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研究生:李甲彬
研究生(外文):Chia-Pin Lee
論文名稱:超臨界二氧化碳萃取苦茶籽中苦茶油之研究
論文名稱(外文):Study on Extracting Tea-Oil from Bitter Tea Seed by Supercritical Carbon Dioxide
指導教授:曾清桂曾清桂引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:化學工程與材料工程系
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:92
中文關鍵詞:苦茶油油酸超臨界二氧化碳
外文關鍵詞:Tea-oilOleic acidSupercritical CO2
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苦茶油來自苦茶籽萃取得之非乾性油脂,具有獨特之組成及很高的營養價值。不但耐貯藏、色清味香,且富含生育酚及不飽和脂肪酸。其抗氧化性優於大豆油,並可與高級橄欖油媲美。苦茶油可用於高級食用油、調製食品、化妝品和保健用品的製造等。苦茶籽含有大量油脂,油脂成分以油酸(oleic acid)含量最多。油酸可以防止和減輕膽固醇在體內沈積,並能降低人體內低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C,Lowdensity Lipoprotein-Cholesterol)含量,且提高高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C,High density Lipoprotein-Cholesterol)的含量,有效地預防和治療冠心病、高血壓等心血管疾病。因此,苦茶油可說是一種高經濟價值的產品。
本研究使用超臨界二氧化碳萃取技術,取代傳統的壓榨法和溶劑浸出法來進行苦茶油的萃取,以改善壓榨法的低油萃取率及溶劑浸出法所造成的溶劑殘存問題。本研究在壓力為3000~5000 psi,溫度為40~60 ℃的範圍下,進行超臨界二氧化碳萃取苦茶籽中苦茶油,並量測萃取所得的苦茶油酸價及油酸的含量。由實驗結果已得到不同的壓力及溫度下對苦茶油萃取效率有顯著影響,在壓力3000 psi及4000 psi油的萃取率會隨著隨溫度昇高而遞減,在5000 psi下,油的萃取率會隨溫度的昇高而昇高。而最佳萃取條件為壓力5000 psi,溫度333 K,油的萃取效率47.3 %。另外,實驗結果顯示,由本研究中使用超臨界流體二氧化碳萃取得到的苦茶油,不但具有比傳統法得到者更濃郁的香味,而且酸價低,油酸的含量65.9 %。
Tea-oil is a kind of non-drying fats and oils extrated from edible Tea-oil seed with unique and nutrition. It not only stores up enduringly, but also is with clear color and fragrant. Moreover it contains richly tocopherol and the unsaturated fatty acid. Its anti-oxidation surpasses soybean oil, and competes with high-quality olive oil. Tea-oil may use in high-quality cooking oil, modulation food, cosmetics and health care manufacture and so on. Tea-oil seed includes massive fat which main ingredient is oleic acid.Oleic acid may prevent and reduce the cholesterol and low density lipoprotein cholesterol (LDL) stocking in human body. It also enhances the content of high density lipoprotein cholesterol (HDL) and effectively prevent heart and blood vessel diseases such as cardiovascular and hypertension. Therefore, tea-oil is one kind of high economic value product.
This research uses supercritical carbon dioxide extracted technology to substitute traditional squeezing and dissolves soaks methods and extracting tea-oil. Using the new methods can solve solvent residual and low oil rate problem causing by squeezing method. This research uses supercritical carbon dioxide, which pressurer is 3000~5000 psi, temperature between 40~60 ℃, to extract tea-oil from bitter tea seed. Then, we measured its acid value and used HPLC to quantitate oleic acid amount.We acquired a result from the experiment that the result of extracting tea-oil will affect by different pressure and temperature. Namely, under pressure 3000~4000 psi oil's extraction-efficiency will decrease with rising temperature, and under pressure 5000 psi oil's extraction-efficiency will elevate with rising temperature. The best extracting condition is under pressure 5000 psi, with temperature 333 K, oil's extraction-efficiency 47.3 %. Furthermore, the experimental showed that the tea-oil which extract by supercritical fluid carbon dioxide has stronger fragrance than that by traditional mrthods. Moreover the acid value is low, with approximately 65.9 % oleic acid content.
中文摘要 ...................... ⅰ
英文摘要 ...................... ⅲ
誌謝 ...................... ⅴ
目錄 ....................... ⅵ
表目錄 ....................... ⅷ
圖目錄 ....................... ⅹ
一、 前言..................... 1
1.1 研究背景................... 2
1.2 研究動機及方法.................. 2
二、 文獻回顧................... 5
2.1 苦茶油之簡介................. 5
2.1.1 苦茶油之主成分敘述.............. 7
2.1.2 苦茶油成分與氧化安定的關係........... 7
2.1.3 苦茶油在儲存期間品質的變化............ 9
2.2 超臨界流體之簡介............... 23
2.2.1 超臨界流體之發展............... 23
2.2.2 超臨界流體之定義與性質.................. 26
2.2.3 超臨界二氧化碳的萃取機制............... 27
2.2.4 溶質顆粒大小對萃取效率的影響....... 27
2.2.5 超臨界二氧化碳萃取的優點.................. 28
2.2.6 傳統工業製程缺點.................. 29
三、 材料與實驗方法............... 41
3.1 材料.................... 41
3.1.1 苦茶籽................... 41
3.1.2 實驗藥品..................... . 41
3.1.3 實驗設備.................... 41
3.1.4 實驗程序................... 42
3.2 實驗方法................... 42
3.2.1 超臨界流體萃取................... 42
3.2.2 酸價之測定................... 43
3.2.3 以HPLC測苦茶油中油酸(Oleic acid)成分的測定.. 44
四、 結果與討論.................. 47
4.1 苦茶籽含水率的探討.............. 47
4.2 苦茶油品質測試的探討.................. 47
4.3 超臨界二氧化碳萃取苦茶油的探討............. 48
4.3.1 探討溫度對萃取效率的影響.......... 49
4.3.2 探討壓力對萃取效率的影響.......... 50
4.4 苦茶油的油酸分析探討............. 51
4.4.1 探討溫度對苦茶油中油酸含量的影響....... 51
4.4.2 探討壓力對苦茶油中油酸含量的影響....... 52
五、 結論..................... 73
參考文獻 ....................... 75

表目錄
表 1.1 各種油脂的冒煙點............... 3
表 2.1 茶籽原料之一般組成.............. 14
表 2.2 苦茶油油脂之劃分............... 15
表 2.3 苦茶油成分.................. 15
表 2.4 食用油脂肪酸的比例表............. 16
表 2.5 苦茶油和其他植物油之脂肪酸組成....... 17
表 2.6 苦茶油與其他植物油的生育酚組成......... 18
表 2.7 苦茶油和橄欖油之標準活化氧穩定性測驗..... 18
表 2.8 超臨界二氧化碳發展歷史............ 32
表 2.9 70-80 年代超臨界萃取應用在食品上....... 34
表 2.10 超臨界流體的應用.............. 35
表 2.11 超臨界萃取於生物醫學上的應用........ 36
表 2.12 超臨界萃取流體萃取天然植物成分之應用.... 38
表 2.13 一般物質在流體狀態下的物理性質....... 39
表 2.14 各物質之臨界性質.............. 40
表 4.1 苦茶籽粉碎含水的重量............ 53
表 4.2 苦茶籽粉碎含水率.............. 53
表 4.3 超臨界二氧化碳萃取和傳統冷壓榨苦茶油之比較.. 54
表 4.4 溫度及壓力下超臨界二氧化碳萃取苦茶油之數據(1次收集)..................
54
表 4.5 溫度及壓力下超臨界二氧化碳萃取苦茶油之數據(分批收集)..................
55
表 4.6 超臨界萃取與市售苦茶油含油酸的比較表...... 56

圖目錄
頁次
圖 2.1 苦茶籽成長過程................ 13
圖 2.2 螺旋壓榨機之製油流程............. 14
圖 2.3 油脂的結構.................. 19
圖 2.4 苦茶油脂肪酸結構............... 20
圖 2.5 生育酚及其他衍生物之結構........... 21
圖 2.6 光感應的氧化作用............... 22
圖 2.7 超臨界流體區域相圖.............. 30
圖 2.8 超臨界流體密度與壓力關係........... 31
圖 2.9 超臨界二氧化碳的萃取機制............ 31
圖 3.1 超臨界二氧化碳萃取系統........... 46
圖 4.1 苦茶籽粉碎含水量(g)的測定.......... 57
圖 4.2 苦茶籽粉碎的含水率(%)的測定......... 57
圖 4.3 壓力及溫度對實際萃取效率的影響(1次收集)... 58
圖 4.4 3000 psi 下,溫度對萃取效率的影響(1次及分批收集).........................
58
圖 4.5 4000 psi 下,溫度對萃取效率的影響(1次及分批收集).......................
59
圖 4.6 5000 psi 下,溫度對萃取效率的影響(1次及分批收集)...........................
59
圖 4.7 313 K 下,壓力對萃取效率的影響(分批收集).... 60
圖 4.8 323 K 下,壓力對萃取效率的影響(分批收集)..... 60
圖 4.9 333 K 下,壓力對萃取效率的影響(分批收集).... 61

圖 4.10 溶質在不同溫度及壓力的溶解度參數........ 62
圖 4.11 溶質在超臨界狀態的溶解度( T2>T1 )........... 63
圖 4.12 順式油酸的標準曲線圖............... 64
圖 4.13 超臨界萃取與市售苦茶油的油酸含量比較...... 64
圖 4.14 順式油酸(Oleic acid)標準品 HPLC層析圖...... 65
圖 4.15 苦茶油中油酸(Oleic acid)的 HPLC層析圖..... 66
圖 4.16 3000 psi 下,溫度對苦茶油中的油酸含量的影響.. 67
圖 4.17 3000 psi 下,溫度對苦茶油中的油酸含量百分比的影響.....................
67
圖 4.18 4000 psi 下,溫度對苦茶油中的油酸含量的影響.. 68
圖 4.19 4000 psi 下,溫度對苦茶油中的油酸含量百分比的影響.....................
68
圖 4.20 5000 psi 下,溫度對苦茶油中的油酸含量的影響... 69
圖 4.21 5000 psi 下,溫度對苦茶油中的油酸含量百分比的影響.....................
69
圖 4.22 313 K 下,壓力對苦茶油中的油酸含量的影響... 70
圖 4.23 313 K 下,壓力對苦茶油中的油酸含量百分比的影響.. ...................
70
圖 4.24 323 K 下,壓力對苦茶油中的油酸含量的影響... 71
圖 4.25 323 K 下,壓力對苦茶油中的油酸含量百分比的影響......................
71
圖 4.26 333 K 下,壓力對苦茶油中的油酸含量的影響... 72
圖 4.27 333 K 下,壓力對苦茶油中的油酸含量百分比的影響......................
72
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