專利名稱：蓖麻堿變應原雙提工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種蓖麻毒素提取方法，即一種蓖麻堿變應原雙提工藝。
背景技術：
蓖麻是大戟科蓖麻屬植物，其籽實的蓖麻油含量高達45%。蓖麻油是重要的化 工原料，廣泛用于化工、紡織、輕工、醫(yī)藥等部門，主要生產高級潤滑油、油漆、涂料、肥皂、 油墨、助染劑、增塑劑、乳化劑等。此外，蓖麻籽還含有豐富的蛋白質，其中粗蛋白含量達 33% -35%，是糧食作物的3倍。蓖麻籽榨油后上述蛋白存在于蓖麻粕中，蓖麻粕粗蛋白含 量高達46%。蓖麻蛋白中含有球蛋白60%，谷蛋白20%，清蛋白16%，不含或含少量動物 難以吸收的醇溶蛋白，絕大部分都可被動物消化吸收利用，是寶貴的畜禽蛋白飼料資源?？墒?，在蓖麻粕中含有大量的毒素，限制了蓖麻蛋白質的開發(fā)利用。蓖麻毒素包括 毒蛋白、凝集素、蓖麻堿和變應原。毒蛋白和凝集素在熱榨過程中已經熱解殆盡，但蓖麻堿 和變應原仍然留在蓖麻粕中。蓖麻堿(Ricinine)為N-甲基_3_氰基-4-甲氧基_2_毗喃 酮，占籽重的0. 15% -0. 2%，在脫脂餅粕中占0. 3% -0. 4%，過量服食可引起動物的嘔吐、 呼吸抑制、肝和腎受損等。變應原(Anatoxin)約占籽重的0. 4%-0. 5%，具強烈的過敏活 性和抗原性。因此，未經脫毒的蓖麻粕不能直接用于配合飼料，只好作為肥料用于農田，附 加值很低，非常可惜。大量研究證明，蓖麻毒素既是有害物質，也是有用物質，特別是在抗癌藥和生物農 藥的研制中具有重要的作用。因此，無論是對于蓖麻蛋白的利用還是蓖麻毒素本身的利用， 蓖麻毒素的提取都具有重要的意義。數十年來，國內外許多專家致力于蓖麻粕脫毒技術的研究，先后發(fā)明多種脫毒方 法。如熱噴膨爆脫毒法、擠壓膨化脫毒法、生物化學脫毒劑脫毒法、微生物發(fā)酵脫毒法等。 特別是在熱榨工藝比較普及的情況下，對于蓖麻堿和變應原的提取已經成為業(yè)內關注的重 點?？墒?，現有研究成果只能分別提取蓖麻堿或變應原，因而成本較高，不適宜大規(guī)模生產， 至今仍停留在實驗室階段。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡單、成本低廉、適于大規(guī)模生產的蓖麻粕脫毒工 藝。上述目的是由以下技術方案實現的提供一種蓖麻堿變應原雙提工藝，其特點是 將蓖麻粕浸于水或乙醇和水的混合溶劑中，得到蓖麻堿和變應原的混合液，再將上述混合 液濃縮，加入乙醇并使溶液中的乙醇濃度達到90%以上，放置沉淀，蓖麻堿集于溶液中，變 應原集于沉淀物中，將溶液與沉淀物分離，即可同時得到蓖麻堿、變應原。所述蓖麻粕的含油量如果超標，可先用石油醚或乙醚將熱榨油的蓖麻粕中殘留的 油除掉。所述蓖麻粕的溶劑是水和乙醇，乙醇與水體積比=1 1 ；最佳提取溫度60°C;最佳提取總時間120-240分鐘；最佳提取次數4次；最佳溶劑比1.0 6.0。所述蓖麻粕的溶劑是水，提取溫度60°C ；提取4次，每次時間2-3小時。所說的放置沉淀需要20_24h，沉淀后離心分離，并對沉淀物用乙醇反復沖洗并沉 淀兩次，分別取含有蓖麻堿的濾液和沉淀物。蓖麻堿的提純將上述含有蓖麻堿濾液，用旋轉蒸發(fā)儀在50°C恒溫下濃縮至粘稠 狀，用三氯甲烷在攪拌下回流提取0.5小時，重復2次，合并濾液，蒸出三氯甲烷在30°C真空 下濃縮至干，再用甲醇提取0. 5小時，重復2次，活性炭脫色，蒸出甲醇。用乙腈在攪拌下回 流提取0. 5小時，重復2次，合并濾液，將濾液用旋轉蒸發(fā)儀在30°C恒溫下濃縮至干后，用乙 醇全部溶解，室溫放置，乙醇蒸發(fā)得純蓖麻堿白色針狀晶體。變應原的提純將得到的變應原沉淀，用25%乙醇溶解，加入10%堿式醋酸鉛攪 拌0. 5小時，離心，傾出上清夜，用10%碳酸鈉溶液調pH9. 5后攪拌20分鐘，離心，除去沉 淀。用鹽酸將溶夜調制PH為6. 0-6. 5，然后在50°C下用旋轉蒸發(fā)儀減壓至一定濃度，超濾， 用95 %乙醇沉淀，離心，將沉淀再用25 %的乙醇溶解，清液蒸出乙醇即得微白色粉末蓖麻 變應原。在所述提取過程中對溶劑進行高頻振蕩。所述的高頻振蕩是超聲波振蕩，在溶劑是水和乙醇混合溶液的提取過程中，超聲 波振蕩180002-5000HZ，25-30分鐘；提取兩次。所述的高頻振蕩是超聲波振蕩，在以水為溶劑的提取過程中，超聲波振蕩 20000-25000HZ, 28-35 分鐘，提取兩次。本發(fā)明的有益效果是在高濃度乙醇溶劑的作用下，實現了蓖麻堿和變應原的分 離，取得了同時提取兩種蓖麻毒素的意外效果，且具有操作簡單、成本低廉等特點，為蓖麻 粕毒素的提取和蓖麻粕蛋白的利用提供了大規(guī)模工業(yè)化生產的條件，因而具有較高的使用 價值和良好的市場前景。


圖1是第一種實施例的蓖麻堿變應原提取工藝流程圖；圖2是第一種實施例的蓖麻堿提純工藝流程圖；圖3是第一種實施例的變應原提純工藝流程圖；圖4是第二種實施例的生產工藝流程圖；圖5是第三種實施例的生產工藝流程圖；圖6是第四種實施例的生產工藝流程圖；圖7是蓖麻堿紫外譜圖；圖8是蓖麻堿的紅外譜圖；圖9蓖麻堿的質譜圖；圖10是蓖麻堿的結構式；圖11是變應原的紫外譜圖；圖12是變應原的紅外譜圖。
具體實施例方式一、實驗說明為了探討蓖麻脫毒的方法，就不同的溶劑、溫度、時間等指標作了大量實驗，得到 以下結論1.用乙醇為溶劑時，乙醇只能提取蓖麻堿，而不能提取變應原。2.用水為溶劑時，提取溫度60°C ；—次提取時間2-3小時，提取四次，蓖麻堿和變
應原的得率較高。3.用乙醇和水為溶劑時，乙醇含量為70-50%時蓖麻堿的提取率高，乙醇含量為 20-10%時變應原的提取率高，只有乙醇含量在50%時，才能達到蓖麻堿與變應原同時提取 率好的效果。4.提取溫度對變應原的提取率影響不大，但對蓖麻堿的影響稍大一些，隨溫度升 高，蓖麻堿的提取率逐漸提高，達到60°C后，提取率逐漸降低，說明最佳溫度應選擇60°C。5.在采用水或乙醇和水為溶劑的提取過程中，施加超聲波等高頻振蕩會顯著提高 效率，大幅度縮短工作時間。6.用乙醇和水為溶劑時，提取時間對蓖麻堿和變應原的提取率有很大影響。隨時 間的增加提取率逐漸增大，超聲時間達到25-30分鐘后提取率逐漸減少，說明在沒有過濾 換新溶劑時，提取時間不宜過長，否則蓖麻堿有變性。7.用水為溶劑時，提取兩次，每次用超聲提取28-35分鐘，蓖麻堿和變應原的得率較高。8.乙醇水=1 1，提取溫度為60°C，提取總時間2-4小時，分四次提取蓖麻堿
和變應原得率較高。9.乙醇水=1 1，提取溫度為60°C，提取兩次，每次超聲振蕩25-30分鐘，蓖麻
堿和變應原得率較高。10.原料與溶劑比對蓖麻堿和變應原提取率的影響按乙醇水=1 1的比例 加入提取器中，原料與溶劑比在1 6時提取率較好，能滿足蓖麻堿和變應原同時提取率高 的要求。11.以水為溶劑加入超聲提取器中，原料與溶劑比在1.0 8.0時提取率較好，能 滿足蓖麻堿和變應原同時提取率高的要求。基于上述實驗結論，形成以下總的構思高濃度乙醇能溶解蓖麻堿，而難溶變應 原，因此，對蓖麻粕溶出物進行高濃度乙醇處理，會促使蓖麻堿集于溶液中，變應原集于沉 淀中，即可通過分離同時獲得蓖麻堿和變應原兩種蓖麻毒素，進而完成蓖麻粕的脫毒作業(yè)。二、實施例第一種實施例采用乙醇和水為溶劑，對蓖麻粕進行脫毒處理。其工藝流程如圖1 所示。下面結合圖1對此工藝作進一步的說明1.粗品提取將蓖麻粕粉碎裝入提取罐，如果是熱榨蓖麻粕則先用石油醚或乙醚 將蓖麻粕中殘留的油除掉。然后按體積1 1加入乙醇和水，調整蓖麻粕與溶劑比為1 6， 提取溫度60°C，經四次循環(huán)提取，120-240分鐘完成，得到的蓖麻堿和變應原的混合液，再 對混合液進行濃縮后加入乙醇，并使乙醇在溶液中的濃度達到90%以上，放置20-24h，即 產生沉淀，蓖麻堿溶于上清液中，變應原在沉淀物中，離心分離，分別收集濾液和沉淀物，用
5乙醇反復沖洗沉淀二次，并分別收集濾液和沉淀物，即得蓖麻堿、變應原粗品。2.蓖麻堿的提純如圖2所示，將上述含有蓖麻堿濾液，用旋轉蒸發(fā)儀在50°C恒溫 下濃縮至粘稠狀，用三氯甲烷在攪拌下回流提取0. 5小時，重復2次，合并濾液，蒸出三氯甲 烷在30°C真空下濃縮至干，再用甲醇提取0. 5小時，重復2次，活性炭脫色，蒸出甲醇。用乙 腈在攪拌下回流提取0. 5小時，重復2次，合并濾液，將濾液用旋轉蒸發(fā)儀在30°C恒溫下濃 縮至干后，用乙醇全部溶解，室溫放置，乙醇蒸發(fā)得純蓖麻堿白色針狀晶體。對純蓖麻堿作 紅外光譜以及質譜分析得到的譜圖與文獻給出的譜圖相同。3.變應原的提純如圖3所示，將得到的變應原沉淀，用25%乙醇溶解，加入10% 堿式醋酸鉛攪拌0. 5小時，離心，傾出上清夜，用10%碳酸鈉溶液調pH9. 5后攪拌20分鐘， 離心，除去沉淀。用鹽酸將溶夜調制pH為6. 0-6. 5，然后在50°C下用旋轉蒸發(fā)儀減壓至一 定濃度，超濾，用95%乙醇沉淀，離心，將沉淀再用25%的乙醇溶解，清液蒸出乙醇即得白 色粉末蓖麻變應原。對于熱榨蓖麻粕，在提取蓖麻堿和變應原后所得蓖麻粕就是脫毒產品，可做為飼 料的蛋白原料。第二種實施例如圖4所示，也是以乙醇和水為溶劑，其工藝流程與第一種實施例 基本相同，只是在乙醇和水為溶劑提取的同時，對溶液進行了高頻振蕩，本例推薦采用超聲 波振蕩，即將蓖麻粕粉碎裝入超聲提取罐，如果是熱榨蓖麻粕則先用石油醚或乙醚將蓖麻 粕中殘留的油除掉。然后按體積1 1加入乙醇和水，調整蓖麻粕與溶劑比為1 6，提取 溫度60°C，20000-25000HZ下超聲振蕩25-30分鐘時，進行過濾，濾渣中加入新溶劑，重復提 取兩次總時間50-60分鐘完成，得到蓖麻堿和變應原的混合液。再對混合液進行減壓濃縮 后加入乙醇，并使乙醇在溶液中的濃度達到90%以上，放置20-24h，即產生沉淀，蓖麻堿溶 于濾液中，變應原為沉淀物，離心分離，分別收集濾液和沉淀物，用乙醇反復沖洗沉淀二次， 并分別收集濾液和沉淀物，即得蓖麻堿、變應原粗品。其提純過程與第一種實施例相同。第三種實施例采用水為蓖麻粕的溶劑，工藝流程如圖5所示。蓖麻粕用水，在 60°C下浸泡2-3小時，濾渣中加入新溶劑，重復提取3次總時間6-10小時完成，蓖麻堿和變 應原得率較高。反復浸泡擠干，收集擠出液，經蒸發(fā)濃縮成為蓖麻堿和蓖麻變應原的混合 物。在混合物中加入乙醇，并將乙醇濃度調至90%以上進行處理，即可出現沉淀分離，蓖麻 堿在上清液中，變應原在沉淀物中。再經離心分離，即可分別得到蓖麻堿和變應原的粗品， 再經提純即可得兩種純品。擠出干物質即為無毒蓖麻粕產品。第四種實施例水為溶劑附加超聲波處理，其工藝流程如圖6所示，將蓖麻粕粉碎 裝入超聲提取罐，如果是熱榨蓖麻粕則先用石油醚或乙醚將蓖麻粕中殘留的油除掉。然后 加入水，調整蓖麻粕與溶劑比為1 8，提取溫度60°C，經2次循環(huán)超聲提取，每次28-35分 鐘，總56-70分鐘完成，得到的蓖麻堿和變應原的混合液。再對混合液進行減壓濃縮后加入 乙醇，并使乙醇在溶液中的濃度達到90%以上，放置20-24h，即產生沉淀，蓖麻堿溶于濾液 中，變應原為沉淀物，離心分離，分別收集濾液和沉淀物，用乙醇反復沖洗沉淀二次，并分別 收集濾液和沉淀物，即得蓖麻堿、變應原粗品。其提純過程與第一種實施例相同。三.蓖麻堿的結構解析1.用紫外光譜儀，在波長為200-600nm之間，對蓖麻變應原進行掃描，見圖7蓖麻 變應原的紫外譜圖顯示一個峰，說明得到了較純的變應原。
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2.紅外譜圖的繪制取蓖麻堿純品少許，與KBr充分研磨混勻，壓片，測定紅外光 譜圖，蓖麻堿的紅外譜圖見圖8。從圖8中可以看到，3042cm"1可能為不飽和環(huán)上的不飽和碳C-H伸縮振動引起的吸 收峰。2226cm—1為典型的-CN三鍵伸縮振動引起的吸收峰。由于與環(huán)上不飽和鍵共軛作用 使-C-O伸縮振動向低波數方向位移，結果出現在1653CHT1為C = 0的伸縮振動引起的吸收 峰。1492CHT1可歸結為單環(huán)上C-C伸縮振動引起的吸收峰。1355CHT1為-CH伸縮振動吸收 峰，1135cm"1為C-O伸縮振動引起的吸收峰，947cm"1歸結為-C-H搖擺振動，776、687cm"1可 歸結為不飽和環(huán)上取代基變形振動引起的吸收峰。從譜圖分析其結果，基本符合圖6所示 的蓖麻堿結構，從而確定得出的晶體為蓖麻堿。3.蓖麻堿的質譜圖的繪制從圖9可見最高峰的質荷比(z/m)為164. 85，應為蓖麻堿正離子的質荷比，而蓖麻 堿分子式為C8H8N2O2，其結構如圖10，摩爾質量為163. 85g/mol。4.蓖麻變應原的紫外光譜用紫外光譜儀，在波長為200-600nm之間，對蓖麻變應原進行掃描，見圖11蓖麻變 應原的紫外譜圖顯示一個峰，說明得到了較純的變應原。5.蓖麻變應原的紅外光譜的分析取蓖麻變應原純品少許，與KBr充分研磨混勻，壓片，測定紅外光譜圖，蓖麻堿的 紅外譜圖見圖12，變應原的紅外譜圖顯示了文獻介紹的特征吸收峰，說明得到了較純的變應原。從圖12中可以看到，3406. 9cm"1可能為CONH的N-HC-H伸縮振動引起的吸收峰。 2959. 0和2930. OcnT1處的峰為CH3和CH2伸縮振動引起的吸收峰。出現在1653cm"1為C = 0的伸縮振動引起的吸收峰。1080. 2cm-1為_0—伸縮振動引起的吸收峰，從譜圖分析其結 果也說明，得到的是較純的蓖麻變應原產品。五.產品的技術指標1.蓖麻粕的技術指標表1脫毒蓖麻粕技術指標
權利要求
一種蓖麻堿變應原雙提工藝，其特征在于將蓖麻粕浸于水或乙醇和水的混合溶劑中，得到蓖麻堿和變應原的混合液，再將上述混合液濃縮，加入乙醇并使溶液中的乙醇濃度達到90％以上，放置沉淀，蓖麻堿集于溶液中，變應原集于沉淀物中，將溶液與沉淀物分離，即同時得到蓖麻堿和變應原兩種物質。
2.根據權利要求1所述的蓖麻堿變應原雙提工藝，其特征在于所說的蓖麻粕含油量 如果超標，可先用石油醚或乙醚將熱榨油的蓖麻粕中殘留的油除掉。
3.根據權利要求1所述的蓖麻堿變應原雙提工藝，其特征在于所述混合溶劑乙醇與 水的體積比1 1;提取溫度60°c;提取次數4次；總提取時間120-240分鐘；溶劑比1 6。
4.根據權利要求1所述的蓖麻堿變應原雙提工藝，其特征在于所述蓖麻粕的溶劑為 水，提取溫度60°C ；提取次數4次；每次提取時間2-3小時，溶劑比1 8。
5.根據權利要求1所述的蓖麻堿變應原雙提工藝，其特征在于所說的放置沉淀需要 20-24h,沉淀后離心分離，并對沉淀物用乙醇反復沖洗并沉淀兩次，分別取含有蓖麻堿的濾 液和沉淀物。
6.根據權利要求1所述的蓖麻堿變應原雙提工藝，其特征在于所述蓖麻堿按以下方 法提純蓖麻堿濾液用旋轉蒸發(fā)儀在50°C恒溫下濃縮至粘稠狀，用三氯甲烷在攪拌下回流 提取0. 5小時，重復2次，合并濾液，蒸出三氯甲烷在30°C真空下濃縮至干，再用甲醇提取 0. 5小時，重復2次，活性炭脫色，蒸出甲醇。用乙腈在攪拌下回流提取0. 5小時，重復2次， 合并濾液，將濾液用旋轉蒸發(fā)儀在30°C恒溫下濃縮至干后，用乙醇全部溶解，室溫放置，乙 醇蒸發(fā)得純蓖麻堿白色針狀晶體。
7.根據權利要求1所述的蓖麻堿變應原雙提工藝，其特征在于所述變應原按以下方 法提純將變應原沉淀用25%乙醇溶解，加入10%堿式醋酸鉛攪拌0. 5小時，離心，傾出上 清夜，用10%碳酸鈉溶液調pH9.5后攪拌20分鐘，離心，除去沉淀。用鹽酸將溶夜調制pH 為6. 0-6. 5，然后在50°C下用旋轉蒸發(fā)儀減壓至一定濃度，超濾，用95%乙醇沉淀，離心，將 沉淀再用25%的乙醇溶解，清液蒸出乙醇即得微白色粉末蓖麻變應原。
8.根據權利要求1所述的蓖麻堿變應原雙提工藝，其特征在于在所述提取過程中對 溶劑進行高頻振蕩。
9.根據權利要求8所述的蓖麻堿變應原雙提工藝，其特征在于所述的高頻振蕩是超 聲波振蕩，乙醇和水為溶劑的提取過程中，提取兩次，每次超聲波振蕩25-30分鐘。
10.根據權利要求8所述的蓖麻堿變應原雙提工藝，其特征在于所述的高頻振蕩是超 聲波振蕩，在以水為溶劑的提取過程中，提取兩次，每次超聲波振蕩28-35分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種蓖麻脫毒方法，即一種蓖麻堿變應原雙提工藝，其特征在于將蓖麻粕浸于水或乙醇和水的混合溶劑中，得到蓖麻堿和變應原的混合液，再將上述混合液濃縮，加入乙醇并使溶液中的乙醇濃度達到90％以上，放置沉淀，蓖麻堿集于濾液中，變應原集于沉淀物中，將濾液與沉淀物分離，即可同時得到蓖麻堿、變應原。本發(fā)明的有益效果是在高濃度乙醇溶劑的作用下，實現了蓖麻堿和變應原的分離，實現了同時提取兩種蓖麻毒素的意外效果，操作簡單、成本低廉，特別是采用超聲提取技術，顯著提高了生產效率，從而為蓖麻粕毒素的提取和蓖麻粕蛋白的利用提供了大規(guī)模工業(yè)化生產的條件。
文檔編號C07D213/85GK101973937SQ201010512828
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月20日 優(yōu)先權日2010年10月20日
發(fā)明者趙玉英 申請人:內蒙古天潤蓖麻開發(fā)有限公司