CN102199486B

CN102199486B - 一种葵花籽综合利用的方法

Info

Publication number: CN102199486B
Application number: CN2011100704129A
Authority: CN
Inventors: 万端极; 徐国念; 吴正奇; 李猷; 毛波; 刘锐
Original assignee: WUHAN PUSAITE FILM TECHNOLOGY CYCLIC UTILIZATION Co Ltd
Current assignee: WUHAN PUSAITE FILM TECHNOLOGY CYCLIC UTILIZATION Co Ltd
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2031-03-23
Also published as: CN102199486A

Abstract

本发明涉及一种葵花籽综合利用的方法，各物质的加入量以葵花籽仁重量为基准，将葵花籽进行退壳，葵花籽壳制备糠醛树脂；葵花籽仁进行湿法粉碎，纤维素酶中温提取，三相分离、油相进行精制得到纯天然葵花籽油；水相和固相用酸性蛋白酶中温提取、常规离心、超滤膜除杂、活性炭脱色、大孔吸附树脂吸附、解吸、柱下液进行纳滤膜浓缩并进行喷粉干燥得到葵花籽蛋白肽、而洗脱液也进行纳滤膜浓缩并精制得到绿原酸。本发明合理利用葵花籽资源，工艺简单易行，操作安全，葵花籽油得率为90％、葵花籽蛋白肽得率为80％、绿原酸得率为55％、糠醛树脂收率为90％，同时也不会产生二次污染以及大量废水。

Description

一种葵花籽综合利用的方法

技术领域

本发明涉及利用生物技术对葵花籽进行精深加工的生产方法，主要涉及一种从葵花籽中提取糠醛树脂、葵花籽油、绿原酸和葵花籽蛋白肽的方法。

背景技术

葵花籽是向日葵的果实，向日葵属于菊科向日葵属，为一年生草本植物，别名葵花。近二十年来，葵花籽生产发展很快，世界葵花籽产量已成为仅次于大豆的重要油料。目前我国栽培面积较广，近几年全国葵花籽年产量约为130万吨左右，西北地区葵花籽年产量约为85万吨。

葵花籽中壳占重量为25％左右，葵花籽壳中含有15～17％的糠醛；葵花籽中仁占重量为75％左右，葵花籽仁含脂肪为40～60％，含蛋白质为25～30％，含绿原酸为1.3～3.3％，还含有丰富的铁、锌、钾，镁等微量元素以及大量的维生素B1和维生素E。

葵花籽油呈清淡黄色或青黄色，气味芬芳，滋味纯正；是营养价值很高，有益于人体健康的优良食用油；其主要为不饱和脂肪，而且不含胆固醇，亚油酸含量可达70％。葵花籽油的人体消化率96.5％，它含有丰富的亚油酸，有显著降低胆固醇，防止血管硬化和预防冠心病的作用；另外，葵花籽油中生理活性最强的α生育酚的含量比一般植物油高，并且业油酸含量与维生素E含量的比例比较均衡，便于人体吸收利用。

功能肽在自然界中广泛存在，在生物的生命活动中起着非常重要的调节作用，涉及分子识别、信号转导、细胞分化及个体发育等诸多领域。功能肽具有多种多样的生物学功能，如激素作用、免疫调节、抗血栓、抗高血压、调节血糖、降胆固醇、抑制细菌、病毒和抗癌作用、抗氧化作用、改善元素吸收和矿物质运输、促进生长、调节食品风味、口味和硬度等等。而葵花籽蛋白肽可增强人体免疫力，具有极为显著的保健营养、防治疾病功能。

绿原酸是一种重要的生物活性物质，在我国170种有抗菌消炎作用的中草药中均含有绿原酸的成分。它具有利胆、抗菌、抗病毒、降压、增高白血球及兴奋中枢神经系统等多种药理作用，是保健品、食品、药品、化妆品等工业的重要原料。

糠醛可以制备成糠醛树脂，树脂是制造塑料的主要原料，也用来制造涂料、黏合剂、绝缘材料等，同时也是生物、医药、食品、化工、环保等行业用量极大的离子交换剂。

目前，工业上对于葵花籽的利用都是比较单项的，导致资源的利用不完全以及造成大量浪费。国内对葵花籽的利用多为提油，其生产工艺是：葵花籽机械去壳、葵花籽仁粉碎、扎坯、90～110℃下膨化、初榨、得到毛油、精炼得到成品油；而初榨后的葵花籽粕再利用有机溶剂提取，得到毛油和饼粕，毛油再精炼，而饼粕做饲料。

此工艺缺陷及产品存在的问题在于：高温压榨使物料体系发生化学反应，生成游离脂肪酸，易腐败，造成食用油保质期短；压榨工艺出油率只有50％，剩余脂肪物质要用有机溶剂正己烷提取，成品油中应有有机溶剂的残留物，会严重影响人体健康；因高温致使饼粕中的蛋白变性、绿原酸挥发，故饼粕只能作为饲料，浪费了优良的蛋白质和绿原酸资源；同时葵花籽壳未得到利用，浪费了天然的树脂资源。

发明内容

为了克服现有工艺的问题和缺陷，本发明提供一种利用生物技术综合提取利用葵花籽的方法。本方法以葵花籽为原料，综合利用葵花籽中的各有用物质，缩短生产流程、减少成本、减少污染，同时生产出纯天然的葵花籽油、高纯度的绿原酸和葵花籽蛋白肽，以及糠醛，不会产生二次污染以及大量废水。

本发明的目的可以通过下述技术方案来实现：

一种葵花籽综合利用的方法，

a、将葵花籽进行机械脱壳，得到葵花籽壳和葵花籽仁；

b、将a步骤中得到的葵花籽仁通过胶体磨进行粉碎；

c、将b步骤中得到的物质加入占葵花籽仁重量的5倍水量，升温至50～60℃，在pH为4.5～6.0的条件下加入占葵花籽仁重量的0.5～1.0％的纤维素酶，酶解2～4h；

d、将c步骤中得到的酶解液利用三相分离机进行分离，得到油相，水相和固相；

e、将d步骤中得到的油相进行碱炼脱酸和脱臭得到纯天然葵花籽油；

f、将d步骤中得到的水相加入占葵花籽仁重量的0.2～0.3％的酸性蛋白酶，在pH为3.5～5，温度为50～60℃下，酶解2～3h；

g、将d步骤中得到的固相加入占葵花籽重量的3倍水，在pH为3.5～5，温度为50～60℃的条件下，加入占葵花籽仁重量的0.3～0.5％的酸性蛋白酶，酶解2～3h；

h、将f步骤和g步骤中得到的酶解液合并，再经过截留分子量为4000Dal的超滤膜，在压力为0.2～0.6MPa，温度为30～50℃，流量为60～70L/min的条件下进行除杂；

i、将h步骤中得到的浓缩液进行喷粉干燥，得到饲料；

j、将h步骤中得到的滤液加入占滤液重量的0.5％的活性炭，在50℃搅拌1h，离心，在将上清液通过大孔吸附树脂进行吸附、洗脱；

k、将j步骤中的柱下液通过截留分子量为400Dal的纳滤膜，在压力为1.0～1.5MPa，温度为40～60℃，流量为20L/min的条件下进行浓缩；再将浓缩液进行喷雾干燥得到葵花籽蛋白肽；

l、将j步骤中得到的洗脱液通过截留分子量为200Dal的纳滤膜，在压力为1.0～1.5MPa，温度为40～60℃，流量为20L/min的条件下进行浓缩；再将浓缩液进行精制得到绿原酸。

所述步骤a中所述的葵花籽壳是制备糠醛树脂的原料。

所述步骤c中所述的纤维素酶是为了更好的打破细胞壁，释放出所需的物质。

所述步骤d中所述的三相分离机其转速为4000转/min。

所述步骤f和g中所述蛋白酶为酸性蛋白酶。

所述步骤h、k和l中所述的膜选择截留分子量分别为4000Dal、400Dal和200Dal的有机膜。

所述步骤j中所述的大孔吸附树脂吸附条件为上柱条件为：pH为5，上柱流速4～5BV/h，上柱体积6～7BV；解吸条件为：乙醇浓度30％，上柱流速2～3BV/h，用量3～4BV。

本发明与已有工艺相比，具有以下优点：

本发明采用生物酶法与膜分离技术相结合，提取葵花籽中葵花籽油、葵花籽蛋白肽及绿原酸，同时还利用葵花籽壳生产糠醛树脂，使葵花籽得到了综合利用。

本发明采用生物酶法提取葵花籽仁中的油脂，生产高品质的葵花籽油，由于工艺条件避免了高温环境，不使用有机溶剂淬取，保持了葵花籽油的纯天然状态。

本发明充分利用葵花籽仁中的蛋白质和绿原酸，生产蛋白质含量大于90％，分子量主要分布在500dal左右的葵花蛋白肽和含量为60％的绿原酸。

本发明合理利用了葵花籽资源，工艺简单易行，操作安全，得到高质量目标产物，同时也不会产生二次污染以及大量废水。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细的说明：

实施例1：

将50kg葵花籽进行机械脱壳处理，得到葵花籽壳12.5kg和葵花籽仁37.5kg；用胶体磨对葵花籽仁粉碎，加入187.5kg水，升温至50℃，调节pH至5，加入纤维素酶187.5g，酶解2h；酶解完成后进行三相分离机分离，得到油相、水相和固相；将油相进行碱炼脱酸和脱臭得到葵花籽油14.5kg；分别将水相和固相用酸性蛋白酶酶解得到A、B两份酶解液，合并两份酶解液(即将水相加入75g酸性蛋白酶，升温至50℃，调节pH至3.5，酶解2h，酶解完成得到酶解液A；将固相加入100kg水，升温至50℃，调节pH至3.5，加入酸性蛋白酶112.5g，酶解2h，酶解完成离心得到酶解液B)；将合并的酶解液经过在压力为0.4MPa，温度为40℃，流量为60L/min条件下的超滤膜进行除杂；将浓缩液进行喷雾干燥得到饲料9.3kg，而滤液加入1.35kg活性炭在50℃下搅拌1h后离心，在通过大孔吸附树脂，上柱条件为pH为5，流速4BV/h，上柱体积为6BV；上柱完成后用3BV30％乙醇洗脱，洗脱速度2BV/h，后用3BV纯水洗至洗脱液无明显乙醇味，收集乙醇洗脱液及醇后纯水洗脱液；再将柱下液经过在压力为1.2MPa，温度为40℃，流量为20L/min条件下的纳滤膜进行浓缩，浓缩完全后进行喷雾干燥得到蛋白肽6.5kg(蛋白质含量大于90％)；而将洗脱液经过在压力为1.0MPa，温度为40℃，流量为20L/min条件下的纳滤膜进行浓缩，浓缩完成后再通过精制，即得到绿原酸0.36kg(纯度大于60％)。

实施例2：

将50kg葵花籽进行机械脱壳处理，得到葵花籽壳12.5kg和葵花籽仁37.5kg；用胶体磨对葵花籽仁粉碎，加入187.5kg水，升温至60℃，调节pH至5.5，加入纤维素酶375g，酶解3h；酶解完成后进行三相分离机分离，得到油相、水相和固相；将油相进行碱炼脱酸和脱臭得到葵花籽油15.7kg；分别将水相和固相用酸性蛋白酶酶解得到A、B两份酶解液，合并两份酶解液(即将水相加入112.5g酸性蛋白酶，升温至60℃，调节pH至4.5，酶解3h，酶解完成得到酶解液A；将固相加入100kg水，升温至60℃，调节pH至4.5，加入酸性蛋白酶150，酶解3h，酶解完成离心得到酶解液B)；将合并的酶解液经过在压力为0.6MPa，温度为50℃，流量为70L/min条件下的超滤膜进行除杂；将浓缩液进行喷雾干燥得到饲料9.1kg，而滤液加入1.35kg活性炭在50℃下搅拌1h后离心，在通过大孔吸附树脂，上柱条件为pH为5，流速5BV/h，上柱体积为7BV；上柱完成后用4BV30％乙醇洗脱，洗脱速度3BV/h，后用3BV纯水洗至洗脱液无明显乙醇味，收集乙醇洗脱液及醇后纯水洗脱液；再将柱下液经过在压力为1.5MPa，温度为50℃，流量为20L/min条件下的纳滤膜进行浓缩，浓缩完全后进行喷雾干燥得到蛋白肽6.7kg(蛋白质含量大于90％)；而将洗脱液经过在压力为1.2MPa，温度为50℃，流量为20L/min条件下的纳滤膜进行浓缩，浓缩完成后再通过精制，即得到绿原酸0.372kg(纯度大于60％)。

Claims

1.一种葵花籽综合利用的方法，其特征在于按以下步骤进行：

a、将葵花籽进行机械脱壳，得到葵花籽壳和葵花籽仁；

b、将a步骤中得到的葵花籽仁通过胶体磨进行粉碎；

c、将b步骤中得到的物质加入占葵花籽仁重量的5倍水，升温至50～60℃，在pH为4.5～6.0的条件下加入占葵花籽仁重量的0.5～1.0％的纤维素酶，酶解2～4h；

f、将d步骤中得到的水相加入占葵花籽仁重量的0.2～0.3％的酸性蛋白酶，在pH为3.5～5，温度为50～60℃下酶解2～3h；

i、将h步骤中得到的浓缩液进行喷粉干燥，得到饲料；

j、将h步骤中得到的滤液加入占滤液重量的0.5％的活性炭，在50℃搅拌1h，离心，再将上清液通过大孔吸附树脂进行吸附、洗脱；

1、将j步骤中得到的洗脱液通过截留分子量为200Dal的纳滤膜，在压力为1.0～1.5MPa，温度为40～60℃，流量为20L/min的条件下进行浓缩；再将浓缩液进行精制得到绿原酸；

所述的大孔吸附树脂为NKA-9或AB-8，洗脱液为30％浓度的乙醇溶液。

2.根据权利要求1所述的葵花籽综合利用的方法，其特征在于：所述的纤维素酶酶活为50万u/g，蛋白酶为酸性蛋白酶，酶活为20万u/g。

3.根据权利要求1所述的葵花籽综合利用的方法，其特征在于：所述的利用三相分离机是为了一次性将油相、水相和固相分离，其转数为4000转/min，时间为15min。

4.根据权利要求1所述的葵花籽综合利用的方法，其特征在于：所述的超滤除杂膜和纳滤浓缩膜均为有机膜。

5.根据权利要求1所述的葵花籽综合利用的方法，其特征在于：所述的活性炭是为了脱色，同时减轻树脂的负荷。