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麻疯籽制备生物柴油及提取蛋白质的技术研究

作　者: 万辉
导　师: 何东平
学　校: 武汉工业学院
专　业: 食品科学与工程
关键词: 麻疯树生物柴油溶剂萃取助溶剂麻疯籽蛋白碱提酸沉
分类号: TE667
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

麻疯树是一种具有很高的经济价值的树种,其根、茎、叶、果实均可被利用。其种子含油量能高达60%,油酸和亚油酸含量在70%以上,不饱和脂肪酸含量高,碘值较低,属半干性油,流动性好,是制备生物柴油的理想原料,利用麻疯籽油制备的生物柴油能达到欧II排放标准。麻疯籽中蛋白质含量丰富,占种仁重量的27%~32%,氨基酸组成也比较均衡,但由于麻疯籽毒蛋白(Curcin)和佛波醇酯的存在,榨油后的麻疯籽饼不能直接饲用,主要用作肥料。采用适当的蛋白质提取工艺,探索去除麻疯籽蛋白中毒素的方法,将有利于麻疯籽饼粕的开发利用。本文就以下几个方面对麻疯籽油和麻疯籽蛋白进行了研究:1.本课题首先进行了冷榨—浸出法制取麻疯籽油的研究,通过试验分析,认为在压榨压力40MPa,压榨时间120min,温度65℃,原料含水量10%条件下进行冷榨试验,出油效果较好,出油率约为41%,冷榨饼残油量为28%。利用正己烷为溶剂在溶剂比1.2:1,温度55℃,时间30min,连续浸出冷榨饼5次的条件下,最终麻疯籽粕残油量低至0.8%。2.经过水化脱胶、真空脱水后的麻疯籽油酸值为15.49mgKOH/g油,而均相碱催化制备生物柴油,要求原料油酸值≤1.0mgKOH/g油,因此需要进行降酸处理。本文分别就溶剂法萃取脱酸和浓硫酸催化预酯化降酸两种方法进行了研究。通过单因素试验和响应面分析,得出麻疯籽油溶剂法脱酸的最优工艺:醇油比(V/V油)2.0:1,麻疯籽油含水量0.08%,萃取温度45℃,连续萃取5次,每次萃取10min。而浓硫酸催化预酯化降酸通过添加助溶剂四氢呋喃,经过单因素试验和正交试验分析,得出最优工艺为:甲醇添加量(V/V油)0.85:1,反应时间45min,反应温度65℃,催化剂添加量(V/V油)0.012:1,助溶剂添加量(V/V油)0.5:1。3.为选择合适的助溶剂来有效促进甲醇和麻疯籽油形成均相体系。本文通过对8种溶剂的性质对比,以及在不同的温度条件下,乙醚或四氢呋喃溶剂与麻疯籽油、甲醇形成的三元相图的比较,最终选择四氢呋喃作为本次研究的助溶剂。4.在浓硫酸催化预酯化有效降酸的条件下,本文采用以四氢呋喃为助溶剂,NaOH为催化剂,进行了麻疯籽油制备生物柴油的甲酯化研究,通过单因素分析和正交试验设计,认为在甲醇添加量(V/V油)0.56:1,反应时间18min,反应温度65℃,催化剂添加量(w/w油)1%,助溶剂添加量(V/V油)0.5:1的条件下,甲酯转化率较高。5.本文采用碱提酸沉法对麻疯籽粕中的麻疯籽蛋白进行了提取研究。通过单因素试验研究各因素对提取率的影响,应用正交试验优化工艺条件。得到的最优工艺条件为:碱提料液比1:11,pH 8.5,温度55℃,时间100min;酸沉pH 4.4,温度55℃,时间40min。在该工艺条件下,麻疯籽蛋白提取率达到76.63%,分离物蛋白纯度达到81.18%。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
缩略语表  12-13
第1章绪论  13-24
  1.1 麻疯树简介  13-15
    1.1.1 麻疯籽油简介  13-15
    1.1.2 麻疯籽蛋白简介  15
  1.2 生物柴油的研究现状和趋势  15-22
    1.2.1 原料油的提取研究  17
    1.2.2 麻疯籽油的脱酸研究  17-19
    1.2.3 助溶剂在生物柴油制备过程中的应用  19-21
    1.2.4 生物柴油的制备  21-22
  1.3 麻疯籽蛋白的提取研究现状与发展趋势  22-23
  1.4 研究内容和目标  23-24
第2章麻疯籽冷榨—浸出法制备麻疯籽油  24-30
  2.1 试验材料与方法  24-25
    2.1.1 试验材料与仪器  24
    2.1.2 试验方法  24-25
  2.2 冷榨试验结果与讨论  25-28
    2.2.1 原料指标  25
    2.2.2 冷榨因素分析  25-28
    2.2.3 冷榨条件分析  28
  2.3 溶剂浸提麻疯籽饼试验  28-29
  2.4 麻疯籽毛油精炼  29-30
第3章麻疯籽油溶剂法脱酸研究  30-41
  3.1 试验材料与方法  30-31
    3.1.1 材料与仪器  30
    3.1.2 试验方法  30-31
  3.2 试验内容  31-32
    3.2.1 影响溶剂法脱酸效果的单因素研究  31-32
    3.2.2 溶剂法脱酸条件的优化  32
  3.3 试验结果与讨论  32-40
    3.3.1 影响溶剂法脱酸效果的单因素研究  32-35
    3.3.2 溶剂法脱酸条件的优化  35-40
  3.4 小结  40-41
第4章麻疯籽油制备生物柴油中助溶剂的研究  41-47
  4.1 试验材料与方法  41-43
    4.1.1 材料与仪器  41
    4.1.2 试验方法  41-43
  4.2 试验结果与讨论  43-46
    4.2.1 助溶剂的选择  43-44
    4.2.2 三元相图的绘制及分析  44-46
  4.3 小结  46-47
第5章麻疯籽油预酯化降酸的研究  47-56
  5.1 试验材料与方法  47-48
    5.1.1 材料与仪器  47
    5.1.2 试验方法  47-48
  5.2 试验内容  48-49
    5.2.1 影响预酯化降酸的单因素研究  48-49
    5.2.2 预酯化降酸条件的确定  49
  5.3 试验结果与讨论  49-54
    5.3.1 影响预酯化降酸的单因素研究  49-52
    5.3.2 正交试验确定预酯化降酸的条件的研究  52-54
  5.4 浓硫酸催化预酯化降酸与溶剂法萃取脱酸的比较  54-55
  5.5 小结  55-56
第6章麻疯籽油甲酯化制备生物柴油的研究  56-64
  6.1 试验设备与方法  56-58
    6.1.1 材料与仪器  56
    6.1.2 试验方法  56-58
  6.2 试验内容  58-59
    6.2.1 影响酯交换转化率的单因素研究  58
    6.2.2 甲酯化制备生物柴油条件的确定  58-59
  6.3 试验结果与讨论  59-63
    6.3.1 影响甲酯化制备生物柴油的单因素研究  59-61
    6.3.2 正交试验确定甲酯化制备生物柴油的条件的研究  61-63
  6.4 小结  63-64
第7章麻疯籽蛋白提取工艺的研究  64-75
  7.1 试验材料与方法  64-65
    7.1.1 材料与试剂  64
    7.1.2 试验方法  64-65
  7.2 试验内容  65-67
    7.2.1 麻疯籽蛋白提取的碱提最优工艺参数的确定  65-66
    7.2.2 麻疯籽蛋白提取的酸沉最优工艺参数的确定  66-67
  7.3 试验结果与讨论  67-73
    7.3.1 麻疯籽蛋白提取的碱提最优工艺参数的确定  67-70
    7.3.2 麻疯籽蛋白提取的酸沉最优工艺参数的确定  70-73
    7.3.3 麻疯籽蛋白最佳碱提酸沉工艺参数的验证  73
  7.4 小结  73-75
主要结论  75-76
参考文献  76-83
致谢  83-84
附录 A  84-86
攻读学位期间的研究成果  86

麻疯籽制备生物柴油及提取蛋白质的技术研究

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