CN102070677B - 一种棉籽糖的精制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从提油后的棉粕中精制棉籽糖的方法，包括：1)将提油后的棉粕中用甲醇或乙醇浸取，得到含酚和棉籽糖的萃取液，浓缩，得到膏状物；2)将膏状物溶解于1～1.5倍重量的热水中得到浆体，冷却，静置至少5小时，去除固态物或沥青状物，得到液状物；3)将液状物经过滤得到清液，在0～10℃的温度下静置至少24小时析晶，得到结晶物I；4)将结晶物I在浓度90wt％以上的乙醇溶液中加热溶解，冷却，在0～10℃的温度下静置至少24小时析晶，得到结晶物II；5)将结晶物II用温度小于10℃、浓度95wt％以上的乙醇洗涤，干燥，得到棉籽糖。该方法简单易操作、成本低，得到的棉籽糖纯度大于85％。

Description

一种棉籽糖的精制方法

技术领域

本发明属于棉籽的深加工领域，具体涉及一种棉籽糖的精制方法。

背景技术

棉籽糖又称蜜三糖，是自然界中最知名的一种三糖，由半乳糖、果糖和葡萄糖结合而成，在大部分的植物中都存在，在棉籽仁中含量约2-5wt％。棉籽糖属于功能性低聚糖，在保健食品和医药行业具有广泛用途，其生理功能主要有：1)棉籽糖促进双歧杆菌增殖，是双歧杆菌的增殖因子，而双歧杆菌可在肠道内合成维生素B1、B2、B6、B12、烟酸、叶酸等营养物质，有利于增强机体免疫力，抵抗肿瘤；2)棉籽糖能够抑制腐败菌如大肠杆菌和产气荚膜梭菌的生长，从而抑制腐败菌代谢产生的酚、氨、蚓哚、尸胺等有害物质；3)棉籽糖很难被人体消化吸收，提供的能量很低(6KJ/g)，且具有一定的甜度，可作为功能性食品添加剂在食品中应用；4)由于双歧杆菌发酵棉籽糖产生大量的短链脂肪酸能刺激肠道蠕动，增加粪便的湿润度，并通过菌体的大量生长以保持一定的渗透压，从而改善排便功能，防止便秘的发生。

中国专利No.00134520.6公开了一种棉籽的处理方法，其中包括从棉仁中提取棉籽油，从棉粕中脱除棉酚得到棉籽蛋白，以及将提取棉酚后的甲醇液回收蒸发得到副产品-粗品低聚糖。然而，由于提取棉酚后的甲醇液中含有较多的杂质、色素，得到的粗品低聚糖含量低、杂质大，应用价值不大，该专利技术在实际运用中，生产脱酚棉籽蛋白后得到的副产品由于得不到利用而被丢弃，不但对环境有污染，而且浪费了天然的棉籽糖资源。

近年来，棉籽资源的综合利用逐渐受到重视。现有的棉籽糖提纯有多种方法，包括采用酸沉淀、离心、树脂吸附、微孔过滤、脱色剂等。中国专利No.200710098890.4公开了一种棉籽低聚糖粉的生产方法，其中部分步骤与专利No.00134520.6棉籽的处理相似，使用三级脱酚的方法，所不同之处是每个提取步骤使用的甲醇浓度都不尽所同，实际应用中如何将调整甲醇调整到适当的浓度也没有充分公开；从其公开的技术参数中，制备得到的低聚糖粉中棉籽糖的含量只有30％左右，而蛋白含量则高达20％，说明其中的杂质仍然较多。

中国专利申请CN200810089636.2公开了一种自棉粕中提取棉籽糖的方法，其中注重于棉籽糖粗料的制取过程，仅简单地提及对棉籽糖提取液的后续过程，没有提供棉籽糖精制的详细步骤，通过常规手段对所述制备的棉籽糖粗提取液进行处理难以获得纯度较高的棉籽糖。

因此，对于棉籽深加工从棉粕中得到的副产品——粗品棉籽糖，有必要进行精制加工，以提高其经济价值和使用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种精制棉籽糖的方法，通过该方法可以脱除有害棉酚及其他杂质，得到纯度较高的棉籽糖，为棉籽糖在食品和医药领域的应用开拓了广阔前景。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种精制棉籽糖的方法，包括步骤：

1)将提油后的棉粕中加入浓度为65～95wt％的甲醇或乙醇，在常温～65℃浸取0.5～1.5小时，得到含酚和棉籽糖的甲醇或乙醇萃取液，浓缩，得到膏状物；

2)将膏状物溶解于1～1.5倍重量的热水中得到浆体，冷却，静置至少5小时，去除固态物或沥青状物，得到液状物；

3)将液状物经过滤，得到清液，清液在0～10℃的温度下静置至少24小时析晶，得到结晶物I；

4)将结晶物I在浓度90wt％以上的乙醇溶液中加热溶解，冷却，在0～10℃的温度下静置至少24小时析晶，得到结晶物II；

5)将结晶物II用温度小于10℃、浓度95wt％以上的乙醇洗涤，干燥，得到棉籽糖。

其中，步骤1)中所述棉粕是通过本领域已知的任意方法从棉籽中提取棉籽油后获得。例如，可以是通过专利CN00134520.6中公开的方法得到的提油后的湿粕。

所述含酚和棉籽糖的甲醇萃取液是在不超过100℃的温度下浓缩，得到的膏状产物中甲醇含量小于500mg/kg。浓缩可使用简单蒸发、降膜式蒸发、多效蒸发或薄膜蒸发等方式。

步骤2)中所述热水的温度为50℃～100℃范围内的任意数值，例如50℃、60℃、70℃、80℃、90℃或100℃；优选70～90℃，例如70℃、80℃或90℃；更优选70～80℃；膏状物与热水的重量比为1∶1～1∶1.5范围内的任意比值，例如可以是1∶1、1∶1.1、1∶1.2、1∶1.3、1∶1.4或1∶1.5；优选1.2～1.4；所述浆体静置可以在常温下进行。

步骤3)中所述过滤包括粗滤和细滤。粗滤是指通过0.04～0.1mm的孔径过滤，优选0.05～0.08mm的孔径，更优选约0.06～0.07mm的孔径。例如，可以优选地采用0.053mm、0.063mm或0.071mm孔径的过滤材料。所述过滤材料可以优选丝网滤布、例如不锈钢丝网或化纤材料丝网。粗滤可以采用公知的技术进行，例如离心设备、抽滤设备、压滤设备等。

粗滤后的滤液继续细滤，粗滤是指通过0.015～0.02mm的孔径过滤，优选0.018～0.02mm的孔径，例如可以优选地采用0.02mm孔径的过滤材料。所述过滤材料可以是带绒滤布或孔径基本相同的丝网滤布，优选带绒滤布。细滤可以采用公知的技术进行，例如离心设备、抽滤设备、压滤设备等，但以抽滤或压滤为佳。过滤的次数可以是一次或多次，细滤后得到的液体以透明无固形杂质为最佳。

步骤4)中溶解时的加热温度为45℃以上，例如45～75℃，优选50～70℃，更优选55～65℃。结晶物I与乙醇溶液的重量比为1∶1～1∶5。静置温度可以是常温。所述常温是指静置时的环境温度，环境温度低时，结晶效果更好，优选在环境温度小于10℃、静置时间大于24小时，得到较多的结晶物。可以采用冷冻等人工降温方法，使静置时的环境温度介于0～10℃之间，例如可以是1℃、2℃、3℃、5℃、7℃、9℃或10℃；优选0～7℃，更优选0～3。

步骤5)中洗涤时所述浓度95wt％以上的乙醇的用量与结晶物II的1～1.5倍重量，例如可以是结晶物II的1.1、1.2、1.3、1.4、1.5倍重量。洗涤完毕后结晶物通过低温(小于10℃)、或真空、或冷冻等常规公知的方法干燥，最后得到结晶物棉籽糖，其纯度可达到85％。此外，结晶后的母液残余物可循环返回清液再次结晶，最后残余物浓缩为木糖等其他棉聚糖。

通过本发明的方法可以除去棉粕中大量蛋白质、单宁、植酸、棉酚色素及脂溶性物质和不溶性固态物质，制备得到的棉籽糖为淡黄色粉状物，无或微有吸湿现象，去除了粗品中的棉籽糖纯度达到85％以上，水分小于5％，可广泛应用作食品、医药等领域的添加剂。

本发明具有以下有益效果：

1)采用较为简单的物理方法，摈除了添加化学药剂，如酸液、脱色剂等步骤，乙醇溶液可回收循环利用，使整个工艺操作简便，成本降低；

2)从棉籽提油后的棉粕中提纯得到高纯度的棉籽糖，为棉籽糖的应用开拓了广阔前景；同时解决了生产棉籽油和棉籽蛋白后的废液处理问题；

3)棉粕提取棉籽糖后的剩余废渣中含有大量的单宁和植酸等，可进一步提取或作为发酵肥料，使棉籽得到全面的合理利用，为企业带来一定的经济效益。

附图说明

图1为本发明精制棉籽糖的工艺流程图。

具体实施方式

下述实施例结合附图用于进一步说明本发明，但不限制本发明保护的范围。除非特别说明，本发明所用的试剂及其他实验材料均为普通市售产品。

实施例1棉籽糖的制备

本实施例使用提油后的棉粕作为原料，所述棉粕可以按照中国专利No.001345206中的方法生产。将中国专利No.001345206生产脱酚棉籽蛋白后的甲醇液蒸发回收甲醇，浓缩，得到膏状物，浓缩时控制温度≤100℃。甲醇回收后在***中循环使用，膏状物中甲醇含量＜500mg/kg。将膏状物与热水按重量比1∶1在普通容器中搅拌溶解呈浆状物，热水的温度为70℃。浆状物冷却至室温后静置5小时，去除上层的固态物或沥青状物及下层的沉淀物，得到液状物。

将液状物通过0.053mm孔径的滤布抽滤(粗滤)以去掉部分杂质后，接着通过0.015mm孔径的带绒滤布抽滤(细滤)，得到透明无固形杂质的清液。将细滤后的清液置于容器中在10℃静置24小时使其结晶，过滤得结晶物I。将结晶物I与浓度为95wt％的乙醇溶液以重量比1∶1混合，加热到45℃～75℃至完全溶解，自然冷却至常温，在10℃下静置析晶，过滤，得结晶物II。将结晶物II用小于10℃的浓度为95wt％的乙醇浸泡洗涤，洗涤时乙醇的用量约为结晶物的1倍重量。洗涤后的结晶物II在低温(小于10℃)条件下干燥得到棉籽糖的结晶物，经HPLC(高效液相色谱法)方法检测，其纯度约为85.1％。

实施例2棉籽糖的制备

本实施例使用提油后的棉粕作为原料，所述棉粕可以按照中国专利No.001345206中的方法生产。将中国专利No.001345206生产脱酚棉籽蛋白后的乙醇液蒸发回收乙醇，浓缩，得到膏状物，浓缩时控制温度≤100℃。乙醇回收后在***中循环使用，膏状物中乙醇含量＜500mg/kg。将膏状物与热水按重量比1∶1.5在普通容器中搅拌溶解呈浆状物，热水的温度为90℃。浆状物冷却至室温后静置过夜，去除上层的固态物或沥青状物及下层的沉淀物，得到液状物。

将液状物通过0.1mm孔径的滤布抽滤(粗滤)以去掉部分杂质后，接着通过0.02mm孔径的带绒滤布抽滤(细滤)，得到透明无固形杂质的清液。将细滤后的清液置于容器中在2℃静置至少24小时使其结晶，过滤得结晶物I。将结晶物I与浓度为95wt％的乙醇溶液以重量比1∶1.5混合，加热到45℃～75℃至完全溶解，自然冷却至常温，在2℃静置析晶，过滤，得结晶物II。将结晶物II用小于10℃的无水乙醇浸泡洗涤后，冷冻干燥得到棉籽糖的结晶物。洗涤时乙醇的用量约为结晶物的1.4倍。获得的棉籽糖结晶物中，棉籽糖的含量约85％。

实施例3棉籽糖的制备

本实施例使用提油后的棉粕作为原料，所述棉粕可以是普通高温棉粕，或者按照中国专利No.001345206中的方法生产，得到的含溶湿粕用85％的甲醇在40℃下萃取1.5小时，萃取液蒸发浓缩，浓缩时控制温度≤100℃，回收甲醇，并得到膏状物，膏状物中甲醇含量＜500mg/kg。将膏状物与热水按重量比1∶1.2在普通容器中搅拌溶解呈浆状物，热水的温度为80℃。浆状物冷却至室温后静置过夜，去除上层的固态物或沥青状物及下层的沉淀物，得到液状物。

将液状物通过0.071mm孔径的滤布抽滤(粗滤)以去掉部分杂质后，接着通过0.02mm孔径的带绒滤布抽滤(细滤)，得到透明无固形杂质的清液。将细滤后的清液置于容器中在5℃静置24小时使其结晶，过滤得结晶物I。将结晶物I与浓度为95wt％的乙醇溶液以重量比1∶1.5混合，加热至完全溶解，自然冷却至常温，在5℃静置24h析晶，过滤，得结晶物II。将结晶物II用小于10℃的无水乙醇浸泡洗涤后，冷冻干燥得到棉籽糖的结晶物。洗涤时乙醇的用量约为结晶物的1.2倍。最后得到的棉籽低聚糖结晶物中棉籽糖的含量约85.3％。

Claims (6)

1.一种精制棉籽糖的方法，包括步骤：

1)将提油后的棉粕中加入浓度为65～95wt％的甲醇或乙醇，在常温～65℃浸取0.5～1.5小时，得到含酚和棉籽糖的甲醇或乙醇萃取液，浓缩，得到膏状物；

2)将膏状物溶解于1～1.5倍重量的热水中得到浆体，冷却，静置至少5小时，去除固态物或沥青状物，得到液状物；

3)将液状物经过滤，得到清液，清液在0～10℃的温度下静置至少24小时析晶，得到结晶物I；

4)将结晶物I在浓度90wt％以上的乙醇溶液中加热溶解，冷却，在0～10℃的温度下静置至少24小时析晶，得到结晶物II；

5)将结晶物II用温度小于10℃、浓度95wt％以上的乙醇洗涤，干燥，得到棉籽糖；

其中步骤3)中所述过滤包括在0.04～0.1mm孔径的过滤材料上进行粗滤，接着在0.015mm～0.02mm孔径的过滤材料上进行细滤；步骤4)中所述结晶物I与浓度90wt％以上的乙醇溶液的重量比为1∶1～1∶1.5；所述加热的温度为45～75℃。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤2)中所述热水的温度为50～100℃。

3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤2)中所述热水的温度为70～90℃。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述粗滤是在0.05～0.08mm孔径的过滤材料上进行。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述粗滤的过滤材料为丝网滤布；所述细滤的过滤材料为带绒滤布或丝网滤布。

6.根据权利要求1所述的方法，其中步骤5)中所述结晶物II与浓度95wt％以上的乙醇溶液的重量比为1∶1～1∶1.5。

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