专利名称：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Bl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°C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°C，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°C下，酶解2 汕；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°C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 汕；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°C，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°C搅拌lh，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°C，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；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°C，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1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。
具体实施例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°C，调节pH至5，加入纤维素酶187. 5g， 酶解池；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°C，调节pH至3. 5，酶解池， 酶解完成得到酶解液A ；将固相加入IOOkg水，升温至50°C，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°C，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°C下搅拌Ih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°C，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. OMPa，温度为40°C，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% )0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°C，调节pH至5. 5，加入纤维素酶375g， 酶解池；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°C，调节pH至4. 5，酶解池，酶解完成得到酶解液A ；将固相加入IOOkg水，升温至60°C，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°C，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. Ikg, 而滤液加入1. 35kg活性炭在50°C下搅拌Ih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°C，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. Ag(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°C，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. 37 (纯度大于60% )。
权利要求
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°C，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°C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°C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 池；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°C，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°C搅拌lh，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°C，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； 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°C，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。
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。
6.根据权利要求1所述的葵花籽综合利用的方法，其特征在于所述的大孔吸附树脂为NKA-9或AB-8，洗脱液为30%浓度的乙醇溶液。
全文摘要
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。
文档编号C12P21/06GK102199486SQ20111007041
公开日2011年9月28日 申请日期2011年3月23日 优先权日2011年3月23日
发明者万端极, 刘锐, 吴正奇, 徐国念, 李猷, 毛波 申请人:武汉普赛特膜技术循环利用有限公司