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一种神经酸的提取方法

文献发布时间:2023-06-19 09:27:35


一种神经酸的提取方法

技术领域

本发明属于油脂脂肪酸的提取技术领域,具体涉及一种神经酸的提取方法。

背景技术

神经酸(Nervonic Acid,英文简称NA),其通式是C

神经酸最早发现于哺乳动物的神经组织中,故命名为神经酸。国外研究表明,神经酸是大脑神经细胞和神经组织的核心天然成分,是迄今为止世界上发现的能促进受损神经组织修复和再生的特效物质,是神经细胞特别是大脑细胞、视神经细胞、周围神经细胞生长、再发育和维持的必需“高级营养素”,对提高脑神经的活跃程度,防止脑神经衰老有很大作用。

神经酸主要应用在以下领域:1.调和油:使其达到人体代谢要求的脂肪酸比例。避免肥胖,心脏病,糖尿病,高血脂等慢性疾病的发生;

2.高油酸食用油:补足食用油中的单元不饱和脂肪酸(MUFA),使其质量分数≥75%,达到预防低密度脂蛋白(LDL)的胆固醇氧化,提高高密度脂蛋白(HDL),保护血管,防止脑中风,心血管疾病的发生;

3.功能性食用油:合理调配融合人体不能合成的亚油酸和亚麻油酸,及单元不饱和脂肪酸(MUFA),使其达到人体功能性健康要求,如增强记忆力,改善视力,抑制前列腺增生,降低血脂,预防心脑血管疾病;

4.食品加工专用油:高端烘焙食品加工,喷淋,膨化,速冻,炒货,罐头,调味包,油炸底料,烤盘及耐高温食材加工等;

5.功能性特殊油酸:神经酸被科学界称为“脑黄金”可补充大脑营养,修复大脑创伤,有效预防和治疗老年痴呆症;

6.其他领域:如保健品(鱼肝油),化妆品(护肤油),工业用油(润滑,切割抛光,抽丝,打孔等)。

现有的神经酸主要来源于深海鱼油及鲨鱼脑,提取难度大且成本高。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题,本发明提供了一种神经酸的提取方法。

本发明所采用的技术方案为:一种神经酸的提取方法,包括以下步骤:

S1:制备液态原料油且温度≤58℃;

S2:原料油冷却结晶,冷却速率为0.1~0.5℃/min,搅拌速率为6~12r/min,温度降至28~32℃,得到冬化油A;

S3:将冬化油A压滤分离,得到饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸;

S4:对不饱和脂肪酸进行加热处理使其完全融化,油温≤45℃,加热搅拌速率为3~5r/min;

S5:对融化的不饱和脂肪酸进行多层次降温处理且静置2~3h,降温后的不饱和脂肪酸的油温为13~17℃;

S6:分馏降温后的不饱和脂肪酸得到轻组分含量多的冬化油B和重组分含量多的冬化油C;

S7:对重组分含量多的冬化油C进行加热,加热搅拌速率为3~5r/min,加热后温度≤38℃,加热完成后进行多层次降温处理,降温速率为0.1~0.5℃/min,温度降至4~7℃且静置2h;

S8:从降温后的重组分含量多的冬化油C中分馏得到神经酸。

进一步限定,步骤S1中液态原料油的制备方法包括以下步骤:

A1:选取原料,原料中水分的含量≤8%,原料中油分的含量≥48%,杂质的质量分数≤0.1%;

A2:原料粗碎后过筛,定温萃取得到油料,萃取温度≤40℃;

A3:对油料进行二氧化碳超临界萃取,萃取压力为25~30MPa,流量40Kg/h;

A4:减压分离得到原料油。

进一步限定,所述步骤A4中减压分离分两次进行。

进一步限定,第一次减压分离后的压力为3~6.5MPa。

进一步限定,步骤A2中原料粗碎后的粒径为0.5~2.0mm;步骤A2中筛分所使用的筛网的目数为40~60目。

进一步限定,步骤A3中萃取时间为4~6h。

进一步限定,步骤S2中冷却所使用的冷却液的温度为6~10℃。

进一步限定,步骤S3中分离过程中的温度不高于21℃。

进一步限定,步骤S5中冷却液的温度为0~~5℃;步骤S7中冷却液的温度为~10~~5℃。

进一步限定,步骤S1中的温度≤58℃的液态原料油由常温状态下的液态原料油经过加热得到,加热时间为13~18min,热源为过热蒸汽,蒸汽量为260~310kg/h。

本发明的有益效果为:1.相比于传统的压榨法和浸出法,压榨法存在出油率低,仅仅35%,油温难以控制,油品质量差,无法保留营养成分;浸出法存在溶剂残留,溶剂需求量大,且污染环境。原料油的制备采用超临界CO

2.采用本发明公开的一种神经酸的提取方法,该提取方法过程主要采用多层次分馏的方式,无外来物质的加入,整个提取方法过程中不涉及化学反应,分馏所需的能耗低,分馏所需温度低,分馏所需时间短,纯度可调控,无损耗,无反式脂肪酸产生等优点。

附图说明

图1是元宝枫籽油的制备工艺流程图;

图2是神经酸的提取工艺流程图;

图3是元宝枫籽油的结晶流程图;

图4是饱和脂肪酸的分离流程图;

图5是不饱和脂肪酸的分馏流程图;

图6是元宝枫籽油的储存流程图;

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面对本发明的实施例进行详细、完整的描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

饱和脂肪酸的英语简称为SFA,单元不饱和脂肪酸的英语简称为MUFA,多元饱和脂肪酸的英语简称为PUFA,神经酸的英语简称为NA。

实施例1

萃取釜的底部排出且依次经过研磨和筛分得到元宝本实施例中以元宝枫籽为原料,从中提取神经酸。

一、元宝枫籽油的制备

1.1选料

元宝枫籽,当季,新鲜,粒大,饱满,无霉菌;经筛选,磁选,风选等去除杂质,使得杂质的质量分数≤0.1%,再经塔式干燥器,油料干燥,剥壳脱皮膜,仁壳分离,取得元宝枫籽仁,水分≤8%,含油量≥48%;

1.2制备元宝枫籽油

如图1所示,

A1:粉碎元宝枫籽仁,得到元宝枫籽仁粗粉,粒径为0.5~2.0mm,水分为8%~12%,过筛筛选得到元宝枫籽仁粉,筛网的目数为40~60目;

A2:称取元宝枫籽仁粉且投入萃取釜,对其进行升温,温度低于40℃;

A3:向升温后的元宝枫籽仁粉中通入液态CO

A4:在CO

A5:从萃取釜中流出的油经过减压阀第一次减压后进入分离釜(I),其中的液相从分离釜(I)底部流出,该处的液相为元宝枫籽油,气相再经过减压阀第一次减压后进入分离釜(II),其中的液相从分离釜(II)底部流出,为元宝枫籽油,气相主要为CO

合格的元宝枫籽油的指标如表1所示,

表1

上述方法制备得到的元宝枫籽油的成分分析(质量百分数),其中饱和脂肪酸占比7.7%,单元不饱和脂肪酸占比54.7%,其中神经酸占比5.8%,多元不饱和脂肪酸占比37.6%,饱和脂肪酸(SFA)的各组分具体占比如表2所示,

表2

单元不饱和脂肪酸(MUFA)的各组分具体占比如表3所示,

表3

多元不饱和脂肪酸(PUFA)的各组分具体占比如表4所示,

表4

二、神经酸的提取

原料投入500~1000公斤枫籽油为例,根据油脂中不同脂肪酸甘油三酯的熔点差异,通过冷却,结晶,压滤,分离出不同熔点的组分方法,利用分子热力学严格的冷却曲线降温,多层次分离,分馏取得所需的脂肪酸。

2.1元宝枫籽油中饱和脂肪酸(SFA)的分离

如图2和图4所示,

将上述所制备得到的元宝枫籽油经过精滤器进行精滤处理,精滤器的过滤精度为0.1μm,精滤完成后经过板式换热器换热,随后进入第一加热搅拌罐搅拌加热,加热介质为过热蒸汽,控温精度为±0.1%,减速机速比1:87,油温控制在≤58℃,连续搅拌15min使得元宝枫籽油完全融化,随后进入结晶罐冷却结晶,冷却速率为0.1~0.5℃/min,变频减速机的速率为6~12r/min,冷却后的液相进入板框式压滤机分离得到饱和脂肪酸(SFA)和不饱和脂肪酸,压滤房的温度≥21℃;

其中,冷却后的液相温度为30℃,冷却介质为水,水的温度为6~10℃。

2.2神经酸(NA)的提取

不饱和脂肪酸通入第二加热搅拌罐内搅拌加热,减速机的速率为3~5r/min,加热介质为过热蒸汽,加热后不饱和脂肪酸的温度≤45℃,随后通入第一夹套式分馏罐内冷却分馏,冷却介质为冷冻水,冷冻水的温度为0~5℃,第一夹套式分馏罐底部流出的液相通入第三加热搅拌罐内搅拌加热,减速机的速率为3~5r/min,加热介质为过热蒸汽,加热后不饱和脂肪酸的温度≤38℃,随后通入第二夹套式分馏罐内冷却分馏,冷却介质为冷冻水,冷冻水的温度为~5~~10℃,第二夹套式分馏罐底部流出的液相含有大量的神经酸,质量分数为75~95%,通过调节第一夹套式分馏罐和第二夹套式分馏罐出来的液相回流量和流量,即可得到不同质量分数的神经酸。

冷冻水的冷冻温度由乙二醇换热实现,上述提取过程中所涉及的换热或冷却结晶均是非接触式换热,所涉及的换热过程均是在保温条件下进行。

其中,神经酸(NA)的提取原理是利用其分子式中碳原子,氢原子不同的特性,尤其是在分馏时接触到冷液,按所测得的脂肪酸MP的不同,严格控制冷却速率,冷却速率(0.1~0.5℃/min)和搅拌(6~12r/min)通过电脑微控,促进脂肪酸晶核的形成,再经冬化,分离,加热熔融,第一夹套式分馏罐冷冻水控温~5℃~0℃,萃取,再加热熔融,再第二夹套式分馏罐冷冻水控温~10℃~~5℃提取,分离之下即可得到(NA)纯度为75%~95%之脂肪酸,常温下为白色片状晶体;通过精确的控制冷却速率达到节能的目的。

其中,神经酸的质量百分数75~95%的组成表5所示,

表5

其中,

脂肪酸组分的分析采用气相色谱法

上述方法具有以下优点:

1.低温物理分馏,结晶,多层次分馏工艺,全程无化学添加,无三废排放,零污染,环境友好;

2.轻简,工序短,占地少,设备投入少,投资省。

3.能低耗,产品质量稳定,自动化,模块化生产。

4.神经酸(NA)纯度可调控≥75%~95%。

三、神经酸(NA)的提取装置

3.1元宝枫籽油的提取装置

如图2所示,

元宝枫籽油的提取装置包括萃取釜,萃取釜上开设有原料入口、气体入口、液相出口以及固相出口,原料入口开设于萃取釜的顶部,气体入口和液相出口均开设于萃取釜的中部,固相出口开设于萃取釜的底部,液相出口依次连通第一减压阀、第一分离釜、第二减压阀以及第二分离釜;第二分离釜依次连通有第一过滤器、第一流量计、第一缓冲罐;气体入口依次连通有第二过滤器、第一加热器、高压泵、第一冷却器、第三过滤器以及CO

工作原理为:将粉碎、除杂且筛分后的元宝枫籽仁投入萃取釜中萃取,萃取介质为CO

3.2神经酸(NA)的提取装置

神经酸(NA)的提取装置包括依次连通的第二流量计、第一精滤器、第一板式换热器、第一加热搅拌罐、结晶罐、板框式压滤机、第二加热搅拌罐、第一夹套式分馏罐、第三加热搅拌罐、第二夹套式分馏罐以及第二精滤器;

其中,第二加热搅拌罐和第一夹套式分馏罐之间设置有第二袋式过滤器;

其中,第一夹套式分馏罐的冷却液入口依次连通有制冷器、第一冷却水塔,制冷器的出口连通所述结晶罐,所述第一夹套式分馏罐以及第二夹套式分馏罐;

其中,结晶罐上从上到下设置有多个温度感应针,结晶罐外套设有保温层,保温层厚度为50mm,结晶罐的冷却水入口依次连通有冷却水泵、冷却水罐以及制冷机,制冷介质为乙二醇;

其中,板框式压滤机所置于的环境温度≥21℃,板框式压滤机的固相出口连通有熔融罐,熔融罐连通有第三袋式过滤器,第三袋式过滤器连通饱和脂肪酸储罐;

板框式压滤机的滤液出口连通有储油罐;熔融罐内的物质为饱和脂肪酸,储油罐连通所述第二加热搅拌罐;

板框式压滤机的反吹气入口依次连通有储气罐、干燥机、第四过滤器以及空压机;

板框式压滤机的滤液出口连通有第一清洗罐和第二清洗罐,第一清洗罐内的温度为≤55℃,采用过热蒸汽加热维持第一清洗罐内的温度;

其中,第一夹套式分馏罐的冷却液腔连通有制冷机,第一夹套式分馏罐上设置的四个液相出口均第二加热搅拌罐的入料口连通;

其中,第二夹套式分馏罐上设置的四个液相出口均与第三加热搅拌罐的入料口连通;

其中,第二夹套式分馏罐的底部出液口同时连通第三加热搅拌罐的入料口和第二精滤器,第二精滤器连通神经酸储罐,第二精滤器和第二夹套式分馏罐的底部出液口之间设置有螺杆泵。

其中,第一加热搅拌罐包括罐体,罐体内设置有加热盘管,罐体上设置有液位计和多个温度计,温度计感应针,搅拌时间为15分钟,加热蒸汽来自于过热油炉或蒸汽机,蒸汽量为300kg/h,蒸汽管道全部热保温,热保温材质为聚氨酯发泡,热保温厚度为50mm,外包覆0.6mm铝皮,采用保温方式,减少能耗;

其中,结晶罐为盘管式环线筒体,盘管式环线筒体上从上到下依次设置有第一温度计、第二温度计、第三温度计以及磁翻板液位计,第一温度计、第二温度计以及第三温度计的量程均为0~100℃,结晶罐的冷却液管线采用冷保温,保温材质为橡塑,橡塑厚度为50mm,外包覆0.6mm铝皮;温度调节为PID调节;

其中,制冷源由乙二醇冰水机制得,乙二醇的温度可达到~15℃;

其中,压力房的室温≤21℃,配套气源为:10kw空压机,过滤器,干燥机,3m

其中,清洗罐内附加有热盘管,第一夹套式分馏罐和第二夹套式分馏罐上均设置有温控仪,内窥镜,四段式高低阀门且对应于四个液相;第一夹套式分馏罐外和第二夹套式分馏罐外均包覆有保温层;

神经酸(NA)的提取原理为:元宝枫籽油通过第二流量计、过滤精度为0.1μm的第一精滤器然后进入第一板式换热器进行熔融,第一板式换热器的热源为蒸汽,可以来自电蒸汽机,熔融后的元宝枫籽油进入结晶罐,结晶后的液固混合物进入板框式压滤机过滤,板框式压滤机中固相进入熔融罐融化,融化成液态后经过第三袋式过滤器过滤后进入饱和脂肪酸储罐;

板框式压滤机中的滤液储存于储油罐,然后经过第二加热搅拌罐加热熔融,经过第二袋式过滤器过滤后进入第一夹套式分馏罐,第一夹套式分馏罐底部分馏出的液相打入第三加热搅拌罐,第三加热搅拌罐底部流出的液相进入第二夹套式分馏罐,第一夹套式分馏罐的四个液相出口的液相返回第二加热搅拌罐;第二夹套式分馏罐的四个液相出口的液相返回第三加热搅拌罐,第二夹套式分馏罐底部流出液一部分经过螺杆泵抽入神经酸储罐,且另一部返回第三加热搅拌罐。

实施例2

与实施例1不同的是,本实施例中的元宝枫籽油来自储存装置,储存装置包括第一原料储存罐、第二原料储存罐以及第三原料储存罐,第一原料储存罐的顶部、第二原料储存罐的顶部以及第三原料储存罐的顶部均与氮气气源装置连通。

工作原理为:元宝枫籽油从第一原料储存罐的顶部、第二原料储存罐的顶部以及第三原料储存罐的顶部进入各个罐内,然后向其中通入氮气,起到密封隔离空气的作用,避免元宝枫籽油中的不饱和脂肪酸被氧化酸败,第一原料储存罐的底部、第二原料储存罐的底部以及第三原料储存罐的底部均开设有原料出口,原料出口连通有出料泵。

其中,第一原料储存罐、第二原料储存罐以及第三原料储存罐置于无光环境中,储存温度11℃~21℃。

本发明不局限于上述可选实施方式,任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品,但不论在其形状或结构上作任何变化,凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案,均落在本发明的保护范围之内。

技术分类

06120112169717