维生素E除作为医药产品,可预防动脉硬化、脑溢血、肝脏疾病、糖尿病等疾病外,还是天然的抗氧化剂,广泛地应用于油脂、食品、化妆品等工业产品中,以及牲畜、家禽的饲料中。1962年,联合国粮农组织FAO及世界卫生组织WHO联合组成的食品添加剂委员会提出报告,认可食用维生素E是安全的。1978年,美国食品与药物管理局FDA也对维生素E的食用安全性加以认可。
1概述
找国是一个生产油脂量和消费量很大的国家,年消费油脂量约800万t左右。特别是近年来随着我国人民生活水平的提高,人们对油脂品质质量的要求也逐步提高,使油脂加工中的副产物,如油脚、皂脚、脱臭馏出物等,也越来越多。同时,随着国际、国内对天然维生素E保健功能的日益了解和应用的不断深入,特别是国际市场上对天然维生素E的需求量正El益增长,美国天然维生素E的年消费量近1000t,占总消费量的25。目前,天然维生素E含量40的产品售价为60美元/kg,含量90为126美元/kg。因此,充分利用有限的资源,合理地从油脂加工一勘的副产物(如:油脚、皂脚、脱臭馏出物等)提取天然维生素E,以满足人们的需要,具有更广泛的意义。
目前,从油脂加工的副产物中提取天然维生素E的工艺和方法很多,但真正能形成工业化生产规模的工艺和方法较少,因为其工艺及操作条件的要求较高,往往使工业化生产难以实施。本文的主要目的是介绍采用化学法、及化学法和生物化学法相结合,从油脂加工的副产物——油脚、皂脚、脱臭馏出物等中提取天然维生素E的新工艺及新方法的研究,为工业化生产提供切实可行的依据,以推动我国从油脂加工副产物中提取天然维生素E的发展。
2提取天然维生素E工艺方法的研究
2.1以油脚和皂脚生产脂肪酸的下脚料为原料的提取I艺
本工艺主要以大豆油、米糠油、玉米胚芽油、小麦胚芽油等的油脚和皂脚生产脂肪酸之后的下脚料为原料,采用化学处理和分子蒸馏法,同时调整中间过程的等电点的方法,来分级提取天然维生素E、谷维素、豆甾醇等产品“],具体生产工艺过程如下:
2.1.1不皂化物下脚料的预处理
用碱——甲醇(NaOH—cHOH)将不皂化物与甲醇在酸性催化剂的存在下,于60~80℃先进行酯化,回流反应1h后,控制其真空压力,生成脂肪酸甲酯。然后分离酸、水、甲酯及油相物质为中性。将油相物质经水洗至pH2.I.9层析、脱色处理
2.1.2冷却分离油相物质
将水洗后的中性油相物质经lo℃~5℃的冷冻分离后,可将甾醇类物质和阿魏酸酯同维生素E富集物分开。然后用离心机分离出滤液。
2.1.3第一次蒸馏
该过程采用不同的真空度(4O~60Pa),先蒸馏出甲醇;回收套用。在剩余的残液中含有脂肪酸甲酯和维生素E。
2.1.4第一次醇洗
用95%的乙醇洗涤第一次蒸馏过程的残渣,主要洗去残渣中醇溶性的色素及其他杂质。洗涤在醇洗塔中进行,重复洗涤三次,乙醇回进溶剂回收罐,经蒸馏后套用
2.1.5第二次蒸馏
该过程采用三级真空泵,先在5~1OPa的绝对残压下,于220℃蒸出脂肪酸甲酯。然后升温至240℃,蒸馏出维生素E浓缩物,此时的维生素E含量为33~38。
2.1.6第二次醇洗
采用95%的乙醇,在乙醇淋洗塔内进行醇洗,以进一步除去所含的色素和杂质。由于维生素E不溶于工业乙醇,且洗涤温度在3O℃左右,所以维生素E不会被洗掉,洗涤在塔内共进三次,最后回收乙醇套用。
2.1.7第三次蒸馏
将维生素E混合物在I~5Pa的残压下再次蒸馏,截取240~280℃的馏分,得到维生素E含量7O~80的浓缩物,总的得率为58.2。
2.1.8用正己烷萃取维生素E浓缩物
采用正己烷萃取维生素E浓缩物,并加入洋地黄皂甙,使残留的甾醇或甾环的其他有机杂质进一步除去,经过滤机除去残留的杂质。用溶剂回收装置回收过滤液中的正己烷,得到含量在8O~82的维生素E。
2.1.9 层析、 脱色处理
采用硅胶柱进行层折分离,并用正己烷洗脱,蒸去正己烷获得含量在85~90的维生素E。
2.1.10维生素E产品的制备
维生素E通常以醋酸酯的形式作为商品。在维生素E中加入冰醋酸(99.5),在回流和真空条件下,于120℃反应Ih,蒸去水分,得到维生素E醋酸酯,其含量在96左右。
2.2以脱臭馏出物为原料的提取I艺方法
在植物油加工的脱臭过程中,产生一定量的脱臭馏出物(一般为0.3~O.6),其中含有大量的天然维生素E,是提取天然维生素E的很好来源。但由于不同的原料,其脱臭馏出物的含量存在着很大的差异,含量较高的是大豆油、棉籽油、玉米胚芽油等的馏出物。
2.2.I化学法处理的提取工艺方法
原料采用大豆油脱臭的馏出物。棉籽油、红花籽油、菜籽油等的脱臭馏出物也可作为原料,但维生素E的含量较少。大豆油脱臭馏出物中一般含有15的维生素E,经过处理可提取其中12的维生素E,其生产工艺流程如下:脱臭馏出物一脱甾醇一酯化一吸收、浓缩一脱色一脱臭一维生素E制品该脱臭馏出物原料中含有甾醇,需先脱去。原料中还含有脂肪酸,用乙醇酯化,使其分离。然后采用吸收、浓缩、脱色、再分子蒸馏、脱臭,即得到膏状维生素E制品。分子蒸馏设备是CEIl1000E型,由日本真空技术株式会社制造。
2.2.2生物化学法处理的提取工艺方法
该方法主要是以大豆油等油脂的脱臭馏出物为原料,采用sP382(一种固定化非特异性脂肪酶)’,催化脂肪酸与甲醇的酯化反应,缩短甲酯化的反应时间,在3h之内脂肪酸甲酯的转化率高达96.5。然后在真空条件下(残压133~266Pa),于16O~180"C下脱除脂肪酸甲酯等,维生素E和甾醇98.6~100保留在残留物中。然后,再逐步提高温度,分别蒸馏出甾醇和维生素E,甾醇和维生素E的回收率都在9o以上。该工艺的主要特点是:(1)酶能有效地将脂肪酸转化成甲酯;(2)脂肪酶催化甲酯化可在大量杂质存在的情况下进行;(3)反应生成的产品不需要任何洗涤。反应在中等条件下进行,因此,不会分解热敏性成分,如维生素E等;(4)在相当短的时间周期内,整个反应接近完全。
3结柬语
以上是几种能适应工业化生产提取天然维生素E的新工艺方法。随着科学技术的不断展发展,人们提取天然维生素E的新技术和新方法也不断出现。如随着当今超临界CO技术应用的发展,日本、美国等国家已把该技术应用到提取天然维生素E的生产中,并取得了可喜的结果。在25MPa压力、60"C下,使维生素E浓缩物(含量55.3)与COz进行逆流分配萃取,可得到浓度为8O.8的维生素E浓缩物。该方法具有生产产量大,易分离,纯度高等特点。总之,随着人们对天然维生素E的广泛应用,从油脂加工的副产物中提取天然维生素E的发展也势在必行,特别对于我们这样一个油脂产量相当大的国家来说,积极开发这方面的生产和应用,更具有广泛而深远的意义。