1、浙 江 育 英 職 業 技 術 學 院ZHEJIANG YUYING COLLEGE畢業設計論文(2021屆)題 目： 植酸的提取工藝與應用 分院/系 ： 信息技術與應用系 專 業： 食品營養與檢測 班 級： 學 號： 學生姓名： 指導教師： 日 期： 2021年5月 浙江育英職業技術學院教務處 制植酸的提取工藝與應用摘要：植酸是一種重要的有機磷添加劑,有著非常廣泛的用途。目前植酸的工業化生產主要以米糠、玉米、鼓皮等物質為原料。我國是一個農業大國,有非常豐富的農副產品資源,如將其加工制備為植酸那么會帶來顯著的經濟效益。目前國內大局部廠家的生產工藝主要是溶劑萃取法中的沉淀法和離子交換法，本錢較高

2、，產品很大局部屬于中低檔產品，很少能生產出高檔的植酸產品。而針對此法開展的微生物發酵法、膜別離、微波或超聲波提取法等新技術還停留在實驗室研究階段，沒有盡快的進入實際生產領域。需要在以后的工作中加強合作，把最新的科技成果盡快的轉化為生產力，努力提高植酸生產技術水平。關鍵詞：植酸；提取；工藝目 錄1 前言32 植酸的研究現狀32.1 植酸的存在形式32.2植酸的化學結構和物理特性43 植酸的應用43.1 食品工業的應用43.2 植酸在醫藥領域的應用53.3 植酸在其他領域的應用53.4 植酸的開發前景54 植酸的提取工藝64.1 化學合成法64.2 微生物發酵法64.3 溶劑萃取法65 結語7致謝

3、9參考文獻91 前 言植酸又名肌醇六磷酸酷,主要以鈣鎂的復鹽(即菲汀)的形式廣泛存在于天然植物種子、胚芽、鼓皮、米糠中,是一種由谷物副產品等通過精細加工提煉而成的天然產品。植酸是一種重要的有機磷添加劑,具有獨特的化學性質和生理藥理功能,可廣泛應用于食品、水果保鮮、醫藥、日用化工、金屬加工、紡織工業、高分子工業、燃料工業和環保等行業1。隨著人們綠色消費觀念的增強,人們對食品防腐保鮮劑的要求越來越高。國家計委、國家經貿委和農業部聯合發布的全國食品工業十五開展規劃中指出,我國食品添加劑開展的方向是天然、營養、多功能且平安可靠。天然提取的植酸毒性極低,比食鹽更平安,因此其作為新型食品防腐劑、抗氧化劑和

4、保鮮劑而受到越來越多的關注。由于植酸的結構特殊,決定了它具有獨特的性質,在許多領域有著極為廣泛的用途,世界各國都在加大研究和開發力度。美、日等國已把植酸作為重要的精細化工產品,生產量和用量每年都在增加。國外關于植酸的研究和應用每年都有大量專利報道出現,不斷地完善和改進植酸的生產工藝并開發了許多新的用途，國外的植酸生產廠家主要集中在日本,其原料米糠從中國安徽等地進口。日本的三井化工從1997年開始使用離子交換法生產植酸,其產量己從最初的30余噸開展到1999年的600余噸,其產品主要銷往歐美、韓國和中國。2 植酸的研究現狀2.1 植酸的存在形式植酸,又名肌醇六磷酸醋、環已六醇六磷酸酷,是肌醇磷酸

5、酷的混合物,包括肌醇二磷酸酷、肌醇三磷酸酷、肌醇四磷酸酷、肌醇五磷酸酷、肌醇六磷酸酷等,主要以鈣鎂的復鹽(即菲汀)的形式廣泛存在于天然植物種子、胚芽、鼓皮、米糠中,幾乎不以游離態形式存在。植酸中磷含量占植物總磷含量的60%-80%,其含量隨品種、產地和分析者的不同而有差異。在谷物種子中,植酸存在于與細胞蛋白相聯系的糊粉層中,棉籽中的植酸是包裹在球狀沉積物中,而玉米粒中的植酸存在于胚部,胚部的植酸含量占總植酸含量的70%-80%。在稻谷中,大局部植酸存在于米糠中,米糠中的植酸含量占總植酸含量的90%左右2。2.2 植酸的化學結構和物理特性植酸的分子式為C6H18O24P6,相對分子質量為660.

6、04。目前,植酸的化學結構多數采用的是肌醇六正磷酸酷的結構式,該結構式由一個環己六醇,結合六個磷酸而成。植酸是一種淡黃色至淺褐色漿狀液體(多以40%-70%的水溶液出售),呈強酸性,易溶于水、95%的乙醇、丙酮,難溶于無水乙醚、苯、己烷、氯仿等有機溶劑。植酸水溶液呈酸性,受熱易水解,溫度愈高,時間愈長水解愈充分,但在120以下短時間內大致是穩定的。植酸分子中有12個可解離的酸性氫離子,其中有6個強酸根(PKa=l.8),兩個弱酸根(PKa=6.3),四個極弱的酸根(PKa=9.7),分三步電離,在較低的濃度下就顯示較強的酸性。植酸的分子結構比較獨特,尤其是所含的六個磷酸基具有很強的鰲合能力。植

7、酸鰲合金屬的能力與EDTA相似,但其作用的pH值范圍比EDTA更廣泛倒。在中性和高pH值下,也能與各種多價的陽離子形成難溶的配合物。植酸的毒性特別低,用50%的植酸水溶液進行毒性試驗,LD50為4192mg/kg,此值介于乳酸與山梨酸之間,比食鹽(4000mg/kg)作食品添加劑還平安3。3 植酸的應用3.1 食品工業的應用3.1.1 抗氧化劑植酸的抗氧化性主要是因為植酸能與金屬離子發生鰲合，從而使金屬離子失去活性，破壞氧化過程中產生的過氧化物，中斷反響的進行，使之不能繼續生成醛、酮等產物。由于植酸的強抗氧化性，因此可應用于食用油行業中，防止油脂的酸敗。向油脂中參加 0.01%的植酸，其抗氧化

8、能力可提高數十倍。3.1.2 保鮮劑與護色劑植酸具有較強的螯合作用，能與輔酶中的金屬離子發生螯合作用，抑制或者減慢酶促反響的發生，從而到達防止水果酶促褐變的發生，起到保鮮作用。植酸比常用的其他添加劑如亞硝酸鹽效果更好，且更平安，目前很多國家己廣泛應用其為食品添加劑。研究發現，植酸能有效防止蘋果果汁褐變，用植酸溶液處理草莓，可以延緩草莓果實中維生素 C 和可溶性固形物含量的減少4。3.1.3 發酵促進劑植酸能加速細胞生長，在細菌細胞膜上附著時，能改善氧的通透性，加快細菌的新陳代謝過程，從而促進細菌的生長。釀酒時向發酵培養基中參加 0.1%植酸鉀可促進酵母菌的生長繁殖，使酒氣更香醇。添加少量植酸到

9、含有單孢絲菌屬的介質中，有利于抗生素類物質慶大霉素以及氨基配糖物抗生素的發酵，同時，植酸還能促使乳酸菌的發酵。3.1.4 酒類降固劑釀酒的過程中容易帶入一些金屬離子，同時酒在貯藏過程中會析出一些可溶性蛋白質和多酚類物質，添加適量的植酸可防止這一現象的產生。往白蘭地酒、葡萄酒、獼猴桃酒、啤酒等酒類中參加 0.1%-0.5%的植酸，可以有效地除去其中的堿金屬鹽、鈣、銅以及其它重金屬元素，對人體健康有著良好的保護作用53.2 植酸在醫藥領域的應用植酸在人體內能水解為磷脂和肌醇。磷脂是人體細胞的中重要的組成局部；肌醇是人和動物生長的必須物質，具有抗衰老，保肝護肝等醫療保健作用。研究發現，植酸能提高氧合

10、紅蛋白釋放氧的能力，對治療心血管疾病具有很好的療效，同時， 植酸能促進抑制癌細胞的基因 P53 的表達，目前已被用于抗腫瘤藥物的研制。3.3 植酸在其他領域的應用同時植酸在日化工業以及塑料加工業也有著廣泛的應用。如植酸可用于生產牙膏和漱口液，可作為化裝品原料，同時在工業中還能作為防銹劑、去垢劑以及塑料印刷版材料等等。3.4 植酸的開發前景植酸是一種易得的多功能天然提取物，它的用途涉及到人類生活的多個領域，如食品、醫藥、日化、工業等，特別是在食品領域。隨著三鹿奶粉事件以及雙匯瘦肉精事件的發生，人們對于食品平安更加重視，那些天然且平安性高的食品添加劑越來越受到消費者歡迎。植酸從植物中提取，平安性高

11、且具有很強的保鮮效果，更重要的是植酸還具有特殊的醫療保健作用，因此，植酸的開發具有很大的市場價值6。4 植酸的提取工藝植酸的生產方法有化學合成法、微生物發酵法、溶劑萃取法三種。4.1 化學合成法該法是以肌醇和五氧化二磷為原料，經過化學反響制得植酸。該法雖然可行，但是無工業意義，操作起來不僅麻煩，本錢也很大，因此一般工業生產不會用到此方法。4.2 微生物發酵法該法主要是對土壤中的微生物進行別離和篩選，選出能生產植酸的菌株粗糙鏈孢霉Neurospora Crassa肌醇缺陷型突變菌株，然后通過微生物發酵產生植酸。同時還采用生物的方法，通過基因克隆，培育出植酸生產工程菌，從而實現植酸的大規模生產。生

12、物發酵法具有廣闊的開展前景，是未來制取植酸的開展方向7。4.3 溶劑萃取法溶劑萃取法是工業生產中普遍采用的方法。生產過程為：用酸溶液浸泡原料，使原料中植酸鈣溶解，溶解完全后再加堿進行中和，即可得到植酸鈣鎂鹽的沉淀，過濾沉淀，酸洗沉淀，將酸洗液經陽離子交換樹脂洗脫，洗脫液流經陰離子交換樹脂進行二次洗脫，得到的洗脫液經脫色和旋轉蒸發儀濃縮即可得到植酸制品。酸浸以后，一般采用抽濾或離心過濾，以除去糠渣，一般情況下濾渣需要重新酸浸以提高萃取率，得到的是可溶性的植酸酸式鹽和可溶性鹽類，同時還有色素、糖類、蛋白質、無機磷等雜質，需進一步別離。濾液參加110 000的聚丙烯酸酰胺，充分混和，靜置，過濾，可除

13、去大局部的蛋白質、色素、糖類等。此時濾液中主要成分為：可溶性的植酸酸式鹽和可溶性鹽類，無機磷和少量未除凈蛋白質、色素、糖類等8。主要工藝流程為：其根本原理為：植酸主要以植酸鈣鎂復鹽菲汀的形式存在于植物內。在酸性條件下植酸對金屬離子的絡合作用大大降低，當有強酸存在的條件下溶液的 pH4，絡合作用最強，于是形成的植酸鈣鎂復鹽又沉淀下來。該法的優點是工藝流程簡單，操作容易，本錢較小，缺點是得到的植酸提取率相對較小9。目前國內大局部廠家的生產工藝主要是溶劑萃取法中的沉淀法和離子交換法，本錢較高，產品很大局部屬于中低檔產品，很少能生產出高檔的植酸產品。而針對此法開展的微生物發酵法、膜別離、微波或超聲波提

14、取法等新技術還停留在實驗室研究階段，沒有盡快的進入實際生產領域。科研和生產聯系嚴重脫節，需要在以后的工作中加強合作，把最新的科技成果盡快的轉化為生產力，努力提高植酸生產技術水平。5 結語綜上所述，目前植酸的工業化的生產主要以米糠、玉米、鼓皮等為原料,而我國是一個農業大國,有豐富的農副產品資源可供利用,經深度加工和綜合利用制備植酸,經濟效益十分顯著。隨著國內對植酸研究的深入和應用領域的拓展,植酸這種在國際上已普遍推廣使用的天然有機磷添加劑,在我國的開發和利用前景必將十分廣闊。因此，需要在以后的工作中加強合作，把最新的科技成果盡快的轉化為生產力，努力提高植酸生產技術水平。致 謝本文是在周紀東老師的

15、關心和悉心指導下完成的。周老師淵博的理論知識、一絲不茍的治學態度、對待工作的熱情以及和藹可親的人格魅力，給我留下了深刻的印象。在論文選題、資料收集直至論文撰寫的整個過程中，無不凝聚著導師的大量心血。謹在論文完成之際，向尊敬的老師衷心的感謝。感謝所有與我一同度過大學的四年生活的同學，與他們相處的美好時光將成為人生最美好的回憶之一。真心感謝我的父親、母親，他們在我身上傾注了無限的奉獻和寄托。他們的支持和鼓勵是我生命中最珍貴的精神支柱！他們的殷切期望是我奮然前行的最原始的動力。正是他們對我的關心和鼓勵才使我能夠順利完本錢科階段的學業。最后，本人論文期間，此向本文參考文獻的作者表示感謝。參考文獻1 金慶軍,劉建升,包秀春,田君濂.從稻米糠中提取植酸的研究J.山東化工.2007(01):14-16.2 戴傳波,李建橋,李健秀.植酸制取的研究進展J.食品工業科技.2007(02):57-59.3 李健芳,汪童,王金玲,尹業平.超聲波酸浸法提取米糠中植酸鈣的研究J.中國糧油學報.2006(05):5-7.4 袁建,王立峰,鞠興榮,蔣娟.油菜籽餅粕中植酸的提取技術研究J.中國糧油學報.2006(06):94-95.5 滕業方,張金興.從米糠中制取植酸