一种连续相变萃取去除蓖麻粕中变应原的方法
【专利摘要】本发明提供一种连续相变萃取去除蓖麻粕中毒素变应原的方法，是将蓖麻粕原料装入萃取釜中，在萃取温度50℃~100℃、萃取压力为0.1MPa~1.0MPa的条件下，以130L/h~180L/h的流速流经萃取釜，连续萃取60min~240min，萃取蓖麻粕后，流进解析釜中，解析温度60℃~100℃，解析压力-0.10MPa~-0.09MPa，萃取剂通过加热、减压使萃取剂相变为气体，再通过即时冷却，变为液体再流经萃取釜，对物料再次脱毒，如此循环多次，所述萃取剂是指浓度为55~100%的甲醇、乙醇或丁醇。本发明既具高效脱毒、几乎无溶剂残留、时间短的优点，同时又具有常规溶剂萃取容积大、批处理量大、生产成本低等特点。
【专利说明】一种连续相变萃取去除蓖麻粕中变应原的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于动物饲料开发【技术领域】，尤其涉及一种连续相变萃取去除蓖麻柏中变应原的方法。
【背景技术】
[0002]蓖麻(TPicizw1S communis Z.),大戟科蓖麻属植物，多年生植物,植株高大，多分枝，每年夏末开黄绿色花，果实呈球形，蓖麻籽一般为褐色花纹，内有白色种仁。主要种植在印度、巴西和中国等温带和热带地区。全球产量正在稳步增加，在2011年达到277万吨，印度、巴西和中国就占总产量的80%以上，中国每年产量大约为20万吨。蓖麻的经济价值很高，蓖麻籽含油量一般为46%~56%，蓖麻油一直在医药和工业应用中作为润滑剂或涂布剂或者作为塑料制品的一个组成部分。此外，它又作为生物柴油燃料。蓖麻油性质独特，含有超过85%的蓖麻油酸-12-羟基十八烯酸甘油酯，还含有八种脂肪酸，是一种难得的可再生的化工原料。
[0003]蓖麻籽萃取油后剩下的残渣为蓖麻柏。蓖麻柏中含有丰富的蛋白质，含量为34~40%。蓖麻蛋白中有60%的球蛋白，20%的谷蛋白，16%的清蛋白，不含或含少量动物难以吸收的醇溶蛋白。所以，动物可消化吸收绝大多数的蓖麻蛋白。它的氨基酸组成包括:甘氨酸，缬氨酸，亮氨酸，异亮氨酸，苯丙氨酸，色氨酸，苏氨酸，脯氨酸，蛋氨酸，精氨酸，组氨酸，赖氨酸，天冬氨酸，谷氨酸，丝氨酸。蓖麻毒蛋白中精氨酸、天冬氨酸、丝氨酸和谷氨酸的含量较多。
[0004]虽然蓖麻柏营养价值较高，但由于其含有蓖麻毒蛋白、蓖麻碱、变应原和含量较低凝集素四种毒素而影响其在饲料方面的开发，长期以来只能用作农作物肥料作用于农田。因此，为了解决蛋白质饲料的严重缺乏，蓖麻柏脱毒工艺研究迫在眉睫。
`[0005]蓖麻变应原是由多糖和蛋白质聚合而成的糖蛋白，属于脲类，其分子式为C10H16NOC4H4O4,分子量为281.3。变应原具有很强的过敏性和抗原性，类型为CB-1A型，多存在于蓖麻籽仁内或不含油的胚乳部分，在蓖麻茎和叶中也有少量存在，蓖麻饼中变应原含量为6.1 %、.0 %。变应原为白色粉末状，溶于水，在沸水中稳定，溶于25 %的乙醇，不溶于75 %的乙醇，它与一般蛋白质不同，不被醋酸铅沉淀。其含量较多，在用作饲料时如不除去，会导致动物的致命性过敏，而且过敏原是一种具有强烈过敏性的物质，会使人们出现打喷嚏、呼吸困难和全身不适等症状。
[0006]蓖麻柏脱毒在国内外已有多年的研究，包括物理、化学和生物法被用来脱毒。目前，蓖麻柏的脱毒工艺主要为高压高温、酸碱处理和微生物发酵等方法，传统工艺虽然对毒素有一定的去除率，但是高温高压对氨基酸容易造成过度破坏和影响适口性等，酸碱处理造成营养成分流失严重，微生物发酵脱毒时间过长等。
[0007]低温连续相变萃取去除蓖麻柏中变应原是近年来发展起来的新型脱毒技术。它是指萃取剂在低于压力IMpa和温度90°C条件下，经过萃取釜对物料进行脱毒后，在解析釜中相变为气体，其中萃取到的物质落入解析釜，解析后的气体再经过冷却成液体，对物料进行反复脱毒的过程。与传统的脱毒工艺相比，连续相变萃取本发明即具脱毒高效、几乎无溶剂残留、时间短的优点，而且同时又具有常规溶剂萃取容积大、批处理量大、生产成本低等特点。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种去除率高、适口性好、用时短、环保、成本低，适合大规模工业化生产的连续相变萃取去除蓖麻柏中变应原的方法。
[0009]为解决上述问题，本发明所述一种连续相变萃取去除蓖麻柏中变应原的方法包括以下步骤:
(1)将蓖麻籽用低温连续相变萃取后去除蓖麻油，使油含量<6%，得蓖麻柏原料； (2)将蓖麻柏原料装入萃取釜中，在萃取温度50°C~100°C、萃取压力为0.1Mpa^l.0Mpa的条件下，以130L/tTl80L/h的流速流经萃取釜，连续萃取60mirT240min，萃取蓖麻柏后，流进解析釜中，解析温度60°C~100°C，解析压力-0.1OMpa^-0.09Mpa，萃取剂通过加热、减压使萃取剂相变为气体，再通过即时冷却，变为液体再流经萃取釜，对物料再次脱毒，如此循环多次。所述萃取剂是指浓度浓度为55~100%的甲醇、乙醇或丁醇。
[0010]本发明整个脱毒过程中，萃取剂的由液态到气态再到液态的相变过程是即时、连续的，萃取剂是进行连续相变，循环使用的，萃取剂将变应原带至解析釜中，达到脱毒的效果O
[0011]所述萃取剂为浓度为100%的甲醇，萃取条件为:萃取温度90°C,萃取压力为
0.3Mpa，连续萃取180min，流量160L/h，解析温度60°C，解析压力-0.1OMpa0
[0012]所述萃取剂为浓度为90%的甲醇，萃取条件为:萃取温度80 °C,萃取压力为
1.0Mpa，连续萃取210min，流量150L/h，解析温度70°C，解析压力-0.05Mpa。
[0013]所述萃取剂为55%甲醇，萃取条件为:萃取温度70°C，压力为0.1Mpa，连续萃取120min，流量160L/h，解析温度80°C，解析压力-0.06Mpa。
[0014]所述萃取剂为浓度100%的乙醇，萃取条件为:萃取温度90°C，萃取压力为0.1Mpa,连续萃取60min，流量170L/h，解析温度70°C，解析压力-0.09Mpa。
[0015]所述萃取剂为浓度为90%的乙醇，萃取条件为:萃取温度50 °C,萃取压力为
0.3Mpa，连续萃取210min，流量180L/h，解析温度80°C，解析压力-0.08Mpa。
[0016]所述萃取剂为浓度为70%的乙醇，萃取条件为:萃取温度70 °C,萃取压力为
0.9Mpa，连续萃取180min，流量130L/h，解析温度100°C，解析压力-0.09Mpa。
[0017]所述萃取剂为浓度为100%的丁醇，萃取条件为:萃取温度100°C，萃取压力为
0.4Mpa，连续萃取240min，流量150L/h，解析温度80°C，解析压力-0.09Mpa。
[0018]本发明所采用的连续相变萃取去除蓖麻柏中变应原是近年来发展起来的新型脱毒技术。它是指萃取剂在低于压力IMpa和温度100°C以下经过萃取釜对物料进行脱毒后，在解析釜中相变为气体，其中萃取到的物质落入解析釜，解析后的气体再经过冷却成液体，对物料进行反复脱毒的过程，可连续多次对物料进行高效脱毒。与传统的脱毒工艺相比，连续相变萃取本发明既具高效脱毒、几乎无溶剂残留、时间短的优点，同时又具有常规溶剂萃取容积大、批处理量大、生产成本低等特点。
[0019]本发明与现有技术相比具有以下优点:1、由于本发明采用我国资源丰富，长期做为肥料的蓖麻柏为原料，因此，有效地提高综合利用效率，解决蛋白饲料紧急缺口的一大问题。
[0020]2、本发明采用连续相变萃取技术，不仅有效地降低了生产成本，缩短了脱毒时间，减少了工艺过程中溶剂消耗量及能耗，而且工艺流程简单、可操作性强，脱毒效率高，环保、无污染，完全性和重复性好，可实现大规模工业化连续性生产。
[0021]3、由于整个脱毒过程在密闭绝氧、低温低压的条件下进行，因此，在保证一定去除率的情况下，还能保证营养成分的不流失。
[0022]4、本发明去除率高，萃取剂可反复回收利用。与常规方法相比，相同去除率的条件去除时间更短、操作方便、安全，环保。
[0023]5、本发明所得的蓖麻柏的综合指标，如颜色、适口性、毒性等，都要比用其它工艺所得的要好。
[0024]6、一次性处理即可完成脱毒，没有高温过程，可达到较高去除率，达到安全水平，无需后续处理，可直接作为饲料添加剂。
【具体实施方式】
[0025]实施例1 一种连续相变萃取去除蓖麻柏中变应原的方法，包括以下步骤:
(I)将蓖麻籽用低温连续相变萃取后去除蓖麻油，使油含量< 6%，得蓖麻柏原料。
[0026](2)称取处理后的蓖麻柏原料10kg，装入连续相变萃取装置的萃取釜中，通入100%甲醇，以一定流速流经萃取釜，进入解析釜中，在解析釜中相变为气体，其中萃取到的物质落放入解析釜，解析后的溶剂再经过冷却成液体，对物料进行反复脱毒的过程。萃取条件为:萃取温度90°c，萃取压力为0.3Mpa，连续萃取180min，流量160L/h，解析温度60°C，解析压力-0.1OMpa0脱毒完毕后，检测蓖麻柏中变应原含量，得变应原去除率为80.03%，经动物实验验证，脱毒蓖麻柏后属于实际无毒。
[0027]实施例2 —种连续相变萃取去除蓖麻柏中变应原的方法，包括以下步骤:
(I)将蓖麻籽用连续相变萃取后去除蓖麻油，使油含量< 6%，得蓖麻柏原料。
[0028](2)称取处理后的蓖麻柏原料10kg，装入连续相变萃取装置的萃取釜中，通入浓度为90%的甲醇，以一定流速流经萃取釜，进入解析釜中，在解析釜中相变为气体，其中萃取到的物质落放入解析釜，解析后的溶剂再经过冷却成液体，对物料进行反复脱毒的过程。萃取条件为:萃取温度80°C，萃取压力为1.01^&，连续萃取21011^11，流量1501711，解析温度70°C，解析压力-0.05Mpa。脱毒完毕后，检测蓖麻柏中变应原含量，得变应原去除率为76.3%，经动物实验验证，脱毒蓖麻柏后属于实际无毒。
[0029]实施例3 —种相变萃取蓖麻柏中变应原的方法，包括以下步骤:
(1)将蓖麻籽用连续相变萃取后去除蓖麻油，使油含量< 6%，得蓖麻柏原料。
[0030](2)称取处理后的蓖麻柏原料10kg，装入连续相变萃取装置的萃取釜中，通入浓度为55%的甲醇，以一定流速流经萃取釜，进入解析釜中，在解析釜中相变为气体，其中萃取到的物质落放入解析釜，解析后的溶剂再经过冷却成液体，对物料进行反复脱毒的过程。萃取条件为:萃取温度70°C，压力为0.1Mpa，连续萃取120min，流量160L/h，解析温度80°C，解析压力-0.06Mpa。脱毒完毕后，检测蓖麻柏中变应原含量，得变应原去除率为75.1%，经动物实验验证，脱毒蓖麻柏后属于实际无毒。[0031]实施例4 一种低温连续相变萃取去除蓖麻柏中变应原的方法，包括以下步骤:
(I)将蓖麻籽用低温连续相变萃取后去除蓖麻油，使油含量< 6%，得蓖麻柏原料。
[0032](2)称取处理后的蓖麻柏原料10kg，装入连续相变萃取装置的萃取釜中，通入浓度为100%的乙醇，以一定流速流经萃取釜，进入解析釜中，在解析釜中相变为气体，其中萃取到的物质落放入解析釜，解析后的溶剂再经过冷却成液体，对物料进行反复脱毒的过程。萃取条件为:萃取温度90°c，萃取压力为0.1Mpa，连续萃取60min，流量170L/h，解析温度70°C，解析压力-0.09Mpa。脱毒完毕后，检测蓖麻柏中变应原含量，得变应原去除率为69.5%，；经动物实验验证，脱毒蓖麻柏后属于实际无毒。
[0033]实施例5 —种低温连续相变萃取去除蓖麻柏中变应原的方法，包括以下步骤:
(I)将蓖麻籽用低温连续相变萃取后去除蓖麻油，使油含量< 6%，得蓖麻柏原料。
[0034](2)称取处理后的蓖麻柏原料10kg，装入连续相变萃取装置的萃取釜中，通入浓度为90%的乙醇，以一定流速流经萃取釜，进入解析釜中，在解析釜中相变为气体，其中萃取到的物质落放入解析釜，解析后的溶剂再经过冷却成液体，对物料进行反复脱毒的过程。萃取条件为:萃取温度50°C，萃取压力为0.3Mpa，连续萃取210min，流量180L/h，解析温度80°C，解析压力-0.08Mpa。脱毒完毕后，检测蓖麻柏中变应原含量，得变应原去除率为69.2%，；经动物实验验证，脱毒蓖麻柏后属于实际无毒。
[0035]实施例6 —种低温连续相变萃取去除蓖麻柏中变应原的方法，包括以下步骤:
(I)将蓖麻籽用低温连续相变萃取后去除蓖麻油，使油含量< 6%，得蓖麻柏原料。
[0036](2)称取处理后的蓖麻柏原料10kg，装入连续相变萃取装置的萃取釜中，通入浓度为70%的乙醇，以一定流速流经萃取釜，进入解析釜中，在解析釜中相变为气体，其中萃取到的物质落放入解析釜，解析后的溶剂再经过冷却成液体，对物料进行反复脱毒的过程。萃取条件为:萃取温度70°C，萃取压力为0.9Mpa，连续萃取180min，流量130L/h，解析温度100°C，解析压力-0.09Mpa。脱毒完毕后，检测蓖麻柏中变应原含量，得变应原去除率为79.0%，；经动物实验验证，脱毒蓖麻柏后属于实际无毒。
[0037]实施例7 —种低温连续相变萃取去除蓖麻柏中变应原的方法，包括以下步骤:
(I)将蓖麻籽用低温连续相变萃取后去除蓖麻油，使油含量< 6%，得蓖麻柏原料。
[0038](2)称取处理后的蓖麻柏原料10kg，装入连续相变萃取装置的萃取釜中，通入浓度为100%的丁醇，以一定流速流经萃取釜，进入解析釜中，在解析釜中相变为气体，其中萃取到的物质落放入解析釜，解析后的溶剂再经过冷却成液体，对物料进行反复脱毒的过程。萃取条件为:萃取温度100°c，萃取压力为0.4Mpa，连续萃取240min，流量150L/h，解析温度80°C，解析压力-0.09Mpa。脱毒完毕后，检测蓖麻柏中变应原含量，得变应原去除率为53.0%，；经动物实验验证，脱毒蓖麻柏后属于实际无毒。
【权利要求】
1.一种连续相变萃取去除蓖麻柏中变应原的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将蓖麻籽用连续相变萃取后去除蓖麻油，使油含量<6%，粉碎得到蓖麻柏原料； (2)将蓖麻柏原料装入萃取釜中，在萃取温度50°C~100°C、萃取压力为0.1Mpa^l.0Mpa的条件下，以130L/tTl80L/h的流速流经萃取釜，连续萃取60mirT240min，萃取蓖麻柏后，流进解析釜中，解析温度60°C~100°C，解析压力-0.1OMpa^-0.09Mpa，萃取剂通过加热、减压使萃取剂相变为气体，再通过即时冷却，变为液体再流经萃取釜，对物料再次脱毒，如此循环多次，所述萃取剂是指浓度为55~100%的甲醇、乙醇或丁醇。
2.根据权利要求1所述的连续相变萃取去除变应原的方法，其特征在于，所述萃取剂为浓度为100%的甲醇，萃取条件为:萃取温度90°C，萃取压力为0.3Mpa，连续萃取180min，流量160L/h，解析温度60°C，解析压力-0.1OMpa0
3.根据权利要求1所述的连续相变萃取去除变应原的方法，其特征在于，所述萃取剂为浓度90%的甲醇，萃取条件为:萃取温度80°C，萃取压力为1.0Mpa，连续萃取210min，流量150L/h，解析温度70°C，解析压力-0.05Mpa。
4.根据权利要求1所述的连续相变萃取去除变应原的方法，其特征在于，所述萃取剂为浓度55%的甲醇，萃取条件为:萃取温度70°C，压力为0.1Mpa，连续萃取120min，流量160L/h，解析温度80°C，解析压力-0.06Mpa。
5.根据权利要求1所述的连续相变萃取去除变应原的方法，其特征在于，所述萃取剂为浓度100%的乙醇，萃取条件为:萃取温度90°C，萃取压力为0.1Mpa，连续萃取60min，流量170L/h，解析温度70°C，解析压力-0.09Mpa。
6.根据权利要求1所述的连续相变萃取去除变应原的方法，其特征在于，所述萃取剂为浓度90%的乙醇，萃取条件为:萃取温度50°C，萃取压力为0.3Mpa，连续萃取210min，流量180L/h，解析温度80°C，解析压力-0.08Mpa。
7.根据权利要求1所述的连续相变萃取去除变应原的方法，其特征在于，所述萃取剂为浓度70%的乙醇，萃取条件为:萃取温度70°C，萃取压力为0.9Mpa，连续萃取180min，流量130L/h，解析温度100°C，解析压力-0.09Mpa。
8.根据权利要求1所述的连续相变萃取去除变应原的方法，其特征在于，所述萃取剂为浓度100%的丁醇，萃取条件为:萃取温度100°C，萃取压力为0.4Mpa，连续萃取240min，流量150L/h，解析温度80°C，解析压力-0.09Mpa。
【文档编号】A23K1/14GK103766600SQ201410061573
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年2月24日 优先权日:2014年2月24日
【发明者】曹庸, 李俊, 廖明娟, 杜洁, 戴伟杰 申请人:曹庸