一種連續(xù)相變萃取去除蓖麻粕中蓖麻毒蛋白的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種連續(xù)相變萃取去蓖麻粕中除蓖麻毒蛋白的方法，是將蓖麻粕原料裝入萃取釜中，在萃取溫度45℃~95℃、萃取壓力為0.15Mpa~0.95Mpa的條件下，以130L/h~210L/h的流速流經(jīng)萃取釜，連續(xù)萃取100min~250min，萃取蓖麻粕后，流進解析釜中，解析溫度70℃~95℃，解析壓力-0.15Mpa~-0.05Mpa，萃取劑通過加熱、減壓使萃取劑相變?yōu)闅怏w，再通過即時冷卻，變?yōu)橐后w再流經(jīng)萃取釜，對物料再次脫毒，如此循環(huán)多次，所述萃取劑是指濃度為30~100%的甲醇、乙醇和丁醇。本發(fā)明即具脫毒高效、幾乎無溶劑殘留、時間短的優(yōu)點，而且同時又具有常規(guī)溶劑萃取容積大、批處理量大、生產(chǎn)成本低等特點。
【專利說明】一種連續(xù)相變萃取去除蓖麻粕中蓖麻毒蛋白的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于動物飼料開發(fā)【技術領域】，尤其涉及一種連續(xù)相變萃取去除蓖麻柏中蓖麻毒蛋白的方法。
【背景技術】
[0002]蓖麻(TPicizw1S communis Z.),大戟科蓖麻屬植物，多年生植物,植株高大，多分枝，每年夏末開黃綠色花，果實呈球形，蓖麻籽一般為褐色花紋，內(nèi)有白色種仁。主要種植在印度、巴西和中國等溫帶和熱帶地區(qū)。全球產(chǎn)量正在穩(wěn)步增加，在2011年達到277萬噸，印度、巴西和中國就占總產(chǎn)量的80%以上，中國每年產(chǎn)量大約為20萬噸。蓖麻的經(jīng)濟價值很高，蓖麻籽含油量一般為46%~56%，蓖麻油一直在醫(yī)藥和工業(yè)應用中作為潤滑劑或涂布劑或者作為塑料制品的一個組成部分。此外，它又作為生物柴油燃料。蓖麻油性質(zhì)獨特，含有超過85%的蓖麻油酸-12-羥基十八烯酸甘油酯，還含有八種脂肪酸，是一種難得的可再生的化工原料。
[0003]蓖麻籽萃取油后剩下的殘渣為蓖麻柏。蓖麻柏中含有豐富的蛋白質(zhì)，含量為34~40%。蓖麻蛋白中有60%的球蛋白，20%的谷蛋白，16%的清蛋白，不含或含少量動物難以吸收的醇溶蛋白。所以，動物可消化吸收絕大多數(shù)的蓖麻蛋白。它的氨基酸組成包括:甘氨酸，纈氨酸，亮氨酸，異亮氨酸，苯丙氨酸，色氨酸，蘇氨酸，脯氨酸，蛋氨酸，精氨酸，組氨酸，賴氨酸，天冬氨酸，谷氨酸，絲氨酸。蓖麻毒蛋白中精氨酸、天冬氨酸、絲氨酸和谷氨酸的含量較多。
[0004]蓖麻毒蛋白是四種毒素中最致命的毒`素，據(jù)估計其含量為1%~5 %。蓖麻毒素是由全毒素、毒類素和凝集素三種物質(zhì)組成的蛋白質(zhì)，能有效抑制細胞蛋白質(zhì)合成。目前已被發(fā)現(xiàn)有數(shù)種類型，主要有BI型、Tb型、Cl型和D型等，其中D型毒性最強。毒蛋白為白色粉末狀或結晶形固體，不溶于乙醇、乙醚等有機溶劑，溶于酸性稀釋液或鹽類溶液，在飽和硫酸銨溶液中能沉淀析出，等電點為6.0~8.0不等，在濕熱中容易變性，但是干熱時變性很小。蓖麻毒蛋白屬于二型核糖體失活蛋白，由兩條不同的多肽鏈即RTA和RTB鏈，兩者通過二硫鍵結合在一起。RTA鏈的分子量為32 kDa，是作為殺死細胞的活性鏈，RTB鏈的分子量為34 kDa，是結合鏈，通過綁定細胞和內(nèi)化毒素而穿過細胞膜。蓖麻毒素的毒性主要因為它屬于強致敏原，可引起嚴重鼻炎、蕁麻疹和過敏性休克，人若口服其致死量為0.15 g-0.2g，若靜脈注射其致死量為20 mg ο
[0005]目前，蓖麻柏的脫毒工藝主要為高壓高溫、酸堿處理和微生物發(fā)酵等方法，傳統(tǒng)工藝雖然對毒素有一定的去除率，但是高溫高壓對氨基酸容易造成過度破壞和影響適口性等，酸堿處理造成營養(yǎng)成分流失嚴重，微生物發(fā)酵脫毒時間過長等。
[0006]低溫連續(xù)相變萃取去除蓖麻柏中蓖麻毒蛋白是近年來發(fā)展起來的新型脫毒技術。它是指萃取劑在低于壓力0.95Mpa和溫度95°C條件下經(jīng)過萃取釜對物料進行脫毒后，在解析釜中相變?yōu)闅怏w，其中萃取到的物質(zhì)落放入解析釜，解析后的氣體再經(jīng)過冷卻成液體，對物料進行反復脫毒的過程。與傳統(tǒng)的脫毒工藝相比，連續(xù)相變萃取本發(fā)明即具脫毒高效、幾乎無溶劑殘留、時間短的優(yōu)點，而且同時又具有常規(guī)溶劑萃取容積大、批處理量大、生產(chǎn)成本低等特點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種去除率高、適口性好、時間短、環(huán)保、成本低，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的連續(xù)相變萃取去除蓖麻柏中蓖麻毒蛋白的方法。
[0008]為解決上述問題，本發(fā)明所述一種連續(xù)相變萃取去除蓖麻柏中蓖麻毒蛋白的方法包括以下步驟:
(1)將蓖麻籽用低溫連續(xù)相變萃取后去除蓖麻油，使油含量<3%，得蓖麻柏原料；
(2)將蓖麻柏原料裝入萃取釜中，在萃取溫度45°C~95 °C、萃取壓力為0.15Mpa^0.95Mpa的條件下，以130L/tT210L/h的流速流經(jīng)萃取釜，連續(xù)萃取100mirT250min，萃取蓖麻柏后，流進解析釜中，解析溫度70°C~95 V，解析壓力-0.15Mpa^-0.05Mpa，萃取劑通過加熱、減壓使萃取劑相變?yōu)闅怏w，再通過即時冷卻，變?yōu)橐后w再流經(jīng)萃取釜，對物料再次脫毒，如此循環(huán)多次。所述萃取劑是指濃度為30-100%的甲醇、乙醇和丁醇。
[0009]本發(fā)明整個脫毒過程中，萃取劑的由液態(tài)到氣態(tài)再到液態(tài)的相變過程是即時、連續(xù)的，萃取劑是進行連續(xù)相變，循環(huán)使用的，萃取劑將蓖麻毒蛋白帶至解析釜中，達到脫毒的效果。
[0010]所述萃取劑為濃度100%的甲醇，萃取條件為:萃取溫度95°C，萃取壓力為0.15Mpa，連續(xù)萃取180min，流量200L/h，解析溫度75°C，解析壓力-0.1OMpa0
[0011]所述萃取劑為濃度90%的甲醇，萃取條件為:萃取溫度45°C，萃取壓力為0.35Mpa，連續(xù)萃取210min，流量210`L/h，解析溫度85°C，解析壓力-0.05Mpa。
[0012]所述萃取劑為濃度30%的甲醇，萃取條件為:萃取溫度75°C，萃取壓力為0.95Mpa，連續(xù)萃取180min，流量130L/h，解析溫度95°C，解析壓力-0.09Mpa。
[0013]所述萃取劑為濃度100%的乙醇，萃取條件為:萃取溫度95 °C,萃取壓力為
0.15Mpa，連續(xù)萃取lOOmin，流量170L/h，解析溫度75°C，解析壓力-0.09Mpa。
[0014]所述萃取劑為濃度90%的乙醇，萃取條件為:萃取溫度85°C，萃取壓力為0.30Mpa，連續(xù)萃取150min，流量180L/h，解析溫度85°C，解析壓力-0.06Mpa。
[0015]所述萃取劑為濃度80%的乙醇，萃取條件為:萃取溫度75°C，萃取壓力為0.60Mpa，連續(xù)萃取160min，流量200L/h，解析溫度95°C，解析壓力-0.07Mpa。
[0016]所述萃取劑為濃度100%的丁醇，萃取條件為:萃取溫度80°C，萃取壓力為
0.60Mpa，連續(xù)萃取250min，流量190L/h，解析溫度70°C，解析壓力-0.15Mpa。
[0017]本發(fā)明所采用的連續(xù)相變萃取去除蓖麻柏中蓖麻毒蛋白是近年來發(fā)展起來的新型脫毒技術。它是指萃取劑在低于壓力0.95Mpa和溫度95°C條件下經(jīng)過萃取釜對物料進行脫毒后，在解析釜中相變?yōu)闅怏w，其中萃取到的物質(zhì)落放入解析釜，解析后的氣體再經(jīng)過冷卻成液體，對物料進行反復脫毒的過程，可連續(xù)多次對物料進行高效脫毒。與傳統(tǒng)的脫毒工藝相比，連續(xù)相變萃取本發(fā)明即具脫毒高效、幾乎無溶劑殘留、時間短的優(yōu)點，而且同時又具有常規(guī)溶劑萃取容積大、批處理量大、生產(chǎn)成本低等特點。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點: 1、由于本發(fā)明采用我國資源豐富，長期做為肥料的蓖麻柏為原料，因此，有效地提高綜合利用效率，解決蛋白飼料緊急缺口的一大問題。
[0019]2、本發(fā)明采用連續(xù)相變萃取技術，不僅有效地降低了生產(chǎn)成本，縮短了脫毒時間，減少了工藝過程中溶劑消耗量及能耗，而且工藝流程簡單、可操作性強，脫毒效率高，環(huán)保、無污染，完全性和重復性好，可實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化連續(xù)性生產(chǎn)。
[0020]3、由于整個脫毒過程在密閉絕氧、低溫低壓的條件下進行，因此，在保證一定去除率的情況下，還能保證營養(yǎng)成分的不流失。
[0021]4、本發(fā)明去除率高，萃取劑可反復回收利用。與常規(guī)方法相比，相同去除率的條件去除時間更短、操作方便、安全，環(huán)保。
[0022]5、本發(fā)明所得的蓖麻柏的綜合指標，如顏色、適口性、毒性等，都要比用其它工藝所得的要好。
[0023]6、一次性處理即可完成脫毒，沒有高溫過程，可達到較高去除率，達到安全水平，無需后續(xù)處理，可直接作為飼料添加劑。
【具體實施方式】
[0024]實施例1 一種連續(xù)相變萃取去除蓖麻柏中蓖麻毒蛋白的方法，包括以下步驟:
(I)將蓖麻籽用低溫連續(xù)相變萃取后去除蓖麻油，使油含量< 3%，得蓖麻柏原料。
[0025](2)稱取處理后的蓖麻柏原料10kg，裝入連續(xù)相變萃取裝置的萃取釜中，通入濃度100%的甲醇，以一定流速流經(jīng)萃取釜，進入解析釜中，在解析釜中相變?yōu)闅怏w，其中萃取到的物質(zhì)落放入解析釜，解析后的溶劑再經(jīng)過冷卻成液體，對物料進行反復脫毒的過程。萃取條件為:萃取溫度95°c，萃取壓力為0.15Mpa，連續(xù)萃取180min，流量200L/h，解析溫度75°C，解析壓力-0.1OMpa0脫毒完畢后，檢測蓖麻柏中蓖麻毒蛋白含量，得蓖麻毒蛋白去除率為91.2%，；經(jīng)動物實驗驗證，脫毒蓖麻柏后屬于實際無毒。
[0026]實施例2 —種連續(xù)相變萃取去除蓖麻柏中蓖麻毒蛋白的方法，包括以下步驟:
(I)將蓖麻籽用連續(xù)相變萃取后去除蓖麻油，使油含量< 3%，得蓖麻柏原料。
[0027](2)稱取處理后的蓖麻柏原料10kg，裝入連續(xù)相變萃取裝置的萃取釜中，通入濃度90%的甲醇，以一定流速流經(jīng)萃取釜，進入解析釜中，在解析釜中相變?yōu)闅怏w，其中萃取到的物質(zhì)落放入解析釜，解析后的溶劑再經(jīng)過冷卻成液體，對物料進行反復脫毒的過程。萃取條件為:萃取溫度45°C，萃取壓力為0.35Mpa，連續(xù)萃取210min，流量210L/h，解析溫度85°C，解析壓力_0.05Mpa。脫毒完畢后，檢測蓖麻柏中蓖麻毒蛋白含量，得蓖麻毒蛋白去除率為
86.4%，；經(jīng)動物實驗驗證，脫毒蓖麻柏后屬于實際無毒。
[0028]實施例3 —種相變萃取蓖麻柏中蓖麻毒蛋白的方法，包括以下步驟:
(I)將蓖麻籽用連續(xù)相變萃取后去除蓖麻油，使油含量< 3%，得蓖麻柏原料。
[0029](2)稱取處理后的蓖麻柏原料10kg，裝入連續(xù)相變萃取裝置的萃取釜中，通入濃度80%的甲醇，以一定流速流經(jīng)萃取釜，進入解析釜中，在解析釜中相變?yōu)闅怏w，其中萃取到的物質(zhì)落放入解析釜，解析后的溶劑再經(jīng)過冷卻成液體，對物料進行反復脫毒的過程。萃取條件為:萃取溫度75°C，壓力為0.95Mpa，連續(xù)萃取180min，流量130L/h，解析溫度95°C，解析壓力-0.09Mpa。脫毒完畢后，檢測蓖麻柏中蓖麻毒蛋白含量，得蓖麻毒蛋白去除率為
81.1%，；經(jīng)動物實驗驗證，脫毒蓖麻柏后屬于實際無毒。[0030]實施例4 一種低溫連續(xù)相變萃取去除蓖麻柏中蓖麻毒蛋白的方法，包括以下步驟:
(I)將蓖麻籽用低溫連續(xù)相變萃取后去除蓖麻油，使油含量< 3%，得蓖麻柏原料。
[0031](2)稱取處理后的蓖麻柏原料10kg，裝入連續(xù)相變萃取裝置的萃取釜中，通入濃度100%的乙醇，以一定流速流經(jīng)萃取釜，進入解析釜中，在解析釜中相變?yōu)闅怏w，其中萃取到的物質(zhì)落放入解析釜，解析后的溶劑再經(jīng)過冷卻成液體，對物料進行反復脫毒的過程。萃取條件為:萃取溫度95°c，萃取壓力為0.15Mpa，連續(xù)萃取lOOmin，流量170L/h，解析溫度75°C，解析壓力-0.09Mpa。脫毒完畢后，檢測蓖麻柏中蓖麻毒蛋白含量，得蓖麻毒蛋白去除率為87.9%，；經(jīng)動物實驗驗證，脫毒蓖麻柏后屬于實際無毒。
[0032]實施例5 —種低溫連續(xù)相變萃取去除蓖麻柏中蓖麻毒蛋白的方法，包括以下步驟:
(I)將蓖麻籽用低溫連續(xù)相變萃取后去除蓖麻油，使油含量< 3%，得蓖麻柏原料。
[0033](2)稱取處理后的蓖麻柏原料10kg，裝入連續(xù)相變萃取裝置的萃取釜中，通入濃度90%的乙醇，以一定流速流經(jīng)萃取釜，進入解析釜中，在解析釜中相變?yōu)闅怏w，其中萃取到的物質(zhì)落放入解析釜，解析后的溶劑再經(jīng)過冷卻成液體，對物料進行反復脫毒的過程。萃取條件為:萃取溫度85°C，萃取壓力為0.30Mpa，連續(xù)萃取150min，流量180L/h，解析溫度85°C，解析壓力_0.06Mpa。脫毒完畢后，檢測蓖麻柏中蓖麻毒蛋白含量，得蓖麻毒蛋白去除率為
87.1%，；經(jīng)動物實驗驗證，脫毒蓖麻柏后屬于實際無毒。
[0034]實施例6 —種低溫連續(xù)相變萃取去除蓖麻柏中蓖麻毒蛋白的方法，包括以下步驟:
(I)將蓖麻籽用低溫連續(xù)相變萃取后去除蓖麻油，使油含量< 3%，得蓖麻柏原料。
[0035](2)稱取處理后的蓖麻柏原料10kg，裝入連續(xù)相變萃取裝置的萃取釜中，通入濃度80%的乙醇，以一定流速流經(jīng)萃取釜，進入解析釜中，在解析釜中相變?yōu)闅怏w，其中萃取到的物質(zhì)落放入解析釜，解析后的溶劑再經(jīng)過冷卻成液體，對物料進行反復脫毒的過程。萃取條件為:萃取溫度75°C，萃取壓力為0.60Mpa，連續(xù)萃取160min，流量200L/h，解析溫度95°C，解析壓力_0.07Mpa。脫毒完畢后，檢測蓖麻柏中蓖麻毒蛋白含量，得蓖麻毒蛋白去除率為
82.1%，；經(jīng)動物實驗驗證，脫毒蓖麻柏后屬于實際無毒。
[0036]實施例7 —種低溫連續(xù)相變萃取去除蓖麻柏中蓖麻毒蛋白的方法，包括以下步驟:
(I)將蓖麻籽用低溫連續(xù)相變萃取后去除蓖麻油，使油含量< 3%，得蓖麻柏原料。
[0037](2)稱取處理后的蓖麻柏原料10kg，裝入連續(xù)相變萃取裝置的萃取釜中，通入濃度100%的丁醇，以一定流速流經(jīng)萃取釜，進入解析釜中，在解析釜中相變?yōu)闅怏w，其中萃取到的物質(zhì)落放入解析釜，解析后的溶劑再經(jīng)過冷卻成液體，對物料進行反復脫毒的過程。萃取條件為:萃取溫度80°c，萃取壓力為0.60Mpa，連續(xù)萃取250min，流量190L/h，解析溫度70°C，解析壓力-0.15Mpa。脫毒完畢后，檢測蓖麻柏中蓖麻毒蛋白含量，得蓖麻毒蛋白去除率為72.1%，；經(jīng)動物實驗驗證，脫毒蓖麻柏后屬于實際無毒。
【權利要求】
1.一種連續(xù)相變萃取去除蓖麻柏中蓖麻毒蛋白的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將蓖麻籽用連續(xù)相變萃取后去除蓖麻油，使油含量<3%，碎得蓖麻柏原料； (2)將蓖麻柏原料裝入萃取釜中，在萃取溫度45°C~95 °C、萃取壓力為0.15Mpa^0.95Mpa的條件下，以130L/tT210L/h的流速流經(jīng)萃取釜，連續(xù)萃取100mirT250min，萃取蓖麻柏后，流進解析釜中，解析溫度70°C~95 V，解析壓力-0.15Mpa^-0.05Mpa，萃取劑通過加熱、減壓使萃取劑相變?yōu)闅怏w，再通過即時冷卻，變?yōu)橐后w再流經(jīng)萃取釜，對物料再次脫毒，如此循環(huán)多次，所述萃取劑是指濃度為30-100%的甲醇、乙醇和丁醇。
2.根據(jù)權利要求1所述的連續(xù)相變萃取去除蓖麻毒蛋白的方法，其特征在于，所述萃取劑為濃度100%的甲醇，萃取條件為:萃取溫度95°C，萃取壓力為0.15Mpa，連續(xù)萃取180min，流量200L/h，解析溫度75°C，解析壓力-0.1OMpa0
3.根據(jù)權利要求1所述的連續(xù)相變萃取去除蓖麻毒蛋白的方法，其特征在于，所述萃取劑為濃度90%的甲醇，萃取條件為:萃取溫度45°C，萃取壓力為0.35Mpa，連續(xù)萃取210min，流量210L/h，解析溫度85°C，解析壓力-0.05Mpa。
4.根據(jù)權利要求1所述的連續(xù)相變萃取去除蓖麻毒蛋白的方法，其特征在于，所述萃取劑為濃度30%的甲醇，萃取條件為:萃取溫度75°C，萃取壓力為0.95Mpa，連續(xù)萃取180min，流量130L/h，解析溫度95°C，解析壓力-0.09Mpa。
5.根據(jù)權利要求1所述的連續(xù)相變萃取去除蓖麻毒蛋白的方法，其特征在于，所述萃取劑為濃度100%的乙醇，萃取條件為:萃取溫度95°C，萃取壓力為0.15Mpa，連續(xù)萃取lOOmin，流量170L/h，解析溫度 75°C，解析壓力-0.09Mpa。
6.根據(jù)權利要求1所述的連續(xù)相變萃取去除蓖麻毒蛋白的方法，其特征在于，所述萃取劑為90%乙醇，萃取條件為:萃取溫度85°C，萃取壓力為0.30Mpa，連續(xù)萃取150min，流量180L/h，解析溫度85°C，解析壓力-0.06Mpa。
7.根據(jù)權利要求1所述的連續(xù)相變萃取去除蓖麻毒蛋白的方法，其特征在于，所述萃取劑為濃度80%的乙醇，萃取條件為:萃取溫度75°C，萃取壓力為0.60Mpa，連續(xù)萃取160min，流量200L/h，解析溫度95°C，解析壓力-0.07Mpa。
8.根據(jù)權利要求1所述的連續(xù)相變萃取去除蓖麻毒蛋白的方法，其特征在于，所述萃取劑為濃度100%的丁醇，萃取條件為:萃取溫度80°C，萃取壓力為0.60Mpa，連續(xù)萃取250min，流量190L/h，解析溫度70°C，解析壓力-0.15Mpa。
【文檔編號】C11B1/10GK103766598SQ201410061563
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月24日 優(yōu)先權日:2014年2月24日
【發(fā)明者】曹庸, 杜潔, 廖明娟, 戴偉杰, 李俊 申請人:曹庸