以超临界二氧化碳萃取蜂王乳中葵烯酸成分之研究.doc

以超臨界二氧化碳萃取蜂王乳中葵烯酸成分之研究 余哲仁 曾慶瀛 王璧娟 國立嘉義農專食品工業科 摘要:本研究之目的在於萃取與分離蜂王乳中葵烯酸(10-hydroxy-6-decenoicacid:10-HDA)成分。超臨界二氧化碳(supercriticalcarbondioxide;SC-CO2)是一種較其它溶劑(如水、乙醇、己烷、乙醚、丙酮)安全、無毒、不易燃，而且萃取物與超臨界二氧化碳很容易利用降壓方式將其分離。葵烯酸是一種抗癌、抗氧化和抗菌之物質，食用後有強烈辛辣味，使得蜂王乳不易為消費者接受。為了提高產品接受性與價值性，此研究以超臨界二氧化碳為溶劑，萃取與分離蜂王乳中葵烯酸成分做為醫學用品，與去除不悅味道後之去葵烯酸蜂王乳產品做為食品、飲料與健康食品等用途。實驗操作選擇溫度40℃，壓力10、20、30MPa與添加或不添加10﹪乙醇/蜂王乳(體積/重量比)當為輔溶劑等條件，求得最適溶解度(g葵烯酸/gCO2)、分配係數(氣相與液相之溶解度比)與選擇性(葵烯酸與蜂王乳之分配係數比)。由貿驗之最佳結果，採用溫度40℃、壓力25MPa、添加10﹪乙醇之條件下，於連續式超臨界二氧化碳萃取系統進行實驗後，顯示此條件下可去除蜂王乳中之90﹪葵烯酸成分。 關鍵字:超臨界二氧化碳、蜂王乳、葵烯酸 前 言 蜂王乳是一受歡迎之健康食品，其主要含有64.0至69.9水分，9.5至14.1粗蛋白，3.1至9.7碳水化合物和6.6至7.4粗脂肪(1-2)。並且其含有微量成分，如維生素，礦物質和葵烯酸(3)。尤其是，葵烯酸是一種抗癌物質(4-5)。超臨界二氧化碳是一種理想溶劑，對於食品上之應用是一種無毒，不燃且便宜的一種溶劑，且對於油脂和脂肪酸有很高的選擇性(6-8)，因此起臨界二氧化碳是一種合適做為從蜂王乳中萃取葵烯酸之溶劑。 本研究利用超臨界二氧化碳當為溶劑之好處，設計實驗從蜂王乳中萃取葵烯酸成分。此實驗包括:(1:葵烯酸在超臨界二氧化碳中之相平衡;(2)葵烯酸在超臨界二氧化碳和超臨界二氧化碳加上乙醇中之分佈係數及選擇性；（3）在連續萃取方式下葵烯酸之萃取。 材料與方法 1．實驗材料 液態二氧化碳(99.99)從美國Airco公司進口，蜂王乳購自台南縣農民市場。 2．相平衡之實驗 葵烯酸之相平衡乃是利用高壓靜置循環方式獲得。如圖一所示，樣品以磁鐵式泵浦輸送經過可 視槽 (體積lOOml)後，通過氣相和液相使其二相達到平衡，將樣品分別收集於分離槽中。 二種實驗(1)10-HDA在SC-CC，之相平衡:(2)10-HDA在SC-CO2+ethano1下平衡，分別操作於10-30Mpa/40℃等條件。為避免油脂氧化及蛋白質變性，本研究使用溫度僅選擇40℃。 3．連續式萃取系統 一連續超臨界流體系統用於萃取與分離蜂王乳中葵烯酸如圖二所示。蜂王乳或蜂王乳加上乙醇等樣品被送進萃取槽中，操作條件40℃，25MPa、進行萃取實驗。被萃取葵烯酸於分離槽中以5MPa，60℃條件下被分離。無或低葵烯酸之蜂王乳被留在萃取槽中。 4.分析方法 葵烯酸依Chu(5)之方法分析，以氣相色層分析儀配合火焰離子偵測器，將1:100splitratio之樣品注入儀器中。以He氣當移動氣體，流速1.5ml/min。葵烯酸在固定相SE-3O之長30m，0.25mm管徑毛細管中分析，分析條件為:初溫150℃以4。C/min速率昇溫至200℃。以n-heptadecanoic acid當為內標準品。圖型波峰以HP3395積分器計算之。實驗為二重覆且誤差不超過5﹪。 圖一:流體相與液體相丕衡設備圖 Figure 1. Schematic diagram of fluid-liquid equilibrium apparatus 圖二:連續式萃取系統設備圖 結果與討論 1.葵稀酸在超臨界二氧化碳下之相平衡 設計從蜂王乳中分離葵稀酸之實驗，基礎數據一相平衡是需要的。實驗數據以Pang-Robinson 方程式 （8,9）預測回歸 0.07780RTc b＝ （4） Pc P代表氣體壓力，R氣體常數，T是溫度，V是體積，a, m. 和 b是方程式常數。葵稀酸之物理常數列於表一， 表一:二氧化碳與葵烯酸之物理性質 Table1:PhysicalpropertiesofCO2 and 10-hydroxy-5-decenoicacid(10-HDA) Compounds Tb(K