從玉米浸泡水中回收藥用菲汀的工藝分析

張永志(中糧生物化學(xué)（安徽）股份有限公司 助理工程師)

前言

菲汀又名植酸鈣，是植酸與鈣、鎂、鉀等金屬離子形成的一種復(fù)鹽，廣泛存在于植物的果殼如米糠、麥麩、玉米皮、棉子殼等中。 植酸鈣的分子式為C6H8O24P6Mg4Ca（Me）2·5H2O，分子式中的堿金屬離子（Me）取決于提取過程中的中和劑種類。 植酸鈣為無色無定型粉末，無味無臭，不溶于醇類、乙醚、丙酮、苯等有機(jī)溶劑，微溶于水。 我國(guó)的玉米產(chǎn)量約占谷物產(chǎn)量的1/5，居世間第二位，玉米淀粉廠濕法加工生產(chǎn)線有大量浸泡水排出，這些含豐富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有機(jī)酸的浸泡水白白流走或者不能有效利用， 既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境。 多數(shù)情況下加工工廠將其濃縮為玉米漿出售，用于飼料。 由于玉米浸泡水含有3-6‰的植酸鈣，用于飼料時(shí)，植酸鹽不僅不易被消耗，而且還可能引起微量元素的不足，動(dòng)物排出的糞便中含有大量的有機(jī)磷又會(huì)污染環(huán)境。 從玉米浸泡水中可以回收菲汀， 再經(jīng)深加工制備附加值更高的植酸和肌醇。 用去菲汀的玉米浸泡水生產(chǎn)濃縮蛋白飼料，既可去除其中的抗?fàn)I養(yǎng)因子， 又可減少環(huán)境污染， 從而提高玉米浸泡水的附加值。

實(shí)驗(yàn)

一. 原料 玉米浸泡水

二. 主要儀器和藥品

恒溫水浴鍋（HH-S），離心機(jī)(S-200)，恒溫干燥箱（DGF30/7-I），電子天平，pH 計(jì)，燒杯5L，NaOH（20%），生石灰（以CaO 計(jì)≧86%），工業(yè)鹽酸（32%）。

三.分析方法

3.1 有機(jī)磷的測(cè)定 鉬酸銨比色法

3.2 蛋白質(zhì)的測(cè)定 全自動(dòng)定氮儀（Gerhardt）

3.3 糖的測(cè)定 費(fèi)林法

四.實(shí)驗(yàn)方法

1.反應(yīng)原理

2. 實(shí)驗(yàn)工藝流程 浸泡水→過濾→中和→過濾→精制→烘干→粉碎→菲汀成品

3.浸泡水中雜質(zhì)的分離

玉米浸泡水中的雜質(zhì)主要是淀粉和蛋白質(zhì)， 由于玉米浸泡水的pH 值為4.0—4.2，浸泡水溫度為50—55℃，在此pH 值和溫度下，蛋白質(zhì)易于沉淀，故采用離心機(jī)即可將玉米浸泡水中的淀粉和蛋白質(zhì)分離。 通過雜質(zhì)的分離，保證了產(chǎn)品菲汀的質(zhì)量。

4. 中和條件的確定

4.1 中和終點(diǎn)調(diào)節(jié)

為了使溶液中的菲汀被有效的分離出來， 選擇合適的中和劑極為重要。 由于直接使用石灰乳作為中和劑，則有部分石灰乳不溶而與菲汀一起沉淀，影響了菲汀的純度，而直接用NaOH 作為中和劑，則中和時(shí)產(chǎn)生的菲汀比用Ca（OH）2中和時(shí)產(chǎn)生的菲汀溶解度大，析出不完全，降低產(chǎn)品收率。 綜合兩方面因素，本工藝采用兩段中和的方式進(jìn)行。 將過濾后的玉米浸泡水用Ca（OH）2和NaOH 作為中和劑，控制不同的pH 值。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：①先用Ca（OH）2中和至pH4.5 后， 再用NaOH 中和。 終點(diǎn)pH 值6.2、6.5、6.8 時(shí)， 有機(jī)磷含量分別為36.5%、37.3%、38.1%， 收率測(cè)定為85%、89%、93%。 ②用Ca（OH）2 中和至pH5.0 后，再加NaOH 中和。終點(diǎn)pH 值6.2、6.5、6.8 時(shí)，有機(jī)磷含量分別為35.3%、36.9%、38.0%，收率測(cè)定為88%、94%、97%。

由此可見先用Ca （OH）2中和至pH5.0， 再加NaOH 中和至pH6.8，既提高了產(chǎn)品的純度，也可以有較高收率。

4.2 溫度控制

以前述用Ca（OH）2中和至pH5.0 后，再加NaOH 至終點(diǎn)，不同溫度對(duì)收率的影響：30℃，91%；40℃，93%；50℃，96%；60℃，97%；70℃，97.5%。溫度越高，反應(yīng)越徹底，沉淀較完全。但溫度高能耗增加，以50—60℃較為合適。

5.菲汀的精制

使菲汀質(zhì)量達(dá)到藥用標(biāo)準(zhǔn)，需對(duì)制得的膏狀菲汀進(jìn)行洗滌，然后再進(jìn)一步精制， 精制方法為用4%的稀鹽酸將粗菲汀溶解，鹽酸加量以全溶為準(zhǔn)，再加入與菲汀同量的40%的CaCl2 溶液，攪拌后加入0.5%的粉末活性炭加熱至55℃， 脫色20-30min，過濾，濾液加熱至50℃后開始緩慢加入10%NaOH 調(diào)pH 至6.5。 恒溫?cái)嚢?0min，離心分離，用80-85℃熱水進(jìn)行少量多次洗滌，直至濾液用5%AgNO3檢測(cè)無白色沉淀為止。 所得到固體產(chǎn)品即為菲汀，最后將所得精制菲汀放于70℃烘箱干燥至水分小于14%，即得藥用菲汀。 其各項(xiàng)指標(biāo)如下：外觀 白色粉末，質(zhì)輕松，有機(jī)磷 （以PO 計(jì)）34%以上。 Ca 含量12% ， pH 6.5 ， 水分小于14% ， 淀粉殘留 遇碘不顯蘭色。

五.經(jīng)濟(jì)效益分析

利用玉米浸泡水生產(chǎn)藥用菲汀， 其成本明顯低于傳統(tǒng)的脫脂米糠法，比較而言經(jīng)濟(jì)效益顯著。 兩者的成本比較見附表：

附表 玉米浸泡水與脫脂米糠生產(chǎn)菲汀噸消耗對(duì)比

六.結(jié)果與討論

從玉米浸泡水中回收藥用菲汀，主要工藝為：過濾除去淀粉和蛋白質(zhì)，用10%石灰漿調(diào)pH5.0，再用10%NaOH 調(diào)pH6.8，分離得到粗菲汀， 再對(duì)粗菲汀進(jìn)行精制， 菲汀的回收率達(dá)85%以上，其質(zhì)量可以達(dá)到藥用級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 綜合生產(chǎn)成本低于傳統(tǒng)的脫脂米糠法，具有較高的利用價(jià)值。

[1]尹彥冰等.菲汀生產(chǎn)工藝條件的研究.齊齊哈爾輕工學(xué)院學(xué)報(bào)，1997(4)：38.

[2]盧敏等，從米糠中提取植酸鈣及其應(yīng)用途徑的研究。 吉林糧食高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，1997(3)：11.

[3]盧敏等，淀粉廠浸漬水提取精細(xì)化工產(chǎn)品——植酸。 糧食科技與經(jīng)濟(jì)，1999（2）：33.

[4] 余以剛等， 淺談肌醇生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)。 糧食與飼料工業(yè)，2003（7）：38.