霍霍巴油
发布日期:2019/11/2 13:16:10
【背景及概况】[1][2][3]
霍霍巴(Jojoba)是西蒙得木属(Simmondisa Chinensis)的一种长绿灌木,原产于 美国加利福尼亚州、亚利桑那州中南部、佛罗里达州、新墨西哥州、得克萨斯州的部分地区以及墨西哥北部,分布于北纬23°~35°,西经108°~117°的范围内。霍霍巴可以耐 -6~58.3℃的寒暑,在年降水量75~460mm的环境中均可生长且耐盐碱。霍霍巴是一 种奇妙的植物,它能在高温、干旱的沙漠地区生长,有助于改善和保护人类生存的环境。美洲大陆的美国、墨西哥、巴西、巴拉圭、阿根廷等国十分重视发展这种耐旱固沙的油料植物。目前,该植物已从原产地引种到世界各大洲的20多个国家和地区。我国从20世纪70年代后期开始在云南、广东、福建、贵州、陕西、四川和新疆等十多个地区进行引种,南方沿海地区霍霍巴的长势良好,而纬度较高的地区生长欠佳。
霍霍巴是惟一籽仁中含大量液体蜡的珍奇植物,其种子的平均含油率达50%以上。霍霍巴的叶子对生,呈椭圆形,富有韧性,两面具有光亮的蜡质层,能减少叶面水份蒸发,这是为了适应沙漠环境的特征之一。叶子颜色为深绿色,嫩叶由浅绿色至浅蓝,有好几级颜色,受年龄、土壤、水份、空气、温度等的影响而变化。其生长高度通常为0.6~3米,最高可达5米。雌雄异株,但也有雌雄同株的植株,雄花小、无瓣、腋生,花梗较短。花为总状花序。有10~12个雄蕊。花警似花瓣状,夸片宽,呈椭园形,被密柔毛。雌花也无瓣,胶生。一般是单花。花的长度为0.5一1厘米。每个子房有3个花粉囊,每囊有1至2个胚珠。5片花警呈梯状或披针状。芬片柔软,被短柔毛。借风传授花粉,橄风下传播距离33米。在原产地花期通常为2-3月,呆实成熟为6月。葫果,长约1.5厘米,开裂,内含1~3粒种子。种子呈梯形,头尖、底平直,重0.2~1.59。果实呈核桃状、深咖啡有支柱根,根深有时可达10米左右。
由霍霍巴种子提取的霍霍巴油用途广泛,主要用于化妆品、药品、食品、润滑剂及化工 产品,经济价值很高。霍霍巴是一种可以在沙漠及其他不可耕的干旱、荒漠化地区大力 发展的经济作物。作为代用油,霍霍巴油只有40%的能量可被人体吸收。但目前,对 于霍霍巴油的安全性还需作进一步的研究。
【组成】[1]
霍霍巴油的化学成分与抹香鲸油十分接近,与普通油脂的三脂肪酸甘油酯结构不同。它是由长链单不饱和脂肪酸和脂肪醇组成的线型酯混合物,其脂肪酸部分含有20~ 22个碳原子和一个不饱和双键,这个双键一般不出现在ω-9位置上。霍霍巴油的组分如下表:
【性质】[1]
霍霍巴油基本上无臭、无味,呈透明的金黄色,在10℃以上环境中呈自由流动的 液体状。常温下霍霍巴油的黏度在典型植物油范围内,精炼之后略有上升,其界面张力(0.0278N/m)略小于玉米油(0.034N/m)。不同国家霍霍巴油部分物化性质不同,如下:
【生产工艺】[1]
制取霍霍巴油需对霍霍巴籽作前处理,包括清理除杂、破碎轧片和蒸烘等过程。清理干净后的霍霍巴籽送入破碎机,以减小其粒度增加其比表面积,并使部分细胞膜破裂。轧片可在破碎后进行,也可不破碎直接轧片。轧片不但对籽的组织起机械破坏作用,而且能在萃取时缩短溶剂与油脂互相扩散的距离,减小籽片对溶剂及油分子扩散的内部阻力。蒸烘可通过水气及温度的作用,提高那些轧片破碎过程未被破坏的细胞膜的通透性。籽内原先被蛋白质乳化而未被分散的细微小油滴,经过蒸烘后,蛋白质受热变 性凝固,破坏了乳化状态,使小油滴聚集更为容易,从籽中分离出的较大的油滴。蒸烘 使水在固体物质表面上结合取代部分油,并产生相当大的憎油性,减小了油与籽内固体物质表面的亲和力。这种效应可提高压榨时的出油率。蒸烘的温度一般为105~120℃, 时间为80~120min,蒸烘后籽的水分控制在2%~5%为佳。用于萃取的籽料,可不必蒸烘。油的提取分离包括压榨法、溶剂萃取法和超临界CO2萃取法3种。
1. 压榨法:工艺简单,但产油率较低,料渣中残油量高,一般只能榨出80%~90%的油。
2. 溶剂萃取法:萃取率可达到97%以上,但由于使用溶剂循环,存在溶剂回收处理、损耗及防污染、防燃、防爆的问题,对设备要求较高。最有效的溶剂萃取方式是连续逆流操作法,溶剂的种类和性质对萃取的效率有着较大的影响。。萃取温度对油的得率影响不大,但会影响油的色泽。因此应尽量选用低沸点溶剂 (60~90℃), 以免油色加深。萃取时间不一定越长越好,经过约120min后得率的提高就很有限。不同溶剂萃取结果如下:
由压榨或溶剂萃取得到的粗油含有胶状物质、游离脂肪酸、磷脂、植物醇等杂质,需通过精炼除去。一般,霍霍巴油只要用蒸汽蒸煮就可达到水化脱胶、脱酸、脱色和脱臭的目的,无需像其他油脂那样要通过酸炼、碱炼、水化等工序。精炼温度应控制在 100~150℃,时间为2~4h,可在真空或氮气保护下进行。
3. 超临界CO2萃取法:是一种比较先进的方法。超临界流体具有选择性溶解能力,这种能力与超临界流体的密度密切相关,较高 密度的超临界流体具有较大的溶解能力。在临界区附近,压力和温度的微小变化将引起 流体密度大幅度变化,精确控制操作条件可提高产品纯度、增加得率。SCFE利用蒸汽压和溶解度的差异,兼有萃取和精馏两种分离作用。可采用的超临界气体有乙烷、乙烯、丙烷、丙烯等,而以CO2最为常用。CO2无毒、不燃、价廉易得,临界温度为31.06℃,可在略高于室温的条件下进行萃取。超临界CO2气体的高挥发性使它们很容易从萃取液和料渣中分离出来,只要重新压缩就可 循环使用,无需溶剂回收处理设备,无残留,制得的霍霍巴油质量好,料渣不经处理就 可另作它用。超临界CO2对油的溶解度大,传质速率高,流程简单,价格便宜,消耗 远低于有机溶剂萃取,运行费用低,而且生产规模越大,成本越低。缺点是设备投资大,相平衡比较复杂;一次萃取得到的溶质量少,往往需要多次萃取; 高压操作,需要质量好的压缩机和膨胀阀。
萃取工艺分为两步:①霍霍巴油的萃取,②油与CO2的分离。分离可采用等温法,即萃取塔与分离器的温度几乎相同,通过膨胀阀进行减压分离,由分离器下部取出油,气体通过压缩机循环返回萃取塔;也可采用等压法,即在一定的压力下通过温度的变化进行分离。由分离器下部取出油,气体经冷却、压缩返回萃取塔。
【毒理学分析】[1]
霍霍巴油的安全使用量尚需确定。用含有12%霍霍巴油的饲料喂养小鼠,未出现不良现象。但添加量增至16%时,小鼠生长受到抑制,更高的剂量会出现腹泻现象,并在几天之内死去。霍霍巴油会影响脂溶性维生素的吸收,当添加量达到24%时会出现泄漏现 象。霍霍巴油的代谢途径尚不清楚,虽然有报道说它会引起血清转氨基酶(一种引起肝损伤的酶)活力的上升,但尚没发现它对肝、肾、生殖器官和心脏造成任何毒害作用。
【应用】[1][3][4]
用作润肤剂、调理剂、润滑剂、保湿剂等。可用于护发素、护肤剂、发用制品、美容品、香波、剃须剂、皮肤用品、盥洗用品等。
1. 化妆品和护肤用品
霍霍巴油对人体无害、无刺激、易被皮肤吸收,具有良好的保湿性。将霍稚巴油直接搽抹于皮肤上,能赋予不油腻、光滑、柔软感.制成头发调理品,能使头发有光泽、柔软和好的梳理性。在化妆品和护肤美容用品中添加3-10%,制成受欢迎的润肤膏、剃须膏、香波、头发调理剂、唇膏、指甲油、婴儿护肤用品、清洁剂等制品。
2. 药物
霍霍巴油可用于治疗脱发和头皮屑,溶解头皮脂和头皮上脱落下来的死细胞,使毛囊畅通,促使表皮细胞活化,长出新的毛发。也可用于防止牛皮癣和湿疹所引起的皮肤干裂和剥落。可以抑制皮脂产生和皮肤上微生物的生长,适合治疗痊疮。有助于皮肤擦伤、烧伤和割伤的愈合。可以作为皮肤吸收药物和注射用药的载体和药剂油膏。还用作青霉素生产过程的消泡剂,以减少生产损失,提高得率。
3. 食品
霍霍巴油的化学成分不同于一般食用油脂,只有40%的热量可以被人体吸收,能被人体利用的热量低于脂肪,只与淀粉及蛋白质相同,属于低热量食品。在烹饪和凉拌菜用油等方面很有前途。
4. 润滑剂
霍霍巴油不易氧化,不易酸败,在高温和压力下稳定性优异。可作为高温润滑油、极压润滑剂,用于曲轴箱油、引擎传动液、机关枪润滑剂、航空油、纺织助剂、轴承油、切削油等等,还可用于降低磨损和因摩擦而引起的温升.
5. 塑料和合成橡胶助剂
霍霍巴油能与聚乙烯互相混合,提高聚乙烯的韧性和加工性能,降低聚乙烯的熔点。蜡中提取的油脊是合成橡胶、漆、漆布和口香糖的基本原料。
6. 化工原料
液体蜡和加氢后的固体蜡可以作为水果涂料、复写纸、船帆、蜡烛的光泽剂,用作地板及车辆的上光蜡。作为制取难以合成的长链不饱和脂肪酸和不饱和脂肪醉的起始原料。制备消毒剂、表面活性剂、乳化剂、涂料中间体、硅油消泡剂、皮革柔软整理剂等等。
【参考文献】
[1] 郑建仙 主编.低能量食品.北京:中国轻工业出版社.2001.第161-162
[2] 毛新伟. 霍霍巴油的研究与开发[J]. 中国野生植物资源, 1994 (3): 33-36.
[3] 毛新伟, 毛爱宁. 霍霍巴油的开发与应用[J]. 化工时刊, 1994 (10): 13-16.
[4] 罗希权,罗毅,王澄华等 编.表面活性剂产品手册.北京:中国轻工业出版社.1997.