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Study on the Separation Technology of Flesh Oil in Comprehensive Processing of Fresh Fruit of Hippophae rhamnoides L. subsp. turkestanica

中亚沙棘果综合加工中果肉油分离工艺的研究



全 文 :第 4 卷 第 4 期
1 9 9 1 年 S J】
林业 科学研 究 V o l
、、u g
4
,
N o
「O R ES T R E S E A R C ll 1 9 9 1
中亚沙棘果综合加工中果肉油
分离工艺的研究 .
郑槐明 魏舜明 周银莲 阮大津
(中国林业科学研究院林业研究所 )
王泽康 王 斌 顾如瑾
(新 . 维吾尔族 自治区硫 附县林业局)
摘 , 根据中亚沙棘原汁油、 汁 、 济的比重差及产品产量 、 质量对加工条件的要求 , 该研 究
采用逐级破碎、 排浓 、 三相分离及对加工温度、 流量 、 浓度 、 顺粒度等的控制 , 取得了较好 的工
艺效果 。 沙棘果肉油的原汁出油率为2 . 69 % , 对原汁所含油得率55 % ; 分离后原汁含油 率。. 03 %
~ 。. 35 % , V c 保存率9 。% , 含固率4 %一 7 % , 果肉平均粒径 3~ 5 p m ;果替原料含固率23 % , 含油率
7
.
0 %一 9 。0 % ;分离果渣中沙棘种子发芽正常 ; 果肉油 、 果昔 、浓果汁 、果汁成品符合质t 标 准 ,
日加工沙棘鲜果达s t 。
关. 词 中亚沙棘 , 果肉油 , 三相分离 , 综合加工利用
用机械分离法从优质 、 新鲜 、 成熟沙棘果中提取的果肉油 , 不含残毒等有害物质 , 是继
油橄榄油之后的又一种以粗制油的形式 (不经过精炼 )供给药用和食用 , 而且能保存其维生素
和其它有医用 、 护肤和营养价值天然成分的植物油 [‘’2 1 。
中亚沙棘(H ip p o p ha e , ha m n o id e s L . Su b sP . tu rke s ta : ic a R o u si)果 的果 皮厚 , 含固
率 ‘,高 , 其压榨原汁的含油率高达 4 . 87 % 。 因此 , 加工难度较大 , 但作为油用沙棘比其它沙
棘优点更突出 [ 3 , ‘! 。 本研究自19 8 5年起 , 经小试 、 单机和连机试验、 配方研究及 资源质和量
的调查 , 到 19 8 7年n 月投入批量试产, 1 9 8 8~ 19 8 9年 2 月进行规模试产 、 试销、 产品品尝及
系统的分析化验 , 以为沙棘果综合加工利用提供成套工艺 。
1 工艺流程原理及分析方法
1. 1 工艺流程
参考油橄榄油分离工艺l‘卜“), 对中亚沙棘原汁进行离心管式分离机、 奶油分离器小试 ,
对拟采用的主要单机进行性能考查和试验 , 初安装后反复进行连机试验 , 分段采样, 又经大
量分析化验结果的比较研究 , 选定了本工艺流程(图 1 )。
本文于 19 9 0 年1 2 月1 5 H 收到 。
* 中国林业科学研 究院林业研究所王守宗 、 杨炳才、 孙丽艳、 工椒清 , 新班琉附县林业局令海燕 、 崔文生 参加 部 分 工
作 , 成品主要质 址指标 由中华人 民共和国天津进出 口商 品检验局 、 北京市食 品工业研究所 、 中日友好医院临床研 究所
等单位分析检验 , 在此一并致 谢。
l) 指总含固率 。 在压榨和调浓度时适 t 加水 , 本文内l门。
幻 中国 农林科学院科技悄报研究所 , 1 9 77 , 油橄植榨油技术 , 国外油橄悦 , n g ~ 1 7 8 。
4 期 郑槐明等 : 中亚沙棘果综合加工中果肉油分离工艺的研究
图 1 示中亚沙棘果综合加工工艺流程
1

2 工艺原理
1
.
2
.
1 根据物料特性选择机型 中亚沙棘果含水率低 、果皮厚 , 曾试用平板或螺旋压榨 , 不
成功 , 采用高速离心破碎辅以螺旋挤压取得成功 , 并提高了有用成分的得率 。
中亚沙棘果压榨汁属悬浮一乳浊液性质 , 水包油、 果肉包油 , 悬浮物不规则 , 大小 悬 殊
(平均粒径约 17 卜m ) ; 介质粘度较大 , 水密度 1 。 0 0 8 , 油密度 0 . 9 14 6 , 压榨汁密 度 1 . 04 ; pH
2
.
5 ~ 3
.
0
。 根据这些特性 , 所有接触物料的设备和管道都采用耐腐蚀不锈钢材料 ;满足配套生
产量需要 , 选择逐级破碎一逐级沉降分离排渣一三相分离一油净化的主要工艺路线 ; 各级分离
机的分离因数 a 二 R扩 / g = (R / g ) (盯ja o) 么需足以达到沉降和分离目的 。 (。—角速度 ; R—转鼓半径 , , —转速 ; g —重力常数9 。 8 1 )工司 。 由于 R 比 二 更受不锈钢材料耐力的限制 ,“ 与 。 的平方成正比 , 所以在 R 不宜增大的情况下 , 可选择不同 ” 的机型来满足工艺需要。
另外 , 由于质量为 二的悬浮物系在一定位置上所受到的惯性离心力为尸c = 二扩T / R (:—运动速度 , T—受力时间) , 所以可用增大 u 和延长 T 及适当减小 R 的方法加 大Fc , 以提高沉降分离的效率 。
本工艺 1 号机用于排渣兼破碎 , 排粗渣和少量泥沙 , 转速较低( n = 3 5 0 印 m ) , 鼓径较
大 , 为延长受力时间 , 转鼓长径比由原来机型的 1 。 86 增大到 2 . 50 , 锥角减小为70 “ , 达到排渣
量大、 渣含水率低及轻相固形物平均粒径降到4 . 5 协m 左右。 2 号分离机用于经破 碎 后粒径
更小的悬浮物的沉降分离, 适当提高转速( : = 5 8。。r p m ) , 排渣量小于 1 号机 , 但渣能作为
优质果酱原料。 3 号机用于三相分离 , 转速提高(: = 6 4 0 rP m ) , 增加油的得率, 降低原汁
含油率, 排渣量远小于 1 、 2 号机。 4 号机用于毛油净化, 尽量提高转速 (, = 6 9。。rPm ),
3 70 林 业 科 学 研 究 4 卷
使产品油含水率降到 0 . 1 % 以下 , 由于工作量和排渣负担很小 , 大大减小鼓径 , 所以用人工
排渣。 针对果油放置析出沉淀现象 , 采用冬化后经 4 号机再分离净化 。
1
.
2
.
2 根据物料特性和提高产量 、质量需要选择操作控制条件 沉降分离的 目的是除掉杂质
和后面分离过程所难承受的部分悬浮物。 从物料方面影响沉降速度的主要因素是 : 悬浮物颗
粒直径 , 沉降速度与粒径的平方成正比 , 分散介质的粘度 , 沉降速度与粘度成反比 ; 两相密
度差 , 沉降速度与密度差成正比〔”】。
据此 , 通过加热物料产生絮凝作用 , 使微粒径和密度差增大 , 并降低分散介质 粘 度 (如
沙棘果肉油 15 ℃时粘度68 c P左右 , 加热到60 ℃时 , 降为 50 cP 以下 )。 但加热要 适 当 , 尽
可能减少油和果汁中热敏维生素的破坏 。 还采用低速搅拌以防局部高温并起融合作用 , 促进
小油滴集中 , 提高分离效果 。 流量调节要兼顾连续生产加工量和产品得率需要。 浓度调节要
兼顾设备性能限制和保证产品质量 。
1
.
2
.
3 成品加工工艺和配方提要 主要采取冷库贮藏原汁 、 超高温灭菌、 均质、 脱气 、无菌
罐装、 调整糖酸比 、 添加稳定剂和抗氧剂等措施 , 既有效灭菌 、 防污染 , 又尽可能缩短加温
时间 , 降低氧化作用 , 减少热敏有效成分损耗 , 防止褐变 , 保证有效成分含量及达到感官指
标 。
1
.
3 分析方法
索氏萃取法测鲜果含油率 , 磁力搅拌常温萃取测果汁 、 湿果渣的石油醚提取物 。 2 , 6一二
氯酚靛酚和碘酸钾法测 V 。。 高效液相色谱测果肉油的 V E 和 拼胡萝 卜素。 光学显微镜 测悬
浮物直径 。 哈纳氏法测碘值 。 常规法测总糖 、 酸值 、 皂化值 、 不皂化物含量 、 过氧化值 、 比
重 、 粘度 、 折光系数 、 含固率 、 含水率等。 培养法和原子吸收法测卫生指标。
2 结果与分析
2. 1 主机性能
2
.
1
.
1 鲜果清洗机 加工量 8 0 ~ 1 0 0 k g / h , 清洗去总杂质量的95 %以上 , 循环水。
2
.
1
.
2 1 号机 兼有分离沉降和破碎果肉作用。 排渣量大 , 渣较干 。对提高油、 汁、 果酱原
料得率及便利后段加工起较大作用。
2
.
1
.
3 2 号机 如用未经 l 号机的物料试验 , 因进料含固率高 、 颗粒太大 , 仅用 135 k g / h
流量并每 10 m in 排渣一次 , 渣含固率仍达24 % , 渣平均粒径38 协m , 稍延长排渣间隔时间就
出现堵塞 。 另分离汁含固率达 9 % , 3 号机无力承受 。经 1 号机后 , 该机流量增加到50 。~ 60 。
晗 /h , 每25 ~ 30 m in 排渣一次 , 渣稀 , 其平均粒径 15 “m 。 分离汁含固率降为 5 % ~ 7 % 。
2

1

4 3 号机 操作中细心控制进料浓度 、 流量和温度 , 较好实现毛油、 低脂原汁和果渣的
分离。 有时因操作条件不稳 , 毛油带细果肉和水分较多 , 为减轻 4 号机排渣负担 , 可回该机
重分。 该机控制流量偏小 , 对配套产量稍有影响的间题 , 暂用过渡贮罐和延长时间解决。 如
解决了材料耐力问题 , 就能适当增大鼓径和分离因数 , 其性能将更适用。
2
.
1
.
5 4 号机 性能较好 , 基本适用。 但分离因数仍偏低 , 如进料含水率偏高 , 要回 路 取
分 , 才能达到粗油的储藏和感官标准。
2
.
2 操作及贮旅条件
以物料温度为主要因子设计试验 , 选择代表性试验及其数据分析其对油得率、 热敏维生
4 期 郑槐明等 : 中亚沙棘果综合加工中果 肉油分离工艺的研究
素和其它理化指标的影响 (表 1 ~ 3 )。
2

2
.
1 油得丰 从表 1 可见 , 分离效果有随温度上升而提高的趋势 。
表 1 不同沮度处理连机分离效果比较
处 理 号
加工温度
(℃ )
压 榨 原 汁
数量 (k g ) 含油率 (% )
对原汁出油率
(%)
对 原 汁 所含油的得率
(% )
三相 分离后低脂原汁含油率
(% )
1 2 5 5 0 6 4

9 2 1
.
1 7 2 4 0 6 3
还用相同流程对含油率分别为 1 。 12 %和 9 。 18 %的原汁进行40 ℃和80 ℃加温处理 , 连机
分离结果为 : 原汁出油率分别为 0 . 17 % 、 3 。60 % , 得率分别为 i5 % 、 39 % , 低脂原汁含油率
分别为0 . 03 % 、 0 . 16 % 。 说明对含油率不同的原汁也表现出分离效果随温度上升而提 高 的
趋势多 但原汁含油率过高对油得率有不利影响。 以60 ℃加温处理 、 连机分离冷浸干果压榨原
汁 , 油得率达64 % 。 低脂原汁含油率除25 ℃处理较高外 , 其它均在 0 . 03 %~ 0 . 35 写 , 为成
品加工和储藏创造了有利条件。
压榨原汁所含油的另一部分尚存在各分离渣中。 这些湿渣的总重 量 约 占原 汁 重 量 的
10 %
, 含油率还较高 , 对其再提油是进一步提高得率的后续课题 。
2
.
2
.
2 主要维生素 从表 2 可见 , 在80 ℃以下连机分离 , 未见温度对果肉油 V E 造成破坏 ;
表 2 连机分离中温度对主要维生索的影晌
温 度
处理号
(℃ )
油 V E 油夕一胡萝 卜素
(m g / 1 0 09 ) (m g / 1 0 0 9 )
汁 V o
保存率
(%)
1 2 5 1 0 6
.
1 6 6 7
.
7 3 9 0
亚 4 0 1 8 3 . 5 1 8 6 . 7 2 6 7
1 6 0 1 6 3
.
2 0 6 3
.
3 9 9 5
W 6 0 1 5马. 2 5 后9 . 1 2 一
Y 6 0 1 5 8
.
6 3 5 1
.
5 7 一
硕 8 0 1 82 . 6 9 83 . 7 8 5 9
注 : 由于处理 万为采果季很晚和保存期长 , 处理 V 为
千果冷浸压榨原汁 , 本身 V 。含量很低 , 无可 比性 。 为 考
查工 艺效果 , 在 皿号处理原汁中加合成 V 。 , 计算时 以 天
然和合成 V c 总量计 。
表 3 连机分离中沮度对果肉油政值、
琪值 、 皂化值的影晌
温 度
处 理 号 酸 值 碘 值 皂 化 值
(℃)
62
.
2 2
6 3

5 2
6 1

9 3
6 5
.
1 4
7 2
.
7 5
1 95
.
3 1
1 9 3
.
12
1 9 7
.
0 3
1 9 5 3 1
1 9 6 10
户胡萝 卜素虽有起伏 , 但也未显因加温受损
趋势 ; 处理 V 可能是干果油本身 V E 和务胡
萝 卜素含量较低引起的。 荆于V 。 在 60 ℃以
下分离 , 保存率较高。 又据实验室静置处理
(常温、 3 0℃ 、 4 0℃ 、6 0℃ )3 0 m in , V 。基本
无损失 , 说明在60 ℃以下加工 , V 。破坏的主
要原因是机械搅拌促氧化。 80 ℃加温分离对
V 。有较显著破坏。
2

2

3 酸值 、碘值 、 皂化值 从表 3 可见 ,
在80 ℃以下分离 , 果肉油酸值无升高趋势 ;
对碘值 、 皂化值也无显著影响。
2. 2

4 见光储藏对果肉油 V E 和夕一胡 萝 卜
素含量的影响 皿号分离油在密封白塑料桶
见光储藏 2 个月后 , 取出部分在密封棕色瓶
中暗藏35 天 , 结果为暗储藏油 V 以4 8 . 3 2 m g
/ 1 0 0 9
, 夕一胡萝 卜素6 9 . 6 2 m g / 1 0 0 9 , 光储
藏油 V : i 4 1 . i 7 m g / 1 0 09 , 口一胡萝 卜素 6 4 。 8 5
m g / 1 0 09
。 经重复 , 趋势相同。 说明 沙棘果
肉油宜暗储藏 。
综上结果与分析得出果肉油分离工艺的
主要操作和贮藏条件是 : ¹ 操作温度 ; 60 ℃
,去业已一J. .儿冲了n”SQ曰一匕
.⋯通”4心自几舀勺‘吮JnŽ几U八“Ž月山4丹匕n一bI皿万亚V
班 8 0 3 . 75 6 5 。 34 1 95 . 76
吧, .一口 .一一. 曰. . . . . . . . . . . . . . . . , . . . - , .月 . , , . 月甲州. . . . , . . 一- . . . . 叫.
3 72 林 业 科 学 研 究 4 卷
( 2 号机前不再加温 , 约可保持在 57 ℃ )。 º 流量 : 鲜果清洗 、压榨 (适量加水 )5 0 0 k g / h , 1号机
6 0 0 k g / h
, 2 号机 550 k g / h , 3 号机连50 ~ 50 0 k g / h , 4 号机间断开机。 » 浓度 : i 、 z 、
3 号机渣返回 2 次 , 每次适量加水 , 3 号机进料浓度 5 % ~ 7 % 。 ¼颗粒度 : 各机按¹ ~ »
要求操作 , 即可达颗粒度要求。 ½ 果肉油运输和贮藏以用暗色容器和暗藏为宜 。
2 . 3 产 t 和质 t 指标
2
,
3
. 1 产量 中亚沙棘主要产区 (如南疆 ) 的加工期约为 4 个月( 7 月25 日~ 1 月25 日) , 日加
工 s t 鲜果 , 约共8 0 0 t 。 可生产果 肉油 16~ 2 0 t , 果酱原料40 t , 如 按 20 % 添 加 , 可生
产沙棘果酱Z oo t , 半成品原汁约 1 。。o t , 如 5 0 o t 用于加工沙 棘 汁 , 按 20 % 添 加, 产 量
2 s oo t , 另so o t 用于加工沙棘浓果育1一 , 按 10 0 % ( 容量 )添加 , 产量s oo t , 沙棘种子约s o t ,
1号机 3 次渣 40 ~ 5 0 t 。
2

3

2 主要质量指标
( i ) 沙棘果肉油 (成品 ) V : 135 . 9 0 m g / 10 09 , 吞一胡萝 卜素67 . 7 o m g / 10 0 9 , 酸值 3。 9 5 ,
碘值6 1 . 93, 皂化值 19 6 . 55 , 不皂化物 0 . 34 % , 过氧化物 0 . 13 % , 比重 0 . 9 12 4 ( 20 ℃ / 4℃ ) ,
折光 1 . 467 8 ( 20 ℃ ) , 铅 0 。 0 2 PPm , 铜 0 . 2o PPm , 砷o . 0 4 PPm , 汞0 。 0 0 2PPm , 需氧菌菌落
总数 。个/ g , 大肠菌群阴性 , 经检验未发现沙门氏菌 , 粗油含水率。. 1 % 以下 , 经 3个月慢
性毒性试验 , 证明无毒性反应 , 感官—油色暗红透明 , 带果肉香味 , 小试油样 2 年半、 中试油样 2年 , 均未发现异味和变质现象 。
(2 ) 半成品原汁 含固率 4 % ~ 7 % , 悬浮果肉平均粒径 3 ~ 5 “m , 含油率 0 . 03 % ~
0 . 35 %
, V 。保存率为压榨原汁的 90 %左右 , 感官—浅黄色 , 具天然色泽和沙棘香味 , 无褐变 , 无泥沙等杂质 。
( 3 ) 沙棘果酱添加原料 含固率23 %左右 , 含油率了。 0 % ~ 9 。 0 % , 感官—无泥 沙等杂质 , 具浓郁果肉香味 , 色泽桔红鲜艳 , 手感细腻 。
( 4) 沙棘籽 及时处理压榨果渣 , 分出沙棘籽 , 不影响发芽率和用于提取种子油 。
( 5 ) 沙棘浓果汁(成品) 原汁10 0 % (容量 ) , 搪 6 0 % , 总酸1 . 0 % ~ 1 . 5 % , V 。 30 0m g /
10 09
, 感官—黄棕色 , 透明清澈 , 无上浮现象 , 略有果肉沉淀 , 具沙棘香味 , 兑水10 倍酸甜适口 , 无褐变 , 无杂质 。
( 6 ) 沙棘汁 (成品) 原汁2 0 % (容量 ) , 糖 15 % , 总酸0 . 2 % ~ 0 . 3 % , V e 50 m g 八 0 0 9 ,
感官—黄色 , 透明清澈 , 无上浮现象 , 略有果肉沉淀 , 具沙棘香味 , 酸甜适口 , 无褐变 ,无杂质 。
( 7 ) 沙棘果酱( 成品) 果渣5 0 % (湿 ) , 糖5 0 % , 总酸 0 . 2 % ~ 0 . 3 % , V 。 10 0 m g 八 0 0 9 ,
感官—深红色 , 色泽鲜艳 , 粘稠 , 具浓郁沙棘香味 , 酸甜适口 , 口感细腻 , 无杂质 , 无褐变 。
3 讨论
本工艺流程的核心部分是连机三相分离沙棘果肉油。 同用有机 i容剂萃取法、 食用植物油
浸溃法 、 水化法等提取沙棘油方法比较 , 具有如下特点 : ¹ 加工中不增加任何残毒污染 。 º
通过加工条件的控制 , 较好地保存油和果汁的有效成分 。 » 油得率不如萃取法高 , 但作为沙
棘果综合加工流程的一部分 , 得到了系列产品 , 总效益较高 , 也为成品加工创造 了 有 利条
件。 ¼可在鲜果采收后的短时间内加工成产 品 , 避免储藏中有效成分损失并减少储藏费用。
郑槐明等 : 中亚沙棘果综合加工中果肉油分离工艺的研究 3 73娜
½ 只要一次性设备投资 , 多年使用, 大大降低生产成本 。 ¾循环水机械清洗鲜果 、 离心压榨
及较先进的成品加工机械 , 解决了中亚沙棘果加工难题 , 并为提高得率和保证产品质量创造
了基础条件。 ¿ 一机多用和半自动化连续性生产, 不仅适合于沙棘系列产品加工 , 也可用于
其它一些果品如葡萄汁等的加工 。
参 考 文 献
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处, 220 ~ 222。
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S tu d 夕 o n tho S oPa ra ti o n T e c hn o lo g 夕 o f F le s h O il f。
C o o Pr e he n s‘v e P r o e e s s in g o f F r e s h F r 。‘t o f
H IPPo Pha o r ha m n o id e s L
. s u b sp
. tu r k e s ta n ‘e a
Z h e n g H u a im i鳍 W e i sh 皿m i n g Z h o u Y in lia n R u a n D aj in
(T he R e s e a r c h I o s t i t u to o f F
o r e s t r梦 C A F )
W a n g Z e k a n g W a n g B in g G u R u jin
( T 几。 S hu fu F o r e s *r , B u r e a 。 , X i。ji o n 夕 U夕夕“ r 刁“r0 0 0 加。, : : R ‘夕i o n )
A b st rac t S in e e th e r a t e o f 0 11 e o n t e n t p r e s 3 e d fr o m th e e rud e ju ie e in
th e fr e 3h fr u i ts o f H
。 rha m n o fd e s L
. s u b sP

t u 了k e s t a n ic a R o u s i 15 u P to 4
. 8 %
,
in th is s tud y
, a e e o rd ing to th e d iff e r e n c e s a m o n g t h e sPe e if ie w e ig h ts o f
0 11
,
ju ie e
, r e s id u e , a n d th e d e m a n d s fo r Pr o e e ss i鳍 e o n d i t i o n s o f Pr o d uc ts ,
in e lud in g its y ie ld and q u a lity
, t he fo llo w in g t e e h n o lo g ic a l e ffe e ts h a v e b e e n
a e h ie v e d b y b r e a k in g e la s by e la踢 , d r a in i n g o ff r e s idu e , th r e e ·Pha s e s e P-
a r a t io n
, a s w e ll a s e o n t r o llin g th e Pr o e e s in g t e m Pe r a tu r e , f lo w r a t e ,
e o n e e n t r a t io n a n d g r a n u le s i z e e t e
.
T h e y a r e a s fo llo w s : T h e Pe r e e n ta g e
o f fle s h 0 11 y ie ld se p a r a t e d f r o m e r u d e ju ie e 15 2
.
69 %
, w h ie h 15 55 % o f
0 11 e o n ta i n e d in c r ud e ju ic e

A ft e r s e p a r a t io n , 0
.
03 %一0 。35 % o f 0 11e o n te n t ,
9 0 % o f th e Pr e se r v a t io n o f v i ta m i n e C
, 4 %一 7 % o f s o lid m a t e r ia l e o n t e n t ,
a n d th e g r a n u le s w i th a v e r a g e d ia m e t e r o f 3~ 5 “m , s t i ll r e m a i n e d i n th e
e r ud e ju ie e
.
I n ja m m a t e r i a l
, th e Pe r e e n t a g e o f s o lid m a t e r ia l a n d o f 0 11
e o n t e n t a r e 23 % a n d 7 %~ 9 % r e sPe e tiv e ly
-
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。 犷ha 姚花。未d e s L . su bBP 。 t“了ko s云a 龙玄c a R o u s i ; f le 北 0 11: t h r e e :
Ph a s e s e Pa r a t i o n : e o m Pr e h e n s iv e Pr o c e s si n g a n d 砒 i liz a t io n