專利名稱：一種葵花籽綜合利用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用生物技術(shù)對(duì)葵花籽進(jìn)行精深加工的生產(chǎn)方法，主要涉及一種從葵花籽中提取糠醛樹脂、葵花籽油、綠原酸和葵花籽蛋白肽的方法。
背景技術(shù)：
葵花籽是向日葵的果實(shí)，向日葵屬于菊科向日葵屬，為一年生草本植物，別名葵花。近二十年來，葵花籽生產(chǎn)發(fā)展很快，世界葵花籽產(chǎn)量已成為僅次于大豆的重要油料。目前我國(guó)栽培面積較廣，近幾年全國(guó)葵花籽年產(chǎn)量約為130萬噸左右，西北地區(qū)葵花籽年產(chǎn)量約為85萬噸。葵花籽中殼占重量為25%左右，葵花籽殼中含有15 17%的糠醛；葵花籽中仁占重量為75%左右，葵花籽仁含脂肪為40 60%，含蛋白質(zhì)為25 30%，含綠原酸為1. 3 3. 3%，還含有豐富的鐵、鋅、鉀，鎂等微量元素以及大量的維生素Bl和維生素E?？ㄗ延统是宓S色或青黃色，氣味芬芳，滋味純正；是營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，有益于人體健康的優(yōu)良食用油；其主要為不飽和脂肪，而且不含膽固醇，亞油酸含量可達(dá)70%。葵花籽油的人體消化率96.5%，它含有豐富的亞油酸，有顯著降低膽固醇，防止血管硬化和預(yù)防冠心病的作用；另外，葵花籽油中生理活性最強(qiáng)的α生育酚的含量比一般植物油高，并且業(yè)油酸含量與維生素E含量的比例比較均衡，便于人體吸收利用。功能肽在自然界中廣泛存在，在生物的生命活動(dòng)中起著非常重要的調(diào)節(jié)作用，涉及分子識(shí)別、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞分化及個(gè)體發(fā)育等諸多領(lǐng)域。功能肽具有多種多樣的生物學(xué)功能，如激素作用、免疫調(diào)節(jié)、抗血栓、抗高血壓、調(diào)節(jié)血糖、降膽固醇、抑制細(xì)菌、病毒和抗癌作用、抗氧化作用、改善元素吸收和礦物質(zhì)運(yùn)輸、促進(jìn)生長(zhǎng)、調(diào)節(jié)食品風(fēng)味、口味和硬度等等。而葵花籽蛋白肽可增強(qiáng)人體免疫力，具有極為顯著的保健營(yíng)養(yǎng)、防治疾病功能。綠原酸是一種重要的生物活性物質(zhì)，在我國(guó)170種有抗菌消炎作用的中草藥中均含有綠原酸的成分。它具有利膽、抗菌、抗病毒、降壓、增高白血球及興奮中樞神經(jīng)系統(tǒng)等多種藥理作用，是保健品、食品、藥品、化妝品等工業(yè)的重要原料?？啡┛梢灾苽涑煽啡渲?，樹脂是制造塑料的主要原料，也用來制造涂料、黏合劑、絕緣材料等，同時(shí)也是生物、醫(yī)藥、食品、化工、環(huán)保等行業(yè)用量極大的離子交換劑。目前，工業(yè)上對(duì)于葵花籽的利用都是比較單項(xiàng)的，導(dǎo)致資源的利用不完全以及造成大量浪費(fèi)。國(guó)內(nèi)對(duì)葵花籽的利用多為提油，其生產(chǎn)工藝是葵花籽機(jī)械去殼、葵花籽仁粉碎、扎坯、90 110°C下膨化、初榨、得到毛油、精煉得到成品油；而初榨后的葵花籽粕再利用有機(jī)溶劑提取，得到毛油和餅粕，毛油再精煉，而餅粕做飼料。此工藝缺陷及產(chǎn)品存在的問題在于高溫壓榨使物料體系發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成游離脂肪酸，易腐敗，造成食用油保質(zhì)期短；壓榨工藝出油率只有50%，剩余脂肪物質(zhì)要用有機(jī)溶劑正己烷提取，成品油中應(yīng)有有機(jī)溶劑的殘留物，會(huì)嚴(yán)重影響人體健康；因高溫致使餅粕中的蛋白變性、綠原酸揮發(fā)，故餅粕只能作為飼料，浪費(fèi)了優(yōu)良的蛋白質(zhì)和綠原酸資源； 同時(shí)葵花籽殼未得到利用，浪費(fèi)了天然的樹脂資源。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有工藝的問題和缺陷，本發(fā)明提供一種利用生物技術(shù)綜合提取利用葵花籽的方法。本方法以葵花籽為原料，綜合利用葵花籽中的各有用物質(zhì)，縮短生產(chǎn)流程、減少成本、減少污染，同時(shí)生產(chǎn)出純天然的葵花籽油、高純度的綠原酸和葵花籽蛋白肽，以及糠醛，不會(huì)產(chǎn)生二次污染以及大量廢水。本發(fā)明的目的可以通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種葵花籽綜合利用的方法，a、將葵花籽進(jìn)行機(jī)械脫殼，得到葵花籽殼和葵花籽仁；b、將a步驟中得到的葵花籽仁通過膠體磨進(jìn)行粉碎；C、將b步驟中得到的物質(zhì)加入占葵花籽仁重量的5倍水量，升溫至50 60°C，在 pH為4. 5 6. 0的條件下加入占葵花籽仁重量的0. 5 1. 0%的纖維素酶，酶解2 4h ；d、將c步驟中得到的酶解液利用三相分離機(jī)進(jìn)行分離，得到油相，水相和固相；e、將d步驟中得到的油相進(jìn)行堿煉脫酸和脫臭得到純天然葵花籽油；f、將d步驟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為3. 5 5，溫度為50 60°C下，酶解2 汕；g、將d步驟中得到的固相加入占葵花籽重量的3倍水，在pH為3. 5 5，溫度為 50 60°C的條件下，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、將f步驟和g步驟中得到的酶解液合并，再經(jīng)過截留分子量為4000Dal的超濾膜，在壓力為0. 2 0. 6MPa，溫度為30 50°C，流量為60 70L/min的條件下進(jìn)行除雜；i、將h步驟中得到的濃縮液進(jìn)行噴粉干燥，得到飼料；j、將h步驟中得到的濾液加入占濾液重量的0. 5%的活性炭，在50°C攪拌lh，離心，在將上清液通過大孔吸附樹脂進(jìn)行吸附、洗脫；k、將j步驟中的柱下液通過截留分子量為400Dal的納濾膜，在壓力為1. 0 1. 5MPa，溫度為40 60°C，流量為20L/min的條件下進(jìn)行濃縮；再將濃縮液進(jìn)行噴霧干燥得到葵花籽蛋白肽；1、將j步驟中得到的洗脫液通過截留分子量為200Dal的納濾膜，在壓力為1. 0 1. 5MPa，溫度為40 60°C，流量為20L/min的條件下進(jìn)行濃縮；再將濃縮液進(jìn)行精制得到
綠原酸。所述步驟a中所述的葵花籽殼是制備糠醛樹脂的原料。所述步驟c中所述的纖維素酶是為了更好的打破細(xì)胞壁，釋放出所需的物質(zhì)。所述步驟d中所述的三相分離機(jī)其轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/min。所述步驟f和g中所述蛋白酶為酸性蛋白酶。所述步驟h、k和1中所述的膜選擇截留分子量分別為4000Dal、400Dal和200Dal
的有機(jī)膜。所述步驟j中所述的大孔吸附樹脂吸附條件為上柱條件為pH為5，上柱流速4 5BV/h,上柱體積6 7BV ；解吸條件為乙醇濃度30 %，上柱流速2 !3BV/h，用量3 4BV。本發(fā)明與已有工藝相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明采用生物酶法與膜分離技術(shù)相結(jié)合，提取葵花籽中葵花籽油、葵花籽蛋白肽及綠原酸，同時(shí)還利用葵花籽殼生產(chǎn)糠醛樹脂，使葵花籽得到了綜合利用。本發(fā)明采用生物酶法提取葵花籽仁中的油脂，生產(chǎn)高品質(zhì)的葵花籽油，由于工藝條件避免了高溫環(huán)境，不使用有機(jī)溶劑淬取，保持了葵花籽油的純天然狀態(tài)。本發(fā)明充分利用葵花籽仁中的蛋白質(zhì)和綠原酸，生產(chǎn)蛋白質(zhì)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為60%的綠原酸。本發(fā)明合理利用了葵花籽資源，工藝簡(jiǎn)單易行，操作安全，得到高質(zhì)量目標(biāo)產(chǎn)物， 同時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生二次污染以及大量廢水。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明實(shí)施例1 將50kg葵花籽進(jìn)行機(jī)械脫殼處理，得到葵花籽殼12. 5kg和葵花籽仁37. 5kg ；用膠體磨對(duì)葵花籽仁粉碎，加入187. 5kg水，升溫至50°C，調(diào)節(jié)pH至5，加入纖維素酶187. 5g， 酶解池；酶解完成后進(jìn)行三相分離機(jī)分離，得到油相、水相和固相；將油相進(jìn)行堿煉脫酸和脫臭得到葵花籽油14. 5kg ；分別將水相和固相用酸性蛋白酶酶解得到A、B兩份酶解液， 合并兩份酶解液(即將水相加入75g酸性蛋白酶，升溫至50°C，調(diào)節(jié)pH至3. 5，酶解池， 酶解完成得到酶解液A ；將固相加入IOOkg水，升溫至50°C，調(diào)節(jié)pH至3. 5，加入酸性蛋白酶112. 5g，酶解2h，酶解完成離心得到酶解液B)；將合并的酶解液經(jīng)過在壓力為0. 4MPa, 溫度為40°C，流量為60L/min條件下的超濾膜進(jìn)行除雜；將濃縮液進(jìn)行噴霧干燥得到飼料 9. 3kg，而濾液加入1.35kg活性炭在50°C下攪拌Ih后離心，在通過大孔吸附樹脂，上柱條件為PH為5，流速4BV/h，上柱體積為6BV ；上柱完成后用3BV30%乙醇洗脫，洗脫速度2BV/ h，后用3BV純水洗至洗脫液無明顯乙醇味，收集乙醇洗脫液及醇后純水洗脫液；再將柱下液經(jīng)過在壓力為1. 2MPa，溫度為40°C，流量為20L/min條件下的納濾膜進(jìn)行濃縮，濃縮完全后進(jìn)行噴霧干燥得到蛋白肽6. 5kg(蛋白質(zhì)含量大于90% )；而將洗脫液經(jīng)過在壓力為 1. OMPa，溫度為40°C，流量為20L/min條件下的納濾膜進(jìn)行濃縮，濃縮完成后再通過精制， 即得到綠原酸0. 36kg(純度大于60% )0實(shí)施例2 將50kg葵花籽進(jìn)行機(jī)械脫殼處理，得到葵花籽殼12. 5kg和葵花籽仁37. 5kg ；用膠體磨對(duì)葵花籽仁粉碎，加入187. 5kg水，升溫至60°C，調(diào)節(jié)pH至5. 5，加入纖維素酶375g， 酶解池；酶解完成后進(jìn)行三相分離機(jī)分離，得到油相、水相和固相；將油相進(jìn)行堿煉脫酸和脫臭得到葵花籽油15. 7kg ；分別將水相和固相用酸性蛋白酶酶解得到A、B兩份酶解液，合并兩份酶解液(即將水相加入112. 5g酸性蛋白酶，升溫至60°C，調(diào)節(jié)pH至4. 5，酶解池，酶解完成得到酶解液A ；將固相加入IOOkg水，升溫至60°C，調(diào)節(jié)pH至4. 5，加入酸性蛋白酶 150，酶解3h，酶解完成離心得到酶解液B)；將合并的酶解液經(jīng)過在壓力為0. 6MPa，溫度為 50°C，流量為70L/min條件下的超濾膜進(jìn)行除雜；將濃縮液進(jìn)行噴霧干燥得到飼料9. Ikg, 而濾液加入1. 35kg活性炭在50°C下攪拌Ih后離心，在通過大孔吸附樹脂，上柱條件為pH 為5，流速5BV/h，上柱體積為7BV ；上柱完成后用4BV30%乙醇洗脫，洗脫速度!3BV/h，后用 3BV純水洗至洗脫液無明顯乙醇味，收集乙醇洗脫液及醇后純水洗脫液；再將柱下液經(jīng)過在壓力為1. 5MPa，溫度為50°C，流量為20L/min條件下的納濾膜進(jìn)行濃縮，濃縮完全后進(jìn)行噴霧干燥得到蛋白肽6. Ag(蛋白質(zhì)含量大于90% )；而將洗脫液經(jīng)過在壓力為1. 2MPa，溫度為50°C，流量為20L/min條件下的納濾膜進(jìn)行濃縮，濃縮完成后再通過精制，即得到綠原酸0. 37 (純度大于60% )。
權(quán)利要求
1. 一種葵花籽綜合利用的方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行a、將葵花籽進(jìn)行機(jī)械脫殼，得到葵花籽殼和葵花籽仁；b、將a步驟中得到的葵花籽仁通過膠體磨進(jìn)行粉碎；C、將b步驟中得到的物質(zhì)加入占葵花籽仁重量的5倍水，升溫至50 60°C，在pH為 4. 5 6. 0的條件下加入占葵花籽仁重量的0. 5 1. 0%的纖維素酶，酶解2 4h ；d、將c步驟中得到的酶解液利用三相分離機(jī)進(jìn)行分離，得到油相，水相和固相；e、將d步驟中得到的油相進(jìn)行堿煉脫酸和脫臭得到純天然葵花籽油；f、將d步驟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為 3. 5 5，溫度為50 60°C下酶解2 3h ；g、將d步驟中得到的固相加入占葵花籽重量的3倍水，在pH為3.5 5，溫度為50 60°C的條件下，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、將f步驟和g步驟中得到的酶解液合并，再經(jīng)過截留分子量為4000Dal的超濾膜，在壓力為0. 2 0. 6MPa，溫度為30 50°C，流量為60 70L/min的條件下進(jìn)行除雜；i、將h步驟中得到的濃縮液進(jìn)行噴粉干燥，得到飼料；j、將h步驟中得到的濾液加入占濾液重量的0. 5%的活性炭，在50°C攪拌lh，離心，在將上清液通過大孔吸附樹脂進(jìn)行吸附、洗脫；k、將j步驟中的柱下液通過截留分子量為400Dal的納濾膜，在壓力為1. 0 1. 5MPa, 溫度為40 60°C，流量為20L/min的條件下進(jìn)行濃縮；再將濃縮液進(jìn)行噴霧干燥得到葵花籽蛋白肽； 將j步驟中得到的洗脫液通過截留分子量為200Dal的納濾膜，在壓力為1.0 1. 5MPa，溫度為40 60°C，流量為20L/min的條件下進(jìn)行濃縮；再將濃縮液進(jìn)行精制得到綠原酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葵花籽綜合利用的方法，其特征在于所述的纖維素酶酶活為50萬u/g，蛋白酶為酸性蛋白酶，酶活為20萬u/g.
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葵花籽綜合利用的方法，其特征在于所述的利用三相分離機(jī)是為了一次性將油相、水相和固相分離，其轉(zhuǎn)數(shù)為4000轉(zhuǎn)/min，時(shí)間為15min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葵花籽綜合利用的方法，其特征在于所述的超濾除雜膜和納濾濃縮膜均為有機(jī)膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葵花籽綜合利用的方法，其特征在于所述的活性炭是為了脫色，同時(shí)減輕樹脂的負(fù)荷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葵花籽綜合利用的方法，其特征在于所述的大孔吸附樹脂為NKA-9或AB-8，洗脫液為30%濃度的乙醇溶液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種葵花籽綜合利用的方法，各物質(zhì)的加入量以葵花籽仁重量為基準(zhǔn)，將葵花籽進(jìn)行退殼，葵花籽殼制備糠醛樹脂；葵花籽仁進(jìn)行濕法粉碎，纖維素酶中溫提取，三相分離、油相進(jìn)行精制得到純天然葵花籽油；水相和固相用酸性蛋白酶中溫提取、常規(guī)離心、超濾膜除雜、活性炭脫色、大孔吸附樹脂吸附、解吸、柱下液進(jìn)行納濾膜濃縮并進(jìn)行噴粉干燥得到葵花籽蛋白肽、而洗脫液也進(jìn)行納濾膜濃縮并精制得到綠原酸。本發(fā)明合理利用葵花籽資源，工藝簡(jiǎn)單易行，操作安全，葵花籽油得率為90％、葵花籽蛋白肽得率為80％、綠原酸得率為55％、糠醛樹脂收率為90％，同時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生二次污染以及大量廢水。
文檔編號(hào)C12P21/06GK102199486SQ20111007041
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者萬端極, 劉銳, 吳正奇, 徐國(guó)念, 李猷, 毛波 申請(qǐng)人:武漢普賽特膜技術(shù)循環(huán)利用有限公司