全 文 ：　第31卷 第1期　　　　　　　　　　　　　　　　　农 业 科 学 研 究 2010年3月
　Vol.31 No.1　　　　　　　　　　　　　Journal o f Agricultural Sciences Mar.2010
文章编号:1673-0747(2010)01-0048-03
无患子籽油成分分析与提取工艺研究
王建章1 , 吴子斌2
(1.漳州鼎能生物科技有限公司科研中心 , 福建 漳州　363000;　2.漳州城市职业学院 ,福建 漳州　363000)
摘　要:对无患子(Sa pind us mulorossi Gaer tn)籽油成分及提取工艺进行了研究.无患子种仁油的质量分数高达
40.7%, 全果压榨出的油脂中油酸和亚油酸的质量分数高达 62.5%.无患子籽油脂肪酸的碳链长度为 C16 ～ C22 , 其中
C16 ～ C20的脂肪酸占 98.2%,无患子籽油作为生物柴油原料油十分理想.对比分析了无患子籽油的各种提取工艺并研
究了改进的方法.
关键词:无患子;籽油成分分析;提取工艺;生物柴油
中图分类号:TQ646.4　　　　文献标志码:A
　　生物柴油由各种动物及植物油脂经酯化工艺取
得 ,主要成分是长链脂肪酸甲酯.开拓新油脂资源是
未来生物柴油产业发展的关键因素.依据国家政策 ,
要大规模生产不与民争油的生物柴油只能是野生植
物.我国野生产油植物有 400 多种 ,主要有油茶 、小
桐子 、光皮树 、无患子 、油棕榈[ 1] 等.无患子(Sapin-
dus mulorossi Gaertn)是一种优良能源林树种 ,种仁
含油率高达 40%,盛果期平均每株产果实 20 kg ,产
油 4 kg 以上 ,全果压榨出的油脂油酸和亚油酸高达
63%以上.在目前新能源日显重要的背景下 ,很多企
业都看好无患子的市场前景.但是 ,国内对无患子籽
油成分分析和加工方法研究甚少 ,本研究旨在对无
患子籽油成分及提取工艺进行研究.
1　无患子籽油成分分析
1.1　材料与方法
原料与试剂.无患子种子:漳州鼎能生物科技有
限公司种植基地生产.试验用试剂均为分析纯 ,色谱
用试剂均为色谱纯.
试验仪器.高速万能粉碎机:FW-00上海金鹏
仪器 分 析 有 限 公 司 生 产.气 相 色 谱 仪 为
GC5890HZ.索氏提取器为瑞士 BUCHI B-811.旋
转蒸发仪为 RE-52C.电热鼓风干燥箱 、电子天平 、
电子恒温水浴锅等均为国内厂家生产.
1.2　试验方法
1.2.1　无患子种子预处理　将剥掉假种皮后的无患
子种子用清水冲洗干净 ,85 ℃烘干后敲开种壳 ,取出种
仁 ,将种仁用粉碎机粉碎后烘干(含水量不超过3%)备
用.经测定 ,无患子种子含仁率为 24.48%.
1.2.2　无患子籽油的提取　采用索氏提取法.称取
预处理好的种仁粉 10 g 置于索氏提取器中 ,加入正
已烷 200 mL , 90 ℃回流提取 8 h 至回流液无色 ,取
回流液滴于滤纸上检查 ,待溶剂挥发已尽 ,滤纸上不
留油迹为提取终点.用旋转蒸发仪回收正已烷 ,经干
燥后称体质量得到黄色清亮的无患子籽油.
1.2.3　无患子籽油主要理化特性分析　无患子籽油水
分按GB/T 5528—1995测定 ,酸值按GB/ T 5009.37—2003
测定 ,皂化值按GB/T 5534—2008测定 ,碘值按 Hanus
法测定[ 2] .
1.2.4　无患子籽油脂肪酸组成及质量分数测定　将
无患子籽油样品甲酯化 ,取0.5 g油样 ,加入5mL 正庚
烷 ,再加入 0.25 mL的 2mol/ L KOH-CH3OH 溶液 ,振
摇 ,静置分层.取上层进样进行气相色谱分析.色谱条
件为:色谱柱:HP-innow ax(30m×0.32mm×0.5 um).
进样口温度:220 ℃.柱温:150 ℃(1 min),以 5 ℃/min
升至 250 ℃,保持4min.检测器:275 ℃.载气(氮气)流
量:2mL/min.
1.3　结果分析
无患子种仁油的质量分数及籽油主要理化特性
测定结果见表 1.
无患子籽油脂肪酸组成及质量分数测定结果见表2.
收稿日期:2010-03-05
作者简介:王建章(1959—), 男 ,台湾台北人 , 硕士 ,主要从事微生物发酵学研究.
表 1　无患子种仁油的质量分数及籽油主要理化特性
项目 种仁油的质量分数/ % 酸值/(mg· g -1) 皂化值/(mg · g-1) 碘值/(g· 100 g-1) 水分及挥发物/ %
指标 40.700 4.130 214.030 103.220 0.328
表 2　无患子籽油脂肪酸组成及其相对质量分数
峰号 脂肪酸名称 相对质量分数/ %
1 棕榈酸 4.75
2 棕榈烯酸 0.24
3 硬脂酸 1.52
4 油酸 55.62
5 亚油酸 6.88
6 亚麻酸 1.15
7 花生酸 6.14
8 顺-11-二十碳烯酸 21.83
9 山嵛酸 0.96
　　从表 1 ,表2可知 ,无患子种仁油率高达40.7%,全
果压榨出的油脂中油酸和亚油酸高达 62.5%.无患子
籽油酸值达 4.13 ,皂化值21.03 ,碘值 103.22.无患子脂
肪酸组成为:C16脂肪酸 4.98%, C18脂肪酸 70%,C20脂
肪酸 25%,可见无患子籽油的成分主要是以C18和C20
为主的脂肪酸(三甘酯).通过对比 ,无患子籽油酸值
(4.13mg/g)比麻疯树籽油的酸值(9.7～ 10mg/g)要低得
多 ,说明无患子籽油中游离脂肪酸的质量分数比麻疯树
籽油中的低.油脂的酸度值是指中和单位质量油脂中的
酸性物质所需碱的量[ 2] .生物柴油的酸度对发动机的工
作状况影响很大 ,酸度(值)大的生物柴油会使发动机内
积炭增加 ,造成活塞磨损 ,使喷嘴结焦 ,影响雾化和燃烧
性能 ,所以理想的生物柴油原料油应该要求较低的游离
脂肪酸(较小的酸值).无患子籽油碘值(103.02 g/100 g)
与麻疯树籽油的碘值(100.85 g/100 g)[ 3]十分相近 ,证实
无患子不饱和脂肪酸的质量分数(80.40%)与麻疯树籽
油中的(82.04%)十分接近.而同一些常见植物油脂的碘
值(椰子油 8%～ 10%,棕榈油48%～ 58%,蓖麻油 81%
～ 90%,橄榄油 74%～ 94%)相比仍有较高碘值.生物柴
油碘值的大小表征着不饱和程度 ,碘值越高表明生物柴
油的不饱和烃类或不饱和脂肪酸越多 ,其凝点越低.碘值
高的生物柴油不仅凝点较低 ,而且活性较高.此外 ,作为
理想的生物柴油原料油 ,应该是C20以下的直链脂肪酸要
占多数 ,最好是 C16和 C18的脂肪酸 ,而亚麻酸应小于
1.2%,十八碳四烯酸应小于1%.从表 2可以看出 ,无患
子籽油脂肪酸的碳链长度为C16 ～ C22 ,其中C16 ～ C20的脂
肪酸就占了 98%,无患子籽油亚麻酸的质量分数仅为
1.15%,而且不含十八碳四烯酸 ,因此无患子籽油作为生
物柴油原料油的几项指标是十分理想的.
2　无患子籽油提取工艺研究
2.1　无患子籽油传统提取工艺
2.1.1　压榨法　压榨法是油脂加工最传统的方法 ,
基本原理是利用机械挤压 ,从油料细胞中提取油脂.
就无患子而言 ,工艺流程为:
种籽烘干※脱壳※籽仁粉碎(轧坯)※110℃蒸
炒※趁热压榨※离心沉淀※过滤※无患子籽油(毛
油).
烘干时应使无患子种籽水分不超过 5%,以利
脱壳和轧坯.蒸炒时采用先炒后蒸方法 ,炒制时要及
时喷水补充油料水分 ,温度控制在 110 ℃左右.由于
无患子籽油主要用于制取生物柴油不须精练 ,在压
榨时采用 95 型螺旋压榨机 ,与液压型压榨机相比
较 ,既省工又省时.由于无患子籽油化学成分是以
C18和 C20为主的脂肪酸三甘酯 ,黏度较大 ,在压榨时
残余在籽粕中的油脂较多 ,因此这种制备方法存在
工序复杂 、籽油提取率低的缺点.做为此法的改进 ,
采用与浸出法(溶剂萃取法)相结合的工艺方案会取
得良好效果.
2.1.2　浸出法　浸出法又称萃取法.基本原理是利
用有机溶剂(如工业己烷 、轻汽油等)能溶解油脂 ,溶
剂分子与油脂分子能相互扩散的特性 ,将油脂从油
料中提取出来.工艺流程为:
油料※预处理操作※浸出※混合油※蒸发脱溶
※汽提脱溶※毛油以及湿粕※脱溶烘干※粕油料.
在浸出处理前须预处理 ,其过程与压榨法的预处
理操作相似.浸出处理后所得溶剂与油脂互溶的混合
油通过蒸发脱溶 、汽提脱溶后成毛油.此法特别适用于
含油率较低的油料 ,如大豆等[ 4] .但用正已烷等溶剂浸
提的方法 ,使用溶剂量很大 ,不仅生产安全性差 ,而且
溶剂浪费损失造成提取生产成本提高.考虑到无患子
籽油的提取并非食用且无须精练 ,目的是用于制取生
物柴油 ,做为此法的改进 ,溶剂应采用脂肪酸甲脂和甲
醇的混合液.好处在于萃取和甲脂化可以连续进行 ,可
以较大幅度地降低成本 ,降低环境污染.
2.2　超临界 CO2 萃取法
利用 CO 2 在超临界状态下对溶质有很高的溶
解力 ,而在非超临界状态下对溶质溶解力又很低的
这一特性 ,来实现对目标成分的提取和分离[ 5] .考虑
到压榨法和浸出法提取无患子种仁油均有不足之
处 ,而且由于无患子籽油黏度较大且多数脂肪酸碳
的质量分数在 C20以下 ,超临界 CO 2对其有较好的
溶解度 ,针对这一要点 ,漳州鼎能生物科技有限公司
科研中心首次对无患子种仁油超临界 CO 2 萃取法
作了试验研究.
2.2.1　材料与试剂　无患子材料采用漳州鼎能生物
科技有限公司种植基地无患子种仁(水分不超过 5%).
萃取剂采用纯 CO2 气体.试验装置采用 HA221-40-48
型超临界CO2 萃取仪.分析天平为国内产品.
49　第 1期　　　　　　　　王建章等:无患子籽油成分分析与提取工艺研究
2.2.2　试验原理及步骤　采用超临界 CO2 萃取植物
油脂时 ,影响萃取率的因素主要有 4个:萃取压力 、萃
取温度 、萃取时间和油料颗粒度.根据相关资料和经
验 ,油料颗粒大小一般以 40目为最佳[ 6] ,本试验以 40
目无患子种仁(水分不超过 5%)为基准材料.将无患子
种子去假皮后烘干剥壳 ,种仁用粉碎机粉碎 ,并过 40
目筛备用.用天平分别称取无患子种仁基准材料 20 g
共8份(1式 4份).开展 2个试验研究:①在同等萃取
时间(以 2 h为基准)下不同萃取压力对无患子油脂超
临界 CO2 萃取率(提取率)的影响.②在同等萃取时间
(以 2 h为基准)下不同萃取温度对无患子油脂超临界
CO2萃取率(提取率)的影响.
2.2.3　试验结果与讨论　无患子油脂萃取率(提取
率)与提取压力的试验结果与分析见图 1.
图 1　萃取率与提取压力的关系
无患子油脂萃取率(提取率)与)提取温度的试验
结果与分析见图2.
图 2　萃取率与提取温度的关系
　　图 1和图 2的结果显示:当无患子种仁粉碎至
40目 ,CO2 流量为 150 L/h ,萃取时间为 120min ,并
要求萃取完毕后残渣中油脂的质量分数低于 3%
时[ 6] ,得出的最佳萃取工艺参数是:萃取压力为
35 MPa ,萃取温度为 46 ℃.无患子油脂超临界 CO2
萃取法目前只是工艺研究探寻阶段 ,规模化生产投
资成本较高 ,远期可考虑与压榨法相结合.
3　结论
无患子籽油种仁含油率高达 40.7%,全果压榨
出的油脂中油酸和亚油酸高达 62.5%.无患子籽油
脂肪酸的碳链长度为 C16 ～ C22 ,其中 C16 ～ C20的脂
肪酸占 98.2%.作为生物柴油原料油 ,无患子籽油
酸值为 4.13 ,优于麻疯树籽油 ,碘值 103.22 ,优于普
通植物油.无患子籽油各项指标完全符合理想的生
物柴油原料油的要求.目前无患子籽油各种提取工
艺仍然存在缺点 ,但通过改进或组合完全可以把生
产成本降低下来.
参考文献:
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Analysis and extraction of the components of seed oil of Sapindus mulorossi
Wang j ianz hang
1 , Wu zibin2
(1.Research Center Zhangzhou T ingneng Bio log ical Technolog y Co.L td., Zhangzhou 363000 , China;
2.Zhangzhou U rban Voca tional Co lleg e , Zhangzhou 363000 , China)
Abstract:The components o f the seed oil o f S ap indus mulorossi and the ex t ract ion techniques w ere
researched here.The oil content of the seeds reached to 40.7%.The o leic acid and linoleic acid in
squeezing oil of all-f rui t reached to 62.5%.The carbon chain leng th of fat ty acids of the seed oil of
Sapindus mulorossi was C16 ～ C22 , in w hich fat ty acids of C16 ～ C20 took 98.2%.The seed oil of Sapindus
mulorossi was very good resource as bio-diesel fuel oil.Various ex t raction techniques for seed oil of
Sapindus mulorossi were compared and the improved me thods w ere researched.
Key words:Sapindus mulorossi;analysis o f the components of seed oil;ext raction techniques;bio-diesel
(责任编辑 、校对　武晓兰)
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