05-第五节棉酚的提取和利用课件.ppt
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- 05 五节 提取 利用 课件
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1、第五节第五节 棉酚的提取和利用棉酚的提取和利用第五节第五节 棉酚的提取和利用棉酚的提取和利用 一概述一概述 棉酚, 一种黄色多酚色素, 在棉籽中含量较高,具有广泛的实用价值和科研价值。调查表明, 棉酚作为一种存在于棉籽色素腺体和其它热带丛林树木的树枝和花朵中的多酚类化学物质, 存在于腺体棉籽的色素腺体中, 具有很强的生物活性, 其价格约为黄金的20 倍, 高达250 万元人民币/公斤。第五节第五节 棉酚的提取和利用棉酚的提取和利用 一概述一概述 棉酚最初由郎摩乐于1886 年以精炼冷榨棉籽油的皂脚中分离出来, 其后于1899 年马其利厅通过利用醋酸沉淀棉酚而得到纯化的醋酸棉酚,而棉酚的结构是4
2、0 年后由阿德马斯和他的学生于1938 年通过大量的化学实验推导出来的, 二十年后爱德华斯首次合成了棉酚, 并验证了阿德马斯得出的结构式。第五节第五节 棉酚的提取和利用棉酚的提取和利用 一概述一概述 棉酚是棉籽中最重要的色素, 占总色素的20 %40 % ,为棉籽总重的0.15 % 1.8 %。棉籽壳中棉酚含量约为0.005 %0.01 %;棉仁中含量约为0.5 % 2.5 %。棉酚存在于棉仁中的色腺体中,占腺体总重的35 %50 %。色腺体又占棉仁重量的1.2 %2.0 % ,直径在100m - 400m之间,在显微镜下呈现晶莹夺目的黄色。第五节第五节 棉酚的提取和利用棉酚的提取和利用 一概
3、述一概述 包含色腺体的壁对水以及极性有机溶剂很敏感,在与这些液体接触时就会破裂,从而释放出其内部所含的棉酚等色素。但是如果不与极性溶剂接触,色腺体可以承受很大的机械压力而保持完整。大约在色素腺体中存在有15种棉酚的成分, 然而只有三种是最基本的, 其它多是这三种成分的衍生物, 这三种成分的结构如下图所示。第五节第五节 棉酚的提取和利用棉酚的提取和利用OHOHCHCHCH3CH3OHOHOHOHCHCHCH3CH3CH3CH3OOOHCHCH3OHCHCH3CH3OOH2CH3OHCHCH3CH3OCHOHOH2醇醛结构式醇醛结构式环羰基结构式环羰基结构式邻羟基内醚结构式邻羟基内醚结构式化学化学
4、结结构式的构式的输输入入第五节第五节 棉酚的提取和利用棉酚的提取和利用 一概述一概述 其中醇醛结构式是常见的棉酚结构式, 然而邻羟基内醚内和环羰基结构式也与醇醛结构式同时存在, 棉酚易溶于氯仿, 甲、乙醇, 丙酮, 乙酸乙酯, 吡啶等有机溶剂, 难溶于甘油, 环已烷, 苯,石油醚和水, 棉酚晶体熔点随结晶溶剂的不同而有明显的不同, 氯仿结晶体熔点为191, 乙醚结晶体熔点为184, 高沸点石油醚中结晶体为214, 几种晶体根据不同溶剂而具有同晶异物现象。第五节第五节 棉酚的提取和利用棉酚的提取和利用 二、棉酚的应用二、棉酚的应用 棉酚本身毒性并不大, 且纯度越高毒性越小,患者口服3 8 克含量
5、大于95% 的高纯棉酚连续50 天无明显毒害作用。世界卫生组织规定: 食物中棉酚含量低于0.045% 认为是安全无害的, 棉酚对羊一般不会引起中毒现象, 棉酚的作用主要体现在:第五节第五节 棉酚的提取和利用棉酚的提取和利用 二、棉酚的应用二、棉酚的应用 (一)棉酚在医药上的用途 1.用作男性避孕药 2.用作抗肿瘤药物 3.用作防治艾滋病 4.用作医治泌尿科疾病 5.用作医治皮肤癌的外涂药物第五节第五节 棉酚的提取和利用棉酚的提取和利用 二、棉酚的应用二、棉酚的应用 (二)棉酚在非医药上的用途 棉酚是目前所发现的有机抗氧化物中最具抗氧化能力的一种, 一般用于防止石油化工产品、橡胶制品的氧化变质,
6、 还可用作塑料制品的阻雾剂, 棉酚的各种衍生物具有防腐、防火等作用。 棉酚还可以螯合如铁、铜等金属成分, 具有防锈作用。另外, 棉酚及其衍生物可用作测定钴、镍、锌、铁、锡、锑、铌、钼、钒和铀的标准试剂。第五节第五节 棉酚的提取和利用棉酚的提取和利用 三、棉酚的提取三、棉酚的提取 棉籽在加工过程中,生坯受到润湿,促使棉酚棉籽在加工过程中,生坯受到润湿,促使棉酚腺体破坏,游离出来的棉酚,在高温蒸炒下,腺体破坏,游离出来的棉酚,在高温蒸炒下,由于棉酚是一种有较大的化学活性和表面活性由于棉酚是一种有较大的化学活性和表面活性的物质,能同种子中的蛋白质、磷脂、糖类等的物质,能同种子中的蛋白质、磷脂、糖类等
7、产生化学结合而成结合棉酚。其中棉酚蛋白质、产生化学结合而成结合棉酚。其中棉酚蛋白质、棉酚氨基酸的结合物则多半留于饼粕中。棉酚氨基酸的结合物则多半留于饼粕中。第五节第五节 棉酚的提取和利用棉酚的提取和利用 三、棉酚的提取三、棉酚的提取 棉酚和磷脂或脂肪酸的结合物,则随着入榨坯水分和棉酚和磷脂或脂肪酸的结合物,则随着入榨坯水分和温度的不同而变动其分配,水分高、温度低、压力低温度的不同而变动其分配,水分高、温度低、压力低则留在饼粕中量大;水分低、温度高、压力大则流入则留在饼粕中量大;水分低、温度高、压力大则流入油中量大。油中量大。 未经蒸炒的坯,毛油的棉酚含量高,粕中残留棉酚中未经蒸炒的坯,毛油的棉
8、酚含量高,粕中残留棉酚中游离棉酚较多;反之,经过蒸炒的粕中,棉酚残留量游离棉酚较多;反之,经过蒸炒的粕中,棉酚残留量虽大,而结合棉酚量较多,游离棉酚仅为生坯浸出毛虽大,而结合棉酚量较多,游离棉酚仅为生坯浸出毛油的油的1/10。第五节第五节 棉酚的提取和利用棉酚的提取和利用 三、棉酚的提取三、棉酚的提取 由于游离棉酚有毒性,在拟定取油工艺时,总希望它由于游离棉酚有毒性,在拟定取油工艺时,总希望它成为结合棉酚留在饼粕中,而转入油中愈少愈好。油成为结合棉酚留在饼粕中,而转入油中愈少愈好。油中棉酚愈少,愈易精炼,碱耗和油脂炼耗亦愈小。但中棉酚愈少,愈易精炼,碱耗和油脂炼耗亦愈小。但是,饼粕中结合棉酚过
9、多,作饲料用时对动物生长也是,饼粕中结合棉酚过多,作饲料用时对动物生长也是不利的。从留在饼粕中的结合棉酚中提取棉酚比较是不利的。从留在饼粕中的结合棉酚中提取棉酚比较困难,而让棉酚充分地转入压榨油或浸出混合油中,困难,而让棉酚充分地转入压榨油或浸出混合油中,则分离比较容易。由此,就有了制定不同于一般的棉则分离比较容易。由此,就有了制定不同于一般的棉籽加工规程的必要性。籽加工规程的必要性。 第五节第五节 棉酚的提取和利用棉酚的提取和利用 三、棉酚的提取三、棉酚的提取 为了不使棉酚变性变质,获得高浓度的含棉酚毛油,为了不使棉酚变性变质,获得高浓度的含棉酚毛油,以便提取棉酚,采用的取油方法有以下两种:
10、其一是以便提取棉酚,采用的取油方法有以下两种:其一是不过分润湿生坯,不从腺体中分出棉酚与种子蛋白质不过分润湿生坯,不从腺体中分出棉酚与种子蛋白质结合,而采用结合,而采用“干炒干炒”,在料坯压榨过程中促使它转,在料坯压榨过程中促使它转入油中。其二用丙酮或丙酮混合溶剂同时萃取油脂和入油中。其二用丙酮或丙酮混合溶剂同时萃取油脂和棉酚,因而获得棉酚含量高的毛油。以丙酮作溶剂,棉酚,因而获得棉酚含量高的毛油。以丙酮作溶剂,浸出的棉粕色泽很淡,游离棉酚含量在浸出的棉粕色泽很淡,游离棉酚含量在0.03%以下,以下,总棉酚含量在总棉酚含量在0.5%以下,毛棉油中的棉酚量可达以下,毛棉油中的棉酚量可达23%。粕
11、中残油率为。粕中残油率为0.40.7%。 第五节第五节 棉酚的提取和利用棉酚的提取和利用 三、棉酚的提取三、棉酚的提取 据实验,含有15%丙酮的轻汽油,已能足够好地提取游离棉酚,经过60分钟抽提,可提取坯中总棉酚量的84%,而使粕中残留棉酚量不大于15%,实际含量在0.16%以下。采用丙酮、石油醚混合溶剂浸出棉粕中的棉酚含量,比各种压榨棉饼和浸出棉粕的棉酚含量都要低。使用含水丙酮使用含水丙酮(乙醇乙醇) 轻汽油混合溶剂轻汽油混合溶剂来一次完成提油和提酚两个过程来一次完成提油和提酚两个过程,这是现在棉籽油加工这是现在棉籽油加工企业的首选工艺。企业的首选工艺。刘复光教授刘复光教授(19291992
12、)简介简介1944年年毕业毕业于沪江大学化学系。于沪江大学化学系。1951年年获获美国衣阿美国衣阿华华州立大学化工系博士州立大学化工系博士学位。回国后,学位。回国后,历历任燕京大学、天津大任燕京大学、天津大学、南京工学院副教授,无学、南京工学院副教授,无锡轻锡轻工工业业学学院副教授、教授,国院副教授、教授,国务务院学位委院学位委员员会会第第一、二届学科一、二届学科评议组评议组成成员员,民,民进进第七第七届届中央委中央委员员。是第六届全国政。是第六届全国政协协委委员员。 。长长期从事事油脂浸出方面的研究。研制期从事事油脂浸出方面的研究。研制成功成功环环形拖形拖链链式油脂浸出器。式油脂浸出器。对对
13、棉籽棉籽浸出去毒、大豆浸出低温脱溶和菜籽浸出去毒、大豆浸出低温脱溶和菜籽去毒、大豆浸出低温脱溶和菜籽去毒去毒、大豆浸出低温脱溶和菜籽去毒进进行了研究,并行了研究,并获获成果。成果。 第五节第五节 棉酚的提取和利用棉酚的提取和利用 三、棉酚的提取三、棉酚的提取 (一一)棉籽生坯中棉酚的提取棉籽生坯中棉酚的提取 1.苯胺棉酚的制备苯胺棉酚的制备 利用棉酚在利用棉酚在80%丙酮中溶解丙酮中溶解度较大,将棉仁用度较大,将棉仁用80%丙酮溶液浸泡,于浸出丙酮溶液浸泡,于浸出液中加入苯胺使游离棉酚与苯胺定量生成苯胺液中加入苯胺使游离棉酚与苯胺定量生成苯胺棉酚沉淀全部析出,再将其沉淀过滤、风干、棉酚沉淀全部
14、析出,再将其沉淀过滤、风干、计量即得。计量即得。第五节第五节 棉酚的提取和利用棉酚的提取和利用 1.苯胺棉酚的制备苯胺棉酚的制备 (1)工艺流程工艺流程第五节第五节 棉酚的提取和利用棉酚的提取和利用 1.苯胺棉酚的制备苯胺棉酚的制备 (2)工艺操作工艺操作 取经过清洗、脱绒、剥壳、破碎的棉仁入容器内。取经过清洗、脱绒、剥壳、破碎的棉仁入容器内。加入预先配制好的加入预先配制好的80%丙酮液,使棉仁全部浸没,丙酮液,使棉仁全部浸没,浸泡一定时间,浸泡开始时适当搅拌。将浸泡的棉浸泡一定时间,浸泡开始时适当搅拌。将浸泡的棉仁用滤布过滤,尽量拧干,滤液中加入苯胺,在室温仁用滤布过滤,尽量拧干,滤液中加入
15、苯胺,在室温下放置过夜,棉仁料胚加入下放置过夜,棉仁料胚加入80%丙酮溶液浸泡。用丙酮溶液浸泡。用真空泵将浸泡液吸滤至干,沥干的苯胺棉酚置于搪瓷真空泵将浸泡液吸滤至干,沥干的苯胺棉酚置于搪瓷盘中,风干、过筛、计量。盘中,风干、过筛、计量。 经过处理的母液再沉经过处理的母液再沉淀一夜,上层滤液倒入蒸馏锅内,控制适当的温度回淀一夜,上层滤液倒入蒸馏锅内,控制适当的温度回收丙酮,蒸馏后的丙酮重新使用。第二次浸泡后的收丙酮,蒸馏后的丙酮重新使用。第二次浸泡后的料胚沥干备用,浸泡液中加入苯胺重复上述步骤。料胚沥干备用,浸泡液中加入苯胺重复上述步骤。为了避免产品损失,为了避免产品损失, 之沉淀物经真空脱水
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