木酚素和亞麻多糖提取技術的優勢、缺點分析

郝文來+歐陽云

摘 要：目的：分析研究木酚素與亞麻多糖提取技術的優勢和缺點。方法：依據木酚素與亞麻多糖提取原理，分析提取的技術方法，總結提取技術的優勢和缺點。結果：從亞麻皮中提取木酚素和亞麻多糖，將會大大提高亞麻籽綜合利用開發的價值，可降低生產成本，可實現亞麻籽皮的全利用。結論：以亞麻籽皮為原料連續提取木酚素和亞麻多糖、同時得到亞麻籽皮油和亞麻膳食纖維副產品，使亞麻籽皮得到充分有效的綜合利用，有效地降低了綜合生產成本，實現了附加值提升的最大化。

關鍵詞：木酚素；亞麻多糖；提取技術；優勢和缺點

木酚素是天然強效抗癌物和天然雌性激素補充劑，雖然木酚素廣泛分布于植物界及多種食物中，但是在亞麻籽皮中含有木酚素達2%左右，可以說木酚素的唯一來源是亞麻籽[1]。亞麻多糖在亞麻籽皮中含量在20%左右，遠高于其他農作物的含量，亞麻籽皮也是亞麻多糖的最佳來源?？梢?，亞麻籽綜合利用開發是木酚素和亞麻多糖提取的基礎。

1技術原理和方法

1.1技術原理

1.1.1麻籽脫皮的技術原理

利用亞麻籽在加熱過程中亞麻籽皮的膨脹系數大于亞麻仁，使仁皮組織之間出現物理性松動縫隙的原理，采用搓擦式粉碎方式進行實現脫皮。

1.1.2木酚素與亞麻多糖提取的原理

木酚素與亞麻多糖僅存于亞麻籽的外種皮中。木酚素是亞麻籽皮的木質細胞壁的結構組成的主要成分之一，而亞麻多糖（亞麻膠）多存在與細胞間質與細胞質中，起到粘連和強化細胞壁的作用。亞麻的膠質成分存在大量的親水基團，易溶于熱水。在水提過程中，采用微波、超聲等輔助手段既可加快多糖成分的溶解又可破壞木質細胞壁的結構，使得木酚素易于釋放。在提取的混合溶液體系中，多糖類成分交織成了三維網狀的結構，而被破壞的細胞壁成分相對獨立，與亞麻膠質成分存在比重差異和溶解特性的差異，可利用這些差異實現亞麻膠混合體系中不同成分的初步分離。

1.2技術方法

1.2.1亞麻籽脫皮的技術方法

采用原料分級、電磁加熱、搓擦式粉碎、仁皮分離等方法實現脫皮。

1.2.2木酚素和亞麻多糖提取技術方法

采用微波加熱提取亞麻多糖，超聲提取木酚素，高速剪切醇沉和離心法初步分離亞麻多糖和木酚素，依據產品開發的要求進行木酚素粗品的純化。

1.3技術路線及工藝流程

1.3.1亞麻籽脫皮

1.3.2木酚素與亞麻多糖同步提取

說明：亞麻籽皮蒸汽加壓提取，熱水提取，固體和液體分離，一方面，濃縮得到的液態物質，采用醇提，回收溶劑，干燥后粉碎為亞麻多糖。另一方面，對分離的固態物質進行濕粉碎后采用酒精提取木酚素，再進行固態和液態分離，液態物質經過精餾、釜殘液堿解、中和、干燥粉碎后得到第二部分木酚素。第二次固液分離的固態物質通過溶劑回收后，采用超臨界萃取油，剩余物質粉碎后得到膳食纖維。

2結果

2.1技術優勢

2.1.1工業化成熟度亞麻籽脫皮技術

迄今為止，國內外從事亞麻籽脫皮技術研究的報道較多，但是，均處于小試、中試研究階段，且脫皮效果較差。公司目前擁有亞麻籽脫皮中試成果的脫皮效果達到的指標是：仁中含皮率小于1%、皮中含仁率小于1%。本項目實施后，計劃達到的工業化成熟度亞麻籽脫皮技術指標是：仁中含皮率小于2%、皮中含仁率小于2%。

2.1.2亞麻木酚素與亞麻多糖的同步提取技術

在提取亞麻多糖時，兼顧了亞麻木酚素的提取，多糖提取的輔助手段等效于木酚素提取的預處理方法，在亞麻木酚素與亞麻多糖的同步提取的后處理階段，利用分子聚合度的差異實現亞麻多糖與木酚素的初步分離

2.1.3亞麻木酚素、亞麻多糖、亞麻蛋白的高效分離技術

利用高速剪切醇沉與離心分離技術，高效分離了混合溶液體系中的多糖、蛋白和木酚素。

2.2技術缺點

表現在技術風險和管理風險兩個方面，現對風險內容與應對舉措進行總結：

2.2.1技術風險

本項目的成功取決于兩個方面，第一：高質量的亞麻皮原料，目前公司自主研發的亞麻籽連續自動化脫皮生產線已經投入生產，已經生產出含仁率低于2%的高品質亞麻皮。第二：木酚素和亞麻多糖提純工藝是否能夠連續批量生產。木酚素和亞麻多糖提純已經通過實驗證明是可行的，但是能否規模化生產，取決于各工藝環節的配套研發，是本項目的重點，只能通過小試、中試裝置建設，不斷實驗改進，逐步摸索實現。

2.2.2管理風險

進度管理：定期召開研發項目工作會議，市場營銷部、生產部、行政部、人力資源和財務部經理參加，積極協調公司內外部資源，配合研發小組工作，及時解除研發工作障礙。設置階段性成果獎勵機制，在計劃時間內完成的子項目負責人和團隊將獲得物質和精神鼓勵。

研發設備管理：主要的研發設備進入到恒溫恒濕的潔凈實驗車間內，保證設備運轉和保管環境。定期安排生產部人員維護設備，及時維修和更換零部件，保證實驗耗材供應。

階段性成果管理：安排公司食品安全管理員和化驗員跟蹤研發團隊，及時做好研發過程中各項工藝參數記錄整理，保證實驗過程有指導、不返工。安排研發部經理及時申請專利，保護研發成果。

3討論

在國際上，亞麻被視為新興的重要功能食品來源、良好的紡織纖維來源和潛在的生物柴油來源，有眾多的醫療和工業用途。亞麻籽含有豐富的α-亞麻酸，木酚素，亞麻膠和膳食纖維和亞麻蛋白。這些功能性成分具有醫療保健作用，如降低心血管疾病，動脈粥樣硬化，糖尿病，癌癥，關節炎，骨質疏松，自身免疫性疾病和神經系統疾病等，而近年來的研究顯示：亞麻環肽類成分也有很高的醫療價值，可起到起到免疫抑制作用并用來預防和治療心臟疾病[2、3]。

本項目采用的原料為亞麻籽，亞麻籽含有大量的α-亞麻酸、亞麻蛋白、木酚素、亞麻多糖、膳食纖維等營養或活性成分，這些成分均有不同程度的開發利用價值，配合主要產品的開發并依據市場需求可推出一系列的亞麻功能性新產品。新產品的研制需要新工藝、新方法的配套，本項目擬對現有天然產物的開發利用技術進行集成創新與實質性的改進，探尋有利于亞麻系列產品開發新技術與配套新工藝。

研究結果表明：木酚素和亞麻多糖存在于亞麻籽皮中，亞麻籽皮占亞麻籽的45%左右，采用申請單位擁有的“亞麻籽脫皮分離方法與設備” 專利技術將亞麻籽脫皮后，亞麻籽皮中的木酚素和被富集到2%以上，亞麻多糖被富集到20%左右，兩者均比亞麻籽提高2倍以上。同時，采用申請單位擁有的“從亞麻籽皮中連續提取亞麻膠和木酚素的方法”專利技術將木酚素和亞麻多糖同步得以提取，通過實施兩項發明專利的配套加工技術，大幅提高生產效率，降低了生產成本，還可得到亞麻籽皮油和亞麻膳食纖維副產品，可實現亞麻籽皮的全利用。經專家評審，該技術達到國際先進水平。

總結來說，實施本項目將亞麻籽脫皮成亞麻籽仁和皮后，除有效利用亞麻籽仁外，以亞麻籽皮為原料連續提取木酚素和亞麻多糖、同時得到亞麻籽皮油和亞麻膳食纖維副產品，使亞麻籽皮得到充分有效的綜合利用，有效地降低了綜合生產成本，實現了附加值提升的最大化。

參考文獻：

[1]胡華麗，梅鴻獻，劉日斌等.芝麻種子發育過程中木酚素、脂肪及蛋白質積累量變化研究[J].華北農學報，2014，36（1）：190-194.

[2]臧茜茜，魏曉珊，陳鵬等.不同品種亞麻籽木酚素多聚體水解物的組成及含量[J].中國油料作物學報，2017，39（2）：253-259.

[3]趙陽，王慧云，陳海華等.亞麻多糖對木薯淀粉和紅薯淀粉糊物理性質的影響[J].中國糧油學報，2014，29（2）：15-21.

作者簡介：

郝文來（1969年09月），性別：男；籍貫：安徽省安慶市；民族：漢族；職稱：高級工程師；畢業于：北京航空航天大學；學歷：本科；研究方向：農業生物技術

【基金項目】

廣東省深圳市科技計劃項目（編號：普20150197：木酚素和亞麻多糖提取技術研發）