白木通种子油的理化特性及制备生物柴油的研究

摘要

白木通(Akebiatrifoliata)为木通科木通属缠绕木质藤本植物,在中国分布广泛,资源蕴藏量丰富。白木通种子含油率达32.10％,且资源量大,目前尚未有效利用。为评价这一藤本油料植物资源的开发利用潜力,本文开展了白木通种子油的理化特性及制备生物柴油的研究。以白木通种子为实验材料,索氏提取法提取种子油,GC-MS法测定其脂肪酸组成,小白鼠急性、长期毒性实验考查其食用安全性,国标法测定白木通种子油的理化性质,通过碱催化法酯交换反应制备生物柴油,并运用响应面法对白木通种子油制备生物柴油的工艺进行设计和优化。研究结果如下:
　　 (1)白木通种子油中含有5种脂肪酸,其中油酸的含量最高,占43.39%,硬脂酸次之,占29.93%,再次为亚油酸,占23.20%,总不饱和脂肪酸占脂肪酸含量的66.59%,饱和脂肪酸占33.41%。白木通脂肪酸碳链长度范围在C14和C18之间。白木通种子含油量高,其油具有一定的营养价值。
　　 (2)急性毒性试验中,以剂量0.4mL/10g灌胃小白鼠,白木通种子油不产生任何危险症状或死亡。长期毒性实验中,以剂量0.3mL/10g灌胃小白鼠,灌胃白木通种子油的小鼠在脏器指数、各项血液学指标(红细胞计数、白细胞计数、血红蛋白等)及血液生化指标(谷草转氨酶、谷丙转氨酶、总胆固醇和甘油三酯)等方面与对照无显著差异。白木通种子油对小鼠不产生毒性作用。初步评价白木通种子油食用安全,白木通可作为藤本油料作物进行综合开发利用。
　　 (3)白木通种子油的得率、含水量、碘值、酸值、皂化值、过氧化值、凝固点、闪点和冷滤点分别为32.76%,0.36%,67.89g/100g,8.85mgKOH/g,235.03mgKOH/g,47.08mmol/kg-12℃,215℃,-7℃。降酸和除水后,白木通种子油理化性质基本符合转化生物柴油的条件,通过酯交换反应,可进一步制备生物柴油。
　　 (4)运用响应面法设计并优化白木通种子油制备生物柴油的工艺。优化试验条件为:反应时间80min,醇油摩尔比6.7:1,催化剂用量1.3%。所得生物柴油的含水量、含硫量、酸值、甲酯含量分别为0.01mg/kg,0%,0.24mgKOH/g,99.21%。产品的含水量、含硫量、酸值均达到我国柴油机燃料调和用生物柴油的标准(GB/T20828-2007)。甲酯含量达到法国生物柴油的标准。
　　 综上,白木通种子含油率高,食用安全,其理化特性符合制备生物柴油标准,能够制备生物柴油。该研究对于扩展白木通种子油的基础应用,开发新的食用油和替代能源具有积极意义。