維生素E除作為醫藥產品,可預防動脈硬化、腦溢血、肝臟疾病、糖尿病等疾病外,還是天然的抗氧化劑,廣泛地應用于油脂、食品、化妝品等工業產品中,以及牲畜、家禽的飼料中。1962年,聯合國糧農組織FAO及世界衛生組織WHO聯合組成的食品添加劑委員會提出報告,認可食用維生素E是安全的。1978年,美國食品與藥物管理局FDA也對維生素E的食用安全性加以認可。
1概述
找國是一個生產油脂量和消費量很大的國家,年消費油脂量約800萬t左右。特別是近年來隨著我國人民生活水平的提高,人們對油脂品質質量的要求也逐步提高,使油脂加工中的副產物,如油腳、皂腳、脫臭餾出物等,也越來越多。同時,隨著國際、國內對天然維生素E保健功能的日益了解和應用的不斷深入,特別是國際市場上對天然維生素E的需求量正El益增長,美國天然維生素E的年消費量近1000t,占總消費量的25。目前,天然維生素E含量40的產品售價為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,但真正能形成工業化生產規模的工藝和方法較少,因為其工藝及操作條件的要求較高,往往使工業化生產難以實施。本文的主要目的是介紹采用化學法、及化學法和生物化學法相結合,從油脂加工的副產物——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,為工業化生產提供切實可行的依據,以推動我國從油脂加工副產物中提取天然維生素E的發展。
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脂肪酸之后的下腳料為原料,采用化學處理和分子蒸餾法,同時調整中間過程的等電點的方法,來分級提取天然維生素E、谷維素、豆甾醇等產品“],具體生產工藝過程如下:
2.1.1不皂化物下腳料的預處理
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℃先進行酯化,回流反應1h后,控制其真空壓力,生成脂肪酸甲酯。然后分離酸、水、甲酯及油相物質為中性。將油相物質經水洗至pH2.I.9層析、脫色處理
2.1.2冷卻分離油相物質
將水洗后的中性油相物質經lo℃~5℃的冷凍分離后,可將甾醇類物質和阿魏酸酯同維生素E富集物分開。然后用離心機分離出濾液。
2.1.3第一次蒸餾
該過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程的殘渣,主要洗去殘渣中醇溶性的色素及其他雜質。洗滌在醇洗塔中進行,重復洗滌三次,乙醇回進溶劑回收罐,經蒸餾后套用
2.1.5第二次蒸餾
該過程采用三級真空泵,先在5~1OPa的絕對殘壓下,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,在乙醇淋洗塔內進行醇洗,以進一步除去所含的色素和雜質。由于維生素E不溶于工業乙醇,且洗滌溫度在3O℃左右,所以維生素E不會被洗掉,洗滌在塔內共進三次,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的其他有機雜質進一步除去,經過濾機除去殘留的雜質。用溶劑回收裝置回收過濾液中的正己烷,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程中,產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,經過處理可提取其中12的維生素E,其生產工藝流程如下: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。分子蒸餾設備是CEIl1000E型,由日本真空技術株式會社制造。
2.2.2生物化學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,縮短甲酯化的反應時間,在3h之內脂肪酸甲酯的轉化率高達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。該工藝的主要特點是:(1)酶能有效地將脂肪酸轉化成甲酯;(2)脂肪酶催化甲酯化可在大量雜質存在的情況下進行;(3)反應生成的產品不需要任何洗滌。反應在中等條件下進行,因此,不會分解熱敏性成分,如維生素E等;(4)在相當短的時間周期內,整個反應接近完全。
3結柬語
以上是幾種能適應工業化生產提取天然維生素E的新工藝方法。隨著科學技術的不斷展發展,人們提取天然維生素E的新技術和新方法也不斷出現。如隨著當今超臨界CO技術應用的發展,日本、美國等國家已把該技術應用到提取天然維生素E的生產中,并取得了可喜的結果。在25MPa壓力、60"C下,使維生素E濃縮物(含量55.3)與COz進行逆流分配萃取,可得到濃度為8O.8的維生素E濃縮物。該方法具有生產產量大,易分離,純度高等特點。總之,隨著人們對天然維生素E的廣泛應用,從油脂加工的副產物中提取天然維生素E的發展也勢在必行,特別對于我們這樣一個油脂產量相當大的國家來說,積極開發這方面的生產和應用,更具有廣泛而深遠的意義。