[发明专利]棉粕脱酚技术及利用该技术从棉粕中制备棉籽糖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种棉粕脱酚技术及利用该技术从棉粕中制备棉籽糖的方法。 

背景技术

棉籽糖(raffinose)又称蜜三糖，是由一分子α-D-吡喃半乳糖(1→6)、一分子α-D-吡喃葡萄糖(1→2)以及β-D-呋喃果糖组成，分子式为C₁₈H₃₂O₁₆，相对分子量为504，甜度为蔗糖的20％~40％。棉籽糖是功能性低聚糖大豆低聚糖的重要组成部分，是优良的双歧杆菌增殖因子，对人体具有改善肠胃功能及、提高机体免疫力及抗病护肝等多种生理功能，棉籽糖广泛存在于甜菜、棉籽、蜂蜜、卷心菜、酵母、马铃薯、葡萄、麦类、玉米和豆科植物种子中，日本早在1977年开始研究从甜菜糖蜜中提取棉籽糖，于1991年开始工业化生产。目前日本低聚糖市场已占有了较大的市场份额。植物中棉籽糖含量最高的是棉籽，棉籽加工主要产物为棉籽油和棉籽粕，棉籽糖则主要存留于棉籽粕中，一般为5％～9％。棉籽粕中棉籽糖含量是甜菜糖蜜的5倍以上，甜菜中棉籽糖含量为1.0～1.1％。从棉籽粕中提取制备棉籽糖具有广阔的发展前景。

我国是世界第一产棉大国，棉籽年产量960~1100万吨，但主要品种为普通棉籽含有色腺体，无腺体棉种植极少。由于普通棉籽色腺体中含有有毒棉酚等色素，在提取棉籽糖前，应首先加以脱除或在纯化过程中尽量将棉酚除去，游离棉酚的存在成为限制利用棉粕制备棉籽糖的一个关键因素。据文献报道，目前从棉籽粕中提取棉籽糖大多采水和醇类作溶剂提取低酚棉籽中棉籽糖，游离棉酚的脱除比较困难。郑建仙提出在有腺体棉籽乙醇浸出液中添加苯胺，脱除浸出液中棉酚。从棉粕中提取棉籽糖也可在纯化过程中除去棉酚，如专利CN200810089636.2 所述，脱脂棉籽粕采用甲醇提取，得到含酚和棉籽糖的甲醇萃取液，经80～100℃蒸馏脱除甲醇和棉酚，浓缩，得到棉籽糖粗料。此外，从棉籽粕中提取棉籽糖提取效率低下。1984年俄罗斯人Ivanovs等以85％乙醇为提取剂，从棉籽粕中提取棉籽糖，将回收率提高到56.45％，得率为3.3％，是迄今为止所有报道有腺体棉籽中提取棉籽糖，得率最高的报道。然而这些方法尚未实现工业化。其原因是甲醇或乙醇溶剂提取对原料要求高，要求甲醇或乙醇溶剂体积百分浓度在80%以上以便在提取棉籽糖的同时达到脱酚的目的，此外，单一的溶剂提取方式效率较低，溶剂消耗大，溶剂的回收和脱酚工艺限制其工业化生产进程。

近年来，棉籽脱酚设备技术逐渐进步，从而使得以脱酚后棉籽蛋白为原料提取制备棉籽糖成为可能，为棉籽糖提取制备技术提供了一条新的思路和更大选择空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种经济实用，操作简单、脱酚效率高、可用于提取制备棉籽糖脱酚棉籽蛋白的棉粕脱酚技术。

本发明的另一个目的在于在上述棉粕脱酚技术的基础上，以脱酚棉粕为原料，提供一种高效、简便、安全，易实现工业化生产的提取制备棉籽糖工艺方法，解决从普通棉粕中提取棉籽糖所存在的提取效率低、提取时间长、游离棉酚脱除困难的问题。

本发明公开了一种棉粕脱酚技术，其特征在于主要包括以下工艺步骤：

以脱脂棉粕为原料，粉碎过90～110目筛，除去棉绒和棉壳，添加物质的量相当于原料中游离棉酚物质的量1～1.2倍的硫酸亚铁，加入重量相当于物料重量1/5～1/4的体积百分浓度为50%～60%的乙醇水溶液，加Na₂CO₃调物料PH值至7～9，搅拌混匀，利用膨化机进行挤压膨化脱毒处理，其膨化工艺参数：膨化温度135～140℃，螺杆转速150～170转/分钟，模孔直径3～5毫米；得膨化脱毒棉粕。

所述的Na₂CO₃可以用NaOH、氨水、石灰水其中的一种代替。

一种利用所述的棉粕脱酚技术从棉粕中制备棉籽糖的方法，其特征在于主要通过以下工艺步骤来实现：

（1）棉粕脱酚制备：以脱脂棉粕为原料，粉碎过90～110目筛，除去棉绒和棉壳，添加物质的量相当于原料中游离棉酚物质的量1～1.2倍的硫酸亚铁，加入重量相当于物料重量1/5～1/4的体积百分浓度为50%～60%的乙醇水溶液，加Na₂CO₃调物料PH值至7～9，搅拌混匀，利用膨化机进行挤压膨化脱毒处理，其膨化工艺参数：膨化温度135～140℃；螺杆转速150～170转/分钟；模孔直径3～5毫米，得膨化脱毒棉粕；