【背景及概況】[1][2][3]
霍霍巴(Jojoba)是西蒙得木屬(Simmondisa Chinensis)的一種長綠灌木,原產(chǎn)于 美國加利福尼亞州、亞利桑那州中南部、佛羅里達(dá)州、新墨西哥州、得克薩斯州的部分地區(qū)以及墨西哥北部,分布于北緯23°~35°,西經(jīng)108°~117°的范圍內(nèi)?;艋舭涂梢阅?-6~58.3℃的寒暑,在年降水量75~460mm的環(huán)境中均可生長且耐鹽堿?;艋舭褪且?種奇妙的植物,它能在高溫、干旱的沙漠地區(qū)生長,有助于改善和保護(hù)人類生存的環(huán)境。美洲大陸的美國、墨西哥、巴西、巴拉圭、阿根廷等國十分重視發(fā)展這種耐旱固沙的油料植物。目前,該植物已從原產(chǎn)地引種到世界各大洲的20多個國家和地區(qū)。我國從20世紀(jì)70年代后期開始在云南、廣東、福建、貴州、陜西、四川和新疆等十多個地區(qū)進(jìn)行引種,南方沿海地區(qū)霍霍巴的長勢良好,而緯度較高的地區(qū)生長欠佳。
霍霍巴是惟一籽仁中含大量液體蠟的珍奇植物,其種子的平均含油率達(dá)50%以上?;艋舭偷娜~子對生,呈橢圓形,富有韌性,兩面具有光亮的蠟質(zhì)層,能減少葉面水份蒸發(fā),這是為了適應(yīng)沙漠環(huán)境的特征之一。葉子顏色為深綠色,嫩葉由淺綠色至淺藍(lán),有好幾級顏色,受年齡、土壤、水份、空氣、溫度等的影響而變化。其生長高度通常為0.6~3米,最高可達(dá)5米。雌雄異株,但也有雌雄同株的植株,雄花小、無瓣、腋生,花梗較短?;榭偁罨ㄐ?。有10~12個雄蕊?;ň苹ò隊?,夸片寬,呈橢園形,被密柔毛。雌花也無瓣,膠生。一般是單花?;ǖ拈L度為0.5一1厘米。每個子房有3個花粉囊,每囊有1至2個胚珠。5片花警呈梯狀或披針狀。芬片柔軟,被短柔毛。借風(fēng)傳授花粉,橄風(fēng)下傳播距離33米。在原產(chǎn)地花期通常為2-3月,呆實成熟為6月。葫果,長約1.5厘米,開裂,內(nèi)含1~3粒種子。種子呈梯形,頭尖、底平直,重0.2~1.59。果實呈核桃狀、深咖啡有支柱根,根深有時可達(dá)10米左右。
由霍霍巴種子提取的霍霍巴油用途廣泛,主要用于化妝品、藥品、食品、潤滑劑及化工 產(chǎn)品,經(jīng)濟(jì)價值很高。霍霍巴是一種可以在沙漠及其他不可耕的干旱、荒漠化地區(qū)大力 發(fā)展的經(jīng)濟(jì)作物。作為代用油,霍霍巴油只有40%的能量可被人體吸收。但目前,對 于霍霍巴油的安全性還需作進(jìn)一步的研究。
【組成】[1]
霍霍巴油的化學(xué)成分與抹香鯨油十分接近,與普通油脂的三脂肪酸甘油酯結(jié)構(gòu)不同。它是由長鏈單不飽和脂肪酸和脂肪醇組成的線型酯混合物,其脂肪酸部分含有20~ 22個碳原子和一個不飽和雙鍵,這個雙鍵一般不出現(xiàn)在ω-9位置上。霍霍巴油的組分如下表:
【性質(zhì)】[1]
霍霍巴油基本上無臭、無味,呈透明的金黃色,在10℃以上環(huán)境中呈自由流動的 液體狀。常溫下霍霍巴油的黏度在典型植物油范圍內(nèi),精煉之后略有上升,其界面張力(0.0278N/m)略小于玉米油(0.034N/m)。不同國家霍霍巴油部分物化性質(zhì)不同,如下:
【生產(chǎn)工藝】[1]
制取霍霍巴油需對霍霍巴籽作前處理,包括清理除雜、破碎軋片和蒸烘等過程。清理干凈后的霍霍巴籽送入破碎機(jī),以減小其粒度增加其比表面積,并使部分細(xì)胞膜破裂。軋片可在破碎后進(jìn)行,也可不破碎直接軋片。軋片不但對籽的組織起機(jī)械破壞作用,而且能在萃取時縮短溶劑與油脂互相擴(kuò)散的距離,減小籽片對溶劑及油分子擴(kuò)散的內(nèi)部阻力。蒸烘可通過水氣及溫度的作用,提高那些軋片破碎過程未被破壞的細(xì)胞膜的通透性。籽內(nèi)原先被蛋白質(zhì)乳化而未被分散的細(xì)微小油滴,經(jīng)過蒸烘后,蛋白質(zhì)受熱變 性凝固,破壞了乳化狀態(tài),使小油滴聚集更為容易,從籽中分離出的較大的油滴。蒸烘 使水在固體物質(zhì)表面上結(jié)合取代部分油,并產(chǎn)生相當(dāng)大的憎油性,減小了油與籽內(nèi)固體物質(zhì)表面的親和力。這種效應(yīng)可提高壓榨時的出油率。蒸烘的溫度一般為105~120℃, 時間為80~120min,蒸烘后籽的水分控制在2%~5%為佳。用于萃取的籽料,可不必蒸烘。油的提取分離包括壓榨法、溶劑萃取法和超臨界CO2萃取法3種。
1. 壓榨法:工藝簡單,但產(chǎn)油率較低,料渣中殘油量高,一般只能榨出80%~90%的油。
2. 溶劑萃取法:萃取率可達(dá)到97%以上,但由于使用溶劑循環(huán),存在溶劑回收處理、損耗及防污染、防燃、防爆的問題,對設(shè)備要求較高。最有效的溶劑萃取方式是連續(xù)逆流操作法,溶劑的種類和性質(zhì)對萃取的效率有著較大的影響。。萃取溫度對油的得率影響不大,但會影響油的色澤。因此應(yīng)盡量選用低沸點溶劑 (60~90℃), 以免油色加深。萃取時間不一定越長越好,經(jīng)過約120min后得率的提高就很有限。不同溶劑萃取結(jié)果如下:
由壓榨或溶劑萃取得到的粗油含有膠狀物質(zhì)、游離脂肪酸、磷脂、植物醇等雜質(zhì),需通過精煉除去。一般,霍霍巴油只要用蒸汽蒸煮就可達(dá)到水化脫膠、脫酸、脫色和脫臭的目的,無需像其他油脂那樣要通過酸煉、堿煉、水化等工序。精煉溫度應(yīng)控制在 100~150℃,時間為2~4h,可在真空或氮氣保護(hù)下進(jìn)行。
3. 超臨界CO2萃取法:是一種比較先進(jìn)的方法。超臨界流體具有選擇性溶解能力,這種能力與超臨界流體的密度密切相關(guān),較高 密度的超臨界流體具有較大的溶解能力。在臨界區(qū)附近,壓力和溫度的微小變化將引起 流體密度大幅度變化,精確控制操作條件可提高產(chǎn)品純度、增加得率。SCFE利用蒸汽壓和溶解度的差異,兼有萃取和精餾兩種分離作用??刹捎玫某R界氣體有乙烷、乙烯、丙烷、丙烯等,而以CO2最為常用。CO2無毒、不燃、價廉易得,臨界溫度為31.06℃,可在略高于室溫的條件下進(jìn)行萃取。超臨界CO2氣體的高揮發(fā)性使它們很容易從萃取液和料渣中分離出來,只要重新壓縮就可 循環(huán)使用,無需溶劑回收處理設(shè)備,無殘留,制得的霍霍巴油質(zhì)量好,料渣不經(jīng)處理就 可另作它用。超臨界CO2對油的溶解度大,傳質(zhì)速率高,流程簡單,價格便宜,消耗 遠(yuǎn)低于有機(jī)溶劑萃取,運行費用低,而且生產(chǎn)規(guī)模越大,成本越低。缺點是設(shè)備投資大,相平衡比較復(fù)雜;一次萃取得到的溶質(zhì)量少,往往需要多次萃取; 高壓操作,需要質(zhì)量好的壓縮機(jī)和膨脹閥。
萃取工藝分為兩步:①霍霍巴油的萃取,②油與CO2的分離。分離可采用等溫法,即萃取塔與分離器的溫度幾乎相同,通過膨脹閥進(jìn)行減壓分離,由分離器下部取出油,氣體通過壓縮機(jī)循環(huán)返回萃取塔;也可采用等壓法,即在一定的壓力下通過溫度的變化進(jìn)行分離。由分離器下部取出油,氣體經(jīng)冷卻、壓縮返回萃取塔。
【毒理學(xué)分析】[1]
霍霍巴油的安全使用量尚需確定。用含有12%霍霍巴油的飼料喂養(yǎng)小鼠,未出現(xiàn)不良現(xiàn)象。但添加量增至16%時,小鼠生長受到抑制,更高的劑量會出現(xiàn)腹瀉現(xiàn)象,并在幾天之內(nèi)死去?;艋舭陀蜁绊懼苄跃S生素的吸收,當(dāng)添加量達(dá)到24%時會出現(xiàn)泄漏現(xiàn) 象?;艋舭陀偷拇x途徑尚不清楚,雖然有報道說它會引起血清轉(zhuǎn)氨基酶(一種引起肝損傷的酶)活力的上升,但尚沒發(fā)現(xiàn)它對肝、腎、生殖器官和心臟造成任何毒害作用。
【應(yīng)用】[1][3][4]
用作潤膚劑、調(diào)理劑、潤滑劑、保濕劑等??捎糜谧o(hù)發(fā)素、護(hù)膚劑、發(fā)用制品、美容品、香波、剃須劑、皮膚用品、盥洗用品等。
1. 化妝品和護(hù)膚用品
霍霍巴油對人體無害、無刺激、易被皮膚吸收,具有良好的保濕性。將霍稚巴油直接搽抹于皮膚上,能賦予不油膩、光滑、柔軟感.制成頭發(fā)調(diào)理品,能使頭發(fā)有光澤、柔軟和好的梳理性。在化妝品和護(hù)膚美容用品中添加3-10%,制成受歡迎的潤膚膏、剃須膏、香波、頭發(fā)調(diào)理劑、唇膏、指甲油、嬰兒護(hù)膚用品、清潔劑等制品。
2. 藥物
霍霍巴油可用于治療脫發(fā)和頭皮屑,溶解頭皮脂和頭皮上脫落下來的死細(xì)胞,使毛囊暢通,促使表皮細(xì)胞活化,長出新的毛發(fā)。也可用于防止牛皮癬和濕疹所引起的皮膚干裂和剝落??梢砸种破ぶa(chǎn)生和皮膚上微生物的生長,適合治療痊瘡。有助于皮膚擦傷、燒傷和割傷的愈合。可以作為皮膚吸收藥物和注射用藥的載體和藥劑油膏。還用作青霉素生產(chǎn)過程的消泡劑,以減少生產(chǎn)損失,提高得率。
3. 食品
霍霍巴油的化學(xué)成分不同于一般食用油脂,只有40%的熱量可以被人體吸收,能被人體利用的熱量低于脂肪,只與淀粉及蛋白質(zhì)相同,屬于低熱量食品。在烹飪和涼拌菜用油等方面很有前途。
4. 潤滑劑
霍霍巴油不易氧化,不易酸敗,在高溫和壓力下穩(wěn)定性優(yōu)異??勺鳛楦邷貪櫥汀O壓潤滑劑,用于曲軸箱油、引擎?zhèn)鲃右骸C(jī)關(guān)槍潤滑劑、航空油、紡織助劑、軸承油、切削油等等,還可用于降低磨損和因摩擦而引起的溫升.
5. 塑料和合成橡膠助劑
霍霍巴油能與聚乙烯互相混合,提高聚乙烯的韌性和加工性能,降低聚乙烯的熔點。蠟中提取的油脊是合成橡膠、漆、漆布和口香糖的基本原料。
6. 化工原料
液體蠟和加氫后的固體蠟可以作為水果涂料、復(fù)寫紙、船帆、蠟燭的光澤劑,用作地板及車輛的上光蠟。作為制取難以合成的長鏈不飽和脂肪酸和不飽和脂肪醉的起始原料。制備消毒劑、表面活性劑、乳化劑、涂料中間體、硅油消泡劑、皮革柔軟整理劑等等。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 鄭建仙 主編.低能量食品.北京:中國輕工業(yè)出版社.2001.第161-162
[2] 毛新偉. 霍霍巴油的研究與開發(fā)[J]. 中國野生植物資源, 1994 (3): 33-36.
[3] 毛新偉, 毛愛寧. 霍霍巴油的開發(fā)與應(yīng)用[J]. 化工時刊, 1994 (10): 13-16.
[4] 羅希權(quán),羅毅,王澄華等 編.表面活性劑產(chǎn)品手冊.北京:中國輕工業(yè)出版社.1997.