麻疯树种子综合利用的工艺研究

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麻疯树(Jatropha curcas L.)为大戟科(Euphorbiaceae)麻疯树属(Jatropha)植物,由于麻疯树的种子、树皮、根、叶及乳汁中都存在可以利用的有效成分,其全身具有经济价值,且有利于改善生态环境,因此被世界公认为极具开发潜力的生态型经济林树种。麻疯树种子中含有多种成分,主要有脂肪类物质、蛋白质和多肽、萜类物质等,其种仁含油量高达60%,是生产生物柴油极其重要的能源原料油;蛋白质含量达18%,是生产植物蛋白的营养源;其萜类化合物在生物病虫害防治、新药开发等方面有很高的应用价值。   本文开展了麻疯树种子综合利用的探索性研究,主要研究内容和取得的成果有以下几方面:   1)研究了乙醇萃取麻疯树种子中总二萜粗提物的浸提工艺,以总二萜提取率和纯度为参考指标,综合分析得出最佳浸提工艺为:料液比为1:10(V/W),浸提温度为30℃,浸提单次时间为12小时,重复三次。在此条件下总二萜提取率和纯度分别可达6.496%和0.001375%。   2)以麻疯树种子油的乙醇萃取物为原料,首次采用硅胶静态吸附分离法对萃取物总二萜进行纯化,比较各个工艺条件对纯化效果的影响,得出主要影响因素的最佳工艺条件为:固液比1:20,吸附温度30℃,吸附时间100min,以乙醇为解吸剂,解吸时间120min,在此条件下总二萜提取率可达34.74%,纯度提高了31.24%。   3)对麻疯树种子油进行了水化脱胶和溶剂萃取脱酸预处理。研究了水化脱胶过程中影响磷脂脱除率的主要因素,其最佳工艺为:脱胶过程中温度85℃,盐水用量2.6%,脱胶时间40min,预热温度55℃。在此条件下,毛油中的磷脂含量由原来的0.7036%降至0.2931%,磷脂脱除率达58.34%,符合脱酸要求。对麻疯树种子油的脱酸,是基于有关文献报道的麻疯树种子脱酸工艺,针对本实验麻疯树种子油的高酸值,仅考察了脱酸次数对酸值的影响,实验表明,当萃取5-6次后,种子油的酸值从29.58mgKOH·g-1油可降至O.1130mgKOH·g-1油,此法效果明显,经预处理后的麻疯树种子油符合碱催化制备生物柴油的要求。   4)采用三种不同碱催化剂催化麻疯树种子油酯交换制备生物柴油,对其产品进行了红外色谱和气相色谱分析。比较原料油和各种产品的红外谱图,可以证明原料油在各催化剂催化作用下发生了酯交换反应,生成了多组分的脂肪酸甲酯,即生物柴油。比较三种碱催化产品的气相谱图,结果表明,三种催化剂催化生成的产品峰面积大小依次为:KOH>D202>(BMIM)OH,即表明D202大孔离子交换树脂和(BMIM)OH碱性离子液体的催化效果均不如常规碱KOH。但是新型碱催化剂独具许多优点,因此,离子液体和离子交换树脂的有待进一步改良,提高其催化性能。   5)采用碱提酸沉法提取麻疯树籽粕中蛋白质,研究了各单因素对蛋白质碱提率的影响,并通过正交实验来优化工艺,结果表明影响蛋白质提取率的因素主次顺序是:料液比>pH值>提取温度>提取时间。提取的最佳条件为:蛋白质等电点4.4,料液比为1:12,pH值9.0,提取温度28℃,提取时间65min。在此最佳条件下蛋白质的碱提率可达93.56%。
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