專利名稱：亞麻籽成分分離方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及亞麻籽加工工藝領(lǐng)域，特別是連續(xù)去殼、分離去殼產(chǎn)品、提取和生產(chǎn)可用作藥效營養(yǎng)品、保健食品、飼料和其它食用及非食用產(chǎn)品的成分的有用產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
亞麻籽是加拿大西部、美國北部、南美洲和一些歐洲國家的主要農(nóng)作物之一。傳統(tǒng)上亞麻籽一般是用于榨油，其餅粕可用作動(dòng)物飼料。近年來，亞麻籽在西方飲食中的重要性日益提高，因?yàn)樗卸喾N對人體健康非常有益的營養(yǎng)成分，其中包括富含亞麻酸(55～59％)的亞麻籽油(42～46％)，食用纖維素(24～28％)，和木酚素(0.5～1％)，以及蛋白質(zhì)(22～25％)和含量較少的其它成分(請參閱Carter 1993，Potential of Flaxseed Oil in Baked Goods and OtherProducts in Human-Nutrition.Cereal Foods World，38(10)753-9；和Cui 1998，F(xiàn)laxseeda functional food for the 21st century.CanadianChemical News，May Issue)。亞麻酸是一種最基本的脂肪酸，可以減少心臟病的風(fēng)險(xiǎn)(請參閱Cunnane et al.1995，Nutritionalattributes of traditional flaxseed in healthy young adults.Am J.Clin.Nutr.61(1)62-68)。食用纖維素有助于控制血糖含量和升糖反應(yīng)(請參閱Cui 1998；Wood and Beer 1998，F(xiàn)unctional oat products.InFunctional FoodsBiochemistry & Processing Aspects.TechnomicPublishing Company，Inc.Lancaster，PA.Pp1-37)。有證據(jù)表明，亞麻籽及富含木酚素的提取物及其水解物—開環(huán)異落葉松樹脂酚二葡萄糖苷(secoisolariciresinlo diglycoside，縮寫為SDG)，可以防止和減緩癌細(xì)胞的生長(請參閱Thompson et al.1996，F(xiàn)laxseed and itslignan and oil components reduce mammary tumor growth at a latestage of carcinogenesis.Carcinogenesis，17(6)1373-1376)。
亞麻籽的各種有益性能激發(fā)人們研究如何從亞麻籽中提取有用成分并將其應(yīng)用于食品和藥品，因而產(chǎn)生了大量的相關(guān)論文和專利。2002年4月30日頒發(fā)的第2,167,951號加拿大專利(Cui和Mazza)和2000年3月31日申報(bào)的第2,304,303號加拿大專利申請(Myllymaki)揭示了以前采用的加工工序。上述專利和專利申請書所揭示的是實(shí)驗(yàn)室加工方法，其中包括亞麻籽的去殼工序。這些實(shí)驗(yàn)室方法是小規(guī)模的批次性去殼工序，其目的是先把亞麻籽的殼皮與籽仁分開，然后再從分開的產(chǎn)品中提取有用成分。這些工序只適用于小批量加工(每批不到100克)，但不適用于對亞麻籽進(jìn)行大批量的商業(yè)加工。
以前的其它文獻(xiàn)揭示了從亞麻籽餅粕及其SDG成分中提取、分離和純化本酚素的有關(guān)技術(shù)。例如，第5,705,618號美國專利(Westcott et al.)就揭示了一項(xiàng)上述技術(shù)。此外還有文獻(xiàn)揭示了應(yīng)用木酚素和SDG改善人體健康的技術(shù)(請參閱Thompson et al.，1996；Thompson1998，Experimental studies on lignans and cancer.Baillieri’s Clinical Endocrinology and Metabolism 12(4)691-705；U.S.Patent No.5,846,944 to Prasad；and U.S.Patent No.5,837,256 to Clardet al.)。
亞麻籽中的各種有用成分是分布在不同部位的。例如，木酚素和亞麻膠(gum)只能在殼皮中找到，而絕大部分蛋白質(zhì)和亞麻油都分布在亞麻籽仁中(Cui and Mazza，Canadian Patent No.2,167,951)。因此，去殼工序提供了一種對亞麻籽加以綜合利用、使其發(fā)揮最大潛在效益的有效方法，從而提高了這種作物的價(jià)值。如果沒有這種去殼工序，從亞麻籽餅粕中提取木酚素的工作效率就會(huì)降低，而且會(huì)變得過于復(fù)雜而不適用于商業(yè)生產(chǎn)。
上述文獻(xiàn)中揭示的以往加工方式不適用于亞麻籽的商業(yè)生產(chǎn)及亞麻籽成分的大批量提取工序。例如，上述文獻(xiàn)中描述的亞麻籽去殼工序是小規(guī)模的批次性工序，每批只能加工不到100克的亞麻籽。從經(jīng)濟(jì)上考慮，以這樣的規(guī)模對亞麻籽成分進(jìn)行商業(yè)加工是不可行的。
此外，以往的這些加工工藝所描述的從亞麻籽殼皮中提取木酚素的方法的效率也很低。這樣的方法并不能提取所有的木酚素，而是把其中很大的一部分都留在殼中，因此白白浪費(fèi)掉了。傳統(tǒng)的殼皮成分提取工藝先是用己烷提取油，然后用酒精提取木酚素，再用水提取亞麻膠，這樣殼皮中還留有殘余蛋白質(zhì)和不可溶纖維。這套傳統(tǒng)的工藝提取程序不能從殼皮中分離出富含木酚素的成分。因此，需要一種能夠提取富含木酚素的殼皮的新工序，這種工序能夠大量提取和使用亞麻籽殼皮中所有的木酚素(請參閱以下出版物Nesbitt et al.，1999.Human metabolism of mammalian lignanprecursors in raw and processed flaxseed.Am.J.Clin Nutr.69549-55)。
雖然以前的研究已經(jīng)在努力探索把亞麻籽作為動(dòng)物飼料的工藝，但許多動(dòng)物都不能接受整個(gè)的亞麻籽，而亞麻籽也不能在其腸道中充分消化分解。
因此，需要一種適用于亞麻籽和藥效營養(yǎng)品的商業(yè)化生產(chǎn)的大規(guī)模工序。同時(shí)，這種商業(yè)生產(chǎn)方式必須符合經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是消除或減少以前所描述的亞麻籽成分分離方法中存在的至少一個(gè)不利因素。此外，本發(fā)明所涉及的一個(gè)方面的目的是提供一種提取富含木酚素的亞麻籽成分的方法。
本發(fā)明提供了一種對亞麻籽進(jìn)行實(shí)驗(yàn)廠規(guī)模的連續(xù)加工方式，以及生產(chǎn)富含木酚素的亞麻籽產(chǎn)品的工序。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的工序是一種連續(xù)操作程序，其優(yōu)點(diǎn)在于可以對亞麻籽進(jìn)行工業(yè)規(guī)模的快速加工，而以前的加工工藝只能分批加工每批最多約100克的亞麻籽。本新發(fā)明的工藝可以連續(xù)加工200公斤或更多的亞麻籽。
根據(jù)本發(fā)明，分離亞麻籽殼皮和籽仁的連續(xù)工序包括以下步驟(a)對亞麻籽進(jìn)行干燥處理，使其水分含量降到大約0.5％至3.0％；(b)連續(xù)不斷地將干燥的亞麻籽送入裝有粗磨旋轉(zhuǎn)器的分離倉；(c)以適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)速度使干燥亞麻籽通過粗磨旋轉(zhuǎn)器，以便通過充分摩擦使亞麻籽去殼，生成殼皮和籽仁兩部分；以及(d)將殼皮和籽仁分開。根據(jù)需要，上述工序還可再加一個(gè)步驟，即從分離倉中去除殼皮和亞麻籽仁以便得到亞麻籽粉。
此外，本發(fā)明還提供了一個(gè)從亞麻籽殼皮中分別提取不同成分的工序，具體步驟如下(a)對亞麻籽進(jìn)行干燥處理，使其水分含量降到大約0.5％至3.0％；(b)連續(xù)不斷地將干燥的亞麻籽送入裝有粗磨旋轉(zhuǎn)器的分離倉；(c)以適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)速度使干燥亞麻籽通過粗磨旋轉(zhuǎn)器，以便通過充分摩擦使亞麻籽去殼，生成殼皮和籽仁兩部分；(d)將殼皮和籽仁分開；(e)從殼皮中提取出亞麻膠和亞麻油，生成富含亞麻膠的部分、含油殼皮部分以及富含木酚素的亞麻籽成分。
本發(fā)明還提供了一種分離亞麻籽殼皮和籽仁的裝置。這種裝置包括一個(gè)分離倉，以便將干燥的亞麻籽送入其中進(jìn)行加工。分離倉上有一個(gè)亞麻籽入口和亞麻籽成分出口。倉內(nèi)裝有一個(gè)粗磨旋轉(zhuǎn)器，在分離倉入口和出口之間裝有一根旋轉(zhuǎn)軸。粗磨旋轉(zhuǎn)器在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中與亞麻籽接觸摩擦，使殼皮脫離籽仁。在分離倉內(nèi)粗磨旋轉(zhuǎn)器的四周裝有一個(gè)篩網(wǎng)，其作用是通過篩孔來篩選分離亞麻籽的不同成分。這種裝置還有一個(gè)流速控制裝置，以便使亞麻籽留在分離倉中，直到殼皮和籽仁完全分離為止。
在看過以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例所作的說明后，本領(lǐng)域技術(shù)人員就會(huì)清楚地了解本發(fā)明的其它方面和特性。


下面僅僅以舉例方式對附圖作一扼要概述。
圖1提供了根據(jù)本發(fā)明的工序和裝置示意圖。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的分離倉的分解圖。
圖3提供了根據(jù)本發(fā)明的亞麻籽成分分離工序流程圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明從分離的亞麻籽殼皮中提取的脂肪酸層析圖。
圖5示出了從經(jīng)過加工的亞麻籽殼皮中提取的木酚素SDG成分與標(biāo)準(zhǔn)SDG成分層析圖。
圖6示出了從亞麻籽殼皮中提取的SDG與標(biāo)準(zhǔn)SDG的UV光譜比較圖。
圖7示出了從本文所描述的去殼工序生成的亞麻籽殼皮中提取的SDG的高效液相色譜層析圖(a)和質(zhì)譜圖(b)。
具體實(shí)施例方式
本工序可以對亞麻籽進(jìn)行有效的實(shí)驗(yàn)廠規(guī)?；蛏虡I(yè)規(guī)模的加工，并將從亞麻籽中提取的各種有用成分加以分離。
本文描述了將亞麻籽殼皮與籽仁分離的連續(xù)去殼工序。然后可從各種亞麻籽成分中提取有用產(chǎn)品，包括一種木酚素含量很高的產(chǎn)品。此外，該工序還可以將亞麻籽殼皮的各種成分進(jìn)行分離，從而獲得富含木酚素的殼皮部分。
本發(fā)明提供了一種可將亞麻籽殼皮與籽仁分離的連續(xù)加工方式。首先對亞麻籽進(jìn)行干燥處理，使其水分含量降到大約0.5％至3.0％；然后連續(xù)不斷地將干燥的亞麻籽送入裝有粗磨旋轉(zhuǎn)器的分離倉。在分離倉內(nèi)，干燥的亞麻籽以適當(dāng)?shù)乃俣韧ㄟ^粗磨旋轉(zhuǎn)器，以便通過充分磨擦使亞麻籽去殼。通過這種摩擦方式最終可以將整個(gè)亞麻籽生成殼皮和籽仁兩部分。然后可根據(jù)需要將分開的殼皮和籽仁用于任何目的。
亞麻籽流入分離倉的速度可以通過各種方式加以控制，例如可將一股氣流送入分離倉，或是將亞麻籽殼皮與亞麻籽一起送入分離倉。亞麻籽在分離倉內(nèi)的適當(dāng)流速大約為每分鐘250克。
一旦殼皮脫離籽仁后，就可用任何適當(dāng)方法將兩者分開。例如，可以用特定的重力式分離器將殼皮與籽仁分開，也可以使用空氣分離器或篩子把殼皮與籽仁分開。
在分離倉中可圍繞粗磨旋轉(zhuǎn)器安裝一個(gè)篩網(wǎng)，以便在去殼過程中對亞麻籽進(jìn)行篩選。篩網(wǎng)可以使用25到50號左右的篩孔，更合適的篩孔大小可以是30到40號。通常大小的亞麻籽使用40號篩孔最為適宜。
本發(fā)明還涉及按照本發(fā)明工序進(jìn)行分離的亞麻籽成分。例如，按照發(fā)明的工序分離出來的亞麻籽殼皮或是亞麻籽仁也屬于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。這些分離成分可以繼續(xù)進(jìn)行加工。
本發(fā)明還提供了一種從亞麻籽殼皮中分別提取各種成分的工序。這項(xiàng)工序包括采用依次提取的方法從分離出的殼皮中提取含膠量高的部分和含油量高的部分?？梢韵扔盟儆眉和橐来翁崛∮秃湍z，或是先用己烷提取含油部分再用水提取含膠部分。含膠和含油部分的提取順序可以任意轉(zhuǎn)換。但是，如果按照上述工序生成和分離出的亞麻籽殼皮是先用水提取亞麻膠，則可以分別形成一個(gè)含膠量高和一個(gè)含膠量低的殼皮部分。含膠量低的殼皮部分可以進(jìn)一步用己烷去油，從而生成亞麻籽殼皮油和富含木酚素的亞麻籽成分。上述提取順序也可以顛倒過來。
因此，本發(fā)明還涉及通過上述工序形成的相互分離的殼皮成分，特別是富含木酚素的亞麻籽成分、含膠量高的亞麻籽殼皮部分、和亞麻籽殼皮油。按照本發(fā)明的工序進(jìn)行加工后，富含木酚素的殼皮成分中所含的木酚素，按重量計(jì)算可以相當(dāng)于未經(jīng)加工的亞麻籽所含的木酚素的2到10倍，這樣高的含量是以前的各種工藝方法無法達(dá)到的。含有上述任何一種亞麻籽殼皮成分或含有整個(gè)殼皮或籽仁成分的產(chǎn)品可用于配制食品、動(dòng)物飼料、個(gè)人護(hù)理用品或是藥效營養(yǎng)品。用上述成分可以配制供人類食用的保健食品和精制食品、動(dòng)物飼料或?qū)櫸锸称?。特別是，富含木酚素的殼皮成分可用于配制防治癌癥的藥效營養(yǎng)品。
可以采用本發(fā)明來生產(chǎn)用于動(dòng)物飼料或補(bǔ)充飼料的亞麻籽成分。用這樣的產(chǎn)品作為飼料來喂養(yǎng)動(dòng)物，可以使動(dòng)物由于攝入大量omega-3脂肪酸或其它亞麻籽成分而獲益。這樣，動(dòng)物體內(nèi)可以產(chǎn)生富含omega-3脂肪酸的組織，這對消費(fèi)者來說會(huì)大有好處。例如，用這種方法可以增加肉類、魚類、禽肉和雞蛋或牛奶中的omega-3脂肪酸含量。這對于那些不能忍受或不能在腸道內(nèi)分解消化整個(gè)亞麻籽的動(dòng)物來說特別有好處。在本發(fā)明之前，沒有任何切實(shí)可行的方法能夠以經(jīng)濟(jì)實(shí)用的規(guī)模，提取亞麻籽的各種成分配制動(dòng)物飼料。
如前所述，本發(fā)明還揭示了一種用于分離亞麻籽殼皮和籽仁成分的裝置。這種裝置包括一個(gè)可將干燥的亞麻籽送入其中進(jìn)行加工的分離倉。分離倉上有一個(gè)亞麻籽入口和一個(gè)亞麻籽成分出口。倉內(nèi)裝有一個(gè)粗磨旋轉(zhuǎn)器，在分離倉入口和出口之間裝有一根旋轉(zhuǎn)軸。粗磨旋轉(zhuǎn)器在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中與亞麻籽接觸摩擦，使殼皮脫離籽仁。在分離倉內(nèi)粗磨旋轉(zhuǎn)器的四周裝有一個(gè)篩網(wǎng)，其作用是通過篩孔尺寸來篩選分離倉亞麻籽的不同成分。這種裝置還有一個(gè)流速控制裝置，以便使亞麻籽留在分離倉中，直到殼皮和籽仁完全分離為止。
根據(jù)本發(fā)明，氣流可以任何形式進(jìn)入分離倉。例如，可以采用逆向氣流(即與亞麻籽通過分離倉的方向相反)或垂直氣流、或是沒有一定方向、只是為了攪動(dòng)倉內(nèi)物質(zhì)的混動(dòng)氣流。
在一個(gè)典型實(shí)施例中，上述裝置采用逆向氣流作為流速控制裝置，該實(shí)施例不應(yīng)以任何方式理解為對本發(fā)明進(jìn)行限制。逆向氣流通過一個(gè)靠近亞麻籽成分出口的逆流入口進(jìn)入分離倉，以便使氣流從出口一端吹向入口一端。
連續(xù)去殼工序。本加工工藝的第一步是連續(xù)去殼工序。首先對亞麻籽進(jìn)行干燥處理，減少其水分含量。本發(fā)明工藝要求水分含量不得高于3.0％，因?yàn)樗趾康偷膩喡樽迅阌诩庸?。水分含量?.5％到3.0％之間是適宜的干燥程度。亞麻籽的水分含量在1％左右時(shí)最容易去殼。本發(fā)明可以對水分含量為3％以下的亞麻籽進(jìn)行順利去殼，水分含量低于0.5％到1.0％左右的亞麻籽也可以順利去殼；要將亞麻籽的干燥程度提高到0.5％到1％以上需要花費(fèi)時(shí)間和耗費(fèi)更多能量，卻不一定能夠提高去殼工序的效率。
干燥的亞麻籽被連續(xù)不斷地送入分離器械。分離器械有一個(gè)加工倉，倉內(nèi)裝有粗磨旋轉(zhuǎn)器。本文以及去殼工藝術(shù)語中也常用“旋轉(zhuǎn)粗磨石”來取代粗磨旋轉(zhuǎn)器?！靶D(zhuǎn)粗磨石”這個(gè)詞并不表明旋轉(zhuǎn)器必須用任何特定的材料制成，而只是形容旋轉(zhuǎn)器就象磨石一樣堅(jiān)硬粗糙。
在旋轉(zhuǎn)粗磨石周圍裝有一個(gè)篩網(wǎng)。篩網(wǎng)可以確保特定尺寸的顆料都可以被篩落下去。本發(fā)明的工藝可采用篩孔大小為25至50號的篩網(wǎng)，根據(jù)亞麻籽的通常大小，使用40號篩孔最為適宜。
亞麻籽進(jìn)入分離倉后與磨石表面接觸摩擦，從而達(dá)到去殼目的。亞麻籽流入加工倉的速度必須加以控制，以便使亞麻籽有充分的時(shí)間與磨石摩擦去殼。通過控制亞麻籽的流動(dòng)速度，可以在保持較快的連續(xù)流動(dòng)速度的情況下有效地將亞麻籽去殼。加工倉可以采取水平位置，也可以橫向傾斜成一定角度，使亞麻籽和分離的成分在重力作用下順利流向加工倉的出口一端。加工倉也可以按照垂直方向放置，前提是需要有一種象逆向氣流一樣的反作用力(例如垂直氣流)來控制亞麻籽通過倉內(nèi)的速度。
粗磨旋轉(zhuǎn)器可以做成任何適當(dāng)?shù)男螤?，只要能保證在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中不會(huì)與篩網(wǎng)直接接觸即可。粗磨旋轉(zhuǎn)器可以做成管狀或圓柱形，也可以沿著軸心縮減直徑，以便于亞麻籽在倉內(nèi)的流動(dòng)。例如，粗磨旋轉(zhuǎn)器靠近入口一端的直徑可以比出口一端的直徑大一些。當(dāng)粗磨旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)軸為橫向時(shí)，這樣的設(shè)計(jì)可以有效地誘導(dǎo)亞麻籽流向加工倉的出口一端。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，將200公斤左右的褐色亞麻籽放入隧道式干燥室，在攝氏95度的溫度下烘干30到60分鐘，將樣本的水分含量減至1％以下，再將干燥的亞麻籽冷卻至攝氏22至25度的室內(nèi)溫度。然后，將亞麻籽送入用日本佐竹公司(Satake，Japan)制造的稻米去糠機(jī)改裝而成的分離倉內(nèi)。該改裝后的機(jī)器有一個(gè)分離倉，倉內(nèi)裝有一個(gè)圓柱形磨石和橫向旋轉(zhuǎn)軸。磨石的半徑約20厘米，長度約為70到80厘米。磨石的旋轉(zhuǎn)速度約為1450rpm。磨石被一個(gè)篩網(wǎng)罩住。將平均大小為3～6毫米左右的干燥亞麻籽送入加工倉，與磨石的粗糙表面接觸摩擦后去殼。篩網(wǎng)的篩孔寬度約為0.98毫米，長度為2厘米左右，這樣就可以篩出殼皮和籽仁而留下全籽進(jìn)行連續(xù)去殼。
在上述實(shí)例中，亞麻籽通過分離倉的速度約為每分鐘250克左右。通過調(diào)整旋轉(zhuǎn)磨石的大小和分離倉的長度，可以增加流動(dòng)速度。例如，如果將磨石的長度增加一倍，使表面接觸面積(磨石的直徑)也增加一倍，亞麻籽的流動(dòng)速度就可以提高到每分鐘1～2公斤。為了達(dá)到最佳效率，可以對亞麻籽流入加工倉的速度加以調(diào)節(jié)。如果亞麻籽的流動(dòng)速度太快，亞麻籽就不能有充分時(shí)間與磨石接觸磨擦，以至于到出口時(shí)仍處于整粒未去殼狀態(tài)。在連續(xù)加工200公斤亞麻籽時(shí)，可將亞麻籽流入倉內(nèi)的速度控制在每分鐘250克左右。可以根據(jù)加工倉的各種參數(shù)，例如表面面積和轉(zhuǎn)動(dòng)磨石的粗糙程度等等，為每一臺(tái)不同的裝置制定適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)速度。
可以采取通過各種各樣的方法來控制加工倉內(nèi)亞麻籽的流動(dòng)速度。該流動(dòng)速度控制步驟可以通過任何一種能夠有效控制亞麻籽流速的方式完成，而不必局限于以下實(shí)施例所描述的方法。亞麻籽留在倉內(nèi)的時(shí)間長短，在某種程度上取決于加工倉的長度以及達(dá)到有效分離所需要的與磨石接觸摩擦的時(shí)間，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以判斷亞麻籽的各種成分是否已經(jīng)達(dá)到了有效分離，并酌情對流動(dòng)速度作出相應(yīng)調(diào)整。
控制亞麻籽流動(dòng)速度的一個(gè)方法是使氣流進(jìn)入加工倉，以便增加亞麻籽與磨石表面的接觸時(shí)間。
另一種控制流速的方法，是在亞麻籽進(jìn)入倉內(nèi)之前或是在亞麻籽進(jìn)入加工倉的同時(shí)把亞麻籽殼皮或另一種輕質(zhì)材料混入亞麻籽。所謂的“輕質(zhì)材料”可以包括稻米或燕麥等其它谷物的殼皮。在與這種輕質(zhì)材料混合之后，加工倉中的亞麻籽就更容易上蹦下跳。此外，如果需要放緩或加快亞麻籽在加工倉中的流動(dòng)速度，殼皮或其它輕質(zhì)材料也可以起到改變流速的作用。
如果將亞麻籽與亞麻籽殼皮或另一種谷物的殼皮混合，可以根據(jù)所要達(dá)到的不同效果，將亞麻籽與殼皮的比例調(diào)整為100∶1至1∶10。由于殼皮的密度比亞麻籽的密度要輕許多，旋轉(zhuǎn)磨石會(huì)對加工倉中的殼皮施加機(jī)械力量，從而減緩亞麻籽的流動(dòng)速度，同時(shí)增加亞麻籽與磨石表面的接觸摩擦?xí)r間。亞麻籽對殼皮的混合比例可以采用典型的2∶1比例。按照這一比例增加殼皮數(shù)量可以延長亞麻籽在加工倉中的停留時(shí)間并減緩生產(chǎn)速度。
亞麻籽殼皮與籽仁的分離工序。圖1旨在說明如何按照本發(fā)明的工藝、采用本發(fā)明的裝置來完成去殼、風(fēng)選和篩選等工序。將亞麻籽烘干這一最初步驟可以采取任何常用方法，例如對亞麻籽進(jìn)行熱風(fēng)烘干。然后將干燥的亞麻籽送入分離倉10，倉中有一個(gè)亞麻籽入口12和一個(gè)亞麻籽成分出口14。亞麻籽與一個(gè)粗磨旋轉(zhuǎn)器，例如一個(gè)圓柱形磨石16，進(jìn)行接觸摩擦。圓柱形磨石沿著一個(gè)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，該軸線在本實(shí)施例中為一根橫軸。這個(gè)軸可以與水平線形成一個(gè)傾角，以便于亞麻籽沿著特定的方向流動(dòng)。旋轉(zhuǎn)器的周圍有一個(gè)與其保持一定空間的篩網(wǎng)18，可以根據(jù)要求篩選特定大小的亞麻籽成分。
在該實(shí)施例中，流動(dòng)速度控制器22產(chǎn)生一股空氣流，或稱逆向氣流20，其鼓風(fēng)方向與亞麻籽從入口處12流向出口處14的方向正相反，這種逆向氣流的調(diào)控作用可以控制亞麻籽通過分離倉的速度。該實(shí)例不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
通過減緩亞麻籽在分離倉內(nèi)的流動(dòng)速度，可以使亞麻籽的去殼工序完成得更加徹底。亞麻籽去殼后分為可以通過篩孔的殼皮和籽仁兩部分，從過篩后出口24流出分離倉。由于從分離倉出口14流出的亞麻籽殼皮和籽仁是混合在一起的，因此需要進(jìn)一步把殼皮與籽仁分開。這種分離工序采用的適當(dāng)工具是特定的重力式分離器、風(fēng)選器或空氣分離器以及篩子。
沒有被篩出的殼皮和籽仁部分以及未破裂的亞麻籽通過亞麻籽成分出口14后被直接送入成分分離器26，以便用風(fēng)選或特定重力式分離方法進(jìn)一步加以分離。在這種情況下，成分分離器采用風(fēng)選方法將重量輕的殼皮成分與較重的籽仁和未破裂亞麻籽分開。一股氣流30將較輕的成分上揚(yáng)吹到高出口28，而較重的成分則被吹到低出口32。
為了保證處理完善，根據(jù)本發(fā)明的工藝，從低出口流出的較重成分可以再用篩子分成未破裂亞麻籽和亞麻籽仁，然后將未破裂亞麻籽送回分離倉中繼續(xù)去殼。
對高出口28流出的殼皮部分可以采用任何熟悉的方法或本文所描述的方法繼續(xù)進(jìn)行提取加工。
在采用特定重力式分離方法時(shí)，重力式分離器將根據(jù)殼皮與籽仁的具體重力差異將其適當(dāng)?shù)胤殖晌鍌€(gè)不同部分。最輕的那一部分是純殼皮，而最重的部分大多是籽仁和一些未破裂的亞麻籽。剩下的幾部分包括殼皮和籽仁的混合物，但其中的籽仁含量大大低于原來的混合物。剩下的這幾部分中有一個(gè)部分是由細(xì)碎殼皮和破碎籽仁合成的亞麻籽細(xì)粉，看起來象是細(xì)粉塵或面粉。這種由細(xì)碎殼皮和破碎籽仁合成的亞麻籽細(xì)粉也很有用，例如可以做成補(bǔ)充飼料或是食品成分。
至于發(fā)明工序所生成的未破裂亞麻籽，可以用30號篩子對混合物進(jìn)行篩選，這樣就可以把未破裂亞麻籽和籽仁分開，篩選出純籽仁部分。未破裂亞麻籽可以按照本發(fā)明的工序進(jìn)一步加工。
除了上述特定重力式分離方法外，還可以采用其它方法，例如使用空氣分離器。在空氣分離器中，去殼工序所產(chǎn)生的混合物將通過一個(gè)終端裝有氣流速度控制裝置的柱子。柱子內(nèi)裝有若干個(gè)與水平線形成銳角的下垂滑片。例如，可以使用六個(gè)與水平線形成35度角的下垂滑片?；旌衔镯樦魅肟諝忾g隙。上吹氣流將較輕的顆粒揚(yáng)起并從柱子上方吹出去。在本實(shí)施例中具有六個(gè)滑片，這樣，加工產(chǎn)品在經(jīng)過每一個(gè)滑片時(shí)都要這樣重復(fù)一次風(fēng)選，在通過六道關(guān)卡之后才能從柱子底部流出。為了使殼皮與籽仁充分分離，最好將氣流調(diào)節(jié)成每分鐘2.5立方米左右。
用上述兩種分離方法都可以把加工產(chǎn)品分成殼皮和籽仁兩部分。然后可以把這兩部分進(jìn)一步加工成適合商業(yè)用途的產(chǎn)品。
圖2示出了本發(fā)明的分離倉的分解圖。加工產(chǎn)品可以從入口112處進(jìn)入倉體113內(nèi)。本實(shí)施例中的粗磨旋轉(zhuǎn)器表示為一個(gè)沿著橫軸被分割為幾部分的粗磨轉(zhuǎn)筒116。轉(zhuǎn)筒沿著大致按水平方向安裝在倉體內(nèi)的橫軸117轉(zhuǎn)動(dòng)。倉體內(nèi)圍繞轉(zhuǎn)筒安裝的篩網(wǎng)分為兩部分118、119。亞麻籽通過入口后被直接送往粗磨轉(zhuǎn)筒和篩網(wǎng)之間的空間內(nèi)。篩網(wǎng)的尺寸是篩孔寬度約為0.95至1.17毫米，長度為2.45厘米左右，這樣可以將較小的成分篩落，使整粒的亞麻籽留在靠近粗磨轉(zhuǎn)筒的地方。在必要時(shí)，可以從加工倉體113兩邊卸下側(cè)罩140、141，以便取出篩網(wǎng)或粗磨轉(zhuǎn)筒。粗磨轉(zhuǎn)筒被固定在加工倉體上設(shè)有出口114的一端。粗磨轉(zhuǎn)筒可以通過任何適當(dāng)方式驅(qū)動(dòng)，本發(fā)明的該裝置可以采用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)或手工轉(zhuǎn)動(dòng)的方式使粗磨轉(zhuǎn)筒繞其軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
整套工序。圖3描述了本發(fā)明工藝的典型流程圖。開始時(shí)先對亞麻籽進(jìn)行干燥處理，將其水分含量降至0.5％至3.0％左右，最好降到1％(或更低)。干燥的亞麻籽被連續(xù)不斷地送入分離倉。這種連續(xù)送料工序不同于批次式作業(yè)，因?yàn)榕问阶鳂I(yè)需要花費(fèi)更多的時(shí)間先將一批亞麻籽成分清除出加工倉，然后才能開始加工下一批亞麻籽。連續(xù)送入方式可以使亞麻籽在分離倉內(nèi)接觸粗磨旋轉(zhuǎn)器，通過接觸達(dá)到去殼目的。如果想要減緩亞麻籽分離速度或亞麻籽通過分離倉的速度，可以在送入整粒的同時(shí)向分離倉內(nèi)送入更多的殼皮。最終亞麻籽將被分成籽仁和殼皮兩部分，但仍會(huì)留下一些完整的亞麻籽，需要將其再次送入連續(xù)加工分離倉。按照本發(fā)明分離出來的殼皮部分可進(jìn)行成分提取，可以用水和己烷(次序可以顛倒)分別提取富含木酚素的成分、含膠較高的成分和亞麻籽殼皮油成分。圖3描述了按照倒序提取流程，先提取膠再提取油的工藝。
倒序提取流程與富含木酚素成分的提取方法。以前的那些旨在從亞麻籽殼皮中提取木酚素的工藝方法效率不高。以前的方法是先用己烷從殼皮部分提取亞麻油，然后再用酒精提取木酚素成分，最后用水提取亞麻膠。后來發(fā)現(xiàn)用酒精提取木酚素的方式不但效率低，而且耗費(fèi)時(shí)間。
與上述方法不同，在本發(fā)明中，可以有效生成富含木酚素的產(chǎn)品。在去殼過序中，亞麻籽通過機(jī)械加工方式破裂脫殼，并通過40號篩網(wǎng)進(jìn)行篩選分離，形成殼皮部分。用水對殼皮部分進(jìn)行處理以便提取亞麻膠。再用70％的乙醇使亞麻膠從水提取物中沉淀析出。亞麻膠可以用來制造包括個(gè)人護(hù)理用品在內(nèi)的各種產(chǎn)品。
然后再用己烷對殼皮部分進(jìn)行加工處理，以提取亞麻油。脫脂的殼皮中富含木酚素?？蓪Ω缓痉铀氐某煞衷俅渭右匝心ナ怪ㄟ^100號篩網(wǎng)。
通過這種方式得到的富含木酚素的成分呈褐色，可以加工成保健營養(yǎng)品藥片或膠囊。實(shí)踐證明，富含木酚素的亞麻籽成分可以有效地預(yù)防并減緩癌細(xì)胞的生長速度(Thompson et al.，1966)。
以下是利用亞麻籽中富含木酚素的成分和亞麻膠制造商業(yè)產(chǎn)品的幾個(gè)例子。
亞麻籽殼皮中的脂肪酸成分分析。亞麻油中亞麻脂肪酸的含量很高，而這種脂肪酸很容易氧化并在惡劣條件下發(fā)生成分變化。因此，重要的是要確定去殼工序是否會(huì)對脂肪酸成分產(chǎn)生任何影響。下面是脂肪酸成分分析的具體方法。
按照本發(fā)明，采用特定重力式分離法取出亞麻籽殼皮部分，然后從殼皮中提取亞麻油。根據(jù)本發(fā)明，上述分離工序也可以采用風(fēng)選方法。然后使用CH2C12和甲醇(1∶1)對分離出來的殼皮部分在室溫下進(jìn)行六小時(shí)的提取處理。對亞麻籽仁和整粒亞麻籽也同樣進(jìn)行提取處理，以便與殼皮部分進(jìn)行比較。用氫氧化鈉對亞麻油進(jìn)行皂化處理，衍生成脂肪酸甲酯。然后用氣相色譜對衍生脂肪酸甲酯進(jìn)行分析，再按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出每一種脂肪酸的含量。圖4顯示了亞麻籽殼皮中所含脂肪酸成分的氣相色譜層析圖。表1列出了從亞麻籽的籽仁、殼皮和未經(jīng)加工(整粒)的亞麻籽中提取的油中所含的脂肪酸成分比較表。下述結(jié)果表明，經(jīng)過去殼工序后，從殼皮中提取的亞麻油中含有的脂肪酸成分并沒有發(fā)生明顯的變化。
表1從亞麻籽和亞麻籽成分中提取的油中所含的脂肪酸成分種子組織棕櫚酸 硬脂酸油酸 亞油酸亞麻酸亞麻籽仁5.1*4.7 17.6 14.0 58.6外種皮和胚乳殼 8.6**1.9**18.3 12.5 58.6平均重量***全籽6.14.1 17.4 14.3 58.0*在P＝0.05時(shí)與平均重量有顯著差異**在P＝0.01時(shí)與平均重量有顯著差異***平均值以每種成分中的實(shí)際含油量為基礎(chǔ)亞麻籽殼皮中的木酚素和富含木酚素的亞麻籽成分分析。我們對未經(jīng)加工的亞麻籽、亞麻籽殼皮以及最后生成的富含木酚素的殘留物中的木酚素含量進(jìn)行了分析。具體分析程序如下用1，4二氧雜環(huán)乙烷，在攝氏60度的溫度下進(jìn)行36小時(shí)的木酚素提取處理。然后采用離心法，按照5000rpm的速度旋轉(zhuǎn)十分鐘，使上清液與殘留物分離。上清液經(jīng)過蒸發(fā)干燥處理后，再用0.5m的氫氧化鈉在攝氏22至23度左右的室溫下進(jìn)行24小時(shí)的水解處理。用2M H2SO4對水解物進(jìn)行酸化處理，使其酸度達(dá)到PH3。使這種溶液通過C18樹脂(一克)，用水沖洗三次以便去除糖分和微小的極性分子。用甲醇洗提SDG，然后裝入10ml的容量瓶進(jìn)行定量。使用經(jīng)過氰化甲烷洗提的C18柱子對準(zhǔn)備好的溶液進(jìn)行高效液相色譜分析。用SDG標(biāo)準(zhǔn)(由多倫多大學(xué)的L.U.Thompson提供)對SDG含量進(jìn)行定量。如圖5所示。在18.5分鐘時(shí)的高峰UV光譜與標(biāo)準(zhǔn)相符合，如圖6所示。
圖7提供了從本文所描述的去殼工序生成的亞麻籽殼皮中提取的SDG的高效液相色譜層析圖(a)和質(zhì)譜圖(b)。
木酚素片。按照本發(fā)明提供的工藝，用富含木酚素的亞麻籽成分作為原料制成的藥片的配制方式如下。用攪拌機(jī)將60克富含木酚素的成分與22.2克玉米淀粉和17.4克熏硅(fumed silica)以及0.4克硬脂酸鎂混合在一起。然后將一小部分混合粉末送入一個(gè)直徑為13毫米的SPECACTM IR壓槽(英國制造)中，用五噸壓力將壓槽中的粉末壓成藥片?？梢愿鶕?jù)需要調(diào)整藥片的厚度和重量。
用亞麻膠配制的化妝品和個(gè)人護(hù)理用品。下面舉例說明用亞麻膠配制化妝品和個(gè)人護(hù)理用品的方法。按照本發(fā)明提供的工藝提取的亞麻膠可用于配制一種獨(dú)具特性的潤膚洗浴液。下面的表2列出了配制過程中應(yīng)用的各種成分
表2含有亞麻膠的配方*相 成分百分比(按重量計(jì)算)A1 去離子水59.225A2 亞麻膠 0.20A3 Laurauride DEA 5.00A4 Sodium Laureth Sulfatae硫酸酯鈉鹽 30.00A5 丙二醇(和/或)Diazotidinyl Urea(和/或) 1.00尼泊金甲酯(和/或)尼泊金丙酯B6 去離子水1.00B7 檸檬酸 0.075C8 去離子水2.00C9 氯化鈉 1.20D10 芳香劑 0.300*成分清單采用《國際化妝品成分詞典》(INCI)中使用的名稱相A中的各種成分是在室溫條件下用攪拌方式依次加入。相B中的各種成分是預(yù)先混合在一起放入一個(gè)容器中溶解后，再加入相A的成分中去。相C的各種成分也是先混合在一起溶解，然后在將AB混合之前加入相AB中。然后再對混合在一起的相ABC進(jìn)行攪拌，此時(shí)還可以加入適當(dāng)?shù)南懔?。配制成的洗浴液是清亮的，而且泡沫性能良好，使用之后皮膚會(huì)感到很滋潤。
食品配方低脂亞麻籽松糕。下面是低脂亞麻籽松糕的配制方法。表3列出了該配方所需的各種干成分。
表3所列的所有成分都要用攪拌機(jī)攪拌均勻。這種混合粉可作為制作松糕的干混合粉。制作18個(gè)大小適中的松糕需要一個(gè)雞蛋、1000ml水和1000ml干混合粉，將以上三種成分混在一起攪拌均勻，然后放入華氏400度的烤爐中烘烤25分鐘。
表3含有亞麻籽仁的低脂肪松糕配方(干成分)成分 用量(ml)事先加工好的面粉*250糖 250麥麩 250亞麻籽仁 50發(fā)酵粉(baking powder) 15小蘇打(baking soda)8*將小麥面粉放在溫度為250～275°F的烤爐中烘烤兩小時(shí)，碾碎后使用。
以上所描述的本發(fā)明的實(shí)施例只是作為舉例參考。本領(lǐng)域技術(shù)人員在不違反本文所附的權(quán)利要求范圍內(nèi)，可對各項(xiàng)具體實(shí)施例加以變動(dòng)、修改和調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種亞麻籽殼皮和籽仁連續(xù)分離工序，包括以下步驟(a)對所述亞麻籽進(jìn)行干燥處理，使其水分含量降到大約0.5％至3.0％；(b)連續(xù)不斷地將所述干燥亞麻籽送入裝有粗磨旋轉(zhuǎn)器的分離倉；(c)以適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)速度使所述干燥亞麻籽通過所述粗磨旋轉(zhuǎn)器，以便通過充分摩擦使所述亞麻籽去殼，生成殼皮和籽仁兩部分；以及(d)將所述殼皮和籽仁分開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工序，其中所述亞麻籽流動(dòng)速度是以向所述分離倉內(nèi)送入氣流的方式進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工序，其中所述送入分離倉的氣流是沿與所述亞麻籽流動(dòng)方向相反的方向，或者是沿垂直方向，或者是一種無固定方向的混動(dòng)氣流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工序，其中所述亞麻籽流動(dòng)速度是通過在亞麻籽進(jìn)入加工倉的同時(shí)把亞麻籽殼皮或一種輕質(zhì)材料混入亞麻籽的方式進(jìn)行控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工序，其中所述亞麻籽以每分鐘250克左右的最低速度通過所述分離倉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工序，其中采用特定重力式分離器分離所述亞麻籽殼皮和籽仁。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工序，其中采用空氣分離器或篩網(wǎng)分離所述亞麻籽殼皮和籽仁。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工序，其中所述分離倉包括一個(gè)裝在所述粗磨旋轉(zhuǎn)器周圍的篩網(wǎng)，以便對所述分離倉中的去殼亞麻籽進(jìn)行篩選。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的工序，其中所述篩網(wǎng)采用25至50號左右的篩孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的工序，其中所述篩網(wǎng)采用40左右的篩孔。
11.一種亞麻籽殼皮，根據(jù)權(quán)利要求1所述的工序獲得。
12.一種亞麻籽仁，根據(jù)權(quán)利要求1所述的工序獲得。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括一個(gè)獲得亞麻籽細(xì)粉的步驟，這種細(xì)粉包括細(xì)碎殼皮和破碎籽仁的混合物，并且不同于所述殼皮和籽仁。
14.一種亞麻籽粉，根據(jù)權(quán)利要求13所述的工序獲得。
15.一種從亞麻籽殼皮中分別提取不同成分的工序，包括如下步驟(a)對所述亞麻籽進(jìn)行干燥處理，使其水分含量降到大約0.5％至3.0％；(b)連續(xù)不斷地將所述干燥的亞麻籽送入裝有粗磨旋轉(zhuǎn)器的分離倉；(c)以適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)速度使所述干燥亞麻籽通過所述粗磨旋轉(zhuǎn)器，以便通過充分摩擦使所述亞麻籽去殼，生成殼皮和籽仁兩部分；(d)將所述殼皮和籽仁分開；(e)從所述殼皮中提取出亞麻膠和亞麻油，生成亞麻膠、亞麻籽殼皮油以及富含木酚素的亞麻籽成分。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的工序，其中所述提取殼皮成分的步驟包括先用水提取亞麻膠，形成一個(gè)含膠量高和一個(gè)含膠量低的殼皮部分；再用己烷從含膠量低的殼皮部分提取油，生成亞麻籽殼皮油和富含木酚素的亞麻籽成分。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的工序，其中所述提取殼皮成分的步驟包括先用己烷提取亞麻油，形成一個(gè)含油量高和一個(gè)含油量低的殼皮部分；再用水從含油量低的殼皮部分提取亞麻膠，生成含膠量高的殼皮部分和富含木酚素的亞麻籽成分。
18.一種富含木酚素的亞麻籽成分，根據(jù)權(quán)利要求15所述的工序獲得。
19.一種富含木酚素的殼皮成分，根據(jù)權(quán)利要求15所述的工序制成，其中所含的木酚素相當(dāng)于亞麻籽所含的木酚素的2到10倍。
20.一種包含根據(jù)權(quán)利要求15所述的工序制成的富含木酚素成分的產(chǎn)品，所述產(chǎn)品用作飼料、個(gè)人護(hù)理用品或藥效營養(yǎng)品。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的產(chǎn)品，其中所述富含木酚素成分用作治療或預(yù)防癌癥的成分。
22.一種含膠量高的亞麻籽成分，根據(jù)權(quán)利要求15所述方法獲得。
23.一種含有權(quán)利要求22所述的含膠量高的亞麻籽殼皮成分的產(chǎn)品，所述產(chǎn)品用作飼料、個(gè)人護(hù)理用品或藥效營養(yǎng)品。
24.一種亞麻籽殼皮油，根據(jù)權(quán)利要求15所述的工序獲得。
25.一種包含權(quán)利要求24所述的亞麻籽殼皮油的產(chǎn)品，所述產(chǎn)品可用作飼料、個(gè)人護(hù)理用品或藥效營養(yǎng)品。
26.一種用來分離亞麻籽殼皮和籽仁成分的裝置，包括一個(gè)分離倉，以便將干燥的亞麻籽送入其中進(jìn)行加工，所述分離倉上有一個(gè)亞麻籽入口和亞麻籽成分出口；一個(gè)粗磨旋轉(zhuǎn)器，安裝在所述分離倉內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)軸裝在所述分離倉的入口和出口之間，所述粗磨旋轉(zhuǎn)器在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中與所述亞麻籽接觸摩擦，使所述亞麻籽破裂成殼皮和籽仁；一個(gè)篩網(wǎng)，設(shè)置在所述分離倉內(nèi)所述粗磨旋轉(zhuǎn)器的四周，其作用是通過尺寸篩選來分離所述亞麻籽的不同成分；以及一個(gè)流速控制裝置，以便使亞麻籽留在所述分離倉中，直到殼皮和籽仁完全分離為止。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中所述流速控制裝置采用向所述分離倉送入氣流的方式。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，還包括一個(gè)風(fēng)選器，以便在所述亞麻籽破裂之后將其殼皮與籽仁分開。
全文摘要
一種分離亞麻籽成分的連續(xù)加工方式。首先對亞麻籽進(jìn)行干燥處理，使其水分含量降到大約0.5％到3.0％；然后送入裝有粗磨旋轉(zhuǎn)器的分離倉。亞麻籽在通過粗麻旋轉(zhuǎn)器時(shí)與其接觸摩擦，破裂后分成殼皮和籽仁兩部分。分開的殼皮和籽仁可以直接使用，也可以進(jìn)一步加工?？梢詫てみM(jìn)行成分提取，即用水和己烷分別提取亞麻膠和亞麻油。上述兩種提取工序可以任意顛倒先后次序。加工后生成富含木酚素的亞麻籽成分、亞麻膠提取物和亞麻油。這些分離的亞麻籽成分可以用于配制飼料、個(gè)人護(hù)理用品或藥效營養(yǎng)品。
文檔編號B02B1/02GK1604819SQ02825044
公開日2005年4月6日 申請日期2002年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月13日
發(fā)明者崔武衛(wèi), 韓南豐 申請人:加拿大農(nóng)業(yè)及農(nóng)業(yè)食品部