專利名稱：一種麻瘋樹餅粕的脫毒方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于麻瘋樹種仁榨油后餅柏的脫毒技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種脫除麻瘋樹種仁榨油后餅柏中存在的佛波醇酯等毒素的方法。
背景技術(shù)：
蛋白質(zhì)短缺是世界性的大問題，我國人多糧少，糧食廣量不聞，蛋白質(zhì)及蛋白質(zhì)詞料更顯缺乏。根據(jù)中國國家飼料工業(yè)辦公室的估算，我國蛋白質(zhì)飼料資源年缺口達(dá)到3000萬噸以上，到2020年缺口將達(dá)4000萬噸，蛋白質(zhì)飼料資源的缺口已成為制約畜牧業(yè)發(fā)展的重要因素。因而最大限度地開發(fā)和合理應(yīng)用蛋白質(zhì)飼料資源，是促進(jìn)畜牧業(yè)發(fā)展和提高養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要措施。同時(shí)由于瘋牛病、口蹄疫、禽流感等在世界不同地區(qū)發(fā)生，肉骨粉的使用受到很大限制，加之魚粉資源日漸緊缺，因此新的蛋白質(zhì)飼料資源的開·發(fā)和利用意義重大。麻瘋樹為多年生耐旱型木本植物，生命力強(qiáng),適于在貧瘠和邊角地栽種，不占耕地，且它栽植簡單、管理粗放、生長迅速，3年可掛果投產(chǎn)，5年進(jìn)入盛果期，果實(shí)采摘期長達(dá)50年，種仁的含油率為60 70%。雖然麻瘋樹油不可食用，但其不僅作為制備生物柴油的理想原料來源已被業(yè)界認(rèn)可，又是目前國內(nèi)外公認(rèn)的可制備優(yōu)良生物航空燃油原料之一?，F(xiàn)已有40多個(gè)國家正在計(jì)劃大規(guī)模種植麻瘋樹，5 10年內(nèi)生產(chǎn)規(guī)模將達(dá)到2000萬公頃以上。因此，在大量利用麻瘋樹種仁榨取制油的同時(shí)，不可避免的要產(chǎn)生大量餅柏。麻瘋樹餅柏中粗蛋白質(zhì)含量高達(dá)60%，氨基酸組成平衡，且廉價(jià)易得，資源豐富，是一種很有潛力的蛋白飼料資源，在目前蛋白飼料資源緊缺的情況下，開發(fā)麻瘋樹餅柏蛋白資源有很大的意義。但由于麻瘋樹餅柏中含有佛波醇酯、植物凝集素、胰蛋白酶抑制劑等抗?fàn)I養(yǎng)因子和毒素，不能直接用作動物飼料使用，故常被作為廢棄物拋棄，不僅會帶來了環(huán)境污染，還對資源形成了巨大的浪費(fèi)。因此，研究麻瘋樹餅柏脫毒技術(shù)是開發(fā)利用麻瘋樹餅柏蛋白資源作為生產(chǎn)動物飼料的關(guān)鍵，且對于解決我國養(yǎng)殖業(yè)蛋白飼料短缺問題具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。為了有效的利用麻瘋樹餅柏中的蛋白質(zhì)，目前已經(jīng)有許多科技人員在進(jìn)行麻瘋樹餅柏脫毒方面的研究工作。采用加熱處理方法使凝集素失活，然后使用乳膠凝集法和血凝法來評估麻瘋樹種仁柏凝集素活性。結(jié)果表明通過加熱手段確實(shí)可以使植物凝集素和胰蛋白酶抑制劑幾乎完全消失，但是凝集素不是導(dǎo)致動物采食未經(jīng)脫毒處理的的麻瘋樹餅柏急劇中毒的主要原因，而佛波醇酯才是麻瘋樹餅柏中的致命毒素，才是限制其動物飼料開發(fā)利用最關(guān)鍵的毒素。而麻瘋樹種仁中的佛波醇酯有25 30%存在于餅柏中，且其熱穩(wěn)定性強(qiáng)，使用熱處理的辦法既不能降低其含量，一般的濕熱或簡單的高溫烘烤辦法也無法使佛波醇酯失去毒性張春強(qiáng)，刁其玉等，新型蛋白質(zhì)飼料資源——麻瘋樹籽實(shí)的研究進(jìn)展，《動物營養(yǎng)學(xué)報(bào)》2010，22 (2) =267-271 ]0CN 101427730A公開了一種麻瘋樹籽油柏萃取脫除佛波醇酯的方法，該方法是采用工業(yè)甲醇為萃取劑來脫除佛波醇酯的。該方法雖然通過五次萃取可有效地大量除去佛波醇酯，但是由于其所使用的萃取劑為工業(yè)甲醇，其又無法在后處理保證所得植物蛋白中的甲醇能被徹底蒸除掉，而殘留的甲醇毒性過大，不符合飼料安全原則，不能直接作為動物飼料的原料。加之該方法至少要萃取5次才能達(dá)到預(yù)期的脫毒效果，因而不僅其工作量大，萃取周期長，且人力、原料、能量消耗都較高，不符合節(jié)能的原則。針對該方法存在的問題，中國專利201110020815. 2公開了 “一種脫油后麻瘋樹種仁的脫毒方法”，該方法是用乙醇結(jié)合超聲振動將脫油后種仁中的佛波醇酯除去的。脫毒后獲得的餅柏雖達(dá)到本領(lǐng)域公認(rèn)的安全值O. 13mg/g，可用做動物飼料的蛋白來源，但因需多次萃取，操作不夠簡便，另還需要超聲設(shè)備和消耗大量乙醇，成本高，不利于工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種操作簡便、低能耗、低成本、無污染、適合工業(yè)化生產(chǎn)并能徹底脫出毒素的麻瘋樹餅柏的脫毒方法。
本發(fā)明提供的麻瘋樹餅柏的脫毒方法，該方法的工藝步驟和條件如下(I)將15 20重量份麻瘋樹餅柏粉碎至60 80目，加入O. 5 I. 5重量份的脫毒劑混合均勻后，再加水混合使餅柏含水量為10 30% ；(2)將混合物放入雙螺桿膨化機(jī)中進(jìn)行擠壓膨化，并控制其出口溫度80 200°C，膨化餅柏冷卻至室溫即為麻瘋樹脫毒顆粒飼料。以上方法中所述脫毒劑是由以下組分混合而成，且各組分的重量百分比含量如下生石灰50 80%，碳酸鈉 15 40%，高錳酸鉀5 10%。以上方法步驟I)中的餅柏含水量優(yōu)選為20 30%。以上方法步驟(2)中的膨化溫度優(yōu)選100 150°C。以上方法中所述麻瘋樹餅柏既可是現(xiàn)有熱榨工藝或浸出工藝獲得的麻瘋樹餅柏也可以是本發(fā)明人在申請?zhí)枮?01210414603. 7的發(fā)明申請中提供的冷榨技術(shù)壓榨所得的餅柏。本發(fā)明所述膨化機(jī)為濟(jì)南膨化機(jī)有限公司生產(chǎn)的DS32- II雙螺桿膨化機(jī)。雙螺桿膨化機(jī)的膨化過程是靠一對相互平行嚙合的螺桿推動物料向前推進(jìn)，其螺桿分為輸料段、壓縮熔融段和均勻段。在輸料段，餅柏從料斗進(jìn)入機(jī)筒內(nèi)，隨著螺桿的轉(zhuǎn)動，沿著螺槽方向向前輸送，壓力逐漸提高并逐漸被壓實(shí)。進(jìn)入壓縮熔融段后，由于螺旋結(jié)構(gòu)上的變化，壓力繼續(xù)升高，同時(shí)在機(jī)筒外部加熱的溫度條件下，餅柏在兩螺桿之間及螺桿和機(jī)筒之間被強(qiáng)烈的攪拌、混合、剪切，餅柏溫度升高，開始熔融，同時(shí)溫度和壓力繼續(xù)升高，使餅柏全部熔融并得到蒸煮。最后到達(dá)均勻段，處理后的餅柏被擠出，在壓力釋放的同時(shí)膨化，從膨化腔出來經(jīng)分流板均勻分配到模板上，迅速冷卻，固化成型。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果I、由于本發(fā)明既將麻瘋樹餅柏粉碎至一定粒徑，又使其達(dá)到一定的含水量，不僅為餅柏使用雙螺桿膨化機(jī)處理奠定了基礎(chǔ)(便于螺桿的攪拌、混合和推進(jìn)輸送)，也為餅柏能夠在雙螺桿膨化機(jī)中得到熔融、蒸煮創(chuàng)造了條件，因而可首先通過物理加熱的脫毒方式使其中所含的植物凝集素、胰蛋白酶抑制劑等抗?fàn)I養(yǎng)因子鈍化失活。2、由于本發(fā)明還在上述麻瘋樹餅柏中加入了化學(xué)脫毒劑，加之又在較高的溫度、壓力以及膨化的條件下進(jìn)行作用，因而能夠?qū)⒙榀倶滹灠刂凶钪旅?、最難脫除的毒素佛波醇酯鈍化失活，使之降到本領(lǐng)域公認(rèn)的安全值O. 13mg/g以下。
3、由于本發(fā)明同時(shí)采用了物理和化學(xué)相結(jié)合的脫毒方式，因而不僅使麻瘋樹餅柏中的植物凝集素、胰蛋白酶抑制劑等抗?fàn)I養(yǎng)因子鈍化失活，還使難以脫除佛波醇酯毒素也同時(shí)鈍化失活，解決了本領(lǐng)域一直以來存在的技術(shù)難題，為麻瘋樹餅柏作為動物飼料的蛋白質(zhì)來源消除了障礙，可大大緩解畜牧業(yè)的蛋白質(zhì)危機(jī)。4、由于本發(fā)明采用了雙螺桿膨化機(jī)，因而可使麻瘋樹餅柏的整個(gè)脫毒過程能夠一次完成，工藝簡便且易操作，適合工業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式下面給出實(shí)施例以對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明，有必要指出的是以下實(shí)施例不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員根據(jù)上述本發(fā)明內(nèi)容對本發(fā)明所作的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整仍應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外，值得說明的是1)以下實(shí)施例中所用的麻瘋樹餅柏為本發(fā)明人在申請?zhí)枮?01210414603. 7的發(fā)明申請中提供的冷榨技術(shù)壓榨所得的麻瘋樹餅柏，該餅柏中的佛波醇 酯含量為2. 85mg/g，植物凝集素含量為86mg/mL，胰蛋白酶抑制劑含量為25. 7mg/g。2)以下實(shí)施例所用物料的份數(shù)均為重量份。3)以下實(shí)施例所得脫毒后飼料植物蛋白中佛波醇酯、植物凝集素、胰蛋白酶抑制劑、粗蛋白、粗纖維和粗脂肪等含量分別是按GB/T 18868-2002和 GB/T 6438-2007 檢測的。實(shí)施例I將16份麻瘋樹餅柏粉碎至60目，加入I份脫毒劑混合均勻后，加水使餅柏含水量為20% ;將混合物放入雙螺桿膨化機(jī)中進(jìn)行擠壓膨化，并控制其出口溫度120°C，膨化餅柏冷卻至室溫即為麻瘋樹脫毒顆粒飼料。脫毒劑中生石灰的含量為50%，碳酸鈉的含量為40%，高錳酸鉀含量為10%。測得飼料植物蛋白中佛波醇酯為O. 07mg/g,植物凝集素為2. 8 μ g/mL,胰蛋白酶抑制劑為I. 9μ g/g，粗蛋白為59. 3%，粗纖維為10. 2%，粗脂肪2. 1%。實(shí)施例2將15份麻瘋樹餅柏粉碎至80目，加入O. 5份脫毒劑混合均勻后，加水使餅柏含水量為15% ;將混合物放入雙螺桿膨化機(jī)中進(jìn)行擠壓膨化，并控制其出口溫度100°C，膨化餅柏冷卻至室溫即為麻瘋樹脫毒顆粒飼料。脫毒劑中生石灰的含量為75%，碳酸鈉的含量為20%，高錳酸鉀含量為5%。測得飼料植物蛋白中佛波醇酯為O. 09mg/g,植物凝集素為5. 7 μ g/mL,胰蛋白酶抑制劑為3. 8 μ g/g，粗蛋白為61. 7%，粗纖維為11. 6%，粗脂肪2. 2%。實(shí)施例3將18份麻瘋樹餅柏粉碎至70目，加入I. 5份脫毒劑混合均勻后，加水使餅柏含水量為30% ;將混合物放入雙螺桿膨化機(jī)中進(jìn)行擠壓膨化，并控制其出口溫度140°C，膨化餅柏冷卻至室溫即為麻瘋樹脫毒顆粒飼料。脫毒劑中生石灰的含量為60%，碳酸鈉的含量為31%，高錳酸鉀含量為9%。測得飼料植物蛋白中佛波醇酯為O. 04mg/g,植物凝集素為4. 5 μ g/mL,胰蛋白酶抑制劑為2. 6 μ g/g，粗蛋白為63%，粗纖維為9. 6%，粗脂肪I. 8%。實(shí)施例4
將19份麻瘋樹餅柏粉碎至75目，加入O. 8份脫毒劑混合均勻后，加水使餅柏含水量為10% ;將混合物放入雙螺桿膨化機(jī)中進(jìn)行擠壓膨化，并控制其出口溫度80°C，膨化餅柏冷卻至室溫即為麻瘋樹脫毒顆粒飼料。脫毒劑中生石灰的含量為77. 5%，碳酸鈉的含量為15%，高錳酸鉀含量為7. 5%。測得飼料植物蛋白中佛波醇酯為O. llmg/g,植物凝集素為3. 8 μ g/mL,胰蛋白酶抑制劑為2. 2μ g/g，粗蛋白為60%，粗纖維為11%，粗脂肪I. 6%。實(shí)施例5將20份麻瘋樹餅柏粉碎至65目，加入I. 2份脫毒劑混合均勻后，加水使餅柏含水量為25% ;將混合物放入雙螺桿膨化機(jī)中進(jìn)行擠壓膨化，并控制其出口溫度150°C，膨化餅柏冷卻至室溫即為麻瘋樹脫毒顆粒飼料。脫毒劑中生石灰的含量為80%，碳酸鈉的含量為15%，高錳酸鉀含量為5%。測得飼料植物蛋白中佛波醇酯為O. 05mg/g,植物凝集素為4. 2 μ g/mL,胰蛋白酶··抑制劑為3. I μ g/g，粗蛋白為61%，粗纖維為7%，粗脂肪I. 2%。實(shí)施例6將16份麻瘋樹餅柏粉碎至80目，加入O. 6份脫毒劑混合均勻后，加水使餅柏含水量為18% ;將混合物放入雙螺桿膨化機(jī)中進(jìn)行擠壓膨化，并控制其出口溫度200°C，膨化餅柏冷卻至室溫即為麻瘋樹脫毒顆粒飼料。脫毒劑中生石灰的含量為55%，碳酸鈉的含量為38%，高錳酸鉀含量為7%。測得飼料植物蛋白中佛波醇酯為O. 03mg/g,植物凝集素為5. I μ g/mL,胰蛋白酶抑制劑為3. O μ g/g，粗蛋白為56%，粗纖維為6. 5%，粗脂肪2. 3%。為考察本發(fā)明方法的脫毒效果，本發(fā)明人采用GBT23179-2008《飼料毒理學(xué)評價(jià)亞急性毒性試驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)用實(shí)施例I脫毒處理后的餅柏送交四川大學(xué)華西醫(yī)學(xué)中心藥理學(xué)教研室毒理室對小鼠進(jìn)行了急性毒性試驗(yàn)。該毒理室出具的《脫毒麻瘋樹餅柏粉急性毒性試驗(yàn)》報(bào)告內(nèi)容如下I.試驗(yàn)方法取空腹24小時(shí)昆明小鼠24只，給17. 46%脫毒粉末小鼠進(jìn)行性灌胃，給藥體積均為O. 8ml/只，連續(xù)7天觀察小鼠的毒性反應(yīng)及死亡情況。2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果動物在灌胃后活動、飲食、大小便正常，小鼠無死亡。3.結(jié)論昆明種小鼠灌胃脫毒粉末劑無一定毒性，LD50大于10g/kg實(shí)際無毒。
權(quán)利要求
1.一種麻瘋樹餅柏的脫毒方法，該方法的工藝步驟和條件如下 (1)將15 20重量份麻瘋樹餅柏粉碎至60 80目，加入O.5 I. 5重量份的脫毒劑混合均勻后，再加水混合使餅柏含水量為10 30% ； (2)將混合物放入雙螺桿膨化機(jī)中進(jìn)行擠壓膨化，并控制其出口溫度80 200°C，膨化餅柏冷卻至室溫即為麻瘋樹脫毒顆粒飼料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述麻瘋樹餅柏的脫毒方法，其特征在于該方法中所述 脫毒劑是由以下組分混合而成，且各組分的重量百分比含量如下生石灰50 80%，碳酸鈉15 40%，高錳酸鉀5 10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述麻瘋樹餅柏的脫毒方法，其特征在于該方法步驟I)中的餅柏含水量為20 30%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述麻瘋樹餅柏的脫毒方法，其特征在于該方法步驟(2)中的膨化機(jī)出口溫度為100 150°C。
全文摘要
本發(fā)明公開的麻瘋樹餅粕的脫毒方法，其工藝步驟和條件如下(1)將15～20重量份麻瘋樹餅粕粉碎至60～80目，加入0.5～1.5重量份的脫毒劑混合均勻后，再加水混合使餅粕含水量為10～30%；(2)將混合物放入雙螺桿膨化機(jī)中，于80～200℃下進(jìn)行擠出，膨化，冷卻。本發(fā)明因同時(shí)采用了物理和化學(xué)相結(jié)合的脫毒方式，不僅使麻瘋樹餅粕中的植物凝集素、胰蛋白酶抑制劑等抗?fàn)I養(yǎng)因子鈍化失活，還使難以脫除的佛波醇酯毒素也同時(shí)鈍化失活，降到安全值0.13mg/g以下，為麻瘋樹餅粕作為動物飼料的蛋白質(zhì)來源消除了障礙，且脫毒過程能夠在雙螺桿膨化機(jī)中一次完成，工藝簡便且易操作，適合工業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用。
文檔編號A23L1/211GK102907628SQ20121044240
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者陳放, 張志林, 大久保健, 唐琳, 徐鶯 申請人:四川大學(xué), 銳威(上海)生物化工科技有限公司