维生素e的工艺研究

ActaAgriculturaeUniversitatisJiangxiensis

http：//xuebao．jxau．edu．cnE－mail：ndxb7775@sina．com

油茶籽油脱臭馏出物

维生素E的分子蒸馏工艺研究

陈

焱，方学智，费学谦

*

（中国林业科学研究院亚热带林业研究所，浙江富阳311400）

摘要：通过对油茶籽油脱臭馏出物进行分子蒸馏制取维生素E工艺研究，结果表明：经过预处理，而后通过三第一、二级蒸出乙酯，第三级蒸馏使轻组分中的α－生育酚含量提高至1．97mg。同时得出分子蒸级分子蒸馏，

二级加热壁面温度100℃，进料速率2mL/min，刮板转速100r/min，预热温度85℃；第馏工艺条件为：第一、

三级加热壁面温度190℃、进料速率2mL/min、刮板转速100r/min、预热温度85℃。关键词：油茶籽油；α-生育酚；分子蒸馏；脱臭馏出物中图分类号：Q946．6

文献标志码：A

文章编号：1000－2286（2012）01－0175－04

AStudyonSeparationofVitaminEfromTeaCamelliaSeedOil

DeodorizerDistillatebyMolecularDistillation

CHENYan，FANGXue-zhi，FEIXue-qian*

（ResearchInstituteofSubtropicalForestry，CAF，Fuyang311400，China）

Abstract：ThispaperisfocusedontheextractionofvitaminEfromdeodorizerdistillateproductionofoil-teaCamelliaseedoilbymoleculardistillationtechnology．Thestudyresultsshowedthatthroughpretreatmentoftheteacamelliaseedoildeodorizerdistillate，andthenbythree－stagemoleculardistillation，andtheethyles-thecontentofα-tocophenrolwasenhancedto197mg/100ginterwasremovedinthefirstandsecondstage，

thethirdstage．Themoleculardistillationprocessconditionswereconcludedasfollowsthefirstandsecondsta-feedingrate2mL/min，scraperspeed100r/min，preheatingtempera-ges，heatingsurfacetemperature100℃，

ture85℃；thethirdstages’heatingsurfacetemperature190℃，feedingrate2mL/min，scraperspeed100r/minandpreheatingtemperature85℃．

Keywords：teaCamelliaseedoil；α-tocopherol；moleculardistillation；deodorizerdistillate

维生素E（VitaminE）是一种脂溶性维生素，具有抗不妊娠性，且能影响动物的繁殖能力，又称生育

［1］

是最主要的抗氧化剂之一。其最早由美国人Evans等于1921在小麦胚芽油中发现。维生素E对酚，

氧敏感，易被氧化，故可保护其他易被氧化的物质，如不饱和脂肪酸，维生素A和ATP等，减少过氧化脂质的生成，保护机体细胞免受自由基的毒害，充分发挥被保护物质的特定生理功能；稳定细胞膜和细胞内脂类部分，减低红细胞脆性，防止溶血；改善脂质代谢，对预防冠心病、动脉粥样硬化等疾病有重要作

［2］

用，目前在食品、医药及化妆品行业中得到了充分加工利用。

收稿日期：2011－09－04修回日期：2011－10－20

基金项目：浙江省自然科学基金项目（2009C32056）

E－mail：chenyan8855@163．com；*通讯作作者简介：陈焱（1987—），女，助理工程师，主要从事油脂精深加工研究，

E－mail：Fxq6565@163．com。者：费学谦，研究员，

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江西农业大学学报

第34卷

目前维生素E可分为天然和化学合成两大类，天然维生素E具有优于合成维生素E的独特性能，如对人体无毒副作用，生物学活性以及营养作用、生物学活性均优于合成维生素E。自然界中天然维生其中油脂加工副产物是其主要来源，油脂在精炼脱臭过程中的精炼附属物（脱臭馏出素E来源有限，

物）中含有大量生育酚（天然维生素E）、脂肪酸、甘油酯、甾醇、甾醇酯及其它组分等。从油脂脱臭馏出充分利用这一资源，不仅能满足食品、医药等工业生产需要，还能有效提高油脂物中提取天然维生素E，

［3］

β－、γ－、δ的混合物。在营养方面，天然加工厂的综合经济效益。维生素E系4种生育酚单体α－、

α－生育酚活性最高。由于油茶籽油α－生育酚含量最高，因此，用其制备高含量的α－维生素E进而

［4］

将其广泛用于医药行业具有重要意义。目前测得油茶油中的维生素E主要以α－生育酚为主，故其加工副产物中也应以α－生育酚为主要存在形式。

油茶油脱臭馏出物是油茶籽油精炼加工中的副产物。综合利用其加工过程中的副产物，将其中活

［5］

性物质提取出来，变废为宝，具有重要的经济价值。从其它油品精制过程的馏出物中提取维生素E的研究及文献报道较多，但从茶油脱臭馏出物中提取天然维生素E的研究尚无相关报道。

［6］

目前国内应用油脂为原料制备天然高含量维生素E的方法有超临界萃取法和分子蒸馏法，这两种方法在制备过程中均能有效保留天然维生素E的抗氧化活性。考虑加工量和成本，笔者选择分子蒸馏法对油茶籽油脱臭馏出物综合利用进行加工工艺研究。

1

1．1

材料与方法

仪器

四英寸刮膜式分子蒸馏，美国POPE公司；Tiamo自动滴定仪，瑞士万通中国有限公司；高效液相色谱仪，美国Waters公司；超声脱气器，上海科导仪器有限公司。1．2

试剂材料

乙醇、氢氧化钠、邻苯二甲酸氢钾、对

图1Fig．1

Ve标准曲线α-

甲基苯磺酸，国药集团化学试剂有限公司；正己烷，异丙醚，美国TEDIA试剂公司。

实验用油茶脱臭馏出物由浙江茶之语科技开发有限公司提供，其中酸值为47．13mg/g，维生素E含量为0．09mg。1．3

Thestandardcurveofα-Ve

实验方法

1．3．1VE含量的HPLC测定色谱条件：WatersSpherisorbSilica（4．6×250mm），流动相为V（正己

Ex=298nm，Em=325nm。烷）∶V（异丙醚）=90∶10，流速1mL/min，柱温30℃，

准确称取α－VE标样，配置质量浓度为21．26μg/mL的标准溶液，得到标准图谱，以单点校正法测定样品中α－VE含量。

1．3．2游离脂肪酸含量测定

按GB5530－2005执行。

原料中FFA%－酯化后FFA%

×1001．3．3酯化率测定酯化率/%=（1）

原料中FFA%

1．3．4分子蒸馏实验（1）预处理原料。由于油茶籽油馏出物中含有大量生育酚（天然维生素E）、脂肪酸、甘油酯、甾醇、甾醇酯及其它组分等，在馏出物进行分子蒸馏之前需对馏出物进行酯化处理，并结晶去除植物甾醇，使其适合下一步的分子蒸馏。

在对油茶籽油脱臭馏出物进行预处理时，按一定料液比将原料加入乙醇中，而后加入一定量催化剂对甲基苯磺酸，反应一定时间后洗涤反应产物，从而得到以维生素E和脂肪酸乙酯为主要成分的混合物，将混合物进行超声冷冻结晶从而进一步得到分子蒸馏原料。预处理条件为反应温度80℃，催化剂用量2%，反应时间3．5h，料液比2∶1，得到酯化率为93．8%的产品。进一步去除甾醇选用超声波处理3min，料液比1∶1．5，养晶时间3h，养晶温度0℃，反应完成将得到的甾醇晶体抽滤去除，从而进一步进行下面的分子蒸馏操作。

第1期陈焱等：油茶籽油脱臭馏出物维生素E的分子蒸馏工艺研究·177·

（2）分子蒸馏分离。将500g通过上述方法处理而得到的原料在不同温度、不同压力条件下，以不同的进料速率进入分子蒸馏装置。在此过程中考察分子蒸馏加热壁面温度、刮板转速以及进料速率对分离以维生素E和脂肪酸乙酯为主要成分的混合物中脂肪酸乙酯的影响。以产品中VE含量作为检测指标。在开启分子蒸馏前，应注意各排气阀的密封性并确保冷阱中充满液氮以更好地确保真空度及保护油扩散泵。

2

2．1

结果与讨论

一、二级分子蒸馏的条件选择

一、二级分子蒸馏的目的是去除预处

理得到的乙酯，因此加热壁面温度不宜过大，主要从以下几个因素探讨其工艺参数。2．1．1

刮板转速的影响考察分子蒸馏

60，90，加热壁面温度为90℃，转速30，设定25℃，进料速率1mL/min。考察刮

如图2所示。板转速对去除乙酯的影响，

随着刮板转速的逐渐提高，轻组分质

量随之提高，当转速增加到90r/min时，轻组分质量达到最大。若刮板转速继续增加，轻组分的质量反而随之降低，这可能是由于刮板转速过小时物料在加热壁面分布不均匀，而转速过大又会引起转子的偏心振动，从而影响物料的均匀分布，进而而影响到物料的传质与传热，故选择刮板转速90r/min。2．1．2

进料速率的影响选择分子蒸馏

转速90r/min，压力加热壁面温度90℃，

Fig．3

120，150r/min，压力0．1Pa，冷凝水温度

图2

Fig．2

刮板转速对轻组分质量的影响

Effectofwiperrollingspeedondistillationquality

0．1Pa，冷凝水温度设定25℃，进料速率1，2，3，4，5mL/min。考察进料速率对去如图3所示。除乙酯的影响，

从图3可看出，进料速率对产品组成影响很大，若进料速率太大，物料不能在加热壁面均匀形成液膜，从而乙酯含量降低。若进料速率太小，会消耗时间与能量。综合成本与效益选择2mL/min作为进料速率。对上述试验条件而得到的轻相乙酯进行组分分析，其中VE的含量均小于2×10－4mg，未有甾醇结晶。故而近似认为轻相乙酯的含量为100%。

2．1．3加热壁面温度的影响

一级分子

图3进料速率对轻组分质量的影响

Effectoffeedflowrateondistillationquality

图4

Fig．4

加热壁面温度对轻组分质量的影响

蒸馏是为去除乙酯，因此设定加热壁面温

100，110，120℃，度90，进料速率2mL/min，压力0．1Pa，转速100r/min，冷凝水温度25℃情况下，考察加热壁面温度对去除乙酯的影响，如图4所示。从图4可以看出，随着加热壁面温度的升高，轻相得率逐步提高。但当壁面温度达到110℃时，轻相中VE的含量达到0．1022mg，部分甾醇也被同时蒸馏出来，从而轻相颜色较深，效果降低。因此为

Effectofevaporatingtemperatureondistillationquality

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江西农业大学学报

第34卷

了将乙酯分离彻底，同时避免VE在乙酯中被分离出来，最终分子蒸馏分离乙酯的条件为采用两级分子

2次蒸馏条件均设为：进料速率2mL/min，蒸馏，加热壁面温度100℃，刮板转速100r/min，预热温度85℃。据文献［7］报道，预热温度愈接近加热壁面温度，传质与传热效果越好，从而分离效果越好。由于实际实验操作，采用预热温度85℃。经过2次分子蒸馏而得到的的α－VE由原料的0．09mg提高到0．3232mg。

由于一、二级分离的分子蒸馏条件一致，故只需用二级分子蒸馏的结果表示得到的产品分离效果。经检测通过二级分子蒸馏得到的轻组分中没有VE与甾醇，故而认为乙酯含量约为100%。经过二级分VE浓度从而得到很大提高。子蒸馏得到的重相产品中乙酯基本上被去除，2．2三级分子蒸馏的条件选择

在二级分子蒸馏基础上，增大加热壁面的温度，将经过二级分子蒸馏得到的重相进行第3次分子蒸馏以分离维生素E和甘三酯。采用工艺条件：加热壁面温度190℃、进料速率2mL/min、刮板转速100r/min、预热温度85℃，分离二级分子蒸馏得到的重组分。将得到的轻组分进行VE含量测定，测定结果如图5所示。由于分离得到的样品中VE响应值过大，故将其稀释了5倍进行测定。由图5可见，响应时间和标准图谱一致。由此可得出经过三级分子蒸馏得到的产品中VE

图5Fig．5

样品α－Ve含量测定Theα－Vecontentofsample

主要以α－VE为主，且其含量为1．97mg，提高了近21．9倍。

3结论

目前综合利用脱臭馏出物研究最多的为大豆油脱臭馏出物、菜籽油脱臭馏出物，其中维生素E含

［8］

量较高，但大豆油馏出物中维生素E以δ－、γ－生育酚形式为主，菜籽油中生育酚以δ－形式为。油茶籽油脱臭馏出物中天然维生素E的含量不高，这主要是由于加工工艺的改进，从而使油茶籽中的维生素E更多保留在油品中，但从油茶脱臭馏出物中得到的天然VE以活性最高的α－VE为主

主。试验得出经过预处理的油茶脱臭馏出物进行3级分子蒸馏能够将原料α－VE含量提高近21．9倍，得到以天然α－VE为主的天然维生素E。

［10］

综上所述，虽然油茶脱臭馏出物原料本身维生素E的总含量不高，但其中生理活性最高的α－VE含量很高，其脱臭馏出物具有很高的综合应用价值。［9］

参考文献：

［1］J］．中国食品添加剂，2008（3）：105-109．张莉华，许新德，孙晓霞，等．硅胶柱层析法纯化天然维生素E［［2］J］．广州化工，2010，38（6）：133-135．肖斌，朱雪莲．菜籽油馏出物中维生素E的分子蒸馏工艺研究［［3］D］．郑州：河南工业大学，2007．曹莹，谷克仁．大豆油脱臭馏出物中VE和甾醇的提取与分离［［4］D］．武汉：武汉工业学院，2008．万建春，张唯农．大豆脱臭馏出物中生育酚及甾醇单体的分离纯化［［5］J］．农产品加工，2006，70（7）：58-61．周金沙，刘红梅．油茶籽的综合利用现状及前景分析［［6］D］．无锡：江南大学，2008．王珊珊，刘元法，王兴国．分子蒸馏法从脱臭馏出物中提取VE的研究［［7］WilliamW．Christie．Lipidanalysis［M］．3rdedition，2003：56．

［8］D］．天津：天津大学，2008．李奇，曾爱武．大豆油脱臭馏出物中生育酚、甾醇和脂肪酸的提取工艺研究［

［9］J］．食品科学，28（1）：邵平，姜绍通，潘丽军，等．高效液相色谱法测定脱臭馏出物深加工物中的维生素E和甾醇［

229-231．

［10］M］．北京：高等教育出版社，1990：92-93．沈同，王镜岩．生物化学［