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1、沙棘果（籽）油提取工艺研究1.1沙棘资源分布概况沙棘 1 （ Hippophae rhamnoides L.）为胡颓子科酸刺属的灌木或小乔木，别名醋柳、黑刺、其察日嘎纳（蒙名） 、达普（藏名） 、吉汗（维吾尔名） 。沙棘具有优异的生态效益和经济价值，我国是世界上沙棘资源最多的国家，由于其耐寒、耐旱、耐盐碱、耐脊薄，萌生繁殖能力强，固氮能力强等生物学特性，栽培面积约有 133万 hm2。沙棘主要栽培地区横跨欧亚两洲温带，中国占全世界沙棘资源的占 90 以上，分布在全国 20个省、自治区、直辖市的 430多个县。北至阿尔泰山，东到大兴安岭南部山地，南达云南大理，西至伊犁河谷。在内蒙古、河北、山西、
2、陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆、四川、云南、贵洲、西藏等省区，尤其在北方地区大量分布，跨东经 753212145，北纬2744485之间的 12个省(区) 2。全国共有 9个亚种，分别为中亚沙棘、西藏沙棘、肋果沙棘、蒙古沙棘、柳叶沙棘、云南沙棘、江孜沙棘、中国沙棘。其中，中国沙棘分布最广，主要分布在“三北”地区和西南地区的 19个省(自治区) 3。山西省沙棘林面积最多，达 35. 11万 hm2，然后是陕西省，达15. 88万 hm2，三是甘肃省达 14.38万 hm2。天然林中，以肋果沙棘和中国沙棘亚种分布最多。中国沙棘果实年产量约 355万吨，主要产区为四川（11650 吨） 、甘肃（111
3、70 吨） 、青海（15348 吨） 、内蒙古（6300 吨） 、宁夏（469 吨） 、新疆（13365 吨） 、陕西（66 013 山西（21064 吨） 。新疆阿勒泰地区是我国蒙古沙棘的主要天然分布区。据阿勒泰地区林科所对天然沙棘种质资源调查的结果，蒙古沙棘较集中分布地区主要为哈巴河、吉木乃、布尔津和青河县，其中在西北地区混有中亚沙棘。天然沙棘总面积约 1万余亩，多呈大群丛或零星分布。据悉， “十二五”期间，阿勒泰地区将力争建成年稳定出苗 1000万株的现代化育苗基地；同时针对沙棘采摘难问题，阿勒泰地区已争取将沙棘采摘项目列为自治区林业厅重点科研项目，并与南京大学合作开展有关研究。2001
4、年，青河县结合当地实际，以国家退耕还林政策为导向，以特色林果业启动为契机，提出营造 10万亩 2001年，青河县结合当地实际，以国家退耕还林政策为导向，以特色林果业启动为契机，提出营造 10万(667m2)大果沙棘林，实现沙棘产业化发展的宏伟目标。2002 年，青河县林业部门加大了对俄罗斯大果无刺沙棘良种的选育和推广力度。2006 年，青河县筛选出两个果实大、结果量多、适应性强的大果沙棘品种作为主栽品种，命名为青棘 1号、2 号，通过组培进行繁育。截止 2008年，青河县先后从东北齐齐哈尔、辽宁阜新、山东黄河沙棘种苗研究所引进向阳、橙色、楚伊、浑金、优胜、辽阜壹号、阿列伊（雄株）等数十个大果沙
5、棘品种 400多万株，累计完成大果沙棘造林面积4.8万(667m2)，并建立沙棘无性繁殖圃 1000余 m2，累积繁育大果沙棘苗木500多万株。1.2沙棘的主要成分及营养药用价值每 100 g果实中维生素 C含量高的可达 1900 mg，维生素 E含量为 15220 mg。生物活性成分 190多种，富含多种维生素（如维生素A、B 1、B 2、B 6、E、K、P） 、黄酮类、甾醇类、多种氨基酸等，果实中的维生素含量几乎居一切果蔬之首，其中又以维生素 C的含量最高，最低也有 297.2 mg/100g，是一种恢复体力、消除疲劳、强精养神的滋补饮料。它可泡茶饮用，还有消食、生津、解渴和防暑的功效。据
6、测定，每 100 g沙棘果中，含蛋白质10.5 g、脂肪 6.8 g、糖 20 g、有机酸 34mg。大约相当于弥猴桃的 8倍、葡萄的 200倍、鸭梨的 500倍、苹果的 1000倍；所含胡萝卜素的量相当于豆油的2030 倍，含脂肪 11 g，且大部分由不饱和脂肪酸所组成，便于人体吸收利用5。沙棘的枝叶以及果实榨取果汁提取沙棘油后的渣泊等，都含有少量的油脂、微量元素、营养元素、多种氨基酸、蛋白质、磷脂、黄酮类及其它多种生物活性物质。1.2.1沙棘油沙棘果含有丰富的油脂，新疆大果沙棘含油量在 21%左右，通过一定的方法从沙棘果肉中提取出沙棘油，是一种高营养、高经济价值的天然物质。据研究表明，沙棘
7、油含有大量营养活性物质，这些营养成分和活性物质主要是：(1)维生素类:沙棘果实含有丰富的 VC,鲜果维生素的含量为 580 mg/100 g800 mg/100 g,是山楂 VC含量的约 20倍,橘子的 6倍,番茄的 80倍。含有较丰富的VE,还含有 VA、VB 等。果实中类胡萝卜素含量约为 4.5 mg/100 g;(2)蛋白质和氨基酸:沙棘果(全果)、果汁、种子汁的蛋白质含量分别为2.89%、0.9%1.2%、24.38%,沙棘果的果肉、果汁、种子都含 78 种人体必需的氨基酸;(3)黄酮类:沙棘叶含黄酮类化合物最多,如槲皮素、异鼠李素、山奈酚、儿茶素、黄芪苷等;(4)脂肪酸和油类:沙棘果
8、实,特别种子含有丰富的脂肪酸,包括肉豆蔻酸、月桂酸、棕榈酸、棕榈烯酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻油酸、花生四烯酸、花生烯酸等;(5)有机酸类:沙棘果总含酸量约为3.86%4.52%,主要为苹果酸、柠檬酸、草酸、琥珀酸、五倍子酸、绿原酸等;(6)微量元素:从沙棘果汁或油中检出的元素有钾、钙、钠、镁、铜、锌、铁、锰、硒、磷、氮等常量元素或微量元素等:(7)沙棘叶和果实中还含有多种三萜烯类、甾醇类、生物碱、糖类以及挥发性成分。沙棘具有明显的保肝作用。提取的果汁 8或油有防止脂肪肝形成的作用，它能减少肝脏总脂质及组分的含量，还可防止肝细胞以及由酒精引起的细胞质、微粒体和肝脏蛋白质减少。闫克玉，杜紫娟
9、9等对沙棘籽油提取并进行单料烟加香试验结果表明，沙棘籽油能与烟香协调，提高香气质，增加香气量，同时，还有减轻刺激性，去除杂气和改善余味的作用，更适合加到清香型单料烟中，且添加量以烟丝质量的 11.5较为合适。沙棘油内服、外用对治疗黄褐斑、慢性皮肤溃疡也有很好效果。对手术后伤口愈合、消除疼痛、减少不良反应也有很好作用 10。同时还能治疗湿热下注所致的宫颈糜烂 11。其所具有的抗辐射、抗衰老、调节人体免疫功能、在临床上主要用于治疗心血管疾病、肝病药理研究、消化系统疾病、呼吸系统疾病、妇科疾病美容化妆品等领域，具有较大的开发前景。1.3关于沙棘油的提取工艺1.3.1溶剂浸提工艺的历史与现状浸出法生产
10、食用植物油的工艺是在 1843年起源于法国。是被国际公认并普遍采用的一种先进、科学的油脂生产工艺。而用浸出法生产的食用油，只要符合国家食用油技术质量标准的要求，都是安全、优质、健康的食用油，是可以放心食用的。国外制油工业，由于科学技术的不断更新，向着集约化、规模化发展。当今，在工业发达的资本主义国家，用浸出法工艺生产的油脂，占油脂生产总量90%以上。建国以前，我国油脂工业十分落后，浸出法工艺制油的企业全国只有日本投降后在东北留下的一家。新中国成立后，油脂工业得到相应的发展。尤其是“七五”期间，浸出法制油技术列入国家重点推广项目后，才得到迅速发展。至今，全国浸出法制油厂(车间)达到 2000多家
11、，已占到整个制油能力的80%左右。在我国新颁布的食用油质量标准中，规定了在商品的标签上要标明生产工艺，即是用压榨法生产的，还是用浸出法生产的。这一规定的目的是为了切实维护消费者对商品的知情权和选择权。这一举措，已经引起了社会各界的广泛关注，甚至有媒体认为这一措施将对我国油脂市场格局产生“根本性变化”。同时，有些产品的广告进行概念性炒作，误认为压榨制油工艺比浸出法制油工艺“更先进、更科学”，“是代表油脂工业发展方向的一种制油方法”。其实，这是一种没有科学根据，是误导消费者的做法。总之，无论是浸出油还是压榨油，只要符合我国食用油的质量标准和卫生标准的，都是优质安全的食用油。1.3.2溶剂浸提工艺的
12、基本原理油脂浸出的基本原理可视为固一液萃取，它是利用溶剂对不同物质具有不同溶解度的性质，经过对油料的喷淋和浸泡作用，来实现固体物料中有关组分加以分离和提纯的过程。在传统溶剂 30提取工艺中，油脂在油料种子的细胞中以两种形式存在，一种是游离形式，主要存在于油料种子细胞的液泡中；另一种是结合形式，即与细胞内的蛋白质和碳水化合物等大分子物质相结合构成的脂蛋白、脂多糖等复合体，主要存在于细胞质中。在提取植物油脂 31时，首先应把油料种子的细胞破坏，使油脂暴露到细胞外，并方便溶剂对颗粒进行萃取，使油脂完全溶解到有机溶剂中。其传质过程的推动力主要是油脂在固液两相中的浓度差。在原料与溶剂接触的表面层是分子扩
13、散，而在远离原料表面的液体则为对流扩散，这一传质过程是分子扩散和对流扩散两种扩散方式共同完成的。分子扩散主要是在油料浸出时静止的情况下进行的，油脂以分子的形式进行转移。但浸出过程中大多是在溶剂与料坯之间有相对运动的情况下进行的，因此它除了有分子扩散外，还有取决于溶剂流动情况的对流扩散过程。根据溶剂对油料的接触作用方式分为浸泡式、喷淋式、喷淋浸泡混合式，还可以根据浸出设备的主要结构特证和运行特证分为平转式、拖链式、罐组式、覆带式等。浸出法制油的过程 32: 浸出前对油料的预处理(挑选、清洗、分级等)； 预榨浸出或直接浸出； 混合油经脱溶，将溶剂与油脂分离； 脱脂粕经蒸发脱除溶剂； 溶剂经回收后实
14、现在循环利用。1.3.3溶剂浸提工艺的效果与评价浸出法制油之所以比压榨法制油科学、先进 ，是因为它具有以下优点： 溶剂萃取通常在常温或较低温度下进行，具有能耗低的特点，较适用于热敏性物质的分离； 出油效率高，粕残油低(1%以下)，容易实现大规模和自动化生产； 该工艺处理量大，生产成本低，油料资源得以充分利用； 浸出的油脂纯净，溶剂沸点低，易回收，对设备无腐蚀作用等优点。由此看来，溶剂浸提还是很有市场潜力和发展价值的。1.4沙棘油提取研究现状浸出法制油是现代植物油脂提取方法之一，是目前植物油提取率最高的一种方法，采用溶剂浸出法，粕中残油可控制在 1%以下，提取率很高。沙棘不同于油料作物，提取沙棘
15、果油采用溶剂浸提法，沙棘干果经过预处理后，加入一定料液比的浸提溶剂，经过浸提后回收浸提溶剂，得到沙棘粗油。闫克玉，杜紫鹃等用正交实验法进行了沙棘油提取工艺优化研究，他们选取料液比、提取时间、提取温度、原料粒度为试验因素，得出最佳工艺条件为：提取溶剂为石油醚（6090） ，原料粒度为过 60目80 目筛，料液比 110（g/mL）,温度为 85，提取时间为 8 h,按照该最佳条件进行试验，所得沙棘籽油的提取率为 12.56%，由此工艺制的沙棘油。1.4.1超声波辅助提取概况超声波提取技术是近年来应用在食品功能性成分提取方面的一种较为成熟的方法。超声波是一种弹性机械振动波，能破坏植物细胞，使溶媒渗
16、透到细胞内部，从而加速功能性成分溶解，以提高浸出率。超声波提取主要依据其三大效应：空化效应、机械效应和热效应。超声波辅助提取特点：超声波提取技术能增加提取成分的提取率，缩短提取时间；超声波提取技术在提取过程中无需加热，适合热敏性物质提取；超声波提取技术不改变提取成分的化学结构。1.4.2微波辅助提取概况微波是指波长 为 0.0011m，即频率在 300MHz至 300GHz之间的电磁波，它具有波动性、高频性、热特性和非热特性四大基本特性。微波能量是通过离子传导和极性分子的偶极旋转两种作用直接传递到物质上，导致分子整体快速转向及定向排列，从而产生撕裂和相互摩擦而发热。当微波透过溶剂到达植物内部维管束和腺细胞内时 46，细胞内温度突然升高，连续的高温使其内部压力超过细胞空间膨胀的能力，从而导致细胞破裂;细胞内的物质自由流出，传递到周围被溶解。微波萃取的特点：微波萃取技术作为一种新型的萃取技术，有其许多独特的特征，主要体现在 快速
