生物柴油副产物小桐子油饼脱毒植物蛋白的生产方法转让专利
申请号 : CN201210369231.0
文献号 : CN102835543B
文献日 : 2014-02-12
发明人 : 李宝才 , 龚宽俊 , 张惠芬 , 向诚 , 角仕云 , 何静 , 戴伟锋
申请人 : 昆明理工大学
摘要 :
本发明公开一种生物柴油副产物小桐子油饼脱毒植物蛋白的生产方法，该方法将生物柴油生产过程中的高蛋白小桐子油饼粉碎后与双氧水混匀，用NaOH或KOH或NaCO3溶液调节其pH，然后于40～70℃密封反应，反应结束后烘干，得到金黄色粉末植物蛋白产品，产品以粉末状或者块状形式；本发明工艺简单，能耗低，所得脱毒后小桐子油饼品质均一稳定，适合连续生产操作；同时避免生产过程中添加有机溶剂进行脱毒步骤可能的有机溶剂残留。
权利要求 :
1.一种生物柴油副产物小桐子油饼脱毒植物蛋白的生产方法，其特征在于具体操作如下：（1）将生物柴油生产过程中产生的副产物小桐子油饼粉碎后备用；
（2）按固液比为1:1～1:4的比例将小桐子油饼粉末与双氧水溶液混合均匀，制成匀浆状，用NaOH或KOH溶液调节其pH=7.5～8.5，将匀浆灌装到反应釜中，然后在40～70℃下，搅拌反应2～12小时，搅拌速率为60～100rpm；
（3）将反应产物在100～105℃下烘干1～2h，然后降温至85～95℃下烘干至含水量低于15%，即得小桐子油饼脱毒植物蛋白；
其中所述双氧水溶液的质量百分比浓度为10～30%。
说明书 :
生物柴油副产物小桐子油饼脱毒植物蛋白的生产方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种生物柴油副产物小桐子油饼脱毒植物蛋白的生产方法，属于饲料加工领域。
背景技术
[0002] 1公顷的小桐子种子榨完油后的小桐子油饼相当于3.4吨豆粕的蛋白质含量。以此计算我国每年产生的小桐子油饼与3000多万吨豆粕相当。而小桐子油饼作为饲料原料，价格低廉，产量丰富。如今油饼未作为饲料的主要原因是含有佛波醇酯，是小桐子油饼的主要有毒成分。它影响着大分子蛋白在胃中的消化吸收。有文献报道在胃中24小时的蛋白质降解率很低（29%-43%）。因此，去除油饼中的佛波醇酯，使油饼成为可代替豆粕的植物蛋白源，提高小桐子生物柴油的附加值，降低小桐子生物柴油的生产成本，实现其商业化的关键所在。
[0003] 现有技术中人们为了去除油饼中的佛波醇酯而引入有机溶剂甲醇和使用高温条件，此举势必出现生产成本添加、有机溶剂残留、处理负担加重、环境污染加大，产品高温变质等问题。
[0004] 由于目前小桐子油饼脱毒技术不成熟，每年榨油企业产生的大量小桐子油饼被丢弃。这样不仅浪费资源，而且给企业和自然生态环境带来巨大压力。环境中佛波醇酯含量的增加将会使人发生癌症的几率增加。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种生物柴油过程中产生的副产物小桐子油饼脱毒植物蛋白的生产方法，该方法是一种工艺设计简洁、设备要求简单、能耗低、污染小、所得产品品质均一稳定的生物柴油副产物小桐子油饼脱毒植物蛋白的生产方法。
[0006] 本发明方法具体操作步骤如下：
[0007] （1）将生物柴油生产过程中产生的副产物小桐子油饼粉碎后备用；
[0008] （2）按固液比为1:1～1:4的比例将小桐子油饼粉末与双氧水溶液混合均匀，制成匀浆状，调节其pH=7.5～8.5，将匀浆灌装到反应釜中，然后在40～70℃下，搅拌反应2～12小时，搅拌速率为60～100rpm；匀浆由黑色变为白色；
[0009] （3）将反应的白色产物在100～105℃下烘干1～2h，然后降温至85～95℃下烘干至含水量低于15%，即得小桐子油饼脱毒植物蛋白。产品为粉末状或者块状形式。
[0010] 本发明中生物柴油副产物小桐子油饼是指以油料作物小桐子的种子经过常规方法机械压榨，溶剂提取等方法榨完油后，产生的油饼。
[0011] 本发明的方法通过化学方法氧化降解佛波醇酯，最终使小桐子油饼转化成无毒的油饼，可用作植物蛋白源。
[0012] 本发明中双氧水溶液的质量百分比浓度为10～30%。
[0013] 双氧水添加比例太低反应降解佛波醇酯和不够完全；太高会使产品烘干能量消耗增加；双氧水浓度太低反应速率慢，产品匀浆烘干时间增加；太高双氧水自身的分解加剧，使用效率低。当反应温度低于30℃时反应几乎不进行，高于70℃反应太剧烈产生喷爆现象，双氧水自身的分解加剧。
[0014] 步骤3）中，烘干温度太低彻底烘干困难，双氧水有残留；温度过高羰胺反应剧烈，产品色泽变黑色。
[0015] 本发明方法相对于现有技术的优点和有益效果：
[0016] 1、工艺简单，设备要求简单，能耗低，污染小，避免生产过程中添加有机溶剂进行脱毒步骤可能的有机溶剂残留，所得产品品质均一稳定；
[0017] 2、本方法去除油饼中的佛波醇酯，使油饼成为可代替豆粕等植物蛋白源，提高小桐子生物柴油的附加值，降低小桐子生物柴油的生产成本；
[0018] 3、本方法适合连续生产操作。
附图说明
[0019] 图1是本发明中小桐子油饼脱毒前的高效液相色谱图；
[0020] 图2是本发明小桐子油饼脱毒后的高效液相色谱图。
具体实施方式
[0021] 下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。
[0022] 实施例1：本生物柴油副产物小桐子油饼脱毒植物蛋白的生产方法，具体操作如下：
[0023] （1）将生物柴油生产过程中产生的副产物小桐子油饼粉碎后备用；
[0024] （2）将7kg小桐子油饼粉末与20L质量百分比浓度为18%的双氧水溶液混合均匀，制成匀浆状，用质量百分比浓度为30%的氢氧化钠溶液调节其pH=8.0，将匀浆灌装到30L反应釜中，然后在50℃下，搅拌反应10小时，搅拌速率为70rpm；
[0025] （3）将反应的白色产物放入鼓风电热干燥箱中，在100℃下烘干1h，然后将温度降到95℃烘5h，至水分含量为15%，粉碎，即得小桐子油饼脱毒植物蛋白，可代替豆粕成为动物饲料蛋白源。
[0026] 通过本发明方法制得的小桐子油饼脱毒植物蛋白成分见下表：
[0027] 表1：产品成分对照表
[0028]名称 处理前 处理后 去除率%
蛋白质（%） 44.2 42.1 4.75
佛波醇酯（mg/g） 3.12 ≤0.01≥99.7
胰蛋白酶抑制率（mg/g） 30.6 2.03 93.4
植物凝集素（mg/ml） 11.6 0.68 94.1
蛋白质（%） 44.2 42.1 4.75
佛波醇酯（mg/g） 3.12 ≤0.01≥99.7
胰蛋白酶抑制率（mg/g） 30.6 2.03 93.4
植物凝集素（mg/ml） 11.6 0.68 94.1
[0029] 实施例2：本生物柴油副产物小桐子油饼脱毒植物蛋白的生产方法，具体操作如下：
[0030] （1）将生物柴油生产过程中产生的副产物小桐子油饼粉碎后备用；
[0031] （2）将10kg小桐子油饼粉末与20L质量百分比浓度为15%的双氧水溶液混合均匀，制成匀浆状，用质量百分比浓度为20%的氢氧化钠溶液调节其pH=7.5，将匀浆灌装到反应釜中，然后在55℃下，搅拌反应8小时，搅拌速率为90rpm；
[0032] （3）将反应的白色产物放入鼓风电热干燥箱中，在105℃下烘干1h，然后将温度降到85℃烘5h，至水分含量为13%，即得小桐子油饼脱毒植物蛋白，可代替豆粕成为动物饲料蛋白源。
[0033] 通过本发明方法制得的小桐子油饼脱毒植物蛋白成分见下表：
[0034] 表2：产品成分对照表
[0035]名称 处理前 处理后 去除率%
蛋白质（%） 55.2 54.3 1.63
佛波醇酯（mg/g） 4.05 ≤0.01≥99.8
胰蛋白酶抑制率（mg/g） 35.6 2.03 94.3
植物凝集素（mg/ml） 14.6 0.88 94.0
蛋白质（%） 55.2 54.3 1.63
佛波醇酯（mg/g） 4.05 ≤0.01≥99.8
胰蛋白酶抑制率（mg/g） 35.6 2.03 94.3
植物凝集素（mg/ml） 14.6 0.88 94.0
[0036] 本实施对脱毒前后的小桐子油饼进行高效液相色谱检测，结果显示脱毒前的小桐子油饼中佛波醇酯的四个峰的出峰时间在27-30min之间，脱毒后产品中几乎不含佛波醇酯。（见图1-2）
[0037] 实施例3：本生物柴油副产物小桐子油饼脱毒植物蛋白的生产方法，具体操作如下：
[0038] （1）将生物柴油生产过程中产生的副产物小桐子油饼粉碎后备用；
[0039] （2）将9kg小桐子油饼粉末与20L质量百分比浓度为10%的双氧水溶液混合均匀，制成匀浆状，用质量百分比浓度为25%的氢氧化钠溶液调节其pH=8.5，将匀浆灌装到反应釜中，然后在60℃下，搅拌反应8小时，搅拌速率为85rpm；
[0040] （3）将反应的白色产物放入鼓风电热干燥箱中，在100℃下烘干2h，然后将温度降到90℃烘7h，至水分含量为13%，即得小桐子油饼脱毒植物蛋白，可代替豆粕成为动物饲料蛋白源。
[0041] 通过本发明方法制得的小桐子油饼脱毒植物蛋白成分见下表：
[0042] 表3：产品成分对照表
[0043]名称 处理前 处理后 去除率%
蛋白质（%） 48.3 47.0 2.69
佛波醇酯（mg/g） 1.13 ≤0.01≥99.1
胰蛋白酶抑制率（mg/g） 20.2 2.63 87.0
植物凝集素（mg/ml） 10.6 0.54 94.9
蛋白质（%） 48.3 47.0 2.69
佛波醇酯（mg/g） 1.13 ≤0.01≥99.1
胰蛋白酶抑制率（mg/g） 20.2 2.63 87.0
植物凝集素（mg/ml） 10.6 0.54 94.9
[0044] 通过初步的毒理实验发现脱毒产品的乙醇提取物按照20 000mg/kg体重的剂量对小鼠灌胃，20只小鼠在14天的观察期内未见小鼠死亡，病理切片显示重要器官与正常小鼠无区别；而原材料的小桐子油饼在5000mg/kg体重的剂量对小鼠灌胃，20只小鼠在3内天小鼠肠胃出血和腹泻而全部死亡，病理切片显示其肺部出血、肾小管萎缩心肌纤维多重分裂和皮质神经元细胞固缩。
[0045] 实施例4：本生物柴油副产物小桐子油饼脱毒植物蛋白的生产方法，具体操作如下：
[0046] （1）将生物柴油生产过程中产生的副产物小桐子油饼粉碎后备用；
[0047] （2）将10kg小桐子油饼粉末与10L质量百分比浓度为20%的双氧水溶液混合均匀，制成匀浆状，用质量百分比浓度为30%的氢氧化钾溶液调节其pH=8.0，将匀浆灌装到反应釜中，然后在40℃下，搅拌反应12小时，搅拌速率为60rpm；
[0048] （3）将反应的白色产物放入鼓风电热干燥箱中，在102℃下烘干2h，然后将温度降到95℃烘6h，至水分含量为10%，即得小桐子油饼脱毒植物蛋白，可代替豆粕成为动物饲料蛋白源。
[0049] 通过本发明方法制得的小桐子油饼蛋白质去除率为2.51，佛波醇酯去除率为99.5%，胰蛋白酶抑制率91.5%，植物凝集素去除率为94%。
[0050] 实施例5：本生物柴油副产物小桐子油饼脱毒植物蛋白的生产方法，具体操作如下：
[0051] （1）将生物柴油生产过程中产生的副产物小桐子油饼粉碎后备用；
[0052] （2）将10kg小桐子油饼粉末与40L质量百分比浓度为10%的双氧水溶液混合均匀，制成匀浆状，用质量百分比浓度为25%的NaCO3溶液调节其pH=8.5，将匀浆灌装到反应釜中，然后在70℃下，搅拌反应2小时，搅拌速率为100rpm；
[0053] （3）将反应的白色产物放入鼓风电热干燥箱中，在105℃下烘干2h，然后将温度降到85℃烘7h，至水分含量为14%，即得小桐子油饼脱毒植物蛋白，可代替豆粕成为动物饲料蛋白源。
[0054] 通过本发明方法制得的小桐子油饼蛋白质去除率为1.95，佛波醇酯去除率为99.3%，胰蛋白酶抑制率93.5%，植物凝集素去除率为94.8%。