CN106281636A - 一种从油茶籽饼中提取油茶籽油和茶皂素的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种从油茶籽饼中提取油茶籽油与油茶皂素的方法。该方法包括采用逆向提取方式以乙醇液提取油茶籽饼中的油脂和油茶皂素，然后采用低温冷却法，从油茶皂素液中分离出油茶皂素，并使提取液得到再生，用作下一次提取油茶籽油和油茶皂素的部分提取液，得到的残渣可用作肥料。本发明方法的提油率可以达到90%以上，所得油茶皂素含量达到62%以上。本发明所使用的乙醇为食品级，安全无毒，可回收重复利用，而且所用的提取液可再生循环使用。

Description

一种从油茶籽饼中提取油茶籽油和茶皂素的方法

技术领域

本发明属于农业资源利用技术领域。涉及一种从油茶籽饼中提取油茶籽油与油茶皂素的方法。

背景技术

油茶籽(Oil-Camellia seed)是中国特有的木本油料。全国常年产油茶籽60～80万吨。油茶籽含油量为18%～35%。油茶籽油中油酸含量在74%～85%之间，高于橄榄油，并含有橄榄油中没有的茶多酚与油茶皂甙，因此油茶籽油是一种能与橄榄油媲美的高档食用油。油茶籽中含有8%左右的蛋白质，其中必需氨基酸含量丰富，可作为饲料蛋白。油茶籽中还含有12%左右的油茶皂素。油茶皂素是一种天然的非离子表面活性剂，易溶于热水和乙醇，广泛应用于食品、医药、日化、农药等行业。因此，油茶籽的主要成份均为有极高利用价值的自然资源。

目前，我国从油茶籽压榨提取油茶籽油的方法主要有两种，一是采用高温蒸炒与高温压榨相结合从油茶籽中提取油茶籽油，其最大的优点是出油率高，但高温高压会造成油茶籽油中部分营养成份损失，使油茶籽油的品质降低，并且还会存在产生致癌物3-4苯并芘的风险；另一种方法是冷榨提取油茶籽油，由于免去了高温蒸炒过程，冷榨法不论从油茶籽油的营养价值，还是产品的安全性上都要优于传统的高温蒸炒与高温压榨法，但其缺点是油茶籽饼中所残留的油脂要高一些。也就是说采用有机溶剂浸出法分别萃取冷榨饼与热榨饼，从冷榨饼中所获得的浸出油要高于热榨法所得到的浸出油。

目前我国年产油茶籽饼约30—40万吨，油茶籽饼中残留油脂与油茶皂素的提取通常是采用两种工艺来完成。前者是采用六号有机溶剂油（轻汽油）从压榨（预榨）饼中萃取残留油脂。六号有机溶剂油含有3-4苯并芘等强致癌物质，加上六号有机溶剂油在浸出过程中能够溶解油茶籽饼中影响油茶籽油质量与安全的一些复杂成份，这些成份最终到了浸出毛油中，导致油脂的质量比较差，必需经过严格的精炼才能食用。浸出毛油在精炼过后虽然可以提高油脂的质量，但不仅会造成油的损失，浪费宝贵的油茶籽油资源，也会去掉大部分溶于油中的功能性成份，大大降低了油茶籽油的营养价值与保健功能。而且六号有机溶剂油易燃易爆，生产过程易发生安全事故。另外，六号有机溶剂油只能提取油茶籽油，而不能直接提取油茶籽饼中15%左右的油茶皂素，而油茶籽粕中含有的油茶皂素会严重影响动物的消化功能与适口性，因此不能直接作为饲料使用，故造成大量优质植物蛋白的浪费。由于油茶皂素具有杀菌作用，可破坏土壤微生物环境，而使作物不能吸收营养成份而死亡，故不能直接用作肥料。只能作为饲养对虾的清塘剂。因此，用传统的有机溶剂浸出法处理油茶籽饼，既不能获得优质的油茶籽油，也不能充分利用饼中的茶籽蛋白与油茶皂素等优质资源。后者是利用热水或乙醇对油茶皂素的溶解特性从油茶籽粕中提取油茶皂素，工艺虽然简单，但设备投入大，能耗高。因此，从充分利用资源，降低生产成本出发，目前迫切需要一种既安全环保，又能同时提取油茶籽饼中的油茶籽油与油茶皂素的新技术。

目前，已经报道有关从油茶籽饼中提取油脂和油茶皂素的研究有：

张海龙在（冷榨茶籽饼中茶皂素的提取纯化及鉴定，2012年6月，武汉工业学院硕士学位论文）中以含水乙醇作为浸提剂，考察了乙醇浓度、温度、料液比、时间、pH 值等因素对油茶皂素浸提得率的影响。在单因素试验的基础上，选择了 L₁₆（4⁵）正交表，对乙醇浓度、温度、料液比、时间、pH 值进行正交实验，得到最佳条件为：料液比（w/v）为 1:3、乙醇浓度为70%、温度为 55℃、时间3.0h、pH值为 8.5，在此条件下茶皂素得率为 11.55%。该方法中由于使用的醇浓度较高，不利于油脂的从饼粕中扩散出来，因此，未提及油茶籽油的提取。

刘玲玲,李庆松,曾亮，沈家富等在（茶籽饼中茶皂素提取工艺研究，食品科技，Vol.17, 2010,No.4）中介绍了茶籽饼中茶皂素的提取工艺, 研究了温度、时间 、乙醇浓度、液固比等因素对茶籽饼中茶皂素提取率的影响, 通过正交试验确定了茶皂素提取的最佳工艺为：95%乙醇溶液 ,液固比为 16 mL/g ,提取温度为 80 ℃,提取时间为 3 h, 此条件下茶皂素得率为 19.82%。同样也未提取油茶籽油的提取。

张苏阳, 崔晓燕, 邵婧, 韩泳平等在（正交法优化茶籽饼粕中茶皂素的提取工艺。西南民族大学学报·自然科学版第 35 卷第 5 期1028-1031）中，采用正交实验法, 从提取时间、温度、乙醇浓度、液料比 4 个因素出发对从茶籽饼粕中提取茶皂素的工艺进行了研究. 以茶皂素得率和含量为指标, 得出茶皂素的最佳提取条件为：浸提时间为 5h,浸提温度为 70℃, 乙醇浓度为80%, 料液比为 9：1。

王子明在（从茶饼中浸出油脂和皂素,粮食科技与经济1996年第3期，37-38）中介绍以石油醚和醇混合为溶剂在平转浸出器中一次浸渍即可得到粗茶油和皂素浆,缩短工艺,省略湿粕重复蒸烘,节省能耗,改变了两次提取的传统方法。该方法所提取所用的石油醚易燃易爆，存在生产安全问题，而且粗茶油必需精炼后才能食用。

阎杰，吴伟明等在（从茶籽饼中提取分离茶皂素,油脂工程·技术，）中试验确定了提取的最佳工艺条件为：温度80℃,乙醇体积分数80%,料液比:1：25(g/ml),每次提取4h,提取3次,茶皂素的回收率为95.3 %。在此基础上,将得到的提取液经蒸馏浓缩,使浓缩液的体积为提取液体积的10%,然后,通过有机溶剂沉淀法和柱层析法从浓缩液中分离纯化茶皂素。

杨瑞金，张文斌，***，华霄，赵伟等人（CN102250681A）将粉碎的油茶籽仁与3～6重量份水和0.4～0.重量份醇溶液混合成体积百分浓度10%～25%的混合物，在40～70℃与pH7～pH10的条件下提取0.5～2h，然后离心分离得到油相、水相和残渣相；残渣相用5～10重量份水在温度40～70℃的条件下浸提0.5～3h后，离心分离得到水相和渣相,按此方法重复浸提渣相2-4次。然后将所有水相合并，再加絮凝剂KAl(SO₄)₂·12Η₂O沉淀除杂质,然后将水相浓缩后，加入3～5体积乙醇溶液进行沉淀，离心分离所得的液相，经回收乙醇并脱水干燥得到粗茶皂素。虽然该方法一次可将油茶与大部分油茶皂素提取出来，但是以油茶籽仁为原料，而且皂素液处理过程复杂，能耗较高。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种从油茶籽饼中提取油茶籽油和油茶皂素的方法。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

从油茶籽饼中提取油茶籽油与油茶皂素的方法包括如下步骤：

（1）将油茶籽饼粉碎后加入醇水液，醇水液的加入量为油茶籽饼粉重量的2—8倍，优选为3—3.5倍，在50—75℃，优选65—70℃条件下提取2—8h，优选为3.5—5h，更优选为3.5—4h，离心分离得到A醇水液、A液相和A湿渣；将液相静置分离后得到粗茶籽油，将粗茶籽油去杂脱水后得油茶籽油，得油率在90%以上；

（2）将A湿渣用醇水液在50—75℃条件下浸提2—6h，然后离心分离得到B醇水液和B湿渣；B醇水液返回至油茶籽饼粉用作提取油茶籽饼粉的醇水液并重复步骤（1）；

（3）将B湿渣用醇水液在50—75℃条件下浸提1—3h，然后压滤分离得到C醇水液和C湿渣；C醇水液返回至A湿渣用作提取A湿渣的醇水液并重复步骤（2）；

（4）将C湿渣加入体积百分比浓度为25%—80%，优选为35%—40%的乙醇，乙醇的加入量为C湿渣体积的1—6倍，在在50—75℃条件下提取1—3h，压滤分离得到D醇水液和D湿渣；D醇水液返回至B湿渣用作提取B湿渣的醇水液并重复步骤（3）；

（5）将D湿渣在温度60—90℃、真空度0.07—0.099 MPa条件下进行蒸发回收乙醇，脱水干燥后获得油茶皂素含量低于2%、蛋白质含为8%—12%，优选为10%的油茶籽粕；

（6）将A醇水液于-15—0℃，优选-10℃条件下冷却2—36h，优选为24h，采用离心与压滤的方法分离出固相与B液相，固相在70—90℃，优选为80℃,真空度0.07—0.099 MPa条件下减压回收乙醇并脱水得到粗茶皂素；B液相返回至油茶籽饼粉用作提取油茶籽油的醇水液并重复步骤（1）。从而实现了提取过程中提取液的循环使用，无废水排放。

所述油茶籽饼粉碎后的细度小于150μm。

下面对本发明做进一步的说明：

本发明原料为冷榨或采用传统方法获得的油茶籽饼,用药物粉碎机粉碎到粒度小于150μm，过细会造成粉碎设备处理能力下降，过粗会影响提取效果。在本发明步骤（1）中所述的提取液指从步骤（2）分离出来的醇溶液与部分再生水所组成的液体。水的添加量直接影响油的提取效果，加水量过少，提取液粘度大，流动性差，分离效果差，油得率也低，油茶皂素提取率低；加水过多会减少设备的处理量，增加能耗。本发明根据饼中含油量优选加入提取液的比例为油茶籽饼重量的3.0—4.0倍。

步骤（1）提取过程中温度对油脂和油茶皂素的提取效果影响较大。温度过低会造成油茶籽油得率低，油茶皂素的提取率低，但温度过高会使成本增加，油脂的氧化和粗油的色泽加深。在本发明中所述提取时所使用的设备是在食品、医药、化工等领域所通常使用的带有调速装置的各种提取罐，在本发明中使用上海亚荣生化仪器厂生产的旋转蒸发器。本发明方法进行离心分离时所使用的离心机是二相或三相沉降（螺旋卸料）式离心机以及碟式离心机，在本发明中，所述的沉降离心机离心分离的转速为1000—4500转/分。在这个步骤所使用的提取设备是目前通常使用的封密式防爆型提取罐，以防止乙醇挥发，增加损耗，避免安全事故发生。在这个步骤中所使用的离心分离设备是在食品、制药、化工行业上所通常使用的密闭型设备。以防止离心机在高速运行时乙醇的挥发。本发明中所使用的离心机如上海安亭科学仪器厂生产的离心机，转速3000转/分。所述在步骤A）得到的毛油的处理方法是，在毛油中加入热水搅拌洗涤，然后静置或者采用碟式离心机分离去杂，然后真空脱水得到油茶籽油成品。

步骤（2）从步骤（1）分离得到的湿渣，用从步骤（3）中分离所得到的醇水液进行提取。然后离心分离得到液相与湿渣。在这个步骤所使用的提取设备是目前通常使用的封密式防爆型提取罐，以防止乙醇挥发，增加损耗，避免安全事故发生。所使用的分离设备是离心机或压滤机。

步骤（3）将步骤（2）分离得到的湿渣用从步骤（4）中分离所得到的醇水液进行提取，然后压滤或离心分离得到液相与湿渣。在这个步骤中所使用的提取设备与步骤（2）相同，是通常使用的、在目前市场上销售的封密式防爆型提取罐。在这个步骤所使用的离心分离设备与是在食品、制约、化工上所通常使用的密闭型离心机，或者是密封型压滤机。在本发明中所用的压滤设备是上海信步科技有限公司销售的实验室小型压滤器。

步骤（4）在步骤（3）分离得到的湿渣中，加入乙醇溶液提取，然后压滤分离出固相与液相。压滤分离方法与步骤（3）相同，均为密封防爆型压滤机。所述的从步骤（2）至步骤（4）采用逆相浸出原则，不仅节省了乙醇用量，也使步骤（1）能得到更高含量的油茶皂素液。

步骤（6）是将步骤（5）分离得到的油茶皂素液冷却，油茶皂素在冷的醇水溶液中溶解度降低，随着低温的持续，油茶皂素结晶析出。冷却料采用离心与压滤的方法分离出固相与液相。固相脱醇并脱水干燥后得到粗茶皂素产品,回收的乙醇用于配制步骤（4）所需的新鲜醇溶液。得到的液相可用作为步骤（1）提取油茶籽油的醇液。可实现提取过程工艺水的循环使用，无废水排放。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明方法利用醇水溶液同时从油茶籽饼中提取油茶籽油与油茶皂素，与之前的先用有机溶剂浸出提取油脂，再用水或醇从油茶籽饼中提取茶皂素相比，减少了提取工序和设备的投入，降低了生产成本，同时，提高了所提油茶籽油的营养价值与安全性。

2、本发明方法中,在步骤（2）到步骤（4）全部采用乙醇溶液作为提取液，并采用逆向提取方式从残渣中提取油茶皂素。不仅减少了醇的用量，而且使A步骤能得到高浓度的油茶皂素液。

3、本发明方法在步骤（6）中将步骤（1）所分离得到的油茶皂素液通过冷却到0℃以下，使油茶皂素因溶解度下降而沉淀析出，并通过过滤或者离心方法分离得到较高浓度的油茶皂素浆和醇水液，既富集了油茶皂素，又为获得更高纯度的油茶皂素和进一步综合利用其中的成份创造了条件。将油茶皂素的浓缩与醇溶液的再生结合起来，与传统的方法比较，大大节省了处理成本。

4、本发明方法中，在步骤（6）中分离得到的醇水液可用作下轮步骤（1）中从油茶籽饼中提取油茶籽油与油茶皂素的提取液，真正实现了提取过程无废水排放的目的。

总之，本发明采用逆向提取方式以乙醇液提取油茶籽饼中的油脂和油茶皂素，然后采用低温冷却法，从油茶皂素液中分离出油茶皂素，并使提取液得到再生，用作下一次提取油茶籽油和油茶皂素的部分提取液，得到的残渣可用作肥料。本发明方法的提油率可以达到90%以上，油茶皂素回收率达到90％以上。本发明所使用的乙醇为食品级，安全无毒，可回收重复利用，而且所用的提取液可再生循。

具体实施方式

实施例1

从油茶籽饼中提取油茶籽油与油茶皂素的方法包括如下步骤：

（1）将油茶籽饼粉碎后加入醇水液，醇水液的加入量为油茶籽饼粉重量的2—8倍，优选为3—3.5倍，在50—75℃，优选65—70℃条件下提取2—8h，优选为3.5—5h，更优选为3.5—4h，离心分离得到A醇水液、A液相和A湿渣；将液相静置分离后得到粗茶籽油，将粗茶籽油去杂脱水后得油茶籽油，得油率在90%以上；

（2）将A湿渣用醇水液在50—75℃条件下浸提2—6h，然后离心分离得到B醇水液和B湿渣；B醇水液返回至油茶籽饼粉用作提取油茶籽饼粉的醇水液并重复步骤（1）；

（3）将B湿渣用醇水液在50—75℃条件下浸提1—3h，然后压滤分离得到C醇水液和C湿渣；C醇水液返回至A湿渣用作提取A湿渣的醇水液并重复步骤（2）；

（4）将C湿渣加入体积百分比浓度为25%—80%，优选为35%—40%的乙醇，乙醇的加入量为C湿渣体积的1—6倍，在在50—75℃条件下提取1—3h，压滤分离得到D醇水液和D湿渣；D醇水液返回至B湿渣用作提取B湿渣的醇水液并重复步骤（3）；

（5）将D湿渣在温度60—90℃、真空度0.07—0.099 MPa条件下进行蒸发回收乙醇，脱水干燥后获得油茶皂素含量低于2%、蛋白质含为8%—12%，优选为10%的油茶籽粕；

（6）将A醇水液于-15—0℃，优选-10℃条件下冷却2—36h，优选为24h，采用离心与压滤的方法分离出固相与B液相，固相在70—90℃，优选为80℃,真空度0.07—0.099 MPa条件下减压回收乙醇并脱水得到粗茶皂素；B液相返回至油茶籽饼粉用作提取油茶籽饼粉的醇水液并重复步骤（1）。从而实现了提取过程中提取液的循环使用，无废水排放。

所述油茶籽饼粉碎后的细度小于150μm。

实施效果：油茶籽饼含油率10.15%，实施上述方法后，得油茶籽油9.19g/100g，油茶籽油提取率90.54%，油茶籽粕饲料59.5g/100g，其中蛋白质含量10.13%；得粗茶皂素25.63 g/100g，其中油茶皂素含量64.17%。

Claims (2)

1.一种从油茶籽饼中提取油茶籽油与油茶皂素的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）将油茶籽饼粉碎后加入醇水液，醇水液的加入量为油茶籽饼粉重量的2—8倍，在50—75℃条件下提取2—8h，离心分离得到A液相和A湿渣；将A液相静置分离后得到粗茶籽油，将粗茶籽油去杂脱水后得油茶籽油，得油率在90%以上；

（2）将A湿渣用醇水液在50—75℃条件下浸提2—6h，然后离心分离得到B醇水液和B湿渣；B醇水液返回至油茶籽饼粉用作提取油茶籽饼粉的醇水液并重复步骤（1）；

（3）将B湿渣用醇水液在50—75℃条件下浸提1—3h，然后压滤分离得到C醇水液和C湿渣；C醇水液返回至A湿渣用作提取A湿渣的醇水液并重复步骤（2）；

（4）将C湿渣加入体积百分比浓度为25%—80%的乙醇，乙醇的加入量为C湿渣体积的1—6倍，在在50—75℃条件下提取1—3h，压滤分离得到D醇水液和D湿渣；D醇水液返回至B湿渣用作提取B湿渣的醇水液并重复步骤（3）；

（5）将D湿渣在温度60—90℃、真空度0.07—0.099 MPa条件下进行蒸发回收乙醇，脱水干燥后获得油茶皂素含量低于2%、蛋白质含为8%—12%的油茶籽粕；

（6）将A醇水液于-15—0℃条件下冷却2—36h，采用离心与压滤的方法分离出固相与B液相，固相在70—90℃，优选为80℃,真空度0.07—0.099 MPa条件下减压回收乙醇并脱水得到粗茶皂素；B液相返回至油茶籽饼粉用作提取油茶籽油的醇水液并重复步骤（1）。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述油茶籽饼粉碎后的细度小于150μm。