CN102381960A

CN102381960A - 一种从玉米皮中提取阿魏酸、对-香豆酸及戊聚糖的方法

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Publication number: CN102381960A
Application number: CN2011102532076A
Authority: CN
Inventors: 刘启民
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2012-03-21

Abstract

一种从玉米皮中提取阿魏酸、对-香豆酸及戊聚糖的方法，属于化工技术领域，其方法包括碱液浸泡玉米皮并过滤，滤液中和至pH＝3-4并浓缩后萃取对-香豆酸，再使用碱液浸泡步骤1滤出的玉米皮，过滤，滤液中和至pH＝3-4并真空浓缩后用乙酸乙酯萃取阿魏酸，合并1和2步骤中乙酸乙酯萃取后的水相，经纳滤脱盐并浓缩，使戊聚糖沉淀析出，离心沉降收集戊聚糖。本发明生产周期短，溶剂消耗相对较少，因而能使生产企业进一步提高生产效率。

Description

一种从玉米皮中提取阿魏酸、对-香豆酸及戊聚糖的方法

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及玉米皮的综合利用。

背景技术

玉米皮是生产淀粉的副产品，在玉米粒中约占10-12％，目前主要用于生产饲料使用。玉米皮中戊聚糖约20-25％，阿魏酸约3-4％，对香豆酸0.5-1.0％。阿魏酸是一种在医药、化妆品等领域有着广泛应用的产品，阿魏酸钠氯化钠注射液、阿魏酸钠片、阿魏酸哌嗪等均是经批准目前在临床上使用的药物；对-香豆酸主要用途是农药杀鼠灵、杀鼠醚、溴敌隆、溴鼠灵、鼠得克、氟鼠灵、噻鼠灵、克鼠灵等的中间体，也可以在医药上制抗血凝药双香豆素乙酯、酮苄香豆素等，还是祛痰药杜鹃素、合成抗肾上腺素药艾司洛尔的中间体，近年的研究还表明对-香豆素在液晶显示器工业中具有应用前景；戊聚糖是一种食品胶，在食品工业中应用广泛，戊聚糖是一种很好的膳食纤维，在人体内不可以被消化。具有良好的润肠通便功能。在医学上，戊聚糖还具有预防和控制乳腺癌，减肥和降血压、血糖的作用。经过进一步的研发，戊聚糖很可能成为新一代保健品的功能因子。对玉米皮进行综合开发利用，既可以充分利用资源，又可以提高生产企业的效益。

中国专利中涉及玉米皮利用的专利已有：200510082782.9玉米皮水解制备结晶木糖的方法；200510098730.0一种玉米皮提取玉米纤维油的方法；200710014208.9玉米皮水解制备高纯度结晶木糖的方法；200710014209.3玉米皮水解制备结晶木糖的工艺；200710014210.6以提取木糖后的玉米皮水解糖液为原料制备饲料酵母的方法；200710014211.0以玉米皮水解液为原料制备饲料酵母的方法；200810043763.9一种利用玉米皮原料发酵生产丙酮丁醇的方法；200810051534.1一种利用酸化玉米皮生产高活性膳食纤维的制备工艺；200910069540.4玉米皮酶法水解制备低聚木糖的方法；200910229363.1一种从玉米皮中提取阿魏酸的方法；200910255812.X一种玉米皮为原料制备L-阿拉伯糖的方法；200910218155.1多功能酶水解玉米皮制备膳食纤维的方法；200910218158.5多功能酶水解玉米皮制备阿魏酸的方法；201010272455.0一种利用玉米皮渣为原料发酵生产微生物油脂的方法；201010508829.4玉米皮活性多糖与其制备方法；201010299111.9利用玉米皮生产单细胞蛋白和L-阿拉伯糖的方法；201010599028.3利用玉米皮酸水解渣制备高纯度结晶葡萄糖的方法；200810029566.1一种反式阿魏酸、对-香豆酸和戊聚糖的制备方法。这些方案各有其适应性，都对玉米产业的发展和玉米皮的综合利用具有指导和参考价值。中国专利200810029566.1一种反式阿魏酸、对-香豆酸和戊聚糖的制备方法，在对玉米皮的综合利用上比较充分，但其在提取精制对-香豆酸和阿魏酸时采用树脂法，由于单位质量的树脂交换或吸附有机酚酸的量较小，因而工业化生产处理能力弱，并且树脂的洗脱再生等生产周期长，有机溶剂(酒精)的消耗也较大(该专利中洗脱用乙醇溶液是树脂体积的百倍)，一般情况下导致工业化生产的成本偏高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种生产周期短，溶剂消耗相对较少的从玉米皮中提取阿魏酸、对-香豆酸及戊聚糖的方法。

本发明解决技术问题的方法包括以下步骤完成：

1、室温条件下以0.5-1.0％的碱液浸泡玉米皮并搅拌，以使大部分对-香豆酸溶解，过滤，滤液中和至pH＝3-4并真空浓缩后用乙酸乙酯萃取对-香豆酸，萃取后的水相备用；乙酸乙酯相真空浓缩后加入高沸点石油醚，对-香豆酸沉淀析出，过滤收集沉淀并干燥，经5％-30％的稀酒精重结晶得到高纯度对-香豆酸，有机溶剂回收使用；

2、室温下以1.5-3.0％的碱液浸泡步骤1滤出的玉米皮并搅拌，以使大部分阿魏酸溶解，过滤，滤液中和至pH＝3-4并真空浓缩后用乙酸乙酯萃取阿魏酸，萃取后的水相备用；乙酸乙酯相真空浓缩后加入高沸点石油醚，阿魏酸沉淀析出；过滤收集沉淀并干燥，经水或5％-20％的稀酒精重结晶得到高纯度阿魏酸，有机溶剂回收使用；

3、合并1和2步骤中乙酸乙酯萃取后的水相，经纳滤脱盐并浓缩，再进一步真空浓缩后加入95％的酒精，戊聚糖沉淀析出，离心沉降收集戊聚糖。

其中第2步骤提取后的残渣经稀酸和水洗涤后，可以成为用于生产饲料的原料。

步骤1和2步骤中所述碱液中的碱是指碳酸钠或碳酸钾或氢氧化钠或氢氧化钾；中和过程使用的酸是指盐酸或硫酸或磷酸；高沸点石油醚的商品是90-120℃的石油醚。

步骤1、2中所述浸泡过程碱液与玉米皮的比例是10-20/1(重量比)；浸泡时间3-20小时；浸泡滤液中和后浓缩一般浓缩到原体积的1/10-1/30；浓缩液用乙酸乙酯萃取时乙酸乙酯用量是浓缩液体积的1/10-1/3，萃取次数为2-3次；乙酸乙酯相浓缩时，回收70-95％的乙酸乙酯即可停止；乙酸乙酯相浓缩后加入高沸点石油醚的量是浓缩物体积的3-10倍。

步骤1、2中所述玉米皮在碱液中浸泡过程可以加入还原剂保护并利用超声波进行作用，还原剂是指保险粉、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠；超声波的作用是加速对-香豆酸或阿魏酸的皂化和溶解过程；还原剂用量与玉米皮的重量比是0.001-0.01/1。

本发明在提取精制对-香豆酸和阿魏酸时采用萃取工艺，由于溶剂萃取在分离工艺中处理能力强于树脂法，生产周期短，溶剂消耗相对较少，因而能使生产企业进一步提高生产效率，取得更好的经济效益。

具体实施方式

实施例1、

1、室温下100千克玉米皮，加1000千克0.6％的氢氧化钠溶液，再加入保险粉300克，在功率8千瓦的超声作用下搅拌浸泡8小时。过滤，滤液用稀硫酸中和至pH＝4，溶液变浑浊。溶液真空浓缩至60升，加入乙酸乙酯10升，剧烈搅拌后分层，将对-香豆酸萃取到乙酸乙酯相中，共萃取两次。萃取后的水相备用。合并两次萃取的乙酸乙酯相共约20升，真空浓缩到2升，加入高沸点石油醚10升，对-香豆酸沉淀析出。过滤收集沉淀并干燥后得到粗对-香豆酸700克，经20％的稀酒精重结晶得到高纯度对-香豆酸500克。有机溶剂乙酸乙酯、石油醚和酒精回收使用。

2、前步骤滤出的玉米皮，加1000千克2.0％的氢氧化钠溶液，再加入保险粉500克，在功率8千瓦的超声作用下搅拌浸泡10小时。过滤，滤液用稀硫酸中和至pH＝4，溶液变浑浊。溶液真空浓缩至80升，加入乙酸乙酯15升，剧烈搅拌后分层，将阿魏酸萃取到乙酸乙酯相中，共萃取两次。萃取后的水相备用。合并两次萃取的乙酸乙酯相共约30升，真空浓缩到6升，加入高沸点石油醚60升，阿魏酸沉淀析出。过滤收集沉淀并干燥后得到粗阿魏酸3000克，经10％的稀酒精重结晶得到高纯度阿魏酸2200克。有机溶剂乙酸乙酯、石油醚和酒精回收使用。

3、合并1、2两步骤中乙酸乙酯萃取后的水相共约1800升，采用成套设备对水溶液进行纳滤脱盐并浓缩，设备中包括对水溶液进行必要微滤预处理的组件，纳滤采用截留分子量1000道尔顿的膜组件。溶液浓缩到300升，再进一步真空浓缩到40升。加入95％的酒精100升，戊聚糖沉淀析出。离心沉降收集戊聚糖，干燥后得到19千克。酒精回收使用。

4、第2步骤提取后的残渣经稀硫酸洗涤和水洗涤后晾干，用于生产饲料。

实施例2、

1、室温下100千克玉米皮，加2000千克0.6％的碳酸钠溶液，再加入亚硫酸钠粉300克，在功率8千瓦的超声作用下搅拌浸泡3小时。过滤，滤液用稀盐酸中和至pH＝4，溶液变浑浊。溶液真空浓缩至60升，加入乙酸乙酯10升，剧烈搅拌后分层，将对-香豆酸萃取到乙酸乙酯相中，共萃取两次。萃取后的水相备用。合并两次萃取的乙酸乙酯相共约20升，真空浓缩到2升，加入高沸点石油醚10升，对-香豆酸沉淀析出。过滤收集沉淀并干燥后得到粗对-香豆酸700克，经20％的稀酒精重结晶得到高纯度对-香豆酸500克。有机溶剂乙酸乙酯、石油醚和酒精回收使用。

2、前步骤滤出的玉米皮，加1000千克2.0％的氢氧化钠溶液，再加入亚硫酸钠粉500克，在功率8千瓦的超声作用下搅拌浸泡10小时。过滤，滤液用稀盐酸中和至pH＝4，溶液变浑浊。溶液真空浓缩至80升，加入乙酸乙酯15升，剧烈搅拌后分层，将阿魏酸萃取到乙酸乙酯相中，共萃取两次。萃取后的水相备用。合并两次萃取的乙酸乙酯相共约30升，真空浓缩到6升，加入高沸点石油醚60升，阿魏酸沉淀析出。过滤收集沉淀并干燥后得到粗阿魏酸3000克，经10％的稀酒精重结晶得到高纯度阿魏酸2200克。有机溶剂乙酸乙酯、石油醚和酒精回收使用。

实施例3、

1、室温下100千克玉米皮，加1500千克0.6％的碳酸钾溶液，再加入焦亚硫酸钠粉100克，在功率8千瓦的超声作用下搅拌浸泡20小时。过滤，滤液用稀磷酸中和至pH＝4，溶液变浑浊。溶液真空浓缩至60升，加入乙酸乙酯10升，剧烈搅拌后分层，将对-香豆酸萃取到乙酸乙酯相中，共萃取两次。萃取后的水相备用。合并两次萃取的乙酸乙酯相共约20升，真空浓缩到2升，加入高沸点石油醚10升，对-香豆酸沉淀析出。过滤收集沉淀并干燥后得到粗对-香豆酸700克，经20％的稀酒精重结晶得到高纯度对-香豆酸500克。有机溶剂乙酸乙酯、石油醚和酒精回收使用。

2、前步骤滤出的玉米皮，加1000千克2.0％的碳酸钾溶液，再加入焦亚硫酸钠粉500克，在功率8千瓦的超声作用下搅拌浸泡10小时。过滤，滤液用稀盐酸中和至pH＝4，溶液变浑浊。溶液真空浓缩至80升，加入乙酸乙酯15升，剧烈搅拌后分层，将阿魏酸萃取到乙酸乙酯相中，共萃取两次。萃取后的水相备用。合并两次萃取的乙酸乙酯相共约30升，真空浓缩到6升，加入高沸点石油醚60升，阿魏酸沉淀析出。过滤收集沉淀并干燥后得到粗阿魏酸3000克，经10％的稀酒精重结晶得到高纯度阿魏酸2200克。有机溶剂乙酸乙酯、石油醚和酒精回收使用。

Claims

1.一种从玉米皮中提取阿魏酸、对-香豆酸及戊聚糖的方法，其特征包括以下步骤完成：

(1)室温条件下以0.5-1.0％的碱液浸泡玉米皮并搅拌，过滤，滤液中和至pH＝3-4并真空浓缩后用乙酸乙酯萃取对-香豆酸，萃取后的水相备用；乙酸乙酯相真空浓缩后加入高沸点石油醚，对-香豆酸沉淀析出，过滤收集沉淀并干燥，经5％-30％的稀酒精重结晶得到高纯度对-香豆酸；

(2)室温下以1.5-3.0％的碱液浸泡步骤1滤出的玉米皮并搅拌，过滤，滤液中和至pH＝3-4并真空浓缩后用乙酸乙酯萃取阿魏酸，萃取后的水相备用；乙酸乙酯相真空浓缩后加入高沸点石油醚，阿魏酸沉淀析出；过滤收集沉淀并干燥，经水或5％-20％的稀酒精重结晶得到高纯度阿魏酸；

(3)合并1和2步骤中乙酸乙酯萃取后的水相，经纳滤脱盐并浓缩，再进一步真空浓缩后加入95％的酒精，戊聚糖沉淀析出，离心沉降收集戊聚糖。

2.根据权利要求1所述的从玉米皮中提取阿魏酸、对-香豆酸及戊聚糖的方法，其特征在于：步骤1和2中所述浸泡过程碱液与玉米皮的重量比是10-20/1；浸泡时间3-20小时；浸泡滤液中和后浓缩一般浓缩到原体积的1/10-1/30；浓缩液用乙酸乙酯萃取时乙酸乙酯用量是浓缩液体积的1/10-1/3，萃取次数为2-3次；乙酸乙酯相浓缩时，回收70-95％的乙酸乙酯即可停止；乙酸乙酯相浓缩后加入高沸点石油醚的量是浓缩物体积的3-10倍。

3.根据权利要求1所述的从玉米皮中提取阿魏酸、对-香豆酸及戊聚糖的方法，其特征在于：步骤1和2中所述碱液中的碱是指碳酸钠或碳酸钾或氢氧化钠或氢氧化钾；中和过程使用的酸是指盐酸或硫酸或磷酸；高沸点石油醚的商品是90-120℃的石油醚。

4.根据权利要求1所述的从玉米皮中提取阿魏酸、对-香豆酸及戊聚糖的方法，其特征在于：步骤1和2中所述玉米皮在碱液中浸泡过程中加入还原剂，还原剂是指保险粉、亚硫酸钠或焦亚硫酸钠，还原剂用量与玉米皮的重量比是0.001-0.01/1。

5.根据权利要求1所述的从玉米皮中提取阿魏酸、对-香豆酸及戊聚糖的方法，其特征在于：步骤1和2中所述玉米皮在碱液中浸泡过程中利用超声波进行作用。