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创建时间:02-25

超临界CO2萃取洋葱油的研究

 

摘 要:本论文通过对不同存在状态下的洋葱分别进行超临界CO2萃取实验。分别以烘干洋葱粉,冻干洋葱粉,鲜洋葱为试材,研究了超临界CO2 流体萃取洋葱油技术中萃取压力、萃取温度、萃取时间以及夹带剂用量等对洋葱油得率的影响,并确定实验室最佳实验材料及萃取的最佳条件。结果表明,以冻干洋葱粉为原料,加入无水乙醇15%为夹带剂,萃取压力28MPa,萃取温度42℃,萃取时间216min,洋葱油得率可达到0.483%。

关键词:超临界CO2;萃取;洋葱油
Study on the Supercritical Carbon Dioxide Extraction of Onion Oil
Abstract: Onion oil were extracted by supercritical CO2 fluid. Different state of onions, which, dried onion powder, freeze-dried onion powder, fresh onion, were used. The effect of extraction pressure, extraction temperature, extraction time and amount of cosolvent on the yield of onion oil, was determined. The results showed that the optimom technological contition were freeze-dried onion powder, added 15% ethanol as cosolvent, extraction pressure of 28MPa, extraction temperature 42℃, extraction time 216 min, with onion oil yield of 0.483%.

Key words: Supercritical dioxide carbon; Extraction; Onion oil

1    绪论
   1.1 概述
洋葱(Allium CePa.L.)素有“保健食品”的美称,现代医学研究证实,洋葱有抑菌、降血糖、抑制血小板凝集、降血脂、降胆固醇等生理功效,其生理活性物质为所含的硫化物,如硫代亚磺酸酯、二丙基二硫等风味物质,这些风味物质主要存在于洋葱油中,自然状态下含量仅为洋葱鲜质量0.04% ~0.05%。洋葱油的提取主要有3种方法:(1)水蒸气蒸馏提取法,此法带有明显的蒸煮味,与新鲜洋葱的风味相差甚远;(2)溶剂法提取,常用溶剂有乙醚、二氯甲烷等弱极性溶剂,产物虽然接近新鲜洋葱的风味,但其中不可避免地残留有机溶剂,其安全性受到质疑;(3)超临界CO2流体萃取[1],此技术在天然产物如大蒜油、生姜中的有效成分提取方面得到了广泛的重视和应用,由于提取过程中使用无毒的CO2为溶剂,并且在产品中不存在溶剂残留问题,所以产物天然、安全,并且再现了原料的原有风味,是目前提取天然产物的较理想方法。目前对洋葱油的提取方面的研究较少,并且大多仅就萃取压力、萃取温度等开展研究,尚未见到原料的预处理方式对洋葱油得率影响的报道。本实验从干燥方式、含水率和物料的破碎粒度3个方面对洋葱油提取的影响予以探讨,并通过正交试验得出实验室萃取洋葱油的最佳实验条件。
1.2 洋葱油的主要成分
根据GC/MS研究洋葱油的化学成分[2],可知主要有二丙基二硫醚、2-乙基-2-丁烯醛、1,2-丁二硫醇、3,4-二乙基-1,2,5-三噻烷,2-乙基-2-丁烯醛等。
   1.3 洋葱油的保健功效
1.抑菌抗癌作用  研究发现其含硫化合物能有效地抑制革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌,同时认为洋葱中的硫化物对消化道的细菌有选择性抑制作用 。含烯丙基的硫化物能有效地抑制胃癌、食道癌和结肠癌,调节致癌因子的代谢酶以抑制癌细胞DNA模板的形成与复制。
2.抗血小板凝聚 洋葱油中的1-甲硫酰-甲丙二硫醚能抑制人体内血小板的凝聚,含丙烯基的二硫醚、腺苷和蒜氨酸能抑制胶原蛋白诱发的血小板凝聚和调节花生四烯酸代谢的作用。
3.降血糖、血脂作用 其含有的烯丙基半胱氨酸亚砜、烯丙基丙基二硫醚、甲丙二硫醚和丙硫醇等类似常用的口服降血糖剂甲磺丁胺,具有刺激胰岛素合成及释放的作用,还有降血脂的作用。
4.抗氧化作用 其含有类黄酮化合物由于含有酚羟基结构具有较强的抗氧化作用,能抑制超氧阴离子的产生,并且含有微量元素硒,它也是一种很强的抗氧化剂,能消除体内的自由基,增强细胞的活力和代谢能力,具有防癌抗衰老的功效。
5.抗哮喘 洋葱含有至少三种抗发炎的天然化学物质,可以治疗哮喘,由于洋葱可以抑制组织胺的活动,而组织胺正是一种会引起哮喘过敏症状的化学物质;据德国的研究,洋葱可以使哮喘的发作机率降低一半左右。
6.其他作用 近年来,瑞士科学家发现常吃洋葱能提高骨密度,有助于防治骨质疏松症。在日常生活中,洋葱还可用来防治失眠:将切碎的洋葱放置于枕边,洋葱的刺激成分,会发挥镇静神经、诱人入眠的神奇功效。感冒的时候,喝加了洋葱的热味噌汤,很快就可发汗退烧。如果鼻塞,以一小片洋葱抵住鼻孔,洋葱的刺激气味,会促使鼻子瞬间畅通起来。如果咳嗽,以纱布包裹切碎的洋葱,覆盖于喉咙到胸口,也可以很快抑制咳嗽。
1.4 超临界萃取原理
利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系,即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下,将超临界流体与待分离的物质接触,使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。当然,对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的,但可以控制条件得到最佳比例的混合成分,然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体,被萃取物质则完全或基本析出,从而达到分离提纯的目的。
二氧化碳的临界温度为31.265℃,临界压力为7.18MPa,其具有无毒、无味、不燃、不腐蚀、价格便宜、易于精制、易于回收等优点,常温下为气体,处于超临界状态下,性质介于液体和气体之间的单一相态,具有和液体相近的密度,粘度虽高于气体但明显低于液体,扩散系数为液体的10-100倍,因此对物料有较好的渗透性和较强的溶解能力,能够将物料中的某些成分提取出来。
超临界流体萃取技术(Supercritical fluid extraction)对非极性和中等极性成分的萃取,可克服传统的萃取方法中因回收溶剂而致样品损失和对环境的污染,尤其适用于对温热不稳定的挥发性化合物提取;对于极性偏大的化合物,可采用加入极性的夹带剂如乙醇、甲醇等,改变其萃取范围提高抽提率。而洋葱油即为温热不稳定的挥发性化合物。
 

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