且有缓慢下降趋势,所以最佳的提取时间为2小时。
3.4 最佳提取工艺
由以上结果所得,四种因素对提取率的影响顺序如下:温度>时间>料液比>萃取剂,萃取剂对提取率的影响最小。最后得出的最佳的提取温度为60℃,时间为2小时,料液比为1:13,提取剂为石油醚。
索氏提取法相对比较简单,经济,方便。在工业生产中成本较低,只需要一个相对较大的索氏提取罐,其他的工艺条件参数可以通过人为控制,而且提取率很高,相信可以有很好的经济效应。
4、花椒籽的开发价值
4.1药用价值
现代医学研究表明:花椒果皮水提物具有降血压作用,仅比常用药物罂粟碱低;花椒果皮水提物对痢疾杆菌等革兰氏阴性肠道致病菌和金黄色葡萄球菌等革兰氏阳性嗜氧菌有明显抑制作用;花椒果皮的醇提物具有抗癌活性;花椒果皮挥发油具有麻醉止痛作用,对白喉杆菌、炭疽杆菌、肺炎双球菌、金黄色葡萄球菌、伤寒杆菌、绿脓杆菌和某些皮肤真菌具有抑制作用;还具有杀灭猪蛔虫的作用。油脂可被用于治疗哮喘、牙痛和风湿病,刘永英等通过研究花椒籽仁油对实验性高脂血症大鼠脂质代谢的影响,发现花椒籽仁油具有调节血脂、改善血流变、防止脂质过氧化的作用。
4.2 缓解油脂短缺
花椒籽含有丰富的油脂,且价廉易得,是食用油和工业用油的良好的资源来源。花椒籽油含有人体所必需的不饱和脂肪酸高达60%,具有很高的食用价值;由于其籽油碘价值(在油脂上加成的卤素的质量)高达132.5,属半干性油,可作为生产涂料的基料油,且其特性近于梓油而优于豆油,可代替其他植物油生产醇酸树脂、氨基树脂、环氧树脂、有机硅树脂。
4.3 经济价值
花椒籽油花椒树是水土保持效果显著的生态经济型树种,具有适应性强、耐贫瘠、耐寒、易栽培、好管理等优点,适合于我国多数地方栽植。将花椒树作为经济产物开发,相信会取得很好的成效,而且它具有很高的药用、食用及工业价值,如果在偏远地区大量种植花椒,不仅有助于环境保护,而且可以带动大批椒农致富。
5、花椒籽油的应用前景展望
花椒籽无论作为食用,药用还是工业应用都具有极高的价值。综合开发利用花椒籽即可以解决资源浪费、环境污染的问题,也能实现客观的经济效益,还能带动大批的椒农致富,所生产的花椒籽食用油在一定程度上可以缓解油脂短缺,社会效益也十分显著。同时也有一些待解决的问题:
(1)步骤更少的花椒籽油联合精致工艺的研究:(2)花椒残渣的合理利用:(3)花椒籽油的抗氧化性研究。
如上问题等解决之后,相信花椒籽的开发利用会更上—层楼!
参考文献:
[1]庄世宏,李孟楼,花椒籽油的成分分析[J],西北农业学报2002,11(2):43—45
[2]欧阳辉余佶,陈功锡等,超临界C02萃取花椒籽油工艺的响应面优化[J],中国油脂,2009,34(10):9-12
[3]黄文捷,苏印泉,杨芳霞等,溶剂法提取花椒籽油的研究,西北林学院学报[J]2008,23(4):149—151
[4]张军华,陈汀汀,花椒籽油提取工艺研究[J],中国粮油学报,2008,7,23(4)154-156
[5]王志勇,邹洪,花椒籽的开发应用[J]北京教育学院学报,2007,6,2(3)15-19
[6]杜若愚,殷钟意,吕靖等,花椒籽开发利用研究进展[J],重庆工商大学学报,2008,2,25(1):82—86
关键词:花椒籽 分析 提取 开发价值
中图分类号:Q81 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2010)09-059-02
花椒(Zanthexylum bungeanum Maxin)属芸香科,多年生灌木或小乔木,其品种超过200多种,原产我国,有近千年栽培历史。其果实、叶中含大量芳香成分及精油,是我国传统的“八大香料之一”,果实成熟时为红色至紫红色,外种皮沿背腹线开裂,露出种籽。
1、花椒籽油的成分分析
花椒籽是花椒果皮生产中的主要副产物,以质量计占40%,在每个花椒果皮中约包裹花椒籽1~2粒,呈椭圆形或球形。花椒籽整粒中油脂含量为27%~31%(其中皮油6%,仁油20%~25%),低于菜籽及花生(30%~50%,40%~51%),而高于大豆及棉籽(16%~23%,17%~26%),属于中等含油量油料。原子吸收分析表明,花椒籽油含有丰富的Ca、Mg、Fe、Zn及含量较高的Sr、Mn等人体必需的矿质元素。
2、花椒籽油最佳提取方法的选择
花椒籽油的提取方法很多,主要有:超临界萃取法:索氏提取法;超声波提取法;微波萃取法等。这里就这几种主要的提取方法进行介绍并筛选出最佳的提取方法。
2.1 超临界萃取法
主要用C02做溶剂对花椒籽进行萃取
工艺流程:花椒籽→筛选→干燥→粉碎→过筛→萃取缸、密闭→控制合适的温度、压力等试验条件→超临界状态萃取→分离得到花椒籽油
影响超临界萃取的因素很多,主要有压力,温度和时间,一般取压力25MPa,时间l小时,温度为20~40℃提取率才可以达到19.65%。
2.2 索氏提取法
提取方法:花椒籽经烘干,粉碎,过筛,加入索氏提取器中,控制一定的温度、时间、i料液比等提取条件,反复萃取,得到花椒籽油,该方法使花椒籽油的得率达到20.28%。
2.3 超声波提取法
提取过程:称取花椒粉末,于一定大小的圆底烧瓶中,按一定固液比加入95%乙醇溶液,浸泡24小时后,一定温度下,用超声波提取一定时间,用无水硫酸钠抽滤,干燥,再用蒸馏法得到花椒籽油。提取率为9.62%。
2.4 微波萃取法
提取方法:花椒籽粉末,置于两口烧瓶中,根据实验要求的工艺条件,加入二氯甲烷预浸一定时间后,设定微波功率、温度、时间和料液比,进行回流萃取,结束后,取出烧瓶,过滤,滤液经减压蒸干水分,放入干燥器内至恒重,称重,计算。有实验证明,以二氯甲烷为萃取剂,微波功率350W,时间1分钟,料液比1:5,可以得到提取率为6.85%。
2.5 几种方法的提取率比较
方法名称微波萃取法%取法%氧化碳萃取法5%法以石油醚为提取剂8%油的提取率=花椒油质量/花椒籽核干质量×100%
四种方法相比较,提取率最高的是索氏提取法,得率达到20.28%,而且该方法操作简单,方便,经济,所以最佳的提取方法是索氏提取法。
3、索氏提取法的具体过程
3,1 工艺流程
花椒籽→烘干→粉碎→40目过筛→索氏提取器→花椒油
3.2 原理及过程
索氏提取法的基本原理——反复萃取
试验材料:花椒籽
预处理:将花椒籽置于60℃的烘箱中干燥4h,将干燥过的花椒籽置于粉碎机中粉碎于40目过筛。
操作:制作圆柱状滤纸筒,用分析天平称取一定量的预处理过的花椒籽,并将其转移到滤纸筒中,放入提取管内。提取瓶内按所需料液比加入石油醚,加热提取瓶,石油醚气化,由连接管上升进入冷凝器,凝成液体滴入提取管内。待提取管内石油醚液面达到一定高度,石油醚经虹吸管流入提取瓶,流入提取瓶内的石油醚继续被加热气化、上升、冷凝,滴入提取管内,如此循环往复,直到抽提完全为止。
3.3 索氏提取法的影响因素分析及条件优化
主要的影响因素有:提取剂、温度、时间和料液比。一般采用正己烷、石油醚和乙醚做为萃取剂,3种不同萃取剂提取花椒籽油的结果为:正己烷>石油醚>乙醚,但是从经济条件来选择,最佳提取剂的为石油醚。有实验测定可知,随着溶剂用量的增大,提取率逐渐增大,在1:13和1:15之间提取率变化已不大,但是从经济的角度来说,1.13为最佳料液比。随着温度的升高,提取率逐渐增大,但是温度升高到60℃时达到最大,温度继续升高,提取率反而下降,所以最佳的提取温度为60℃。随着时间的增长,提取率逐渐增加,但是时间到2小时之后,提取率趋于平缓,且有缓慢下降趋势,所以最佳的提取时间为2小时。
3.4 最佳提取工艺
由以上结果所得,四种因素对提取率的影响顺序如下:温度>时间>料液比>萃取剂,萃取剂对提取率的影响最小。最后得出的最佳的提取温度为60℃,时间为2小时,料液比为1:13,提取剂为石油醚。
索氏提取法相对比较简单,经济,方便。在工业生产中成本较低,只需要一个相对较大的索氏提取罐,其他的工艺条件参数可以通过人为控制,而且提取率很高,相信可以有很好的经济效应。
4、花椒籽的开发价值
4.1药用价值
现代医学研究表明:花椒果皮水提物具有降血压作用,仅比常用药物罂粟碱低;花椒果皮水提物对痢疾杆菌等革兰氏阴性肠道致病菌和金黄色葡萄球菌等革兰氏阳性嗜氧菌有明显抑制作用;花椒果皮的醇提物具有抗癌活性;花椒果皮挥发油具有麻醉止痛作用,对白喉杆菌、炭疽杆菌、肺炎双球菌、金黄色葡萄球菌、伤寒杆菌、绿脓杆菌和某些皮肤真菌具有抑制作用;还具有杀灭猪蛔虫的作用。油脂可被用于治疗哮喘、牙痛和风湿病,刘永英等通过研究花椒籽仁油对实验性高脂血症大鼠脂质代谢的影响,发现花椒籽仁油具有调节血脂、改善血流变、防止脂质过氧化的作用。
4.2 缓解油脂短缺
花椒籽含有丰富的油脂,且价廉易得,是食用油和工业用油的良好的资源来源。花椒籽油含有人体所必需的不饱和脂肪酸高达60%,具有很高的食用价值;由于其籽油碘价值(在油脂上加成的卤素的质量)高达132.5,属半干性油,可作为生产涂料的基料油,且其特性近于梓油而优于豆油,可代替其他植物油生产醇酸树脂、氨基树脂、环氧树脂、有机硅树脂。
4.3 经济价值
花椒籽油花椒树是水土保持效果显著的生态经济型树种,具有适应性强、耐贫瘠、耐寒、易栽培、好管理等优点,适合于我国多数地方栽植。将花椒树作为经济产物开发,相信会取得很好的成效,而且它具有很高的药用、食用及工业价值,如果在偏远地区大量种植花椒,不仅有助于环境保护,而且可以带动大批椒农致富。
5、花椒籽油的应用前景展望
花椒籽无论作为食用,药用还是工业应用都具有极高的价值。综合开发利用花椒籽即可以解决资源浪费、环境污染的问题,也能实现客观的经济效益,还能带动大批的椒农致富,所生产的花椒籽食用油在一定程度上可以缓解油脂短缺,社会效益也十分显著。同时也有一些待解决的问题:
(1)步骤更少的花椒籽油联合精致工艺的研究:(2)花椒残渣的合理利用:(3)花椒籽油的抗氧化性研究。
如上问题等解决之后,相信花椒籽的开发利用会更上—层楼!
参考文献:
[1]庄世宏,李孟楼,花椒籽油的成分分析[J],西北农业学报2002,11(2):43—45
[2]欧阳辉余佶,陈功锡等,超临界C02萃取花椒籽油工艺的响应面优化[J],中国油脂,2009,34(10):9-12
[3]黄文捷,苏印泉,杨芳霞等,溶剂法提取花椒籽油的研究,西北林学院学报[J]2008,23(4):149—151
[4]张军华,陈汀汀,花椒籽油提取工艺研究[J],中国粮油学报,2008,7,23(4)154-156
[5]王志勇,邹洪,花椒籽的开发应用[J]北京教育学院学报,2007,6,2(3)15-19
[6]杜若愚,殷钟意,吕靖等,花椒籽开发利用研究进展[J],重庆工商大学学报,2008,2,25(1):82—86