Ｖｏ１．２２，２０１５，Ｎｏ．３ Ｃｅｒｅａｌ ａｎｄ Ｆｏｏｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ 粮食与食品工业 粮油工程 棉籽粕脱酚蛋白的工艺研究 赵巧玲 新疆赛里木现代农业股份有限公司 （博乐８３３４００） 摘 要：新疆是国内的产棉重点区域，面积也较大，作为棉籽加工企业的副产品的棉籽粕，是一 种重要的蛋白质饲料，但其中的棉酚对动物有一定的毒害作用，一直限制了棉籽粕在动物饲料中广 泛的应用。通过对棉酚特性、脱酚加工原理和脱酚技术的分析实践，介绍一种棉籽加工工艺。该技 术能大幅提升棉籽蛋白的价值，解决棉籽粕在饲料中的运用问题，同时延长了棉籽加工产业链，提 升了企业核心竞争力和后续盈利能力。 关键词：棉籽；棉酚；脱酚蛋白 中图分类号：ＴＳ２２４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７２—５０２６（２０１５）０３—０３４—０３ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｄｅｐｈｅｎ０ｌｉｚａｔｉ０ｎ ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｎ ｃｏｔｔｏｎｓｅｅｄ ｍｅａｌ Ｚｈａｏ Ｑｉａｏｌｉｎｇ Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｓａｉｌｉｍｕ Ｍｏｄｅｒｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（Ｂｏｌｅ ８３３４００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｘｉ￣ｉａｎｇ ｉｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ａｒｅａ ｏｆ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｃｏｔｔｏｎ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｗｉｔｈ ｌａｒｇｅ ａｒｅａ．Ｃｏｔｔｏｎｓｅｅｄ ｍｅａｌ，ａｓ ｔｈｅ ｂｙ—ｐｒｏｄｕｃｔ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎｓｅｅｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ，ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐｒｏｔｅｉｎ ｆｅｅｄｓ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｇｏｓｓｙｐｏｌ ｈａｓ ｃｅｒｔａｉｎ ｔｏｘｉｃ ｔｏ ａｎｉｍａｌｓ，ａｌｗａｙｓ ｌｉｍｉｔｉｎｇ ｔｈｅ ｗｉｄｅ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｔ— ｔｏｎｓｅｅｄ ｍｅａｌ ｉｎ ａｎｉｍａｌ ｆｅｅｄ．Ｂｙ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｇｏｓｓｙｐｏｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ－ ｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｄｅｐｈｅｎｏｌｉｚａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃａｎ ｇｒｅａｔｌｙ ｅｎ— ｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎｓｅｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ，ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎｓｅｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｎ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｅｅｄ，ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ ｅｘｔｅｎｄ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｃｈａｉｎ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎｓｅｅｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｎｅｓｓ ａｎｄ ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ ｐｒｏｆｉｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｔｔｏｎ ｓｅｅｄ；ｇｏｓｓｙｐｏｌ；ｄｅｐｈｅｎｏｌｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｔｅｉｎ 棉籽中的棉酚及类棉酚主要集中在棉仁的色腺 体中，含量达２０．６ ～３９ ，呈微酸性，熔点 １８１℃～１８５℃［１３，是棉籽中特有的一种有毒物质， 可造成动物生长受阻、贫血、呼吸困难、繁殖能力下 艺不能有效去除棉粕中的游离棉酚，因此限制了棉 籽粕在饲料中的运用。 棉粕中蛋白含量一般在４０ ９／６以上，各种氨基酸 组成较好，是一种蛋白质含量很好的饲料。目前新 疆专业生产植物蛋白的企业还不是很多，很长一段 时间疆内的油脂加工企业只重视棉油的加工量和价 降或者不育等不良症状，严重时可造成死亡。能溶 于甲醇、丙酮等多种有机溶剂和油脂，不溶于水和石 油醚。棉籽饼粕中含有０．６ ～２．０ ９／６的棉酚，由于 棉籽粕中游离棉酚对动物有害，而一般油脂加工工 收稿日期：２０１５—０２—１２ 格，忽视了作为饲料的粕蛋白产量与质量，造成棉粕 中粗纤维含量高，蛋白质消化利用率低等，而且棉粕 中棉酚含量超标，也不适用于饲料邻域的利用。这 几年，油脂市场持续低迷，原材料市场价格居高不 下，许多油脂企业面临很严峻的成品油价格倒挂、生 作者简介：赵巧玲，女，１９７２年出生，工程师，研究方向为油 脂深加工及副产品综合利用。 ３４ ■食与■矗工业＆ ｎｚ彻ｄ Ｆ０ｏ ｄ Ｖｏ１．２２。２Ｏ１５，Ｎｏ．３ 为其他物质，达到脱毒目的。但由于微生物转化机 理复杂，工艺条件很难把握，不能保证最终脱毒效 果。加之棉粕经过高温，微生物发酵后也会发生严 产成本大、经济效益亏损的现状，而作为棉籽加工企 业的主要副产品棉粕，从行业的供需来看，以及人们 １３益增长的消费需求，市场处于供不应求状态，因 此，探索并不断完善对脱酚棉籽蛋白处理的新工艺， 已成为今天新疆油脂加工企业关注的焦点。 重变性，也无法保证棉粕的营养价值。而且该方法 投资较大，生产成本较高，经济效益难以保证。 ２．３混合溶剂萃取法 １传统的棉粕脱酚加工工艺 由图１中可以看出，传统棉籽加工工艺由于采 棉酚分子式带有多个一ＯＨ羟基，极性较强。 混合溶剂萃取法是根据化学相似相溶原理，采用两 种或两种以上溶剂，兼顾油和酚的极性特征，按照不 用了高温蒸炒、压榨等的工艺，使得糖类、磷脂类物 质发生焦化，大量色素固化，棉粕呈棕褐色，色泽较 深，限制了在饲料中的添加量。同时高温使游离棉 酚与蛋白质中氨基酸结合，产生大量的变性棉酚和 结合棉酚，每千克可达几千甚至上万毫克，不能用于 动物饲料。高温还导致在精炼脱色工序中增加物料 消耗，使生产成本加大，影响整体效益。因此，传统 工艺目前已经不适用于棉粕蛋白的生产。 同比例混合后，分别萃取油脂和棉酚的一种脱毒方 法。根据生产工艺的要求，考虑到加工成本、工艺复 杂性、回收成本等因素，溶剂一般要选择化学性质稳 定，安全性能较好，与油、粕、水分离性能好的溶剂， 经过反复试验研究，我们通常采用甲醇萃取棉酚，采 用６＃溶剂萃取油脂，这样可以在一个浸出器中同 时提取棉籽油和棉酚，达到综合利用的目的，而且节 约生产成本。但棉仁坯料在高温和长时间的作用 下，高浓度甲醇脱酚效果较差，造成大量游离棉酚和 蛋白变性，大量衍生物残留在棉粕中。而且料坯遇 水和醇类有溶胀的现象，极易堵塞管路，很难实现既 提油、又脱酚的目的，高温也导致成品油的色泽加 深，毛油中也残留棉酚，增加炼耗成本，达不到加工 生产中经济技术指标的要求，难以实现规模化生产。 ３脱酚棉籽蛋白新技术加工 ３．１ Ｔ艺流程 本工艺是在“液一液一固三相萃取法”的基础 图１传统加工工艺产品结构图 上，利用溶剂“相似相容”的原理，采取６＃溶剂和甲 醇两种溶剂分步萃取的新工艺。该工艺主要流程 为：棉籽经剥壳后，得到棉仁和棉壳。其中棉仁经过 软化、压胚、烘干等工艺处理后得到料胚，进入浸出 器，采用６＃溶剂油一次浸出，得到棉籽混合油，然 ２棉籽脱酚技术 经国内外专业研究，目前棉粕的脱毒方法主要 有理化脱毒法、微生物发酵法、膨化脱毒法等［ 。 ２．１理化脱毒法 理化脱毒法是使用硫酸盐（硫酸铜、硫酸亚铁） 等化学试剂对高温压榨出来的棉粕进行物化处理， 后过滤，分级蒸发、汽提后得到毛油，然后精炼。浸 出后的湿粕进入脱酚萃取器中，加入甲醛进行萃取， 温度控制在４０℃～５０℃，溶剂比例（１～１．５）：１， 粕中游离棉酚形成络合物后，然后脱出棉酚，达到棉 粕脱毒目的的一种方法。其优点是生产成本投人 少，操作简单易行，脱毒效果也可以达到一般农村养 殖户的使用要求，但由于化学试剂处理时，针对性 经机械挤压和低温烘干后，即得到棉籽脱酚蛋白成 品，经检验，成品粕中蛋白质含量在５０ 以上，残油 小于２ ，游离棉酚含量在０．０４ 之下，达到了国际 组织制定的食用级棉蛋白游离棉酚含量的标准。这 种工艺极大限度的减少了蛋白变形，提高了棉粕的 营养水平，而且使甲醇萃取棉酚的效果达到最佳状 态，并且有一系列措施保证溶剂的回收，使溶剂的消 耗降到最低程度，经济效益可观。 ３５ 强，大量的络合物仍留在棉粕中，影响粕的营养价 值，口感也较差，很难适用于大型养殖厂的要求。 ２．２生物发酵法 此法采用微生物在棉粕发酵过程中将棉酚转化 粮油工程 ３．２新工艺生产的产品 表１豆粕、普通棉粕与脱酚棉籽蛋白的氨基酸对比表 赵巧玲：棉籽粕脱酚蛋白的工艺研究 表１为豆粕、普通棉粕与脱酚棉籽蛋白的氨基 酸对比表。由于在加工过程中采用了“液一液一固 三相”的低温一次浸出及两种溶剂分步萃取等新的 工艺技术，使棉籽蛋白与理想蛋白质模式十分接近， 饲喂效果良好，可替代豆粕、玉米蛋白粉、鱼粉等植、 动物蛋白，可广泛应用于畜、禽和水产养殖，给饲料、 养殖企业提供了新的优质的饲料蛋白，进一步提升 了经济效益。 ３．３新工艺带来的经济效益 表２传统工艺与新工艺经济效益比较（以加工３５ Ｏ００ ｔ棉籽为例） 棉粕 项目 数量 ／ｔ 棉籽油 总价 数量 单价 总价 数量 棉壳 单价 总价 数量 ／ｔ 油脚 单价 总价 全｛＋ 一 ／力兀 单价 ／（元／ｔ） ／万元 ７（元／ｔ）７页元 元／ｔ）｜ 元 ／（元／ｔ）／万元 传统工艺１７ ５００ １ ５００ ２ ６２５．０ ５ ２５０ ４ ３００ ２ ２５７．５ ９ １００ 新工艺 ｉ５ ７５０ ２ １５０ ３ ３８６．２ ５ ２５０ ４ ３００ ２ ２５７．５ １０ ８５０ ９５０ ８６４．５Ｏ ６１７．６ ９５０ １ ０３０．７５ ６１７．６ ５００ ５００ ３０．５ ５ ７７７．５ ３０．５ ６ ７０５．０ 由上表２得知，棉籽脱酚蛋白加工的一般传统 工艺加工与分步萃取新工艺加工相比，按年加工棉 籽３５ ０００ ｔ，新疆２０１５年１～２月份平均价格计算， 传统工艺销售收入合计５ ７７７．５万元，新工艺销售 收入合计６ ７０５．０万元，除去增加脱酚设备成本 ２８０万元，实际收入合计６ ４２５万元。比传统工艺加 分，氨基酸含量比较丰富，是一种质优价廉的饲料蛋 白，广泛用于畜牧生产中。同时通过对棉籽深加工 技术的应用，使新疆油脂企业副产品产业链得到了 延伸，提升产品的综合价值，增强了核心竞争力和后 续盈利能力，为油脂企业及畜牧养殖业带来更多的 经济效益。 参考文献 工净增加６４７．５万元，即每吨棉籽比传统工艺多盈 利１８５元。 ［１］周建民，梁乙明．用脱酚棉籽蛋白饲料替代部分饼粕类 ４ 总结 由于脱酚棉籽蛋白采用新工艺，在整个生产过 程中对物料的处理采用的是低温操作，不仅去除了 饲喂泌乳牛的试验报告［Ｊ］．中国奶牛，２００３（２）：２６— ２８． Ｅ２３祝强，刘进才，唐金泉．一种新的棉籽脱酚生产工艺 棉粕中棉酚含量，而且提高了蛋白质含量和营养成 ＥＪ］．中国油脂，２００４，２９（１）：６８—６９． （上接第３３页）读物、宣传册，建立科普信息平台，会 同有关部门开展节粮减损科技行动，推广应用先进 参考文献 适用的节粮减损新技术和新装备。六是把粮食科技 活动周与世界粮食日、节粮减损专项行动宣传活动 结合起来，实现资源共享，协同推进，提高资源利用 率和宣传效率。七是国家科技主管部门和行业主管 部门要支持和重视科普工作，并予以一定的经费补 ［１］任福君，翟杰全．我国科普的新发展和需要深化研究的 重要课题ＥＪ］．科普研究，２０１１，６（５）：８—１７． Ｅ２］袁汝兵，王彦峰，郭 昱．我国科研与科普结合的政策现 状研究ＥＪ］．科技管理研究，２ｏ１３，３３（５）：２１—２４． Ｅ３］刘 莉．科学家做科普不能再被当做不务正业［Ｎ］．科 技日报，２０１２—０３—３０． 贴，保障科普宣传活动顺利的开展。 ３６