第一篇:花生中粗脂肪的提取 论文
: 花生中粗脂肪的提取
1.引言:
学习索氏抽提法的原理与方法,掌握索氏抽提法基本操作要点及影响因素。
2.摘要:通过对粗脂肪的提取方法的比较来对比各种提取方法的优劣点,以不同的方法的提取实验来研究并选出最佳的提取方法,从而获得最好的提取效果,获得高产量的脂肪。试验中采用了碱提取的方法,分别采用95%乙醇和石油醚作为提取剂来提取粉碎后的花生粒,并对提取出的粗脂肪进行称量,来对比出采用何种提取剂可以得到更高产量的粗脂肪。结果表明,采用石油醚作为提取剂可以得到比用乙醇做提取剂提取得到的粗脂肪多出约5%的量,对花生中的粗脂肪提取的最佳条件为;样品与提取剂的质量体积比1:24(g/ml),提取时间约为1h,提取温度105℃。另外还做了油脂的化学性质检测的实验,分别做了油脂的皂化以及肥皂性质的实验和甘油的检查的实验。
关键词:花生;粗脂肪;提取方法;油脂
3.实验原理
油脂是高级脂肪酸甘油脂的混合物,种类很多。均可溶于乙醚、苯、石油醚等脂溶性溶剂中。本实验利用脂肪能溶于脂溶性溶剂这一特性,用脂溶性溶剂将脂肪提取出来,借蒸发除去溶剂,得到产物-脂肪。
花生中含有大约50%的脂肪,25%的蛋白质,25%的维生素B1,维生素B2及维生素E等多种维生素;用此法提取的脂溶性物质除脂肪外,还有游离脂肪酸、磷酸、固醇、芳香油及某些色素等,故称为“粗脂肪”。同时,样品中结合状态的脂类(主要是脂蛋白)不能直接提取出来,所以该法又称为游离脂类定量测定法。
索氏提取器,又称脂肪抽取器或脂肪抽出器。就是利用溶剂回流及虹吸原理,使固体物质连续不断地被纯溶剂萃取,既节约溶剂,萃取效率又高。索氏提取器是由提取瓶、提取管、冷凝器三部分组成的,提取管两侧分别有虹吸管和连接管,各部分连接处要严密不能漏气。提取时,将待测样品包在脱脂滤纸包内,放入提取管内。提取瓶内加入石油醚,加热提取瓶,石油醚气化,由连接管上升进入冷凝器,凝成液体滴入提取管内,浸提样品中的脂类物质。待提取管内石油醚液面达到一定高度,溶有粗脂肪的石油醚经虹吸管流入提取瓶。流入提取瓶内的石油醚继续被加热气化、上升、冷凝,滴入提取管内,如此循环往复,直到抽提完全为止。
二、实验
1.仪器与试剂
仪器:索氏抽提器、滤纸、研钵、漏斗,取花生仁去皮,研碎,备用。10mL量筒、电热调温磁力搅拌器 试剂:石油醚(沸点为30℃~60℃)
2.安装实验装置
准备工作:务必保证提取管和烧瓶内干燥、洁净;将水浴锅的水温事先加热。 折滤纸斗:取一张Ø12.5cm的滤纸,折成筒状,再将其一端折起来封死,便做成了滤纸斗。
3.提取
(1)称取8克花生粉,用药勺装入滤纸斗中,把滤纸斗的开口处折起来封死;防止样品泄出滤纸斗。调整滤纸斗的高度,使其放在抽提管中时略低于虹吸管的上弯头处。向干燥洁净的烧瓶内加入60mL石油醚和几粒沸石,用水浴加热1小时(约12提)。当最后一次提取器中的石油醚虹吸到烧瓶中时,停止加热。
(2)冷却后,将提取装置改成蒸馏装置,用水浴蒸馏法小心加热回收石油醚,待烧瓶内仅剩下1—2mL时,停止加热,在水浴上赶尽残留的溶剂。烧瓶中的残留物为粗脂肪,待烧瓶中的油脂冷却后,将其倒入一量筒内量取体积,计算油脂的提取率(粗油脂密度为0.9g/mL)。
1.提取剂的选择以及比较
脂类的结构比较复杂,到现在没有一种溶剂能将纯脂肪萃取出来,也就是说提取出来的都是粗脂肪。(大部分是脂肪,还有一些其他成分)常用的溶剂有乙醚、石油醚、氯仿—甲醇混合溶剂。其中乙醚溶解脂肪的能力强,应用最广泛。下面介绍其中两种:(1)石油醚石油醚溶解脂肪的能力比乙醚弱些,但吸收水分比乙醚少。没有乙醚易燃。使用时允许样品含有微量水分,它没有胶溶现象,不会夹带胶溶淀粉、蛋白质等物质。采用石油醚提取剂,测定值比较接近真实值。
(2)95%乙醇:95%乙醇是实验中常用的提取剂,价格较为便宜,而且提取效果也较好,大多数被提取的物质都能较好的溶解在其中。
5.注意事项:
1、花生仁碾得越细提取速率越快,但太细的花生粉会从滤纸缝漏出,堵塞虹吸管或随石油醚流入烧瓶中。
2、滤纸桶的直径要略小于提取器的内径,其高度要超过虹吸管,但样品的高度不能超过虹吸管。
3、回流速度不能过快,否则冷凝管中冷凝的石油醚会被上升的石油醚蒸气顶出而造成事故。
4、蒸馏时加热温度不能太高,否则油脂容易焦化。
5、实验中使用的石油醚都是易燃试剂,务必注意安全。无论是操作还是回收溶剂,都要注意不得随意洒出。实验室内严禁明火!
6.结果:
提取剂
样品质量
提取质量
提取效率
石油醚
5.00g
2.00g
40% 7.讨论
1)提取实验要求能够得到较高质量和较高产量的被提取物,然后才能对被提取物的性质以及其他操作进行实验。因此如何选择好的提取剂是提取实验前必须考虑的问题,提取剂要求有较高的提取效率和较高的安全性,符合环境友好型化学的标准。
2)通过实验可以得出花生中的油脂含量高达40%,是较好的油料作物,但是要作为生产花生油的原料还达不到要求,需要采用更高含油率的花生以及更高提取效率的方法。参考文献
杨潞芳,郝利,植物蛋白和植物油脂分离技术进展[J]食品研究与开发,2003,(6:5-8 有机化学实验,高岩,洪波
主编
第二篇:油料作物中粗脂肪的提取及油脂的性质鉴定
油料作物中粗脂肪的提取及油脂的性质鉴定
09级制药工程一班 李楠
摘要:该文研究了用浸出法从油料作物花生中提取粗脂肪。浸出法是一种较先进的制油方法,它是应用固液萃取的原理,选用某种能够溶解油脂的有机溶剂,经过对油料的接触(浸泡或喷淋),使油料中油脂被萃取出来的一种方法[1]。其仪器主要为索氏提取器。然后通过皂化反应,酸碱反应等鉴定出油脂的性质。关键词:粗脂肪 提取 油脂 鉴定
Extraction of crude fat in oil crops and the identification of the nature of oil
09 Class1 pharmaceutical Engineering Abstract: This paper studies the leaching method used to extract fat from the peanut oil crops.Leaching method is a more advanced-oil method, which is the application of the principle of solid-liquid extraction, the choice of some organic solvent to dissolve oil, after the contact of oil(soak or spray), so that fuel oil is extracted in the A method [1].The mainly instrument is the Sechelt extractor.Then we can identify the nature of oil by specification, acid-base reaction.Key words: Crude fat
Extraction
Grease Identification 正文:花生是我国主要的油料作物和经济作物,我国各地均有栽培。主要品种有普通型、蜂腰型、多粒型、珍珠型等四类;花生种子有长圆、长卵、短圆等形,淡红色。[2] 花生滋养补益,有助于延年益寿,所以民间又称“长生果”,并且和黄豆一样被誉为“植物肉”、“素中之荤”。花生的营养价值比粮食类高,可与鸡蛋、牛奶、肉类等一些动物性食品媲美,它含有大量的蛋白质和脂肪,其脂肪含量为45 %~55 %。特别是不饱和脂肪酸的含量很高,很适宜制造各种营养食品。[3]本文对花生中粗脂肪的提取和油脂鉴定进行分析,讨论。
1:实验目的:学习从油料作物中提取粗脂肪的基本原理和实验方法
熟练掌握索氏提取器的操作方法 了解油脂的一般性质
2:实验意义:通过本次实验,学生能更加熟练的操作索氏提取器,并了解其工作原理,由学生动手实践对本实验的操作方法及步骤都会牢牢掌握。同时对固液萃取的原理由更生层次的理解。同时也会定性学习油脂的性质。3:国内外研究现状
3.1:国内:传统提取工艺主要有压榨法和浸出法两种。[4]压榨或浸出之前需要对油料进行破碎、粉碎、榨胚或烘烤等处理,以机械和热力等方法破坏油料细胞结构,达到有利的出油条件。这两种传统工艺都是着重于对油脂的提取,虽然出油率高,但设备复杂,更主要的是造成蛋白质变性,使提油后饼粕不能有效利用,蛋白质资源严重浪费,且熔剂浸出后需要脱溶过程,设备多、投资大、污染重[5]。为克服传统制油工艺的弊端,考虑到经济、环境和安全等多方面的因素,一些可以同时分离蛋白质和油脂的各种新型方法提取植物油技术应运而生。例如水剂法——以水为溶剂,利用油和蛋白质的溶解性质,将处理后的原料中的油脂和蛋白质浸提出来,并在适宜条件下离心分离成乳油相、固相、液相,再经过加工处理,分别从乳油相和液相中得到油和蛋白质[6]。水剂法提油的优点因采用水作为溶剂,没有燃爆的危险,不会污染环境,提取的油脂品质好,并且同时分离油和蛋白质 [7]。再有超临界CO2 萃取法——利用超临界流体具有的优良溶解性及这种溶解性随温度和压力变化而变化的原理,通过调整流体密度来提取不同物质[8]。3..2:国外:目前超临界CO2 萃取法是国内外竞相研究开发的新一代高效分离及分析技术。水酶法提油是一种新兴的油脂与蛋白质分离的方法,也是国内外研究的热门[9] 4:实验方法
4.1:实验仪器:电烘箱,植物粉碎机,索氏提取器,电热套,圆底烧瓶(150ml,50ml)直形冷凝管,尾接管,温度计,量筒,球形冷凝管,烧杯,(100ml)抽滤装置,搅拌棒
4.2:实验原理:油脂的种类很多,他们都是高级脂肪酸甘油酯的混合物,难溶于水,易溶于苯,乙醚,石油醚,汽油,二硫化碳等脂溶性有机溶剂。因此工业上人们在从诸如花生,黄豆等油料作物中提取油脂时常以汽油作为溶剂。本实验我们以石油醚作为溶剂,用索氏提取器提取油料作物中的油脂,提取过程中,一些脂溶性色素。游离脂肪酸等液和油脂仪器被浸提出来,所以提取物为粗脂肪。油脂在酸碱或脂酶的存在下易被水解生成高级脂肪酸和甘油,在碱作用下的水解即为皂化反应,由于肥皂不溶于饱和食盐水中,可以被盐析,由此分离肥皂盒甘油。甘油可用CuSO4的NaOH溶液鉴别,结果为蓝色溶液。不饱和脂肪酸可用溴或碘的加成反应滴定。[10] 4.3:实验步骤:
4.3.1油脂的提取:将花生置于电烘箱中,烘干3-4h,冷却至室温,用植物粉碎机进行粉碎,后称取5g样品装入烘干的滤纸筒中包好。放入抽提筒中。准确称量处理好的烧瓶和沸石的质量,然后再其中加入120ml的石油醚和沸石,安装好索氏提取器,通冷凝水后加热提取1h,加热速度控制在每秒2-3滴,待抽提筒中的液体刚刚虹吸下去时,停止加热,冷却后改成蒸馏装置,加热回收石油醚,当无馏分出时,烧瓶中的剩余浓缩物就是粗脂肪。称重。4.3.2油脂的化学性质 4.3.2.1油脂皂化:将粗脂肪,6ml95%的乙醇,10ml30%的氢氧化钠和沸石与50ml烧瓶中回流30min,检验皂化。将皂化完全的溶液于30ml饱和食盐水中盐析。冷却后抽滤,得到肥皂,滤液。
4.3.2.2肥皂性质:溶解肥皂。第一组取一支试管加3ml肥皂水,10滴10%HCl,观察现象。第二组取两支试管都加入3ml肥皂水,分别加入10滴CaCl2和MgSO4溶液,观察现象。
4.3.2.3油脂中甘油的检查:取两只试管,一支内加入滤液1ml另一支加1ml水。分别加5滴5%NaOH和3滴CuSO4观察现象。4.3.2.4实验装置: 提取装置:
皂化装置
5:结果与讨论:
5.1 结果:石油醚所提取得到油脂为1.59克,油脂含量为31.55%.而乙醇提取得到油脂为1.06克,油脂含量为21.03%.5.2肥皂的性质:第一组中的现象是溶液分层,适宜浓度的盐酸可使肥皂析出,以致溶液分层。第二组中两支试管的溶液均分层,是因为高级脂肪酸根离子与钙离子、镁离子反应生成沉淀,故而溶液分层。在甘油的检查中加蒸馏水的那支试管中溶液分层,上层为油,而另一支试管也分层上层为油,下层为乳白色肥皂液。空白试验的试管显浅蓝色,而加硫酸铜溶液的试管显深蓝色。
5.3讨论:在本次实验中,我们通过实验证明用石油醚提取油脂优于用乙醇。在本次实验中,我们通过实践学习本次的操作,同时也了解到花生中油脂提取的量与提取器的虹吸时间有关。也与花生的品质有关,同时和溶剂的回收率有关。6:参考文献
[1]: 刘军海.米糠油浸出和精炼技术研究新进展[J].中国油脂,2001,26(3):17~20.[2]:廖伯涛.花生优质高产新品种、新技术.中国劳动社会保障出版社.2001.6 [3]:申杰.胡鹏飞.田玉收.花生和豆让你健康一辈子.中国农民出版社.2001.1 [4]: 雕鸿荪.油料预处理及压榨工艺学[M].江西科学出版社,1990 [5]:刘玉兰.植物油脂生产与综合利用.中国轻工业出版社,1996.[6]:杨潞芳,郝利平.植物蛋白和植物油脂分离技术进展[J].食品研究 与开发,2003,(03).[7]:倪培德,陈大淦,唐年初.植物油制取与加工工艺学[M ].无锡:无锡轻工业学院, 1993.[8]:汪昌国,刘震.植物油脂的超临界CO2提取[J].中国油脂, 1997,(06).[9]:谭春兰,袁永俊.水酶法在植物油脂提取中的应用[J].食品研究与 开发,2006,(07).[10]:高岩,洪波,刘日月.有机化学实验 2007,7 第一版 197~198
第三篇:花生栽培技术分析的论文
1合理轮作
花生是连作障碍非常严重的作物,花生轮作的增产效果十分显著。花生轮作的前茬应选择玉米、高梁、谷子等禾本科作物,不能选择马铃薯、芝麻和豆科作物轮作换茬。
2品种选择与种子处理
吉林省西北部松原及周边地区以红粒型品种为主,如扶余四粒红、扶花1号、扶花2号、扶花3号,搭配白沙1016、吉扶2号、吉扶3号、花育20等品种;吉林省西南部四平双辽及周边地区以白沙1016、花育20、亚美406为主,搭配四粒红、扶花系列品种。选用的良种要达到发芽势90%、发芽率99%以上,并于播种前10~15d将种果放在通风向阳处晾晒2~3d。
3深翻整地
提倡秋季深翻整地,达到熟化,沉实土壤,消灭部分越冬病虫害,积蓄冬春雨雪缓解春旱。开春解冻之后,及时耕耢保墒,避免水分散失,影响播种。秋季来不及深耕的地块,早春提前深耕。一般在春分后清明前进行,可获得较好的效果。春耕必须随耕随耙,使土壤下部沉实,表土松细。试验表明,冬深耕比春深耕增产16.8%,比浅耕增产53.9%。一般深翻25~30cm为宜。翻地时应做到耕翻及时,深度一致,行向直,不漏耕,不重耕,垡片翻扣严密,不漏土边、地头,减少开闭垄。
4科学施肥
施肥以农家肥为主,化肥为辅,结合整地一次性作底肥施入。施肥量:优质腐熟农家肥25~30t/hm2、硅钙肥200kg/hm2、磷酸二铵200kg/hm2、尿素100kg/hm2、硫酸钾150kg/hm2或施花生专用肥600kg/hm2。
5播种
5月10~20日为最佳播种期,连续5~7d内5cm土温稳定通过12℃即可播种。单垄种植,垄宽65cm,单行拐子苗,穴距15cm,栽植12万穴/hm2;90cm大垄双行种植,穴距15~17cm,栽植13~15万穴/hm2。播种深浅要一致,播后覆土,厚度3~5cm。
6加强田间管理
6.1查苗补种,清棵蹲苗
一般播种后12d左右开始出苗,出苗后及时检查,若发现缺苗、断条应立即催芽补种,以保全苗。花生苗出齐后,用手或小扒锄及时清棵,将幼苗根际的浮土扒出,使2片子叶外露,做到齐一块清一块。
6.2中耕培土,及时除草
6.2.1中耕培土。做到“三铲三趟”,第1次在苗期,中铧深耕浅上土,疏松表土,清除早春杂草;第2次在始花期,中铧耕作,比第1次稍深,少上土;第3次在开花期,大铧深耕,稍多上土,有利于果针下扎入土。
6.2.2化学除草。于播后苗前土壤封闭处理,用70%都尔乳油2.0kg/hm2或90%都尔乳油1.5kg/hm2,对水750kg/hm2均匀喷洒土壤表面。
6.3叶面追肥
在下针结荚期,喷施800倍壮饱安、籽满堂、粒粒饱等药剂促果饱、增果重。在生长后期叶面喷施保绿王、大肥王或用0.15kg/hm2尿素对水15kg/hm2喷施2~3次,提高叶片活力,延长功能叶片期,控制植株早衰。
7病虫害防治
花生易发的病害是叶斑病和根腐病。叶斑病7月中下旬发病,初见病叶时用80%代森锰锌可湿性粉剂400倍液或用50%多菌灵可湿性粉剂800倍液防治,每10~15d喷1次,连续2~3次。根腐病用70%甲基托布津可湿性粉剂600倍液灌根。
花生易发生的虫害是蛴螬、金针虫、蚜虫。蛴螬、金针虫用乐果拌种,用40%乐果乳油0.5kg加水10kg,拌花生种子350~400kg;7月中旬如发生虫害可用800倍辛硫磷药液灌根;蚜虫防治要求“治少治小”,始花前喷施药剂,常用40%久效磷1000倍液或50%抗蚜威可湿性粉剂2000倍液;开花下针期发生蚜虫为害时用农药熏蒸,用80%敌敌畏1.5kg/hm2加细土375kg/hm2,对水37.5kg/hm2,顺花生垄沟撒施。在高温条件下,敌敌畏挥发熏蒸花生,杀死蚜虫,防效可达90%。
8适时收获
当植株下部叶片发黄、部分脱落、荚果果壳网纹清晰、海绵层有黑色光泽时应及时收获,在吉林地区一般为9月20日左右;过晚易掉果。起收后将花生放在垄上晾晒5~7d,3d翻动茎棵1次,晒至7~8成干,然后脱果,继续晾晒至荚果籽仁含水量达9%以下,即可贮藏或销售。
参考文献
[1]庄银庆.春花生高产栽培技术[J].现代农业科技,2008(23):221,225.[2]柴书宝,崔妍.出口型花生地膜覆盖安全栽培技术研究[J].农业科技与装备,2008(6):54-55.[3]徐洪星.花生栽培新技术应注意的问题[J].农家之友,2008(7):47-48.
第四篇:地方花生高产栽培技术的论文
论文关键词:花生;栽培技术;吉林省
论文摘要:介绍了吉林省花生高产高效栽培技术,包括品种选择与种子处理、轮作换茬、整地施肥、播种、田间管理、病虫害防治和收获等方面内容,以期为当地花生生产提供指导。
1合理轮作
花生是连作障碍非常严重的作物,花生轮作的增产效果十分显著。花生轮作的前茬应选择玉米、高梁、谷子等禾本科作物,不能选择马铃薯、芝麻和豆科作物轮作换茬。
2品种选择与种子处理
吉林省西北部松原及周边地区以红粒型品种为主,如扶余四粒红、扶花1号、扶花2号、扶花3号,搭配白沙1016、吉扶2号、吉扶3号、花育20等品种;吉林省西南部四平双辽及周边地区以白沙1016、花育20、亚美406为主,搭配四粒红、扶花系列品种。选用的良种要达到发芽势90%、发芽率99%以上,并于播种前10~15d将种果放在通风向阳处晾晒2~3d。
3深翻整地
提倡秋季深翻整地,达到熟化,沉实土壤,消灭部分越冬病虫害,积蓄冬春雨雪缓解春旱。开春解冻之后,及时耕耢保墒,避免水分散失,影响播种。秋季来不及深耕的地块,早春提前深耕。一般在春分后清明前进行,可获得较好的效果。春耕必须随耕随耙,使土壤下部沉实,表土松细。试验表明,冬深耕比春深耕增产16.8%,比浅耕增产53.9%。一般深翻25~30cm为宜。翻地时应做到耕翻及时,深度一致,行向直,不漏耕,不重耕,垡片翻扣严密,不漏土边、地头,减少开闭垄。
4科学施肥
施肥以农家肥为主,化肥为辅,结合整地一次性作底肥施入。施肥量:优质腐熟农家肥25~30t/hm2、硅钙肥200kg/hm2、磷酸二铵200kg/hm2、尿素100kg/hm2、硫酸钾150kg/hm2或施花生专用肥600kg/hm2。
5播种
5月10~20日为最佳播种期,连续5~7d内5cm土温稳定通过12℃即可播种。单垄种植,垄宽65cm,单行拐子苗,穴距15cm,栽植12万穴/hm2;90cm大垄双行种植,穴距15~17cm,栽植13~15万穴/hm2。播种深浅要一致,播后覆土,厚度3~5cm。
6加强田间管理
6.1查苗补种,清棵蹲苗
一般播种后12d左右开始出苗,出苗后及时检查,若发现缺苗、断条应立即催芽补种,以保全苗。花生苗出齐后,用手或小扒锄及时清棵,将幼苗根际的浮土扒出,使2片子叶外露,做到齐一块清一块。
6.2中耕培土,及时除草
6.2.1中耕培土。做到“三铲三趟”,第1次在苗期,中铧深耕浅上土,疏松表土,清除早春杂草;第2次在始花期,中铧耕作,比第1次稍深,少上土;第3次在开花期,大铧深耕,稍多上土,有利于果针下扎入土。6.2.2化学除草。于播后苗前土壤封闭处理,用70%都尔乳油2.0kg/hm2或90%都尔乳油1.5kg/hm2,对水750kg/hm2均匀喷洒土壤表面。
6.3叶面追肥
在下针结荚期,喷施800倍壮饱安、籽满堂、粒粒饱等药剂促果饱、增果重。在生长后期叶面喷施保绿王、大肥王或用0.15kg/hm2尿素对水15kg/hm2喷施2~3次,提高叶片活力,延长功能叶片期,控制植株早衰。
7病虫害防治
花生易发的病害是叶斑病和根腐病。叶斑病7月中下旬发病,初见病叶时用80%代森锰锌可湿性粉剂400倍液或用50%多菌灵可湿性粉剂800倍液防治,每10~15d喷1次,连续2~3次。根腐病用70%甲基托布津可湿性粉剂600倍液灌根。
花生易发生的虫害是蛴螬、金针虫、蚜虫。蛴螬、金针虫用乐果拌种,用40%乐果乳油0.5kg加水10kg,拌花生种子350~400kg;7月中旬如发生虫害可用800倍辛硫磷药液灌根;蚜虫防治要求“治少治小”,始花前喷施药剂,常用40%久效磷1000倍液或50%抗蚜威可湿性粉剂2000倍液;开花下针期发生蚜虫为害时用农药熏蒸,用80%敌敌畏1.5kg/hm2加细土375kg/hm2,对水37.5kg/hm2,顺花生垄沟撒施。在高温条件下,敌敌畏挥发熏蒸花生,杀死蚜虫,防效可达90%。
8适时收获
当植株下部叶片发黄、部分脱落、荚果果壳网纹清晰、海绵层有黑色光泽时应及时收获,在吉林地区一般为9月20日左右;过晚易掉果。起收后将花生放在垄上晾晒5~7d,3d翻动茎棵1次,晒至7~8成干,然后脱果,继续晾晒至荚果籽仁含水量达9%以下,即可贮藏或销售。
参考文献
[1]庄银庆.春花生高产栽培技术[J].现代农业科技,2008(23):221,225.[2]柴书宝,崔妍.出口型花生地膜覆盖安全栽培技术研究[J].农业科技与装备,2008(6):54-55.[3]徐洪星.花生栽培新技术应注意的问题[J].农家之友,2008(7):47-48.
第五篇:论文单细胞蛋白的提取方法及发展方向研究
------------------------学 院 毕 业 论 文
学 院(系):
专
业:
学 生 姓 名:
学
号:
指 导 教 师:
评 阅 教 师:
完 成 日 期:
e
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【摘 要】本文简单概述了单细胞蛋白,及单细胞蛋白在工业、农业、饲料等方面的应用;阐明了单细胞蛋白的开发和生产前景
【关键词】 单细胞蛋白 安全性 提取制备工艺 应用 发展前景
目 录
引言: 单细胞蛋白的营养价值极高,氨基酸的组成较为齐全,含有人体必需的8种氨基酸,而且生产效率高,生产原料来源广,可以工业化生产,它不仅需要的劳动力少,不受地区、季节和气候的限制,而且产量高,质量好。所生产的蛋白质等营养物质含量高,对人体无致病作用,味道好并且易消化吸收,对培养条件要求简单,生长繁殖迅速等。单细胞蛋白的生产过程也比较简单,目前有多种提取工艺。单细胞蛋白不仅能制成“人造肉”,供人们直接食用,还常作为食品添加剂,用以补充蛋白质或维生素、矿物质等。单细胞蛋白既可变废为宝,又可获得高层次的综合经济效益,解决环境污染问题。单细胞蛋白作为饲料蛋白,已被世界广泛应用。作为一种新型食品原料的问世,单细胞蛋白单细胞蛋白液受到都可接受性、安全性等问题。因为单细胞蛋白的核酸含量在4%~18%,食用过多的核酸可能会引起痛风等疾病。此外,单细胞蛋白作为一种食物,人们在习惯和心理上一时也难以接受。因此 1
研究单细胞蛋白的提取方法及发展方向是一个必要的问题。
内容:
《单细胞蛋白的提取方法及发展方向研究》
单细胞蛋白的概述
单细胞蛋白:英文名Single-Cell-Protein,简称SCP。是从人工培养的单细胞生物中获得的菌体蛋白质,又叫微生物蛋白,菌体蛋白。作为一种生物化工高新技术产品单细胞蛋白是由许多工农业废料及石油废料微生物菌体。因而,单细胞蛋白不是一种纯蛋白质,而是由蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸及不是蛋白质的含氮化合物、维生素和无机化合物等混合物组成的细胞质团。单细胞蛋白的特点:
第一,营养物质极为丰富。其中,蛋白质含量高达
40%~80%,(而作物中蛋白质含量最高的大豆仅达35%~45%),比大豆高10%~20%,比肉、鱼、奶酪高20%以上;从氨基酸的组成来看,单细胞蛋白中除含硫氨基酸不足外,其他氨基酸含量充足并保持良好的平衡。同时还含有多种维生素、碳水化合物、脂类、矿物质,以及丰富的酶类和生物活性物质,如辅酶A、辅酶Q、谷胱甘肽、麦角固醇等。
第二,原料来源广泛,可就地取材,廉价大量地解决原料问题。一般有以下几类:1.碳水化合物。2.烃类、石油、天然气及相关产品,如原油、柴油、甲烷、乙醇等;3.无机气体4.有机工农业废水(①农业废物、废水,如秸秆、蔗渣、甜菜渣、木屑等含纤维素的废料及农林产品的加工废水;②工业废物、废水,如食品、发酵工业中排出的含糖有机废水、亚硫酸纸浆废液等;)
第三,单细胞蛋白质生产周期短,效率高。如酵母菌在良好条件下每接种100千克,1天即可获得2500千克酵母,其生长繁殖速度约为大豆的1300倍,为动物生长的2000倍。微生物的生长速度世代周转迅速因此生产效率高。
第四,节约土地,可以完全工业化生产。生产不受季节气候的制约,易于人工控制,同时由于在大型发酵罐中立体式培养占地面积少。单细胞蛋白生产比农业生产需要的劳动力少,又不受地区、季节和气候条件的制约,可在占地有限的小设备上进行,不仅数量大,而且质量好,远远超过现有粮食品种的蛋白质。
第五,单细胞生物易诱变,比动、植物品种容易改良,因此可采用物理、化学、生物学方法定向诱变育种,获得蛋白质含量高、质量好、味美,并易于提取蛋白质的优良菌种。
第六,核酸含量高,细菌细胞中核酸含10%-18%。酵母(干基)6%-11%,肉只有2%。核酸过多会抑制动物的生长,若摄入过多的核酸,会造成血液中含酸量上升,大多数动物和人代谢利用核酸的能力有限,可导致体内尿酸积存。由于尿酸在生理的PH条件下是微溶的,它会在关节沉淀或析出结晶,造成痛风或风湿性关节炎;又由于在尿中含量大于其溶解度,会在泌尿系统中沉淀成结石。单细胞蛋白的安全性: 核酸问题:
核酸的组成成分嘌呤碱基,在动物体内会转变成尿酸,尿酸在无脊椎动物、鱼类、两栖类和许多哺乳动物体内会在尿酸酶的作用下继续转变成水溶性更大的尿囊素,因此饲料中即使有很高含量的嘌呤存在不会造成危害。人体内尿酸酶含量很低,嘌呤基本分解代谢物为低溶解度的尿酸摄入过多的嘌呤化合物则会使血浆和尿液中尿酸含量过高从而导致它在关节与软组织中积累和形成尿路结石。另外,细胞中有难于消化的类脂——细胞膜,影响蛋白质等营养物质的消化吸收。因此在使用时要限量使用。所以作为人类食品的SCP其摄入量必须加以控制。成年人每日摄入核酸量不得超过2g,食用的SCP也必须是除核酸产品。
食品安全对SCP的影响:
SCP作为饲料蛋白已被广泛的应用,但作为人类食品联合国蛋白质咨询组织对SCP的安全性评价做出了一系列的规定:生产菌株不是病原菌,不产生毒素;石油原料中多环芳香族烃含量低,农产品原料中重金属与农药的残留量不能超过标准;培养及产品处理过程中无污染,无溶剂残留;产品中应无病原菌、无活细胞、无原料和溶剂残留;产品必须进行小白鼠和大白鼠的毒性试验和两年的致癌实验,还要进行传代遗传、哺乳、致畸及变异应实验。这些试验通过后,还要安排
作人的临床试验,测定scp对人的可接受性和耐受性。可用于食品的scp生产的酵母菌主要有酿酒酵母、产朊假丝酵母和乳清酵母(脆壁克鲁维酵母)等。
单细胞蛋白的提取方法:
单细胞蛋白的生产要求:生产菌种繁殖速度快,菌体收量大;原料价格低,易得到或利用工农业废料;菌种营养要求底,培养方法简单;发酵时不易污染杂菌,分离回收容易;菌体蛋白含量高,氨基酸组成好,适口性好;菌体及蛋白无毒性、病原性及致癌性;不产生废水及其他污染;易于包装运输和储藏。
单细胞蛋白的生产步骤包括原料处理、发酵基质的调配、发酵条件的控制、菌体回收及分离、纯化等几个环节。发酵过程中温度的控制、氧的供应及热量的排放是生产中要注意的问题。饲用单细胞蛋白生产可采用固体发酵,使用单细胞蛋白生产采用液体发酵工艺,发酵结束后,收获的方法有离心分离和压滤法。菌体收获后必须洗涤数次,以尽量将培养基洗掉。藻类的培养则是在池内进行,并需要足够的光照,培养过程要经常搅拌以补充表面养分。单细胞蛋白的一般工艺流程:
通气 原料 —— 上清液
↓ ↓ ↑
菌种→种子扩大 →发酵罐培养 →培养液 → 分离 →菌体
↓ 动物饲料←干燥←洗涤或分解← ↓
↓
食品←干燥←纯化←蛋白质抽取←分离←水解
近几年主要的单细胞蛋白提取制备工艺技术及应用有:(1)菌糠单细胞蛋白饲料生产方法
(2)单细胞蛋白质作为鱼类和贝类饲料的用途(3)利用皂素生产废水发酵生产单细胞蛋白的方法(4)单细胞蛋白材料的用途(5)一种单细胞蛋白饲料的生产方法
(6)仅微溶于水或不溶于水的活性物质和单细胞蛋白质材料的混合 物的水分散体
(7)利用柑桔废渣生产单细胞蛋白(SCP)饲料的方法(8)利用提取甾体皂甙元的残渣生产单细胞蛋白的方法(9)一种单细胞蛋白质饲料及其加工工艺
(10)冷法絮凝提取味精废液中单细胞蛋白质的方法(11)单细胞蛋白和蔗糖的生产方法
(12)利用抗氨固氮菌生产富硒单细胞蛋白,维生素E和菌肥的方法(13)固态发酵生产单细胞蛋白(14)一种单细胞蛋白的生产方法(15)生产甜菜渣单细胞蛋白的新方法(16)利用啤酒废渣生产单细胞蛋白(17)粗淀粉一步法生产单细胞蛋白技术
(18)固态法单细胞蛋白(SCP)塔式发酵机(19)糟渣原料生产单细胞蛋白饲料技术(20)一种利用浓醪酒糟生产单细胞蛋白的方法(21)一种利用海洋酵母菌生产单细胞蛋白的工艺(22)利用废糖蜜生产单细胞蛋白饲料的方法
(23)用大豆乳清废水生产单细胞蛋白的复配酵母的制备方法(24)柑橘皮渣单细胞蛋白饲料生产技术
单细胞蛋白的应用:
一、SCP 在饲料中的应用
单细胞蛋白含有蛋白质、碳水化合物、无机盐、维生素等,其丰富的营养,可作为饲料的蛋白源,配制饲料可代替部分鱼粉。例如用假丝酵母及产朊酵母作为菌种,利用亚硫酸废液或石油生产酵母菌体,可用于牲畜饲料。用它喂养家禽、家畜,效果好、生长快,奶牛产奶多,鸡产蛋率增高,并能增强机体免疫力。据分析,酵母单细胞蛋白中蛋白质含量为45%-55%,比大豆高30%以上;细菌的单细胞蛋白中蛋白质的含量高达70%,比大豆高50%,比鱼粉高20%。因此,在各类饲料中加入单细胞蛋白添加剂,可以取得诸如使猪长得更快、牛产奶更多这样的效果。
二、SCP在食品加工中的应用:
SCP在食品加工中也有着重要作用,(1)可以增加谷类产品的营养价值。选用高赖氨酸含量的单细胞蛋白加到面包等谷物食品中可提高植物蛋白的生物价,也可提高谷物食品中的维生素。(2)它能
提高食品的物理性能,例如:经组织化处理的浓缩蛋白具有理想的咀嚼性、松脆性、在水中无分散性。把活性干酵母加入意大利烘饼中可提高其延薄性能,把食用酵母以1%~3%的比例加入肉制品中可提高肉与水及脂肪的结合能力。(3)它还能提高食品的风味,例如:酵母的浓缩蛋白质具有显著的鲜味,已被广泛作为饲料、肉汁等食品的增香剂。酵母质壁分离物可作为烘烤食品的增香剂。
三、SCP的其他应用:
由于SCP中维生素、矿物质含量丰富,因此常用于补充许多食物所需全部或部分的维生素和矿物质。以酵母菌和假丝酵母菌生产的SCP,可直接用作人的食品。从酵母菌体重可提取辅酶A、细胞色素C及维生素等药物,此外,SCP还可用于合成现稳和粘合剂。
单细胞蛋白的发展前景:
食品安全对单细胞蛋白生产的影响:
全世界对食品安全的重视也限制了SCP的发展。食品安全不仅表现在人的直接食品对饲料的原料的安全性也提出了要求。传统的以石油化工为原料为主要碳源(烃类、甲醇、乙醇、乙酸等)的SCP生产既有安全问题又受到石油短缺的影响。废弃物为原料的SCP粗放生产方式生产也存在着化学和有害物质的污染问题。原料的问世,都会产生可接受性、安全性等问题。单细胞蛋白也不例外。此外,单细胞蛋白作为一种食物,人们在习惯上一时也难以接受。但经过微生物学家的努力,这些问题会得到圆满解决。
单细胞蛋白的发展前景:
中国作为一个人口大国,人口众多不仅粮食趋于紧张,食物结构以植物蛋白为主,动物蛋白的摄入量与欧美各国相差悬殊,而且人民的食品结构中存在着严重的蛋白质供应不足。而世纪生物科技革命的主战场在大农业。开展新农业科技革命,应以生物工程为中心,改革传统农业,创建新型农业。微生物新型农业的开发是生物工程技术推动农业发展的主要体现。发展微生物新型农业,由植物、动物资源为主组成的“二维结构”传统农业,调整为植物种植业、动物养殖业和微生物发酵转化业的“三维结构”的新农业,这是一个产业结构健全、资源节约型农业;此外,白色农业是节土、节水型农业,能缓解传统农业“与人争地”、“与人争水”日益尖锐的矛盾。
微生物单细胞蛋白也更适合我国的国情,一但进入大规模的商品化生产,必将对缓解蛋白饲料紧张、促进养殖业的迅速发展、增强人民的体质发挥重要的作用,因此发展单细胞蛋白产业具有广阔开发前景。
我们每年有数千万吨的稻壳、棉籽壳、玉米芯等农业废弃物可以用来作为单细胞蛋白的生产原料。据有人测算,仅仅利用这些废弃物的20%,就可形成年产100万吨单细胞蛋白的生产能力,在工业生产的废渣废水中含有糖类和其他营养物质,从工厂排放后极易发生腐败,严重污染环境。利用这些废弃资源生产单细胞蛋白不仅可降低水的生物需氧量和化学需氧量,从而减轻环境污染。既可变废为宝,又可获得高层次的综合经济效益,解决环境污染问题。单细胞蛋白作
为饲料蛋白,已被世界广泛应用。许多国家单细胞蛋白的生产已具有+很大的规模,取得了丰硕成果。德国、美国、前苏联、加拿大等国早已用单细胞高活性生物饲料代替了鱼粉。
SCP单细胞蛋白的开发与生产一方面,微生物蛋白食品的开发可以缓解耕地减少、粮食紧缺的矛盾,另一方面,高蛋白的微生物蛋白食品的开发,也有利于改善人们的食品结构,满足我们既要吃饱、又要吃好的要求。不仅为解决人类食品和饲料问题开辟了新的途径,并且单细胞蛋白质研究发展的实验要比研究农作物或家畜的实验易于进行,而且在极短的时间内就可得到有价值的数据与结果,而人类自身也会直接从单细胞工业的发展中享受到巨大的利益。
一座占地不多,年产10万t单细胞蛋白的微生物工厂,能相当于11.9988×104 hm2耕地生产的大豆蛋白质,或是19.998×106 hm2原饲养牛羊生产的动物蛋白质。发展白色农业,可实现“人畜分粮”的目标,能极大地缓解粮食紧缺问题,白色农业的微生物饲料为畜牧业的发展提供保障。我国现有秸秆6亿多t,若其中2亿t秸秆通过微生物发酵工程转化为饲料,则可得到800亿kg饲料粮,约为目前我国年用饲料粮的1/2,真正实现“人畜分粮”。通过引进新物种,开发挖掘潜在生态位,增加多功能循环链,提高系统综合生产力。微生物肥料、食用菌和沼气菌的引入,填补了农业生态系统中的一些潜在生态位;微生物肥料和微生物农药的应用,可以减少能源、资源消耗,减轻环境污染,实现农业动植安全生产和生态环境保护;食用菌及沼气菌的引入食物链后具有多种功能,如可实现食品、饲料、燃料
和肥料的协调生产和利用,大大提高了有机废弃物的利用效率;微生物生态环保护剂可清除空气中韵有毒气体、水和土壤中的有害重金属及有害化学物质,是世界上正在发展的一项环保新产业。新型微生物农业的崛起,标志着我国新的农业科技革命的到来,它符合生态大农业的发展要求,必将使我国的农业发展走上一条高效和可持续发展之路。单细胞蛋白作为当前比较尖端的科技产品,还处于刚刚起步阶段,尤其在我国还不成熟,其发展前景是广阔的
参考文献:
⑴王尔冒 主编 食品营养与卫生 科学出版社出版,2004 ⑵周家春 食品行业新技术 化学工业出版社,2005 ⑶郭雪山,肖玫 单细胞蛋白的应用及其开发前景 中国食物与营养 2006,5,5 ⑷钱爱东 食品微生物学 中国农业出版社 2008,2、⑸魏瑶.单细胞蛋白[J] 四川粮油科技 2003,4
致谢词
美好的大学生活,伴着这篇论文的最后一个字结束。三年的时光,学习充盈了我知识的宝箱,生活丰盈了我稚嫩的羽翼,让我不断地成长。
这篇论文是我学习成果、无数教诲、关爱和帮助的结晶。很庆幸这些年来我遇到了许多恩师益友。感恩之情难以用语言量度,谨以最朴实的话语致以最崇高的敬意。
首先,我要感谢我的指导教师冷妍老师。不仅在论文的完成上给予我指导,还在三年的学习上、生活上还是工作上都给予了我无私的帮助和热心的照顾,让我在诸多方面都有所成长。其次,感谢我的专业课老师,你们传授给我的知识让
我在食品检测和营养学的理论和实践中不断地前进,是我成长的源泉,也是完成本论文的基础。同时,我要感谢辽阳职业技术学院所有教过我的老师,是他们传授给我方方面面的知识,拓宽了我的知识面,培养了我的功底。还要感谢我的各位朋友、同学、室友等能和相遇、相交、相知是人生的一大幸事。
最后,感谢我的家人,他们是我生命中永远的依靠和支持,他们无微不至的关怀,是我前进的动力;他们的殷殷希望,激发我不断前行。没有他们就没有我,我的点滴成就都来自他们。
本论文的完成远非终点,文中的不足和浅显之处则是我新的征程上一个个新的起点。我将继续前行!