大蒜素超临界CO2提取技术

2018-01-25 04:43

1.背景

我国是大蒜的主产国之一,年产量占世界总产量的1/4,日本及东南亚市场80%的大蒜是从我国进口。一直以来我国多以鲜蒜销售为主,深加工产品少,经济效益相对较低。国外,尤其美、英、日等发达国家非常重视大蒜的深加工,尤其现代医学的发展,揭示了大蒜具有重要的药理活性以来,大蒜越来越受到人们的重视,研制开发大蒜制品成为一种潮流,目前对对大蒜的开发利用,从针剂、片剂、粉剂到胶囊等用于临床已取得显著疗效。随着社会发展、疾病更新、医疗发展,大蒜在人类的发展中体现了它的价值,从出口大蒜头到加工成蒜片、蒜酱、蒜粉,又发展到提取大蒜精油、大蒜素出口,大蒜深加工事业方兴未艾。近年来随着超临界CO2萃取技术的发展,大蒜精油、大蒜素的提取已成为大蒜加工的一个热点,大蒜具有广阔的开发利用前景。

大蒜含有30多种风味物质,主要为含硫化合物,并以二烯丙基三硫、二烯丙基二硫、甲基烯丙基三硫、甲基烯丙基二硫和烯丙基硫为主。完整大蒜没有臭味,但大蒜受到外力作用(挤压、食用、破碎或切分后),大蒜细胞破裂,在微量溶解氧的存在下,蒜氨酸在蒜氨酸酶的作用下形成大蒜素,同时释放出特殊的蒜臭味,这就是完整的大蒜没有蒜臭味而食用大蒜时有蒜臭味的原因。大蒜素非常不稳定,当蒜氨酸转化为大蒜素后,大蒜素存在的时间很短,在蒜氨酸酶的作用下,大蒜素进一步降解成各种风味物质。因此,大蒜素提取、保藏非常困难。

大蒜辣素约占大蒜的0.18%~0.5%,是大蒜的新鲜风味所在,一般以它的含量表示蒜油的品质。大蒜素是极不稳定的有机硫化物,易降解,常温下(20℃)经过20h后几乎遭到完全分解,受热分解更快。目前,提取蒜油的方法主要是采用水蒸汽蒸馏法、溶剂浸出法和超临界CO2(CSF-CO2)萃取法,其中以超临界萃取的大蒜素稳定性最好,得率最高,品质最优。

2.工艺技术

超临界CO2流体萃取技术是一种新型的提取、分离技术,也是“十五”期间重点推广的高新技术之一。与常规的溶剂提取相比,具有操作条件温和、无溶剂残留、能最大限度地保留原料的有效成分等优点,被广泛地应用于食品领域,用于提取、制备各种高附加值的食品。该项目以大蒜为原料,采用乙醇浸出与超临界CO2提纯相结合的方法提纯大蒜素,保持了两者原有长处而回避了它们的短处,可以实现大蒜素的超临界CO2连续萃取提纯操作。工艺技术如下。

(1)乙醇提取蒜液。大蒜头去皮、切片,乙醇浸泡、分离出乙醇蒜液,作为超临界CO2萃取的原料。乙醇蒜液含1.2~2.2mg大蒜素/ml。

(2)超临界CO2提纯大蒜素。将乙醇蒜液由液体泵加入萃取釜,来自钢瓶的CO2由高压计量泵送至萃取釜提取大蒜素,然后按顺序通过一级减压阀、闪蒸釜、二级减压阀,回收CO2,萃取结束后,分别从萃取釜和闪蒸釜中取出萃取残液和大蒜素。采用乙醇浸提与超临界CO2萃取相结合的技术萃取大蒜素,提取率可达到92%以上,大蒜素纯度达84%,用超临界CO2提取工艺可使萃取物保持大蒜原有新鲜风味和药用成份。

3.投资估算及经济效益

年产250kg大蒜素(50%),总投资1000万元,其中固定资产投资600万元,流动资金400万元。若仅以大蒜素半成品出售,不加工成胶囊,年产值约5000万元左右,利税约3000万元。

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