棉籽粕脱酚蛋白的工艺研究

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粮 食 与 食 品 工 业 Ｃｅｒｅａｌ ａｎｄ Ｆｏｏｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖｏｌ．２２，２０１５，Ｎｏ．３
产 成 本 大 、经 济 效 益 亏 损 的 现 状 ，而 作 为 棉 籽 加 工 企 业 的 主 要 副 产 品 棉 粕 ，从 行 业 的 供 需 来 看 ，以 及 人 们 日益增长的 消 费 需 求，市 场 处 于 供 不 应 求 状 态，因 此 ，探 索 并 不 断 完 善 对 脱 酚 棉 籽 蛋 白 处 理 的 新 工 艺 ， 已成为今天新疆油脂加工企业关注的焦点。
收 稿 日 期 ：２０１５－０２－１２ 作者简介：赵巧 玲，女，１９７２ 年 出 生，工 程 师，研 究 方 向 为 油 脂深加工及副产品综合利用。
艺不能有效去除棉 粕 中 的 游 离 棉 酚，因 此 限 制 了 棉 籽粕在饲料中的运用。
棉粕中蛋白含量一般 在 ４０％ 以 上，各 种 氨 基 酸 组成较好，是一种 蛋 白 质 含 量 很 好 的 饲 料。 目 前 新 疆专业生产植物蛋 白 的 企 业 还 不 是 很 多，很 长 一 段 时间疆内的油脂加工企业只重视棉油的加工量和价 格 ，忽 视 了 作 为 饲 料 的 粕 蛋 白 产 量 与 质 量 ，造 成 棉 粕 中 粗 纤 维 含 量 高 ，蛋 白 质 消 化 利 用 率 低 等 ，而 且 棉 粕 中棉酚含量超标，也 不 适 用 于 饲 料 邻 域 的 利 用。 这 几年，油脂 市 场 持 续 低 迷，原 材 料 市 场 价 格 居 高 不 下 ，许 多 油 脂 企 业 面 临 很 严 峻 的 成 品 油 价 格 倒 挂 、生
棉酚分子 式 带 有 多 个 －ＯＨ 羟 基，极 性 较 强。 混合溶剂萃取法是 根 据 化 学 相 似 相 溶 原 理，采 用 两 种 或 两 种 以 上 溶 剂 ，兼 顾 油 和 酚 的 极 性 特 征 ，按 照 不 同比例混合后，分别 萃 取 油 脂 和 棉 酚 的 一 种 脱 毒 方 法 。 根 据 生 产 工 艺 的 要 求 ，考 虑 到 加 工 成 本 、工 艺 复 杂 性 、回 收 成 本 等 因 素 ，溶 剂 一 般 要 选 择 化 学 性 质 稳 定，安全性能较好，与 油、粕、水 分 离 性 能 好 的 溶 剂， 经 过 反 复 试 验 研 究 ，我 们 通 常 采 用 甲 醇 萃 取 棉 酚 ，采 用６＃ 溶 剂 萃 取 油 脂，这 样 可 以 在 一 个 浸 出 器 中 同 时 提 取 棉 籽 油 和 棉 酚 ，达 到 综 合 利 用 的 目 的 ，而 且 节 约生产成 本。 但 棉 仁 坯 料 在 高 温 和 长 时 间 的 作 用 下 ，高 浓 度 甲 醇 脱 酚 效 果 较 差 ，造 成 大 量 游 离 棉 酚 和 蛋白变性，大量衍 生 物 残 留 在 棉 粕 中。 而 且 料 坯 遇 水 和 醇 类 有 溶 胀 的 现 象 ，极 易 堵 塞 管 路 ，很 难 实 现 既 提油、又脱 酚 的 目 的，高 温 也 导 致 成 品 油 的 色 泽 加 深，毛油中也残留 棉 酚，增 加 炼 耗 成 本，达 不 到 加 工 生 产 中 经 济 技 术 指 标 的 要 求 ，难 以 实 现 规 模 化 生 产 。
为其他物质，达到 脱 毒 目 的。 但 由 于 微 生 物 转 化 机 理复杂，工 艺 条 件 很 难 把 握，不 能 保 证 最 终 脱 毒 效 果。加之棉粕经过 高 温，微 生 物 发 酵 后 也 会 发 生 严 重变性，也无法保 证 棉 粕 的 营 养 价 值。 而 且 该 方 法 投 资 较 大 ，生 产 成 本 较 高 ，经 济 效 益 难 以 保 证 。 ２．３ 混 合 溶 剂 萃 取 法
３ 脱酚棉籽蛋白新技术加工
图 １ 传 统 加 工 工 艺 产 品 结 构 图
２ 棉籽脱酚技术
经国内外专业 研 究，目 前 棉 粕 的 脱 毒 方 法 主 要 有理化脱毒法、微生物发酵法、膨化脱毒法等 。 ［２］ ２．１ 理 化 脱 毒 法
理化脱毒法是使 用 硫 酸 盐 （硫 酸 铜、硫 酸 亚 铁） 等化学试剂对高温压榨出来的棉粕进行物化处理， 粕 中 游 离 棉 酚 形 成 络 合 物 后 ，然 后 脱 出 棉 酚 ，达 到 棉 粕脱毒目的的一种方法。其优点是生产成本投入 少 ，操 作 简 单 易 行 ，脱 毒 效 果 也 可 以 达 到 一 般 农 村 养 殖户的使用 要 求，但 由 于 化 学 试 剂 处 理 时，针 对 性 强，大量的 络 合 物 仍 留 在 棉 粕 中，影 响 粕 的 营 养 价 值 ，口 感 也 较 差 ，很 难 适 用 于 大 型 养 殖 厂 的 要 求 。 ２．２ 生 物 发 酵 法
关 键 词 ：棉 籽 ；棉 酚 ；脱 酚 蛋 白 中 图 分 类 号 ：ＴＳ２２４ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１６７２－５０２６（２０１５）０３－０３４－０３
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｄｅｐｈｅｎｏｌｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｎ ｃｏｔｔｏｎｓｅｅｄ ｍｅａｌ
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粮油工程
赵 巧 玲 ：棉 籽 粕 脱 酚 蛋 白 的 工 艺 研 究
３．２ 新 工 艺 生 产 的 产 品
表 １ 豆 粕 、普 通 棉 粕 与 脱 酚 棉 籽 蛋 白 的 氨 基 酸 对 比 表
项目
豆粕
脱酚棉籽 普通棉粕
蛋白
氨 基６
粗 蛋 白／％
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｔｔｏｎ ｓｅｅｄ；ｇｏｓｓｙｐｏｌ；ｄｅｐｈｅｎｏｌｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｔｅｉｎ
棉籽中的棉酚及类棉酚主要集中在棉仁的色腺 体 中，含 量 达 ２０．６％ ～ ３９％，呈 微 酸 性，熔 点 １８１ ℃～１８５ ℃［１］，是棉籽 中 特 有 的 一 种 有 毒 物 质， 可造成动物生长受 阻、贫 血、呼 吸 困 难、繁 殖 能 力 下 降或者不育等不 良 症 状，严 重 时 可 造 成 死 亡。 能 溶 于 甲 醇 、丙 酮 等 多 种 有 机 溶 剂 和 油 脂 ，不 溶 于 水 和 石 油醚。棉籽饼粕中含有０．６％ ～２．０％ 的 棉 酚，由 于 棉籽粕中游离棉酚 对 动 物 有 害，而 一 般 油 脂 加 工 工
Ｚｈａｏ Ｑｉａｏｌｉｎｇ
Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｓａｉｌｉｍｕ Ｍｏｄｅｒｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（Ｂｏｌｅ ８３３４００）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｘｉｎｊｉａｎｇ ｉｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ａｒｅａ ｏｆ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｃｏｔｔｏｎ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｗｉｔｈ ｌａｒｇｅ ａｒｅａ．Ｃｏｔｔｏｎｓｅｅｄ ｍｅａｌ，ａｓ ｔｈｅ ｂｙ－ｐｒｏｄｕｃｔ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎｓｅｅｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ，ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐｒｏｔｅｉｎ ｆｅｅｄｓ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｇｏｓｓｙｐｏｌ ｈａｓ ｃｅｒｔａｉｎ ｔｏｘｉｃ ｔｏ ａｎｉｍａｌｓ，ａｌｗａｙｓ ｌｉｍｉｔｉｎｇ ｔｈｅ ｗｉｄｅ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｔ－ ｔｏｎｓｅｅｄ ｍｅａｌ ｉｎ ａｎｉｍａｌ ｆｅｅｄ．Ｂｙ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｇｏｓｓｙｐｏｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ－ ｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｄｅｐｈｅｎｏｌｉｚａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃａｎ ｇｒｅａｔｌｙ ｅｎ－ ｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎｓｅｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ，ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎｓｅｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｎ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｅｅｄ，ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ ｅｘｔｅｎｄ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｃｈａｉｎ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎｓｅｅｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｎｅｓｓ ａｎｄ ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ ｐｒｏｆｉｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ．
１ 传统的棉粕脱酚加工工艺
由图１中可以 看 出，传 统 棉 籽 加 工 工 艺 由 于 采 用了高温蒸炒、压 榨 等 的 工 艺，使 得 糖 类、磷 脂 类 物 质发生焦化，大量 色 素 固 化，棉 粕 呈 棕 褐 色，色 泽 较 深，限制了在饲料 中 的 添 加 量。 同 时 高 温 使 游 离 棉 酚与蛋白质中氨基 酸 结 合，产 生 大 量 的 变 性 棉 酚 和 结 合 棉 酚 ，每 千 克 可 达 几 千 甚 至 上 万 毫 克 ，不 能 用 于 动物饲料。高温还导致在精炼脱色工序中增加物料 消耗，使生产成 本 加 大，影 响 整 体 效 益。 因 此，传 统 工艺目前已经不适用于棉粕蛋白的生产。
Ｖｏｌ．２２，２０１５，Ｎｏ．３
粮食与食品工业 Ｃｅｒｅａｌ ａｎｄ Ｆｏｏｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
粮油工程
棉籽粕脱酚蛋白的工艺研究
赵巧玲 新疆赛里木现代农业股份有限公司 （博乐 ８３３４００ ）
摘 要 ：新 疆 是 国 内 的 产 棉 重 点 区 域 ，面 积 也 较 大 ，作 为 棉 籽 加 工 企 业 的 副 产 品 的 棉 籽 粕 ，是 一 种 重 要 的 蛋 白 质 饲 料 ，但 其 中 的 棉 酚 对 动 物 有 一 定 的 毒 害 作 用 ，一 直 限 制 了 棉 籽 粕 在 动 物 饲 料 中 广 泛 的 应 用 。 通 过 对 棉 酚 特 性 、脱 酚 加 工 原 理 和 脱 酚 技 术 的 分 析 实 践 ，介 绍 一 种 棉 籽 加 工 工 艺 。 该 技 术能大幅提升棉籽蛋白的价值，解决棉籽粕在饲料中的运用问题，同 时 延 长 了 棉 籽 加 工 产 业 链，提 升了企业核心竞争力和后续盈利能力。
此法采用微生物在棉粕发酵过程中将棉酚转化
３．１ 工 艺 流 程 本工艺是 在 “液 － 液 － 固 三 相 萃 取 法 ”的 基 础
上，利用溶剂“相似相容”的原理，采取 ６＃ 溶 剂 和 甲 醇两种溶 剂 分 步 萃 取 的 新 工 艺。 该 工 艺 主 要 流 程 为 ：棉 籽 经 剥 壳 后 ，得 到 棉 仁 和 棉 壳 。 其 中 棉 仁 经 过 软化、压胚、烘干等 工 艺 处 理 后 得 到 料 胚，进 入 浸 出 器，采 用 ６＃ 溶 剂 油 一 次 浸 出，得 到 棉 籽 混 合 油，然 后过滤，分级蒸 发、汽 提 后 得 到 毛 油，然 后 精 炼。 浸 出 后 的 湿 粕 进 入 脱 酚 萃 取 器 中 ，加 入 甲 醛 进 行 萃 取 ， 温度控制在４０ ℃～５０ ℃，溶 剂 比 例 （１～１．５）∶１， 经机械挤压和低温 烘 干 后，即 得 到 棉 籽 脱 酚 蛋 白 成 品，经检验，成品粕中蛋白质 含 量 在 ５０％ 以 上，残 油 小 于 ２％ ，游 离 棉 酚 含 量 在 ０．０４％ 之 下 ，达 到 了 国 际 组织制定的食用级棉蛋白游离棉酚含量的标准。这 种工艺极大限度的 减 少 了 蛋 白 变 形，提 高 了 棉 粕 的 营养水平，而且使甲 醇 萃 取 棉 酚 的 效 果 达 到 最 佳 状 态 ，并 且 有 一 系 列 措 施 保 证 溶 剂 的 回 收 ，使 溶 剂 的 消 耗 降 到 最 低 程 度 ，经 济 效 益 可 观 。