专利名称：一种从芥末籽中提取芥末油和芥末精油的方法
技术领域：
本发明是关于一种芥末籽处理方法，尤其是关于一种从芥末籽中提取芥末油和芥末精油的方法。
背景技术：
芥末籽是一种非常具有经济价值的农产品，它内含丰富的油脂，榨完油后的渣滓富含蛋白质，是很好的动物饲料成分。此外，芥末籽内还含有一种化学成分-芥子苷，芥子苷在芥子酶作用下进行水解并经蒸馏后，可以得到主要为异硫氰酸烯丙酯或异硫氰酸羟基苄酯的芥末精油。芥末精油是广受人们欢迎的一种调味品，其主要辣味成分是异硫氰酸烯丙酯或异硫氰酸羟基苄酯，其辣味强烈，可刺激唾液和胃液的分泌，有开胃的作用，能增强食欲。芥末呛鼻的主要成分是异硫氰酸烯丙酯，这种成分不但可以预防蛀牙，对预防癌症，防止血管凝块，治疗气喘等也有一定效果。芥末油还具有美容养颜的功效，在美体界，芥末油是很好的按摩油。芥末精油与芥末油都是由芥末籽加工而来。芥末籽中含有辛辣物质异硫氰酸烯丙酯的前体物质——芥子苷，其在芥子酶的作用下可水解出异硫氰酸烯丙酯等辛辣物质，然而，芥子酶是一种蛋白质，具热不稳定性，在高于45°C的环境下就会开始因蛋白质变性而丧失活性。由于传统榨油工艺使用的是热榨方法，而高温会使芥子酶丧失活性，使之无法水解芥子苷以生成异硫氰酸烯丙酯或异硫氰酸羟基苄酯，因此，为了有效地发挥芥末籽的经济价值，过去的作法是必须在对芥末籽榨油前先做碾压粉碎到20-40目的颗粒大小，加水进行水解发酵。接着再以蒸汽蒸馏的方式将芥末精油取出，芥末籽渣滓经干燥后榨油。由于榨油前必须去除芥末籽渣滓中的水分，因此水解发酵的过程中一般只加入少量的水，约是芥末籽重量的30% 40%，这样就无法有效的让芥子酶催化芥子苷进行水解发酵，提取芥末精油的效率相当低。再者，由于在提取芥末精油前，芥末油并未分离取出，在水蒸汽蒸馏时，比重比水轻的芥末油会对蒸汽提取芥末精油造成不便，更减低了所能提取芥末精油的量。这样的状况也会造成蒸汽蒸馏能耗的增加。最后，蒸汽蒸馏余下的残渣用带式压滤机及热泵干燥后再进行压榨或以有机溶剂萃提出剩余的芥末油，可以提高作为动物饲料原料的最终渣滓中的相对蛋白质含量。申请号为89107746. 4的专利——芥末油制备工艺便是传统的芥末籽加工工艺，其中有如下叙述当工艺条件，低于上述各工序的下限值时(加水量< 30%，？!1值< 5，焖制时间<2小时，蒸馏时间<0.5小时)芥子油的出率将要降低；当高于上述各工序的上限值时，除影响芥子油出率外，还给生产操作管理带来一系列的麻烦，经济效果并不好。此即传统工艺对于提取芥末精油时加水量被限制为芥末籽重量的30% 40%的原因。
发明内容
有鉴于此，针对现有芥末籽的处理工艺中的缺陷，本发明提供了一种从芥末籽中提取芥末油和芥末精油的方法。根据本发明的一个方面，提供了一种从芥末籽中提取芥末油和芥末精油的方法， 该方法包含以下步骤在40°c 45°C下冷榨芥末籽，生成芥末籽渣饼与芥末油；加入芥末籽渣饼重量4 10倍的水至芥末籽渣饼；搅拌芥末籽渣饼与水的混合物并加热至约 400C -700C ；保持40°C -70°C和PH4 7的条件，水解2个小时；使用蒸汽蒸馏芥末籽渣饼与水的混合物，生成油水混合物与残渣；分离馏出的油水混合物中的芥末精油与水；残渣用带式压滤机及热泵干燥后再进行压榨或用有机溶剂萃提，生成芥末油与最终渣滓。其中，冷榨芥末籽是使用具有冷却系统的螺旋榨油机冷榨芥末籽。其中，芥末籽渣饼与水的混合物的水解发酵PH值为4 7，水解发酵时间约为2小时。其中，搅拌芥末籽渣饼与水的混合物的速度为30rpm。其中，芥末精油的主要成分是异硫氰酸烯丙酯或异硫氰酸羟基苄酯(视所使用的芥末籽种类而定)。其中，该方法还包含分离残渣与水分。采用具有冷却系统的螺旋榨油机冷榨芥末籽具有以下的优点，运用螺旋榨油机可以大批量的连续式生产。螺旋榨油机的榨膛在冷却系统的作用下，作业温度不超过45°C，在大批量连续式的作业下将大部分的芥末油分离取出，还能保持剩下的芥末籽渣饼中芥子酶的活性。由于大部分芥末油已取出，在水解发酵的步骤可以加入更多的水，一般而言可以加入芥末籽渣饼重量4 10倍的水，优选的是加入芥末籽渣饼重量4 5倍的水，来进行水解发酵。水的用量大了，可以有效地进行搅拌而使芥末籽渣饼与水充分的混合，芥子酶也能充分的发挥作用，将芥子苷转化成异硫氰酸烯丙酯或异硫氰酸羟基苄酯。接着，在提取芥末精油的蒸汽蒸馏中，在已取出大部分芥末油的情况下，除蒸汽能有效地提取芥末精油外，蒸汽蒸馏的耗能可以减少。最后，残渣用带式压滤机及热泵干燥后用溶剂萃取剩余的芥末油，使最终渣滓中的蛋白质相对含量提高，从而提升了可作为动物饲料原料的最终渣滓的品质。使用本发明提供的方法可实现大批量从芥末籽中提取芥末精油，由于工艺流程的改善，除可以得到高品质的芥末油外，芥末精油的产出和产出效率也都能大幅度提高，最终渣滓因蛋白质相对含量较高可作为优质动物饲料原料，使芥末籽得到全部利用。
读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式
以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，图1绘示从芥末籽中提取芥末油和芥末精油的传统工艺流程图；以及图2绘示依照本发明一实施方式的从芥末籽中提取芥末油和芥末精油的工艺流程图。主要组件符号说明
100 110:步骤200 212 步骤
具体实施例方式以下将以附图及详细说明来清楚阐释本发明的实施方式。参见图1，其绘示从芥末籽中提取芥末油和芥末精油的传统工艺流程图。如图所示，在步骤100中，在芥末籽原料中加入其重量30% 40%的水分进行水解发酵，由于芥末籽中含有辛辣物质异硫氰酸烯丙酯或异硫氰酸羟基苄酯的前体物质——芥子苷，其在芥子酶的作用下会水解发酵6小时而产生出异硫氰酸烯丙酯或异硫氰酸羟基苄酯等辛辣物质。 接着进入步骤102，使用蒸汽蒸馏的方法将含有异硫氰酸烯丙酯或异硫氰酸羟基苄酯的油水混合物馏出。在步骤104中，对含有异硫氰酸烯丙酯或异硫氰酸羟基苄酯的油水混合物进行油水分离，这样就得到了含有异硫氰酸烯丙酯或异硫氰酸羟基苄酯的芥末精油，最后， 步骤106，对芥末精油进行精制，最终得到成品——高纯度芥末精油。在步骤102后，还将进行步骤108，在步骤108中，芥末籽与水的混合物中的异硫氰酸烯丙酯或异硫氰酸羟基苄酯已经被馏出，剩下的芥末籽中还含有约40%的植物油——芥末油，因此将芥末籽与水的混合物晒干，也就是去除水分。下面步骤110，将去除大部分水分的芥末籽进行热榨处理，提取其中含有的芥末油。由图1中所示的工艺流程图可知，由于对芥末籽使用热榨工艺，其作业温度高达约100°c，这样的高温会破坏芥子酶，使之丧失活性而无法在后续的步骤中催化芥子苷进行水解而生成异硫氰酸烯丙酯或异硫氰酸羟基苄酯。因此必须在对芥末籽榨油前进行水解发酵。但是榨油前必须去除芥末籽中的水分，因此水解发酵的过程中只能加入少量水，约为芥末籽重量的30% 40%，而且此时芥末籽中含有大量芥末油，这样不仅无法彻底水解发酵，而且在进行蒸汽蒸馏时存在于蒸馏釜内已析出的芥末油，会影响蒸汽对芥末精油的提取。接着请参照图2，其绘示依照本发明一实施方式的从芥末籽中提取芥末油和芥末精油的工艺流程图。在步骤200中，使用具有冷却系统的螺旋榨油机冷榨干燥的芥末籽，由于冷榨温度在约40°C 45°C之间，在该温度下芥子酶不会丧失活性，在后续的步骤中仍然能够催化芥子苷进行水解而生成异硫氰酸烯丙酯或异硫氰酸羟基苄酯。在这一步骤中还可将芥末籽中含有的大部分芥末油榨出。在步骤200后芥末籽被冷榨生成芥末籽渣饼与芥末油，进入步骤202，由于芥末籽渣饼中含有芥子酶，此时在芥末籽渣饼中加入芥末籽渣饼重量4 10倍的水，一般而言较佳为约4 5倍。将渣饼与水的混合物加热至约40°C -70°C， 将PH控制在约4-7，并进行搅拌，经过约2小时的水解发酵，使芥子酶充分作用，生成异硫氰酸烯丙酯或异硫氰酸羟基苄酯。接着步骤204，使用蒸汽蒸馏的方法以约30rpm的搅拌速度将含有异硫氰酸烯丙酯或异硫氰酸羟基苄酯的油水混合物馏出，在这一步骤中将得到含有异硫氰酸烯丙酯或异硫氰酸羟基苄酯的油水混合物以及含有水分的残渣。在步骤206 中，对含有异硫氰酸烯丙酯或异硫氰酸羟基苄酯的油水混合物进行油水分离，得到芥末精油。接着在步骤208中对芥末精油进行精制得到高纯度芥末精油，高纯度芥末精油的获得率(按芥末籽质量计算)约为5%。。在步骤204后，还将进行步骤210，由于在步骤200中生成的芥末籽渣饼中仍然含有少量芥末油，为了更为经济地利用芥末籽，使用带式压滤机及热泵干燥的方法将残渣中的水分离，最后进行步骤212，将干燥的残渣再次进行榨油或以有机溶剂进行芥末油的提取，以获取其中剩余的芥末油以达到充分利用芥末籽的目的。最后的渣滓因蛋白质相对含量较高可用作制造动物饲料的原料之一。由图2所示的工艺流程图可知，由于对芥末籽使用冷榨工艺，使芥子酶不会因高温而失去活性，因此可先将芥末油提取出来，这样就可在含有芥子酶的芥末籽渣饼中加入大量水分使其充分水解发酵，在有效地搅拌之下，可以用更短的时间来水解发酵得更完全。 而且，由于芥末籽中大部分的芥末油已被榨出，在进行蒸汽蒸馏时不会有大量芥末油干扰， 使得芥末精油的提取更有效率。使用本发明提供的从芥末籽中提取芥末油和芥末精油的方法，运用具有冷却系统的螺旋榨油机可以实现大批量的连续式生产。螺旋榨油机的榨膛在冷却系统的作用下，作业温度不超过45°C，在大批量连续式的作业下将大部分的芥末油分离取出，还能保持剩下的芥末籽渣饼中芥子酶的活性。运用冷榨方式可以除了可以得到高品质的芥末油外，在大部分芥末油已被取出的情况下，通过严格控制水解条件和水解过程，芥末精油的收率可达到5 10%。，大大提高了芥末籽的利用率，图1所示的工艺流程图中，芥末精油的出油率则一般在3 5%。。在渣饼后续发酵水解的混合物中，以蒸汽提取芥末精油的步骤中，可以降低蒸馏的能耗，最终渣滓因蛋白质相对含量较高作为动物饲料原料可获得更好的经济效益，这样就实现了大批量从芥末籽中提取芥末精油，并且芥末油和芥末精油的产出和产出效率都大幅度提高，芥末籽得到全部利用。上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式
。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式
作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。
权利要求
1.一种从芥末籽中提取芥末油和芥末精油的方法，其特征在于，所述方法包含下列步骤a.在约40°C 45°C下冷榨芥末籽，生成芥末籽渣饼与芥末油；b.加入所述芥末籽渣饼重量4 10倍的水至所述芥末籽渣饼中；c.搅拌所述芥末籽渣饼与水的混合物并加热至约40°C-70°C ；d.使用蒸汽蒸馏所述芥末籽渣饼与水的混合物，生成油水混合物与残渣；e.分离馏出的所述油水混合物中的芥末精油与水；f.所述残渣用带式压滤机及热泵干燥后再进行压榨或用有机溶剂萃提，生成芥末油与最终渣滓。
2.根据权利要求1所述的从芥末籽中提取芥末油和芥末精油的方法，其特征在于，使用具有冷却系统的螺旋榨油机冷榨所述芥末籽。
3.根据权利要求2所述的从芥末籽中提取芥末油和芥末精油的方法，其特征在于，步骤b.中加入所述芥末籽渣饼的水量是所述芥末籽渣饼重量的4 10倍。
4.根据权利要求1所述的从芥末籽中提取芥末油和芥末精油的方法，其特征在于，所述芥末籽渣饼与水的混合物的水解发酵PH值约为4至7。
5.根据权利要求1所述的从芥末籽中提取芥末油和芥末精油的方法，其特征在于，所述芥末籽渣饼与水的混合物的水解发酵时间约为2小时。
6.根据权利要求1所述的从芥末籽中提取芥末油和芥末精油的方法，其特征在于，所述芥末籽渣饼与水的混合物的酶解发酵温度约为40°C -70°C。
7.根据权利要求1所述的从芥末籽中提取芥末油和芥末精油的方法，其特征在于，搅拌所述芥末籽渣饼与水的混合物的速度为30rpm。
8.根据权利要求1所述的从芥末籽中提取芥末油和芥末精油的方法，其特征在于，所述芥末精油的主要成分是异硫氰酸烯丙酯或异硫氰酸羟基苄酯。
9.根据权利要求1所述的从芥末籽中提取芥末油和芥末精油的方法，其特征在于，所述方法在步骤d.之后，更包含g.分离所述残渣与水。
10.根据权利要求1所述的从芥末籽中提取芥末油和芥末精油的方法，其特征在于，所述残渣用带式压滤机及热泵干燥后再进行压榨或用有机溶剂萃提剩余的芥末油。
全文摘要
本发明提供了一种从芥末籽中提取芥末油和芥末精油的方法，包含以下步骤在40℃～45℃下冷榨芥末籽，生成芥末籽渣饼与芥末油；加入芥末籽渣饼重量4～10倍的水至芥末籽渣饼；搅拌芥末籽渣饼与水的混合物并加热至约40℃-70℃；使用蒸汽蒸馏芥末籽渣饼与水的混合物，生成油水混合物与残渣；分离馏出的油水混合物中的芥末精油与水；残渣用带式压滤机及热泵干燥后再进行压榨或以有机溶剂萃提，生成芥末油与最终残渣；最终渣滓可作为动物饲料原料。使用本发明提供的方法可实现大批量从芥末籽中提取芥末精油，由于工艺流程的改善，使得芥末油和芥末精油的产出和产出效率都大幅度提高，芥末籽得到全部利用。
文档编号C11B1/10GK102277227SQ20101020837
公开日2011年12月14日 申请日期2010年6月13日 优先权日2010年6月13日
发明者吴耀军, 廖英崇, 赵展鹏 申请人:宏芳香料(昆山)有限公司