木酚素和亚麻多糖提取技术的优势、缺点分析

郝文来+欧阳云

摘 要：目的：分析研究木酚素与亚麻多糖提取技术的优势和缺点。方法：依据木酚素与亚麻多糖提取原理，分析提取的技术方法，总结提取技术的优势和缺点。结果：从亚麻皮中提取木酚素和亚麻多糖，将会大大提高亚麻籽综合利用开发的价值，可降低生产成本，可实现亚麻籽皮的全利用。结论：以亚麻籽皮为原料连续提取木酚素和亚麻多糖、同时得到亚麻籽皮油和亚麻膳食纤维副产品，使亚麻籽皮得到充分有效的综合利用，有效地降低了综合生产成本，实现了附加值提升的最大化。

关键词：木酚素；亚麻多糖；提取技术；优势和缺点

木酚素是天然强效抗癌物和天然雌性激素补充剂，虽然木酚素广泛分布于植物界及多种食物中，但是在亚麻籽皮中含有木酚素达2%左右，可以说木酚素的唯一来源是亚麻籽[1]。亚麻多糖在亚麻籽皮中含量在20%左右，远高于其他农作物的含量，亚麻籽皮也是亚麻多糖的最佳来源。可见，亚麻籽综合利用开发是木酚素和亚麻多糖提取的基础。

1技术原理和方法

1.1技术原理

1.1.1麻籽脱皮的技术原理

利用亚麻籽在加热过程中亚麻籽皮的膨胀系数大于亚麻仁，使仁皮组织之间出现物理性松动缝隙的原理，采用搓擦式粉碎方式进行实现脱皮。

1.1.2木酚素与亚麻多糖提取的原理

木酚素与亚麻多糖仅存于亚麻籽的外种皮中。木酚素是亚麻籽皮的木质细胞壁的结构组成的主要成分之一，而亚麻多糖（亚麻胶）多存在与细胞间质与细胞质中，起到粘连和强化细胞壁的作用。亚麻的胶质成分存在大量的亲水基团，易溶于热水。在水提过程中，采用微波、超声等辅助手段既可加快多糖成分的溶解又可破坏木质细胞壁的结构，使得木酚素易于释放。在提取的混合溶液体系中，多糖类成分交织成了三维网状的结构，而被破坏的细胞壁成分相对独立，与亚麻胶质成分存在比重差异和溶解特性的差异，可利用这些差异实现亚麻胶混合体系中不同成分的初步分离。

1.2技术方法

1.2.1亚麻籽脱皮的技术方法

采用原料分级、电磁加热、搓擦式粉碎、仁皮分离等方法实现脱皮。

1.2.2木酚素和亚麻多糖提取技术方法

采用微波加热提取亚麻多糖，超声提取木酚素，高速剪切醇沉和离心法初步分离亚麻多糖和木酚素，依据产品开发的要求进行木酚素粗品的纯化。

1.3技术路线及工艺流程

1.3.1亚麻籽脱皮

1.3.2木酚素与亚麻多糖同步提取

说明：亚麻籽皮蒸汽加压提取，热水提取，固体和液体分离，一方面，浓缩得到的液态物质，采用醇提，回收溶剂，干燥后粉碎为亚麻多糖。另一方面，对分离的固态物质进行湿粉碎后采用酒精提取木酚素，再进行固态和液态分离，液态物质经过精馏、釜残液碱解、中和、干燥粉碎后得到第二部分木酚素。第二次固液分离的固态物质通过溶剂回收后，采用超临界萃取油，剩余物质粉碎后得到膳食纤维。

2结果

2.1技术优势

2.1.1工业化成熟度亚麻籽脱皮技术

迄今为止，国内外从事亚麻籽脱皮技术研究的报道较多，但是，均处于小试、中试研究阶段，且脱皮效果较差。公司目前拥有亚麻籽脱皮中试成果的脱皮效果达到的指标是：仁中含皮率小于1%、皮中含仁率小于1%。本项目实施后，计划达到的工业化成熟度亚麻籽脱皮技术指标是：仁中含皮率小于2%、皮中含仁率小于2%。

2.1.2亚麻木酚素与亚麻多糖的同步提取技术

在提取亚麻多糖时，兼顾了亚麻木酚素的提取，多糖提取的辅助手段等效于木酚素提取的预处理方法，在亚麻木酚素与亚麻多糖的同步提取的后处理阶段，利用分子聚合度的差异实现亚麻多糖与木酚素的初步分离

2.1.3亚麻木酚素、亚麻多糖、亚麻蛋白的高效分离技术

利用高速剪切醇沉与离心分离技术，高效分离了混合溶液体系中的多糖、蛋白和木酚素。

2.2技术缺点

表現在技术风险和管理风险两个方面，现对风险内容与应对举措进行总结：

2.2.1技术风险

本项目的成功取决于两个方面，第一：高质量的亚麻皮原料，目前公司自主研发的亚麻籽连续自动化脱皮生产线已经投入生产，已经生产出含仁率低于2%的高品质亚麻皮。第二：木酚素和亚麻多糖提纯工艺是否能够连续批量生产。木酚素和亚麻多糖提纯已经通过实验证明是可行的，但是能否规模化生产，取决于各工艺环节的配套研发，是本项目的重点，只能通过小试、中试装置建设，不断实验改进，逐步摸索实现。

2.2.2管理风险

进度管理：定期召开研发项目工作会议，市场营销部、生产部、行政部、人力资源和财务部经理参加，积极协调公司内外部资源，配合研发小组工作，及时解除研发工作障碍。设置阶段性成果奖励机制，在计划时间内完成的子项目负责人和团队将获得物质和精神鼓励。

研发设备管理：主要的研发设备进入到恒温恒湿的洁净实验车间内，保证设备运转和保管环境。定期安排生产部人员维护设备，及时维修和更换零部件，保证实验耗材供应。

阶段性成果管理：安排公司食品安全管理员和化验员跟踪研发团队，及时做好研发过程中各项工艺参数记录整理，保证实验过程有指导、不返工。安排研发部经理及时申请专利，保护研发成果。

3讨论

在国际上，亚麻被视为新兴的重要功能食品来源、良好的纺织纤维来源和潜在的生物柴油来源，有众多的医疗和工业用途。亚麻籽含有丰富的α-亚麻酸，木酚素，亚麻胶和膳食纤维和亚麻蛋白。这些功能性成分具有医疗保健作用，如降低心血管疾病，动脉粥样硬化，糖尿病，癌症，关节炎，骨质疏松，自身免疫性疾病和神经系统疾病等，而近年来的研究显示：亚麻环肽类成分也有很高的医疗价值，可起到起到免疫抑制作用并用来预防和治疗心脏疾病[2、3]。

本项目采用的原料为亚麻籽，亚麻籽含有大量的α-亚麻酸、亚麻蛋白、木酚素、亚麻多糖、膳食纤维等营养或活性成分，这些成分均有不同程度的开发利用价值，配合主要产品的开发并依据市场需求可推出一系列的亚麻功能性新产品。新产品的研制需要新工艺、新方法的配套，本项目拟对现有天然产物的开发利用技术进行集成创新与实质性的改进，探寻有利于亚麻系列产品开发新技术与配套新工艺。

研究结果表明：木酚素和亚麻多糖存在于亚麻籽皮中，亚麻籽皮占亚麻籽的45%左右，采用申请单位拥有的“亚麻籽脱皮分离方法与设备” 专利技术将亚麻籽脱皮后，亚麻籽皮中的木酚素和被富集到2%以上，亚麻多糖被富集到20%左右，两者均比亚麻籽提高2倍以上。同时，采用申请单位拥有的“从亚麻籽皮中连续提取亚麻胶和木酚素的方法”专利技术将木酚素和亚麻多糖同步得以提取，通过实施两项发明专利的配套加工技术，大幅提高生产效率，降低了生产成本，还可得到亚麻籽皮油和亚麻膳食纤维副产品，可实现亚麻籽皮的全利用。经专家评审，该技术达到国际先进水平。

总结来说，实施本项目将亚麻籽脱皮成亚麻籽仁和皮后，除有效利用亚麻籽仁外，以亚麻籽皮为原料连续提取木酚素和亚麻多糖、同时得到亚麻籽皮油和亚麻膳食纤维副产品，使亚麻籽皮得到充分有效的综合利用，有效地降低了综合生产成本，实现了附加值提升的最大化。

参考文献：

[1]胡华丽，梅鸿献，刘日斌等.芝麻种子发育过程中木酚素、脂肪及蛋白质积累量变化研究[J].华北农学报，2014，36（1）：190-194.

[2]臧茜茜，魏晓珊，陈鹏等.不同品种亚麻籽木酚素多聚体水解物的组成及含量[J].中国油料作物学报，2017，39（2）：253-259.

[3]赵阳，王慧云，陈海华等.亚麻多糖对木薯淀粉和红薯淀粉糊物理性质的影响[J].中国粮油学报，2014，29（2）：15-21.

作者简介：

郝文来（1969年09月），性别：男；籍贯：安徽省安庆市；民族：汉族；职称：高级工程师；毕业于：北京航空航天大学；学历：本科；研究方向：农业生物技术

【基金项目】

广东省深圳市科技计划项目（编号：普20150197：木酚素和亚麻多糖提取技术研发）