一種從麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子提取植酸的方法
2023-10-10 16:01:04
專利名稱：一種從麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子提取植酸的方法
技術領域：
本發明涉及一種植酸的提取方法，具體來說是一種從麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子中提取植 酸的方法。
背景技術：
麻瘋樹，又名小桐子、臭油桐、桐油樹、假花生樹等，屬大戟科(Euphorbiaceae)麻瘋 樹屬，是一種抗乾旱耐貧瘠的速生樹種，在保水固土、增加土壤有機質、恢復植被和防止石 漠化等方面具有重要的開發利用價值。麻瘋樹種子含油量在40%-60%之間，主要成分為油酸 (41.3%)、亞油酸(31.4%)和棕櫚酸(19.5%)，是製備生物柴油的理想原料。據專家研究，野 生麻瘋樹幹果平均產量約660kg/畝，可提取加工生物柴油180-270 kg，該生物柴油適用於各 種柴油發動機，其燃點、凝固點、含硫量、 一氧化碳排放量、顆粒等關鍵指標均優於國內O #柴油，達到目前歐洲的二號柴油標準。許多報導也證實了用麻瘋樹果油脂生產的生物柴油 具備燃燒性能好、閃點高、汙染小等優點，可以代替傳統石化柴油，成為一種新的清潔能源 。以麻瘋樹果生產生物柴油是緩解石油枯竭的有效途徑之一，目前已經成為研究生產生物柴 油的一個活躍方向，相關的項目也得到國家發改委和各地方政府的大力支持。
伴隨著麻瘋樹的廣泛種植和生物柴油的批量生產，麻瘋樹果提油後將會產生大量的麻瘋 樹餅粕。麻瘋樹種子經過機械壓搾後，可以得到麻瘋樹種子油，剩下的就是麻瘋樹餅粕，其 生產過程跟菜籽提油一樣。據相關部門估計，中國未來麻瘋樹的種植面積至少在3000萬畝以 上，按每畝每年可產生650kg乾果，每公斤乾果含有0.4kg油脂計算，每年會產生1170萬噸提 油後的麻瘋樹餅粕。許多研究證實餅粕中含有較多的蛋白質(粗蛋白為18-32%，不同來源的 樹種含量不同)，是重要的植物蛋白原料來源，此外餅粕還富含蘇氨酸、纈氨酸、亮氨酸等 多種必需胺基酸，具有較高的營養價值。然而麻瘋樹餅粕含有少量的毒性物質，且蛋白質往 往與脂類等物質結合，因而限制了餅粕的利用。如果將餅粕直接排放，不僅會造成資源的極 大浪費，而且麻瘋樹餅粕中氮和磷的大量釋放會汙染周圍的環境。因此，如何利用好麻瘋樹 餅粕或麻瘋樹種子是一個急需解決的問題。
植酸又名肌醇六磷酸酯、環已六醇六磷酯，是肌醇磷酸酯的混合物。植酸主要以鈣鎂鹽 的形式廣泛存在於穀物、豆類以及油料種子中，植酸鈣鎂鹽俗稱菲丁， 一般含量較低。由於 植酸具有保健食品、延緩油脂氧化、促進人體新陳代謝、降低血脂、抑制膽固醇的生成等作用，被廣泛應用於食品、醫療、日用化工、冶金及金屬加工、化學、石油及輕紡工業等領域
目前，植酸的生產方法有化學合成、生物合成、溶劑萃取法、沉澱法和離子交換法。化 學合成法以肌醇和P205為原料製備植酸，但無工業意義。生物合成法是藉助現代生物技術， 通過微生物發酵法製備植酸。溶劑萃取法、沉澱法和離子交換法主要以穀物、豆類以及油料 種子為原料，通過各種分離純化技術，將植物種子中的植酸提取出來。由於各種植物種子中 植酸含量存在較大差異，所以植酸的提取得率也有很大差異。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種從麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子提取植酸的方法，本 發明工藝簡單，條件溫和，能耗要求低，符合環保要求，是提油後的麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種 子綜合利用的綠色工藝。
為了解決上述問題，本發明提供了如下方法
該方法以提油後的麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子為原料提取植酸。
具體步驟如下1)將提油後的麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子用粉碎機磨碎，顆粒為10-100
目；
2) 將體積百分比濃度為1-10%的稀酸溶液與麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子按體積比5-25:1的 比例混合，在攪拌或振蕩條件下浸提O. 5-2h;
3) 將上述的稀酸和麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子的混合液過濾或離心，收集濾液；
4) 將步驟3)中收集得到的濾液在攪拌條件下添加質量百分比濃度為10-30%的鹼溶液， 調節pH 6-8，中和反應20-60min，然後停止攪拌，靜置l-5h後過濾，收集植酸鈉沉澱；
5) 向上述收集到的植酸鈉沉澱中再加入稀酸溶液，調pH l-3進行酸溶解，使植酸鈉沉 澱形成植酸溶液；
6) 將步驟5)中的植酸溶液依次用陰離子樹脂和陽離子樹脂各離子交換5-10min，除去殘 存的陰離子和陽離子，雜陰離子主要為C1—、 S042—等，雜陽離子主要為K+、 Ca2+、 Mg2+、 Na+等
7) 然後將脫色劑加入到上述溶液中進行脫色；將脫色後的溶液離心，得到植酸溶液；
8) 將脫色後的溶液直接加熱濃縮，得到質量百分比濃度為50-60%的植酸濃縮液。 所述稀酸為稀鹽酸、稀硫酸、稀磷酸或稀醋酸等；其中稀鹽酸和稀硫酸等強酸效果較好
，稀磷酸或稀醋酸等效果一般；所述鹼溶液為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液等；
所述的陰離子樹脂為強鹼性陰離子樹脂，如717陰離子樹脂等，陰離子交換時用O. 5-1.0 mol/L的氯化鈉溶液洗脫，將植酸置換下來；
所述的陽離子樹脂為強酸性陽離子樹脂，如732陽離子樹脂等；陽離子交換時不用洗脫 齊IJ，因為離子交換過程中主要將K+、 Ca2+、 Mg2+、 Na+等雜離子吸附在樹脂上，植酸不會被吸 附，從而達到除雜目的；
所述脫色劑是活性炭、聚合氯化鋁或其它帶強正電荷的有機高分子聚合物。
按質量百分比，所述加入脫色劑的量是植酸溶液量的O. 1%-0. 5%;
脫色時植酸溶液溫度控制在50-80瘵，脫色時間為30-60 min。
與現有技術相比，本發明具有如下的優點
1) 本發明植酸提取率大於80%，植酸收得率高達8-9%，植酸雜質較少，所得植酸為高達 50-60%的濃縮液。
2) 本發明工藝簡單，對設備要求低，條件溫和，能耗要求低，易於投產；符合環保要 求，是麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子綜合利用的綠色工藝。
3) 酸提取後，殘渣中的粗蛋白含量進一步濃縮和提高，達到25-30%;粗蛋白體外消化 率高達43. 57%，比未提取植酸餅粕的粗蛋白體外消化率提高了150%左右。
圖l是本發明的方法流程圖。
具體實施方式
實施例l:本發明從麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子提取植酸的方法，以提油後的麻瘋樹餅粕 或麻瘋樹種子為原料提取植酸。其中提油後的麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子主要是貴州興義黔西 南康達生物能源技術有限公司提供。
如圖l流程圖所示，從麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子中提取植酸的方法包括如下步驟
1) 麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子預處理將提油後的麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子用粉碎機磨碎 ，顆粒達到30-50目；
2) 稀鹽酸浸泡先配製體積百分比濃度為1-2%的稀鹽酸溶液，然後將稀鹽酸與麻瘋樹餅
粕或麻瘋樹種子按體積10: l的比例混合，在攪拌或振蕩條件下浸提2h;
3) 固液分離將步驟2)中的稀鹽酸和麻瘋樹餅粕混合液用120目紗布過濾，去除濾渣並
收集濾液。
4) 酸鹼中和將步驟3)收集得到的濾液在攪拌條件下與質量百分比濃度為20%氫氧化鈉溶液充分混合，在pH 7左右進行中和反應30min，然後停止攪拌，混合液靜置2h後再進行過 濾，棄去濾液，收集植酸鈉沉澱；
5) 酸化往步驟4)收集到的植酸鈉沉澱中加入與步驟2)相同的稀鹽酸溶液，調pH1.5左 右進行酸溶解，使植酸鈉沉澱形成植酸水溶液；
6) 離子交換除雜離子將步驟5)中的植酸水溶液先用717陰離子樹脂離子交換5分鐘，用 0.5-1.0 mol/L的氯化鈉溶液洗脫，將植酸置換下來，主要除去其中的C1—、 S042—等雜陰離子 ;然後再用732陽離子樹脂離子交換5分鐘，陽離子交換時不用洗脫劑，因為離子交換過程中 主要將K+、 Ca2+、 Mg2+、 Na+等雜離子吸附在樹脂上，植酸不會被吸附，從而達到除雜目的；
7) 脫色按質量百分比計，向植酸溶液中加入其質量O. 2%的活性炭進行脫色；脫色時溶 液溫度最好控制在70-80 °C，在攪拌的條件下，脫色30min，然後將脫色後的溶液離心，得 到植酸透明液；
S)濃縮將脫色後的溶液直接加熱濃縮，可得濃度為50-60%的植酸濃縮液。因為高濃 度植酸溶液有一定粘度，也不利於進一步濃縮，而且市場上工業化植酸產品濃度一般均為 60%左右，所以本發明只需濃縮至50-60%即可。
實施例2:本發明從麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子提取植酸的方法，以提油後的麻瘋樹餅粕 或麻瘋樹種子為原料提取植酸。其中提油後的麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子主要是貴州興義黔西 南康達生物能源技術有限公司提供。
如圖l流程圖所示，從麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子中提取植酸的方法包括如下步驟
1) 麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子預處理將提油後的麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子用粉碎機磨碎 ，顆粒達到30-50目；
2) 稀硫酸浸泡先配製體積百分比濃度為1-2%的稀硫酸溶液，然後將稀硫酸與麻瘋樹餅
粕或麻瘋樹種子按體積8: l的比例混合，在攪拌或振蕩條件下浸提lh;
3) 固液分離將步驟2)中的稀硫酸和麻瘋樹餅粕混合液用120目紗布過濾，去除濾渣並
收集濾液。
4) 酸鹼中和將步驟3)收集得到的濾液在攪拌條件下與質量百分比濃度為25%氫氧化鉀 溶液充分混合，在pH 7左右進行中和反應30min，然後停止攪拌，混合液靜置2h後再進行過 濾，棄去濾液，收集植酸鈉沉澱；
5) 酸化往步驟4)收集到的植酸鈉沉澱中加入與步驟2)相同的稀硫酸溶液，調pH1.5左 右進行酸溶解，使植酸鈉沉澱形成植酸水溶液；
6) 離子交換除雜離子將步驟5)中的植酸水溶液先用717陰離子樹脂離子交換5分鐘，用0.5-1.0 mol/L的氯化鈉溶液洗脫，將植酸置換下來，主要除去其中的C1—、 S04」—等雜陰離子 ;然後再用732陽離子樹脂離子交換5分鐘，陽離子交換時不用洗脫劑，因為離子交換過程中 主要將C^+、 Mg2+、 Na+、 K+等雜離子吸附在樹脂上，植酸不會被吸附，從而達到除雜目的；
7)脫色按質量百分比3，向植酸溶液中加入其質量O. 2%的活性炭進行脫色；脫色時溶 液溫度最好控制在70-8(TC，在攪拌的條件下，脫色60 min，然後將脫色後的溶液離心，得 到植酸透明液；
S)濃縮將脫色後的溶液直接加熱濃縮，可得濃度為50-60%的植酸濃縮液。因為高濃 度植酸溶液有一定粘度，也不利於進一步濃縮，而且市場上工業化植酸產品濃度一般均為 60%左右，所以本發明只需濃縮至50-60%即可。
通過本發明實施，麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子中植酸提取率大於80%，植酸收得率高達 8-9%，所得植酸為高達50-60%的濃縮液。植酸提取後，殘渣中的粗蛋白含量進一步濃縮和提 高，達到25-30%;粗蛋白體外消化率高達43.57%，比未提取植酸餅粕的粗蛋白體外消化率提 高了150%左右。
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權利要求
1.一種從麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子提取植酸的方法，其特徵在於該方法以提油後的麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子為原料提取植酸。
2.根據權利要求l所述的從麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子提取植酸的方法 ，包括如下步驟1) 將提油後的麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子磨碎，顆粒為10-100目；2) 將體積百分比濃度為1-10%的稀酸溶液與粉碎後的麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子按體積 比5-25:l的比例混合，在攪拌或振蕩條件下浸提O. 5-2h;3) 將上述的稀酸和麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子的混合液過濾或離心，收集濾液；4) 將步驟(3)中收集得到的濾液在攪拌條件下添加質量百分比濃度為10-30%的鹼溶液， 調節pH 6-8，中和反應20-60min，然後停止攪拌，靜置l-5h後過濾，收集植酸鈉沉澱；5) 向上述收集到的植酸鈉沉澱中再加入稀酸溶液，調pH l-3進行酸溶解，使植酸鈉沉 澱形成植酸溶液；6) 將步驟5)中的植酸溶液依次用陰離子樹脂和陽離子樹脂各離子交換5-10min;7) 然後將脫色劑加入到上述離子交換後的植酸溶液中進行脫色；將脫色後的溶液離心 ，得到透明的植酸溶液；8) 將脫色後的溶液直接加熱濃縮，得到質量百分比濃度為50-60%的植酸濃縮液。
3.根據權利要求2所述的從麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子提取植酸的方法 ，其特徵在於所述稀酸為稀鹽酸、稀硫酸、稀磷酸或稀醋酸。
4.根據權利要求2所述的從麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子提取植酸的方法 ，其特徵在於所述鹼溶液為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。
5.根據權利要求2所述的從麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子提取植酸的方法 ，其特徵在於所述的陰離子樹脂為強鹼性陰離子樹脂。
6.根據權利要求2所述的從麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子提取植酸的方法，其特徵在於所述的陽離子樹脂為強酸性陽離子樹脂。
7 根據權利要求2所述的從麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子提取植酸的方法 ，其特徵在於所述脫色劑是活性炭、聚合氯化鋁或其它帶強正電荷的有機高分子聚合物。
8 根據權利要求2或7所述的從麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子提取植酸的 方法，其特徵在於按質量百分比計，所述加入脫色劑的量是植酸溶液量的O. 1%-0. 5%。
9 根據權利要求2或7所述的從麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子提取植酸的 方法，其特徵在於脫色時植酸溶液溫度控制在50-80瘵，脫色時間為30-60 min。
全文摘要
本發明公開了一種從麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子提取植酸的方法，以提油後的麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子為原料，經過稀酸浸提、除雜、鹼中和、酸解、離子交換、脫色、濃縮獲得植酸成品。本發明在提取植酸的同時還能製備出飼用蛋白，且產品得率高，純度較好。植酸提取率大於80％，植酸收得率高達8-9％，所得植酸為高達50-60％的濃縮液。植酸提取後，殘渣中的粗蛋白含量進一步濃縮和提高，達到25-30％；粗蛋白體外消化率高達43.57％，比未提取植酸餅粕的粗蛋白體外消化率提高了150％左右。本發明工藝簡單，條件溫和，能耗要求低，符合環保要求，是麻瘋樹餅粕或麻瘋樹種子綜合利用的綠色工藝。
文檔編號C07F9/117GK101624399SQ20091030549
公開日2010年1月13日 申請日期2009年8月11日 優先權日2009年8月11日
發明者吳遠根, 宋金豔, 張光舉, 嘯 王, 王廣莉, 詹深山, 邱樹毅 申請人:貴州大學