CN101058555A - 从大蒜深加工废水中提取大蒜素的方法及用于大蒜素提取的大蒜素吸附树脂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从大蒜深加工废水中提取大蒜素的方法，其特点是采用分子印迹技术，利用大蒜素吸附树脂回收大蒜深加工废水中的大蒜素。该方法实施后能够最大限度的回收大蒜深加工废水中的大蒜素，降低企业生产成本及治污成本。本发明还公开了一种用于大蒜素提取的大蒜素吸附树脂，其特点是以大蒜素作模板分子，以苯乙烯、丙烯酸酯的共混合物为单体，配合适量致孔剂、分散剂、引发剂，经分子印迹聚合物制备方法制得。与现有技术相比，该吸附树脂对大蒜素具有较高选择性的特点，可以广泛地应用于大蒜素的提取分离过程中。
Description
技术领域
本发明涉及从大蒜深加工废水中提取大蒜素的方法及用于大蒜素提取的吸附树脂，属于大蒜素回收提取领域。
背景技术
大蒜以其丰富的应用价值，已被加工成多种保健(食)品。目前，大蒜加工企业对蒜片、蒜米、蒜片等的加工废水，只采取简单的化学处理便加以排放。这不仅造成严重污染，废水中的大量有用物质也被白白浪费掉。
另一方面，现有技术对大蒜素的提取原料还仅限于大蒜蒜米，产品成本高，资源消耗大。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种从大蒜深加工废水中提取大蒜素的方法。
本发明的另外一个技术任务是提供用于大蒜素提取的大蒜素吸附树脂。
本发明提取大蒜素的方法采用分子印迹技术，利用大蒜素吸附树脂从大蒜深加工废水中提取大蒜素等有用物质。
本发明提取大蒜素的方法包括以下步骤：
a、收集大蒜深加工废水，经过滤后送入装有大蒜素吸附树脂的树脂吸附柱进行吸附处理；
b、利用醇水溶液作为洗脱剂对树脂吸附柱进行洗脱处理；
c、收集洗脱液，洗脱液浓缩得大蒜素粗提物。
以上述方法得到的大蒜素粗提物可以进一步浓缩得到浓度不小于75％的医药级大蒜素，优选地浓缩方法为：
大蒜素粗提物在60-85℃下减压蒸馏1.5-3小时后，经无水乙醇萃取，即可得到浓度不小于75％的大蒜素提取物。
所述大蒜素吸附树脂可以以大蒜素作为模板分子，以苯乙烯、丙烯酸酯的共混物为单体，配合适量致孔剂、分散剂、引发剂，通过各种现有的分子印迹聚合物聚合方法制得，如悬浮聚合法、封管聚合法等；
所述洗脱剂为乙醇、多元醇和水的混合液。
大蒜素吸附树脂各原料的重量配比为：
苯乙烯：50-70份 丙烯酸酯：15-30份 大蒜素：5-15份
致孔剂：5-15份 分散剂：0-2份 引发剂：0.05-0.5份；
洗脱剂各原料的重量配比为：
乙醇：65-80份 多元醇：5-20份 水：10-25份；
其中：
致孔剂为甲苯或乙苯；
分散剂为聚乙烯醇或聚乙稀吡咯烷酮；
引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰；
多元醇为乙二醇。
本发明中，用于大蒜素提取的大蒜素吸附树脂以大蒜素作为模板分子，以苯乙烯、丙烯酸酯的共混物为单体，配合适量致孔剂、分散剂、引发剂，通过各种现有的分子印迹聚合物聚合方法制得，如悬浮聚合法、封管聚合法等。
经实验，各原料的重量配比在以下范围内时，制备的大蒜素吸附树脂对大蒜素都有较好的选择性：
苯乙烯：50-70份 丙烯酸酯：15-30份 大蒜素：5-15份
致孔剂：5-15份 分散剂：0-2份 引发剂：0.05-0.5份。
吸附树脂各原料的优选重量配比为：
苯乙烯：55-65份 丙烯酸酯：18-25份 大蒜素：8-12份
致孔剂：8-12份 分散剂：0.8-1.5份 引发剂：0.07-0.3份。
吸附树脂各原料的最佳重量配比为：
苯乙烯：60份 丙烯酸酯：20份 大蒜素：10份
致孔剂：10份 分散剂：1份 引发剂：0.1份。
所述致孔剂为甲苯或乙苯；
所述分散剂为聚乙烯醇或聚乙稀吡咯烷酮；
所述引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰。
本发明的提取大蒜素的方法以简单的工艺过程将大蒜深加工废水中的大蒜素等营养成份回收提取，使资源得到充分地回收利用，为大蒜素的提取提供了一个新的、低成本的原料来源，大大降低了大蒜素生产企业的生产成本。
回收大蒜素后的废水经现有技术中的简单化学处理(如絮凝沉淀处理)便可以达到国家第二类污染物的一级排放标准，可以降低企业在废水治理方面的费用投入。
在回收提到大蒜素的同时，可以得到大蒜多糖、蛋白质等副产物。
本发明的大蒜素吸附树脂对大蒜素具有较高的选择性，不仅可以用于本发明中大蒜素的提取方法中，还可以应用于其它情况下大蒜素的提取分离过程中。
附图说明
附图1是本发明从大蒜深加工废水中提取大蒜素方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下通过制备实验例和制备实施例来进一步阐述本发明大蒜素吸附树脂的制备方法，但不以任何形式限制本发明。
制备实验例1：
配方：
苯乙烯：65g； 丙烯酸酯：18g； 大蒜素：12g；
甲苯：12g； 聚乙稀醇：1.2g； 偶氮二异丁腈：0.2g。
制备方法采用悬浮聚合法：
1、首先将配方量的聚乙烯醇溶解于750ml的水中，制成水溶液；
2、将配方量的苯乙烯、丙烯酸酯混合，然后依次加入配方量的大蒜素、甲苯、偶氮二异丁腈，混合均匀后，缓慢加入上述聚乙烯醇水溶液中；
3、在80℃水浴加热，200转/分钟的搅拌速度下，进行3小时聚合反应；
4、反应液冷却后进行过滤，将树脂用水进行洗涤，然后用无水乙醇进行洗脱处理，得到吸附树脂80g。
制备实验例2：
配方：
苯乙烯：56g； 丙烯酸酯：25g； 大蒜素：10g；
甲苯：7g； 聚乙烯吡咯烷酮：0.9g； 过氧化苯甲酰：0.1g。
制备方法采用悬浮聚合法：
1、首先将配方量的聚乙烯吡咯烷酮溶解于700ml的水中，制成水溶液；
2、将配方量的苯乙烯、丙烯酸酯混合，然后依次加入配方量的大蒜素、乙苯、过氧化苯甲酰，混合均匀后，缓慢加入上述聚乙烯吡咯烷酮水溶液中；
3、在80℃水浴加热，200转/分钟的搅拌速度下，进行3小时聚合反应；
4、反应液冷却后进行过滤，将树脂用水进行洗涤，然后用无水乙醇进行洗脱处理，得到吸附树脂75g。
制备实验例3：
配方：
苯乙烯：62g； 丙烯酸酯：20g； 大蒜素：8g；
乙苯：10g； 偶氮二异丁腈：0.08g。
制备方法采用封管聚合法：
1、将配方量的苯乙烯、丙烯酸酯、大蒜素、乙苯、偶氮二异丁腈混合溶解；
2、将混合液放入封管反应器中，通氮气30分钟，密封；
3、将封管反应器放入水浴池中加热24小时，过滤分离，用无水乙醇浸泡10小时，洗涤、真空干燥。得到得到吸附树脂71g。
制备实施例：
配方：
苯乙烯：60Kg； 丙烯酸酯：20Kg； 大蒜素：10Kg；
甲苯：10Kg； 聚乙烯醇：1Kg； 偶氮二异丁腈：0.1Kg。
制备方法采用悬浮聚合法：
1、首先将配方量的聚乙烯醇溶解于700Kg的水中，制成水溶液；
2、将配方量的苯乙烯、丙烯酸酯混合，然后依次加入配方量的大蒜素、甲苯、偶氮二异丁腈，混合均匀后，缓慢加入上述聚乙烯醇水溶液中；
3、80℃水浴加热3小时进行聚合反应；
4、反应液冷却后进行过滤，将树脂用水进行洗涤，然后用无水乙醇进行洗脱处理，得到吸附树脂80Kg。
以下通过实施例来进一步阐述本发明所述提取方法的实施方法有益效果，但不以任何形式限制本发明。
方法实施例1：
回收处理量：2000Kg蒜片洗涤废水；
吸附树脂：装入树脂吸附柱中的大蒜素吸附树脂100Kg(制备实施例所述方法制得)；
洗脱剂：
乙醇∶乙二醇∶水＝75∶10∶15(重量配比)。
工艺步骤：
1、蒜片洗涤废水经格栅过滤，除去固态杂质后送入树脂吸附柱进行吸附处理，大蒜素被树脂吸附；
2、用洗脱剂对树脂柱进行洗脱处理；
3、收集洗脱液，洗脱液送入溶剂回收设备，经减压浓缩得到大蒜素粗提物20Kg(浅黄色油状液体，含大蒜素8.5％)；
4、大蒜素粗提物在75℃条件下减压蒸馏2.5小时后，用无水乙醇萃取两次得大蒜素提取物0.9Kg(浅黄色油状液体，含大蒜素78％)；
5、经步骤1吸附处理过的废水与大蒜深加工其它工艺阶段产生的废水合并，送入絮凝池里加入絮凝剂进行处理，除掉98％以上的污染物，然后达标排放。
洗脱浓缩液(大蒜素粗提物)中还含有大蒜多糖、蛋白质等成分，经减压蒸馏后，遗留在残液里，为本方法副产物。
方法实施例2：
回收处理量：2000Kg蒜片洗涤废水；
吸附树脂：装入树脂吸附柱中的大蒜素吸附树脂100Kg(制备实施例所述方法制得)；
洗脱剂：
乙醇∶乙二醇∶水＝70∶15∶15(重量配比)。
工艺步骤与方法实施例1中的工艺步骤相同，得大蒜素提取物0.92Kg(浅黄色油状液体，含大蒜素80％)。
方法实施例3：
原料：新鲜大蒜500Kg；
吸附树脂：装入树脂吸附柱中的大蒜素吸附树脂100Kg(制备实施例所述方法制得)；
洗脱剂：
乙醇∶乙二醇∶水＝75∶10∶15(重量配比)。
工艺步骤：
1、将500Kg新鲜大蒜剥皮、洗净，放入粉碎机粉碎。将所得蒜末，用清水反复浸洗，合并浸提液，过滤，待用；
2、将浸提液送入树脂吸附柱进行吸附处理，大蒜素被树脂吸附；
3、用洗脱剂对树脂柱进行洗脱处理；
4、收集洗脱液，洗脱液送入溶剂回收设备，经减压浓缩得到大蒜素粗提物25Kg；
5、大蒜素粗提物在80℃条件下减压蒸馏2小时后，用无水乙醇萃取两次得到大蒜素提取物1.2Kg(医药级大蒜素，浅黄色油状液体，含大蒜素79％))；
6、经步骤1吸附处理过的废水，送入絮凝池里加入絮凝剂进行处理，除掉98％以上的污染物，然后达标排放。
Claims (10)
1、从大蒜深加工废水中提取大蒜素的方法，其特征在于该方法采用分子印迹技术，利用大蒜素吸附树脂回收大蒜深加工废水中的大蒜素。
2、根据权利要求1所述的提取大蒜素的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
a、收集大蒜深加工废水，经过滤后送入装有大蒜素吸附树脂的树脂吸附柱进行吸附处理；
b、利用醇水溶液作为洗脱剂对树脂吸附柱进行洗脱处理；
c、收集洗脱液，洗脱液浓缩得大蒜素粗提物。
3、根据权利要求2所述的提取大蒜素的方法，其特征在于所得大蒜素粗提物在60-85℃下减压蒸馏1.5-3小时后，经无水乙醇萃取即得到大蒜素提取物。
4、根据权利要求1、2或3所述的提取大蒜素的方法，其特征在于
所述大蒜素吸附树脂以大蒜素作模板分子，以苯乙烯、丙烯酸酯的共混物为单体，配合适量致孔剂、分散剂、引发剂，经分子印迹聚合物制备方法制得；
所述洗脱剂为乙醇、多元醇和水的混合液。
5、权利要求要求4所述的提取大蒜素的方法，其特征在于
大蒜素吸附树脂各原料的重量配比为：
苯乙烯：50-70份 丙烯酸酯：15-30份 大蒜素：5-15份
致孔剂：5-15份 分散剂：0-2份 引发剂：0.05-0.5份；
洗脱剂各原料的重量配比为：
乙醇：65-80份 多元醇：5-20份 水：10-25份；
其中：
致孔剂为甲苯或乙苯；
分散剂为聚乙烯醇或聚乙稀吡咯烷酮；
引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰；
多元醇为乙二醇。
6、用于大蒜素提取的大蒜素吸附树脂，其特征在于该吸附树脂以大蒜素作模板分子，以苯乙烯、丙烯酸酯的共混物为单体，配合适量致孔剂、分散剂、引发剂，经分子印迹聚合物制备方法制得。
7、根据权利要求6所述的大蒜素吸附树脂，其特征在于
大蒜素吸附树脂各原料的重量配比为：
苯乙烯：50-70份 丙烯酸酯：15-30份 大蒜素：5-15份
致孔剂：5-15份 分散剂：0-2份 引发剂：0.05-0.5份。
8、根据权利要求6所述的大蒜素吸附树脂，其特征在于
吸附树脂各原料的重量配比为：
苯乙烯：55-65份 丙烯酸酯：18-25份 大蒜素：8-12份
致孔剂：8-12份 分散剂：0.8-1.5份 引发剂：0.07-0.3份。
9、根据权利要求6所述的大蒜素吸附树脂，其特征在于
吸附树脂各原料的重量配比为：
苯乙烯：60份 丙烯酸酯：20份 大蒜素：10份
致孔剂：10份 分散剂：1份 引发剂：0.1份。
10、根据权利要求6所述的大蒜素吸附树脂，其特征在于
所述致孔剂为甲苯或乙苯；
所述分散剂为聚乙烯醇或聚乙稀吡咯烷酮；
所述引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰。
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