两种双液相溶剂浸出棉仁的比较研究

两种双液相溶剂浸出棉仁的比较研究

陶少媚1，杨国强1，陈轶雄1，陈 敏2，卢其明1，王正辉1

（1. 华南农业大学 理学院，广州 510640； 2. 华南农业大学 公共基础课实验教学中心，广州 510640）

摘要：采用甲醇-正己烷和乙醇-正己烷两种双液相溶剂浸出棉仁，比较两种双液相溶剂浸出棉仁时醇相中游离棉酚含量和稳定性，残渣中游离棉酚含量及提油量。结果表明：甲醇-正己烷和乙醇-正己烷溶剂浸出最佳温度分别为40 ℃和30 ℃；二者在溶剂比为3∶ 2时醇相中游离棉酚含量最高，溶剂比为2∶ 3时提油量最大；棉酚在甲醇相中的稳定性比乙醇相中好。

关键词：双液相溶剂；浸出；棉仁；棉酚

中图分类号：TQ644.1;TS224   文献标志码：A   文章编号：1003－7969(2010)10－0006－04

Comparative study on two kinds of two-phase solvent 

extraction of cottonseed kernel

TAO Shaomei1, YANG Guoqiang1, CHEN Yixiong1, 

CHEN Min2, LU Qiming1, WANG Zhenghui1

(1. College of Science, South China Agricultural University, Guangzhou 510640, China;

2. Center of Experimental Teaching for Common Basic Courses, South China 

Agricultural University,Guangzhou 510640, China)

Abstract：Two-phase solvent of methanol-hexane and ethanol-hexane was used to extract cottonseed kernel, and the content and stability of free gossypol in alcohol phase, free gossypol content in residual and the extracted oil mass were compared. The results showed that the optimal extraction temperature was 40 ℃ and 30 ℃ respectively in the methanol-hexane and ethanol-hexane solvent extraction. The free gossypol content in alcohol and methanol phase reached their maximum value at solvent ratio of 3∶ 2, and the extracted oil mass reached their maximum value at solvent ratio of 2∶ 3. The stability of gossypol in methanol phase was higher than that in ethanol phase.

Key words：two-phase solvent; extraction; cottonseed kernel; gossypol

    溶剂法是采用可以萃取棉籽油和棉酚的溶剂对棉仁生坯或预榨饼进行浸出的方法，是目前提取棉籽油和棉酚的主要方法之一［1-3］。采用双液相溶剂浸出棉仁，可以在浸出棉籽油和棉酚的同时使其溶于不同的液相，达到分离的目的，从而得到高质量的棉籽油和高含量的棉酚［4-7］。

    由醇相和正己烷混合组成的双液相是重要的双液相体系之一。双液相法浸出时棉籽油溶于正己烷，棉酚溶于醇相，棉籽油可以采用蒸发的方法从正己烷中提取，而棉酚通常使用水稀释法从醇相中提取［8］。醇相通常为甲醇或乙醇，二者在棉酚提取率和溶剂回收方面各有特点，醇相中棉酚稳定性也相差较大。

    本文采用甲醇-正己烷和乙醇-正己烷两种双液相溶剂浸出棉仁，通过浸出过程中各工艺参数对棉酚提取率的影响及棉酚在醇相中的稳定性试验，将两种浸出方法进行较系统的比较。

1 材料与方法

1.1 主要材料、试剂

    棉仁：将棉籽（产于湖南）干燥、去壳，得到的棉仁粉碎，过60目筛备用。

    乙醇（无水）、甲醇、正己烷等均为分析纯试剂。

1.2 主要仪器、设备

    Spectrumlab22PC型可见分光光度计，SHZ-D(Ⅲ)循环水式真空泵，DRP-9052型电热恒温培养箱，SPX-250I-G型微电脑光照培养箱，RE52-3旋转蒸发器，SHZ-82气浴恒温振荡器，高速中药粉碎机，SY-1-2型电热式恒温水浴锅。

1.3 试验方法

1.3.1 双液相法浸出 取50 g棉仁放入单口瓶中，按料液比加入双液相溶剂（甲醇-正己烷或乙醇-正己烷），在恒温水浴锅中浸出，浸出后的浸出液用布氏漏斗过滤，滤液静置分层，用分液漏斗分液，得到溶有棉酚的醇相和含棉籽油的正己烷相。测定醇相中的游离棉酚含量，并用水稀释法从醇相中提取棉酚，然后用旋转蒸发器把棉籽油从正己烷相中提出，回收正己烷溶剂。将浸出过的湿粕残渣干燥，测定残渣中游离棉酚含量。

1.3.2 游离棉酚测定［9］ 在3-氨基-1-丙醇存在下用异丙醇与正己烷的混合溶剂提取残渣中游离棉酚，用苯胺使棉酚转化为苯胺棉酚，在最大吸收波长440 nm处进行比色测定。

2 结果与讨论

2.1 浸出时间对浸出效果的影响

    设置4个浸出时间：30、60、90、120 min，在浸出温度为50 ℃，双液相溶剂比（醇与正己烷体积比）为3∶ 2下，测定浸出1次后醇相中游离棉酚含量、残渣中游离棉酚含量和提油量，结果见图1、图2和图3。

图1 不同浸出时间对醇相中游离棉酚含量的影响

图2 不同浸出时间对残渣中游离棉酚含量的影响

图3 不同浸出时间对提油量的影响

    由图1、图2和图3可知，随着浸出时间的延长，提油量增加，残渣中游离棉酚含量减小，醇相中棉酚含量也减小。因此，对以提取棉酚为主要目的的生产工艺来说，浸出时间不宜过长，只能通过其他方法提高浸出率。而对以提油和脱除棉酚为主要目的的生产工艺来说，延长浸出时间是可取的，特别是乙醇-正己烷体系，延长浸出时间对增加提油量效果明显。

2.2 浸出温度对浸出效果的影响

    根据以上比较结果，固定浸出时间为30 min，双液相溶剂比为3∶ 2，浸出次数为1次，设定不同浸出温度（20、30、40、50 ℃）进行浸出试验，结果见图4、图5和图6。

图4 不同浸出温度对醇相中游离棉酚含量的影响

图5 不同浸出温度对残渣中游离棉酚含量的影响

    由图4和图5可知，甲醇-正己烷浸出棉酚的最佳温度为40 ℃，乙醇-正己烷则为30 ℃。随着温度升高，两种浸出方法残渣中游离棉酚含量均减少。温度升高有利于棉酚浸出，可能是由于在高温下更易生成结合棉酚，残渣中的游离棉酚迅速减少，能浸出的游离棉酚也会减少。图6显示，浸出温度对乙醇-正己烷体系的提油量影响较小，而对甲醇-正己烷体系的影响则较大。

图6 不同浸出温度对提油量的影响

2.3 溶剂比对浸出效果的影响

    根据以上浸出结果，设定甲醇-正己烷溶剂浸出温度为40 ℃，乙醇-正己烷溶剂浸出温度为30 ℃，浸出时间为30 min，浸出次数为1次，在不同溶剂比条件下进行浸出试验，结果见图7、图8和图9。

图7 不同溶剂比对醇相中游离棉酚含量的影响

图8 不同溶剂比对残渣中游离棉酚含量的影响

图9 不同溶剂比对提油量的影响

    由图7可知，无论是甲醇-正己烷溶剂还是乙醇-正己烷溶剂浸出，溶剂比为3∶ 2时，醇相中游离棉酚含量都是最大的。图8显示，乙醇-正己烷浸出残渣中游离棉酚含量高于甲醇-正己烷浸出的。由图9可知，无论是甲醇-正己烷溶剂还是乙醇-正己烷溶剂浸出，双液相溶剂比为2∶ 3时，提油量最大。

2.4 浸出次数对浸出效果的影响

    设定甲醇-正己烷溶剂浸出温度为40 ℃，乙醇-正己烷溶剂浸出温度为30 ℃，浸出时间为30 min，双液相溶剂比为3∶ 2，对不同浸出次数(1次、2次、3次、4次)的浸出效果进行比较，结果见图10、图11和图12。

图10 不同浸出次数对醇相中游离棉酚含量的影响

图11 不同浸出次数对残渣中游离棉酚含量的影响

图12 不同浸出次数对提油量的影响

    由图10、图11、图12可知，随着浸出次数的增加，醇相中游离棉酚含量增加，提油量增加，残渣中游离棉酚含量减小，当浸出次数大于3次后，变化趋于平缓。

2.5 棉酚在醇相中的稳定性

    将含棉酚的甲醇相溶液和含棉酚的乙醇相溶液储存在28 ℃光照培养箱中，模拟室温光照环境（温度稍高于室温，光强度稍强于室内光强度），在不同的时间段测定醇相中的游离棉酚含量，结果见图13。

图13 醇相溶液中棉酚含量的变化

    由图13可知，在室温光照的环境中，储存时间越长，醇相中棉酚损失越多。放置9 h后，甲醇相中的棉酚含量下降6.39%，乙醇相中的棉酚含量下降12.99%；放置24 h后，甲醇相中的棉酚含量下降12.32%，乙醇相中的棉酚含量下降18.36%；放置72 h后，甲醇相中的棉酚含量下降17.4%，乙醇相中的棉酚含量下降30.5%。可见，甲醇相中的棉酚比乙醇相中的棉酚稳定性好。

3 结 论

    采用双液相法浸出棉仁，甲醇-正己烷溶剂浸出最佳温度为40 ℃，乙醇-正己烷溶剂浸出最佳温度为30 ℃。无论是甲醇-正己烷溶剂浸出还是乙醇-正己烷溶剂浸出，溶剂比为3∶ 2时，醇相中游离棉酚含量都是最大的，而溶剂比为2∶ 3时，提油量最大。在相同的储存环境中，甲醇相中的棉酚含量下降幅度比乙醇相中的棉酚含量下降幅度小，甲醇相中的棉酚比乙醇相中的棉酚稳定性好。

参考文献：

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［8］ 包宗宏,傅新,邹芳. 从双液相溶剂棉仁浸取液中提纯棉酚［J］. 中国油脂,2006,31(5): 49-52.

［9］ GB/T 13086—1991,饲料中游离棉酚的测定方法［S］.