CN102907628A - 一种麻疯树饼粕的脱毒方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的麻疯树饼粕的脱毒方法，其工艺步骤和条件如下：（1）将15～20重量份麻疯树饼粕粉碎至60～80目，加入0.5～1.5重量份的脱毒剂混合均匀后，再加水混合使饼粕含水量为10～30%；（2）将混合物放入双螺杆膨化机中，于80～200℃下进行挤出，膨化，冷却。本发明因同时采用了物理和化学相结合的脱毒方式，不仅使麻疯树饼粕中的植物凝集素、胰蛋白酶抑制剂等抗营养因子钝化失活，还使难以脱除的佛波醇酯毒素也同时钝化失活，降到安全值0.13mg/g以下，为麻疯树饼粕作为动物饲料的蛋白质来源消除了障碍，且脱毒过程能够在双螺杆膨化机中一次完成，工艺简便且易操作，适合工业上大规模应用。

Description

一种麻疯树饼粕的脱毒方法

技术领域

本发明属于麻疯树种仁榨油后饼粕的脱毒技术领域，具体涉及一种脱除麻疯树种仁榨油后饼粕中存在的佛波醇酯等毒素的方法。

背景技术

蛋白质短缺是世界性的大问题，我国人多粮少，粮食产量不高，蛋白质及蛋白质饲料更显缺乏。根据中国国家饲料工业办公室的估算，我国蛋白质饲料资源年缺口达到3000万吨以上，到2020年缺口将达4000万吨，蛋白质饲料资源的缺口已成为制约畜牧业发展的重要因素。因而最大限度地开发和合理应用蛋白质饲料资源，是促进畜牧业发展和提高养殖业经济效益的重要措施。同时由于疯牛病、口蹄疫、禽流感等在世界不同地区发生，肉骨粉的使用受到很大限制，加之鱼粉资源日渐紧缺，因此新的蛋白质饲料资源的开发和利用意义重大。

麻疯树为多年生耐旱型木本植物，生命力强，适于在贫瘠和边角地栽种，不占耕地，且它栽植简单、管理粗放、生长迅速，3年可挂果投产，5年进入盛果期，果实采摘期长达50年，种仁的含油率为60～70%。虽然麻疯树油不可食用，但其不仅作为制备生物柴油的理想原料来源已被业界认可，又是目前国内外公认的可制备优良生物航空燃油原料之一。现已有40多个国家正在计划大规模种植麻疯树，5~10年内生产规模将达到2000万公顷以上。因此，在大量利用麻疯树种仁榨取制油的同时，不可避免的要产生大量饼粕。麻疯树饼粕中粗蛋白质含量高达60%，氨基酸组成平衡，且廉价易得，资源丰富，是一种很有潜力的蛋白饲料资源，在目前蛋白饲料资源紧缺的情况下，开发麻疯树饼粕蛋白资源有很大的意义。但由于麻疯树饼粕中含有佛波醇酯、植物凝集素、胰蛋白酶抑制剂等抗营养因子和毒素，不能直接用作动物饲料使用，故常被作为废弃物抛弃，不仅会带来了环境污染，还对资源形成了巨大的浪费。因此，研究麻疯树饼粕脱毒技术是开发利用麻疯树饼粕蛋白资源作为生产动物饲料的关键，且对于解决我国养殖业蛋白饲料短缺问题具有重要的现实意义。

为了有效的利用麻疯树饼粕中的蛋白质，目前已经有许多科技人员在进行麻疯树饼粕脱毒方面的研究工作。采用加热处理方法使凝集素失活，然后使用乳胶凝集法和血凝法来评估麻疯树种仁粕凝集素活性。结果表明通过加热手段确实可以使植物凝集素和胰蛋白酶抑制剂几乎完全消失，但是凝集素不是导致动物采食未经脱毒处理的的麻疯树饼粕急剧中毒的主要原因，而佛波醇酯才是麻疯树饼粕中的致命毒素，才是限制其动物饲料开发利用最关键的毒素。而麻疯树种仁中的佛波醇酯有25～30％存在于饼粕中，且其热稳定性强，使用热处理的办法既不能降低其含量，一般的湿热或简单的高温烘烤办法也无法使佛波醇酯失去毒性【张春强，刁其玉等，新型蛋白质饲料资源—— 麻疯树籽实的研究进展，《动物营养学报》2010，22(2)：267-271】。

CN 101427730A公开了一种麻疯树籽油粕萃取脱除佛波醇酯的方法，该方法是采用工业甲醇为萃取剂来脱除佛波醇酯的。该方法虽然通过五次萃取可有效地大量除去佛波醇酯，但是由于其所使用的萃取剂为工业甲醇，其又无法在后处理保证所得植物蛋白中的甲醇能被彻底蒸除掉，而残留的甲醇毒性过大，不符合饲料安全原则，不能直接作为动物饲料的原料。加之该方法至少要萃取5次才能达到预期的脱毒效果，因而不仅其工作量大，萃取周期长，且人力、原料、能量消耗都较高，不符合节能的原则。针对该方法存在的问题，中国专利201110020815.2公开了“一种脱油后麻疯树种仁的脱毒方法”，该方法是用乙醇结合超声振动将脱油后种仁中的佛波醇酯除去的。脱毒后获得的饼粕虽达到本领域公认的安全值0.13mg/g，可用做动物饲料的蛋白来源，但因需多次萃取，操作不够简便，另还需要超声设备和消耗大量乙醇，成本高，不利于工业化大规模应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种操作简便、低能耗、低成本、无污染、适合工业化生产并能彻底脱出毒素的麻疯树饼粕的脱毒方法。

本发明提供的麻疯树饼粕的脱毒方法，该方法的工艺步骤和条件如下：

（1）将15～20重量份麻疯树饼粕粉碎至60～80目，加入0.5～1.5重量份的脱毒剂混合均匀后，再加水混合使饼粕含水量为10～30%；

（2）将混合物放入双螺杆膨化机中进行挤压膨化，并控制其出口温度80～200℃，膨化饼粕冷却至室温即为麻疯树脱毒颗粒饲料。

以上方法中所述脱毒剂是由以下组分混合而成，且各组分的重量百分比含量如下：生石灰50～80%，碳酸钠  15～40%，高锰酸钾5～10%。

以上方法步骤1）中的饼粕含水量优选为20～30%。

以上方法步骤（2）中的膨化温度优选100～150℃。

以上方法中所述麻疯树饼粕既可是现有热榨工艺或浸出工艺获得的麻疯树饼粕也可以是本发明人在申请号为201210414603.7的发明申请中提供的冷榨技术压榨所得的饼粕。

本发明所述膨化机为济南膨化机有限公司生产的DS32-Ⅱ双螺杆膨化机。

双螺杆膨化机的膨化过程是靠一对相互平行啮合的螺杆推动物料向前推进，其螺杆分为输料段、压缩熔融段和均匀段。在输料段，饼粕从料斗进入机筒内，随着螺杆的转动，沿着螺槽方向向前输送，压力逐渐提高并逐渐被压实。进入压缩熔融段后，由于螺旋结构上的变化，压力继续升高，同时在机筒外部加热的温度条件下，饼粕在两螺杆之间及螺杆和机筒之间被强烈的搅拌、混合、剪切，饼粕温度升高，开始熔融，同时温度和压力继续升高，使饼粕全部熔融并得到蒸煮。最后到达均匀段，处理后的饼粕被挤出，在压力释放的同时膨化，从膨化腔出来经分流板均匀分配到模板上，迅速冷却，固化成型。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、由于本发明既将麻疯树饼粕粉碎至一定粒径，又使其达到一定的含水量，不仅为饼粕使用双螺杆膨化机处理奠定了基础（便于螺杆的搅拌、混合和推进输送），也为饼粕能够在双螺杆膨化机中得到熔融、蒸煮创造了条件，因而可首先通过物理加热的脱毒方式使其中所含的植物凝集素、胰蛋白酶抑制剂等抗营养因子钝化失活。

2、由于本发明还在上述麻疯树饼粕中加入了化学脱毒剂，加之又在较高的温度、压力以及膨化的条件下进行作用，因而能够将麻疯树饼粕中最致命、最难脱除的毒素佛波醇酯钝化失活，使之降到本领域公认的安全值0.13mg/g以下。

3、由于本发明同时采用了物理和化学相结合的脱毒方式，因而不仅使麻疯树饼粕中的植物凝集素、胰蛋白酶抑制剂等抗营养因子钝化失活，还使难以脱除佛波醇酯毒素也同时钝化失活，解决了本领域一直以来存在的技术难题，为麻疯树饼粕作为动物饲料的蛋白质来源消除了障碍，可大大缓解畜牧业的蛋白质危机。

4、由于本发明采用了双螺杆膨化机，因而可使麻疯树饼粕的整个脱毒过程能够一次完成，工艺简便且易操作，适合工业上大规模应用。

具体实施方式

下面给出实施例以对本发明进行更详细的说明，有必要指出的是以下实施例不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明所作的一些非本质的改进和调整仍应属于本发明的保护范围。

另外，值得说明的是：1）以下实施例中所用的麻疯树饼粕为本发明人在申请号为201210414603.7的发明申请中提供的冷榨技术压榨所得的麻疯树饼粕，该饼粕中的佛波醇酯含量为2.85mg/g，植物凝集素含量为86mg/mL，胰蛋白酶抑制剂含量为25.7mg/g。2）以下实施例所用物料的份数均为重量份。3）以下实施例所得脱毒后饲料植物蛋白中佛波醇酯、植物凝集素、胰蛋白酶抑制剂、粗蛋白、粗纤维和粗脂肪等含量分别是按GB/T 18868-2002和GB/T 6438-2007检测的。

实施例1

将16份麻疯树饼粕粉碎至60目，加入1份脱毒剂混合均匀后，加水使饼粕含水量为20%；将混合物放入双螺杆膨化机中进行挤压膨化，并控制其出口温度120℃，膨化饼粕冷却至室温即为麻疯树脱毒颗粒饲料。脱毒剂中生石灰的含量为50%，碳酸钠的含量为40%，高锰酸钾含量为10%。

测得饲料植物蛋白中佛波醇酯为0.07mg/g，植物凝集素为2.8μg/mL，胰蛋白酶抑制剂为1.9μg/g，粗蛋白为59.3%，粗纤维为10.2%，粗脂肪2.1%。

实施例2

将15份麻疯树饼粕粉碎至80目，加入0.5份脱毒剂混合均匀后，加水使饼粕含水量为15%；将混合物放入双螺杆膨化机中进行挤压膨化，并控制其出口温度100℃，膨化饼粕冷却至室温即为麻疯树脱毒颗粒饲料。脱毒剂中生石灰的含量为75%，碳酸钠的含量为20%，高锰酸钾含量为5%。

测得饲料植物蛋白中佛波醇酯为0.09mg/g，植物凝集素为5.7μg/mL，胰蛋白酶抑制剂为3.8μg/g，粗蛋白为61.7%，粗纤维为11.6%，粗脂肪2.2%。

实施例3

将18份麻疯树饼粕粉碎至70目，加入1.5份脱毒剂混合均匀后，加水使饼粕含水量为30%；将混合物放入双螺杆膨化机中进行挤压膨化，并控制其出口温度140℃，膨化饼粕冷却至室温即为麻疯树脱毒颗粒饲料。脱毒剂中生石灰的含量为60%，碳酸钠的含量为31%，高锰酸钾含量为9%。

测得饲料植物蛋白中佛波醇酯为0.04mg/g，植物凝集素为4.5μg/mL，胰蛋白酶抑制剂为2.6μg/g，粗蛋白为63%，粗纤维为9.6%，粗脂肪1.8%。

实施例4

将19份麻疯树饼粕粉碎至75目，加入0.8份脱毒剂混合均匀后，加水使饼粕含水量为10%；将混合物放入双螺杆膨化机中进行挤压膨化，并控制其出口温度80℃，膨化饼粕冷却至室温即为麻疯树脱毒颗粒饲料。脱毒剂中生石灰的含量为77.5%，碳酸钠的含量为15%，高锰酸钾含量为7.5%。

测得饲料植物蛋白中佛波醇酯为0.11mg/g，植物凝集素为3.8μg/mL，胰蛋白酶抑制剂为2.2μg/g，粗蛋白为60%，粗纤维为11%，粗脂肪1.6%。

实施例5

将20份麻疯树饼粕粉碎至65目，加入1.2份脱毒剂混合均匀后，加水使饼粕含水量为25%；将混合物放入双螺杆膨化机中进行挤压膨化，并控制其出口温度150℃，膨化饼粕冷却至室温即为麻疯树脱毒颗粒饲料。脱毒剂中生石灰的含量为80%，碳酸钠的含量为15%，高锰酸钾含量为5%。

测得饲料植物蛋白中佛波醇酯为0.05mg/g，植物凝集素为4.2μg/mL，胰蛋白酶抑制剂为3.1μg/g，粗蛋白为61%，粗纤维为7%，粗脂肪1.2%。

实施例6

将16份麻疯树饼粕粉碎至80目，加入0.6份脱毒剂混合均匀后，加水使饼粕含水量为18%；将混合物放入双螺杆膨化机中进行挤压膨化，并控制其出口温度200℃，膨化饼粕冷却至室温即为麻疯树脱毒颗粒饲料。脱毒剂中生石灰的含量为55%，碳酸钠的含量为38%，高锰酸钾含量为7%。

测得饲料植物蛋白中佛波醇酯为0.03mg/g，植物凝集素为5.1μg/mL，胰蛋白酶抑制剂为3.0μg/g，粗蛋白为56%，粗纤维为6.5%，粗脂肪2.3%。

为考察本发明方法的脱毒效果，本发明人采用GBT23179-2008《饲料毒理学评价亚急性毒性试验》标准用实施例1脱毒处理后的饼粕送交四川大学华西医学中心药理学教研室毒理室对小鼠进行了急性毒性试验。该毒理室出具的《脱毒麻疯树饼粕粉急性毒性试验》报告内容如下：

1.试验方法

取空腹24小时昆明小鼠24只，给17.46%脱毒粉末小鼠进行性灌胃，给药体积均为0.8ml/只,连续7天观察小鼠的毒性反应及死亡情况。

2.实验结果

动物在灌胃后活动、饮食、大小便正常，小鼠无死亡。

3.结论

昆明种小鼠灌胃脱毒粉末剂无一定毒性，LD₅₀大于10g/kg实际无毒。

Claims (4)

1.一种麻疯树饼粕的脱毒方法，该方法的工艺步骤和条件如下：

（1）将15～20重量份麻疯树饼粕粉碎至60～80目，加入0.5～1.5重量份的脱毒剂混合均匀后，再加水混合使饼粕含水量为10～30%；

（2）将混合物放入双螺杆膨化机中进行挤压膨化，并控制其出口温度80～200℃，膨化饼粕冷却至室温即为麻疯树脱毒颗粒饲料。

2.根据权利要求1所述麻疯树饼粕的脱毒方法，其特征在于该方法中所述脱毒剂是由以下组分混合而成，且各组分的重量百分比含量如下：生石灰50～80%，碳酸钠15～40%，高锰酸钾5～10%。

3.根据权利要求1或2所述麻疯树饼粕的脱毒方法，其特征在于该方法步骤1）中的饼粕含水量为20～30%。

4.根据权利要求1或2或3所述麻疯树饼粕的脱毒方法，其特征在于该方法步骤（2）中的膨化机出口温度为100～150℃。