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茶油是我国特有的木本油脂,其脂肪酸组成与世界上公认最好的植物油脂橄榄油相似,有“东方橄榄油”之称。茶油中含有多种功能性成分,具有明显的预防心血管硬化、降血压、降血脂和防癌抗癌的功效。因此,茶油作为一种优质食用油,具有广阔的市场前景。
茶油的提取工艺对茶油品质影响较大,目前主要采用压榨法和溶剂浸出法提取,压榨法提油率较低;浸出法耗时长、溶剂耗量大。近几年来,超声波提取技术作为一种新的提取分离技术进入了油脂工业,具有缩短生产时间、强化浸取过程、减少溶剂消耗、提高油脂得率等特点。
本论文采用超声波法提取茶油,探讨提取工艺条件对茶油提取率和品质的影响,分析提取机理,开发出一种茶油生产新方法。在此基础上,采用喷雾干燥法制备茶油微胶囊,开发茶油新产品,扩展茶油利用途径。主要研究内容与结果如下:
(1)茶油超声波辅助提取工艺研究
研究了超声波辅助提取茶油时,各个因素对茶油提取效果的影响,选择影响较大的超声波功率、温度、时间、液料比4个因素,以茶油得率为指标,进行了二次旋转回归正交试验,优化出茶油超声波辅助提取最佳工艺,并将试验结果利用DesignExpert数据分析软件处理,得到茶油得率与提取条件间的回归方程。并对超声波法提取的茶油与传统提取方法的茶油在品质上进行了比较,为超声技术在茶油生产应用提供依据。
(2)茶油超声波辅助提取原理探讨
通过电镜观察不同方法提取油后的饼粕细胞结构发现,不同提油方法得到的饼粕细胞结构差异较大,超声波提油后的茶粕细胞呈空腔结构,但其物理形状保持较好,符合传质“核心收缩浸取模型”的物理构像。依据Fick第一扩散定律,建立超声破壁提取茶油动力学模型,并对实验数据进行验证,分析模型的准确性。
(3)茶油微胶囊化工艺研究优化
采用喷雾干燥法制备微胶囊化茶油,研究了壁材种类与用量、芯壁材配比、固形物含量、乳化剂用量等因素对茶油微胶囊乳化液乳化稳定性的影响,采用正交试验优化出茶油微胶囊乳化液的最佳配方。探讨了进风温度、进料量、进风速度等因素对茶油微胶囊包埋率的影响,通过二次旋转回归正交试验,优化出最佳喷雾干燥条件,通过Design Expert软件进行数据处理,得出茶油微胶囊包埋率与喷雾干燥条件之间的回归方程。
(4)茶油微胶囊的质量检测
通过测定最佳工艺条件制备的茶油微胶囊产品的主要品质指标,结果表明,微胶囊产品为乳白色,干燥不结块,气味纯正,水分含量低,具有较好的溶解性、流动性和热稳定性;茶油微胶囊产品的电镜观察结果表明,产品大多数为球形,表面平整光滑,颗粒大小分布均匀,具有较好的包埋效果。进一步探讨了茶油微胶囊的贮藏稳定性,以过氧化值为指标,通过研究不同贮藏温度下茶油微胶囊过氧化值的变化,建立氧化动力学模型,预测产品的货架期。