專利名稱：一種從紅三葉加工廢水中同時提取葉綠素和蛋白質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從廢水中提取有機(jī)物的方法，尤其是一種從紅三葉加工廢水中同 時提取葉綠素和蛋白質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
紅三葉(Trifolium Pratense. L)為豆科三葉草屬的多年生草本植物，是豆科植 物中一種重要的飼料用草，全球都有廣泛分布。紅三葉草中含有大量的異黃酮類物質(zhì)，質(zhì)量 分?jǐn)?shù)占干重的0. 59Γ3. 5%，比其他豆科植物中異黃酮的含量高10倍 30倍。紅三葉異黃酮 具有抗雌激素作用，能有效改善婦女更年期綜合癥、預(yù)防和治療動脈硬化等疾病，還可將其 全草制成軟膏，治療局部潰瘍。由于紅三葉具有多種醫(yī)療、保健功效，使其成為一種極具潛 力的天然藥物和保健食品。因此，充分利用紅三葉草開發(fā)天然藥物和保健品，具有重要的經(jīng) 濟(jì)價值和生態(tài)效益。紅三葉加工廢水是指為提取紅三葉中的異黃酮而加工紅三葉草干草粉的過程中， 新鮮的紅三葉草經(jīng)粉碎、搓揉、擠壓、沖洗、烘干、打捆加工而產(chǎn)生的廢水。目前，紅三葉草加 工廢水被直接排放。由于廢水中含有大量的可溶性糖、蛋白質(zhì)和葉綠素等有機(jī)物，自然發(fā)酵 后會釋放出硫化氫、氨氣等惡臭氣體，造成極大的資源浪費和環(huán)境污染。因此，開發(fā)資源化 處理紅三葉加工廢水的技術(shù)，既可實現(xiàn)廢棄資源的合理利用，又可達(dá)到消除污染、保護(hù)環(huán)境 的目的，有利于構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會。目前，制備紅三葉草干草粉的方法已經(jīng)有相關(guān)報道，如紅三葉鮮青草預(yù)加工方法 (專利CN101417002A)；從紅三葉草中提取異黃酮及應(yīng)用也已經(jīng)有相關(guān)報道，如從紅三葉中 提取異黃酮的方法(專利CN100577656C)、用紅三葉草異黃酮制備染料木黃酮和黃豆苷元的 方法(專利CN101353340A)、一種紅車軸草提取物及其制備方法(專利CN101396422A)、紅車 軸草提取物及其制劑(專利CN1439367A)、一種從紅車軸草制備紅車軸草異黃酮的制備工藝 (專利CN1693306A)、從紅車軸草中提取異黃酮類物質(zhì)的工藝(專利CN101386613A)、一種從 紅車軸草中提取分離異黃酮的生產(chǎn)工藝(專利CN101559094A)、Herbal Snuff Composition (US Patent 4696315)。而對將紅三葉的加工廢水進(jìn)行資源化處理的技術(shù)研究，特別是從紅 三葉加工廢水中同時提取葉綠素和蛋白質(zhì)的技術(shù)研究未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種從紅三葉加工廢水中同時提取葉綠素和蛋 白質(zhì)的方法；該方法是以按照專利CN101417002A制備紅三葉草干草粉過程中產(chǎn)生的有機(jī) 廢水為處理對象，經(jīng)預(yù)處理、有機(jī)溶劑沉降、有機(jī)溶劑浸提、濃縮/干燥等步驟，得到葉綠素 和蛋白質(zhì)的方法；該方法具有操作簡單、成本低、高效環(huán)保、污染少、適合于工業(yè)化大生產(chǎn)且 不破壞葉綠素等特點。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種從紅三葉加工廢水中同時提取葉綠素和蛋白質(zhì) 的方法，包括以下步驟1)預(yù)處理將紅三葉加工廢水經(jīng)篩網(wǎng)過濾，濾液備用；
2)有機(jī)溶劑沉降向濾液中加入有機(jī)溶劑，攪拌，離心，得到上清液A和沉渣B；
3)有機(jī)溶劑浸提向步驟2)得到的沉渣中加入有機(jī)溶劑，攪拌，離心，得到上清液和沉
渣；
4)濃縮/干燥將步驟3)得到的上清液進(jìn)行真空減壓濃縮，得到濃縮液，經(jīng)干燥，得到 葉綠素；將步驟3)得到的沉渣進(jìn)行干燥，得到蛋白質(zhì)。進(jìn)一步地，所述步驟1)中，所述篩網(wǎng)的材質(zhì)為織造布、無紡布、金屬；所述篩網(wǎng)的 目數(shù)彡100目。進(jìn)一步地，所述步驟2)中，所述有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇或丙酮；所述有機(jī)溶劑的用 量為步驟1)得到的濾液體積的109Γ50%。所述攪拌是在攪拌速度為100 rpnT300rpm下攪拌5 min 30min。所述離心是在轉(zhuǎn)速為3000 rpm 5000rpm下離心5 min 20min。所述步驟2)得到的上清液A可以經(jīng)真空減壓濃縮，回收有機(jī)溶劑；真空減壓濃縮 時的壓力為0. 05 MPa 0. 08 MPa，溫度為40°C 50°C。進(jìn)一步地，所述步驟3)中，所述有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇或丙酮；所述有機(jī)溶劑的體 積分?jǐn)?shù)為70% 100%。所述攪拌是在攪拌速度為100 rpm ^300 rpm下攪拌1 h H所述離心是在轉(zhuǎn)速為3000 rpm 5000rpm下離心5 min 20min。進(jìn)一步地，所述步驟3)可重復(fù)進(jìn)行多次，直至葉綠素提取完全。進(jìn)一步地，所述步驟4)中，真空減壓濃縮是在壓力為0.05 MPa 0. 08 MPa，溫度為 400C 50°C下進(jìn)行。
本發(fā)明主要有以下顯著優(yōu)點
1、本發(fā)明采用有機(jī)溶劑沉淀、浸提和濃縮等技術(shù)，能同時將葉綠素和蛋白質(zhì)提取出來， 并避免了采用熱處理、酸堿處理等常規(guī)工藝處理時對葉綠素的破壞，在分離提取過程中葉 綠素得到了充分地浸提和保護(hù)；
2、本發(fā)明采用真空減壓濃縮回收有機(jī)溶劑，成本低且使資源得到充分利用；
3、本發(fā)明操作簡便、提取效率高，適合于工業(yè)化大生產(chǎn)，操作過程中使用的乙醇、甲醇、 丙酮等溶劑可實現(xiàn)回收再利用，污染少；
4、本發(fā)明過程中產(chǎn)生的二次廢水可作為飼養(yǎng)、灌溉用水等，實現(xiàn)了廢棄資源的全處理 和循環(huán)利用，可完全解決廢水排放所造成的污染問題。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施方式

實施方式1一種從紅三葉加工廢水中同時提取葉綠素和蛋白質(zhì)的方法，包括以下步驟
1)取紅三葉加工廢水，經(jīng)20目篩網(wǎng)過濾，去除固體顆粒雜質(zhì)，濾液備用；
2)在濾液中加入濾液體積20%的無水甲醇，放入攪拌機(jī)中，在150rpm下攪拌15 min, 靜置40min，放入離心機(jī)中，在3000 rpm下離心10 min,得到上清液A和沉渣B ；將上清液 A在溫度40°C、壓力0.05 Mpa下進(jìn)行真空減壓濃縮，回收甲醇循環(huán)使用，濃縮廢液用作農(nóng)田 灌溉用水或厭氧消化原料；
3)向沉渣B中加入體積分?jǐn)?shù)為80%的甲醇，放入攪拌機(jī)中，在40°C、150rpm下避光攪拌 2 h，之后放入離心機(jī)中，在3000 rpm下離心15 min，得到上清液C和沉渣D ；將上清液C放 入容器中待用；
4)對沉渣D重復(fù)步驟3)，得到上清液E和沉渣F；
5)將上清液E倒入上清液C的容器中，在溫度40°C、壓力0.05 Mpa下進(jìn)行真空減壓濃 縮，回收甲醇循環(huán)使用同時得到濃縮液，之后將得到的濃縮液干燥，得到高純度的葉綠素， 質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于60% ；將沉渣F干燥，得到高純度的蛋白質(zhì)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于50%。
實施方式2
一種從紅三葉加工廢水中同時提取葉綠素和蛋白質(zhì)的方法，包括以下步驟
1)取紅三葉加工廢水，經(jīng)40目篩網(wǎng)過濾，去除固體顆粒雜質(zhì)，濾液備用；
2)在濾液中加入濾液體積30%的無水乙醇，放入攪拌機(jī)中，在200rpm下攪拌lOmin， 靜置lOmin，放入離心機(jī)中，在4000 rpm下離心10 min，得到上清液A和沉渣B ；將上清液A 在溫度45°C、壓力0. 06 Mpa下進(jìn)行真空減壓濃縮，回收乙醇循環(huán)使用，濃縮廢液用作飼養(yǎng)、 農(nóng)田灌溉用水或厭氧消化原料；
3)向沉渣B中加入體積分?jǐn)?shù)為90%的乙醇，放入攪拌機(jī)中，在60°C、200rpm下避光攪拌 1.5 h，之后放入離心機(jī)中，在4000 rpm下離心10 min，得到上清液C和沉渣D ；將上清液C 放入容器中待用；
4)對沉渣D重復(fù)步驟3)，得到上清液E和沉渣F；
5)將上清液E倒入上清液C的容器中，在溫度45°C、壓力0.06 Mpa下進(jìn)行真空減壓濃 縮，回收乙醇循環(huán)使用同時得到濃縮液，之后將得到的濃縮液干燥，得到高純度的葉綠素， 質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于60% ；將沉渣F干燥，得到高純度的蛋白質(zhì)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于50%。
實施方式3
一種從紅三葉加工廢水中同時提取葉綠素和蛋白質(zhì)的方法，包括以下步驟
1)取紅三葉加工廢水，經(jīng)60目篩網(wǎng)過濾，去除固體顆粒雜質(zhì)，濾液備用；
2)在濾液中加入濾液體積30%的丙酮，放入攪拌機(jī)中，在300rpm下攪拌5min，靜置 65min,放入離心機(jī)中，在5000 rpm下離心5 min,得到上清液A和沉渣B ；將上清液A在溫 度40°C、壓力0. 05 Mpa下進(jìn)行真空減壓濃縮，回收乙醇循環(huán)使用，濃縮廢液用作農(nóng)田灌溉 用水或厭氧消化原料；
3)向沉渣B中加入體積分?jǐn)?shù)為90%的丙酮，放入攪拌機(jī)中，在50°C、300rpm下避光攪拌 1 h，之后放入離心機(jī)中，在5000 rpm下離心5 min,得到上清液C和沉渣D ；將上清液C放 入容器中待用；4)對沉渣D重復(fù)步驟3)，得到上清液E和沉渣F；
5)將上清液E倒入上清液C的容器中，在溫度40°C、壓力0.05 Mpa下進(jìn)行真空減壓濃 縮，回收丙酮循環(huán)使用同時得到濃縮液，之后將得到的濃縮液干燥，得到高純度的葉綠素， 質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于60% ；將沉渣F干燥，得到高純度的蛋白質(zhì)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于50%。
實施方式4
一種從紅三葉加工廢水中同時提取葉綠素和蛋白質(zhì)的方法，包括以下步驟
1)取紅三葉加工廢水，經(jīng)80目篩網(wǎng)過濾，去除固體顆粒雜質(zhì)，濾液備用；
2)在濾液中加入濾液體積40%的無水甲醇，放入攪拌機(jī)中，在100rpm下攪拌20 min, 靜置20min，放入離心機(jī)中，在3000 rpm下離心15 min,得到上清液A和沉渣B ；將上清液 A在溫度50°C、壓力0.07 Mpa下進(jìn)行真空減壓濃縮，回收甲醇循環(huán)使用，濃縮廢液用作農(nóng)田 灌溉用水或厭氧消化原料；
3)向沉渣B中加入體積分?jǐn)?shù)為100%的甲醇，放入攪拌機(jī)中，在40°C、IOOrpm下避光攪 拌2 h，之后放入離心機(jī)中，在3000 rpm下離心20 min，得到上清液C和的沉渣D ；將上清 液C放入容器中待用；
4)對沉渣D重復(fù)步驟3)，得到上清液E和沉渣F；
5)將上清液E倒入上清液C的容器中，在溫度50°C、壓力0.07Mpa下進(jìn)行真空減壓濃 縮，回收甲醇循環(huán)使用同時得到濃縮液，之后將得到的濃縮液干燥，得到葉綠素；將沉渣F 干燥，得到蛋白質(zhì)。
實施方式5
一種從紅三葉加工廢水中同時提取葉綠素和蛋白質(zhì)的方法，包括以下步驟
1)取紅三葉加工廢水，經(jīng)100目篩網(wǎng)過濾，去除固體顆粒雜質(zhì)，濾液備用；
2)在濾液中加入濾液體積10%的無水乙醇，放入攪拌機(jī)中，在100rpm下攪拌25 min, 靜置35min，放入離心機(jī)中，在4000 rpm下離心20 min，得到上清液A和的沉渣B ；將上清 液A在溫度45°C、壓力0.06 Mpa下進(jìn)行真空減壓濃縮，回收乙醇循環(huán)使用，濃縮廢液用作飼 養(yǎng)、農(nóng)田灌溉用水或厭氧消化原料；
3)向沉渣B中加入體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇，放入攪拌機(jī)中，在45°C、200rpm下避光攪 拌1 h，之后放入離心機(jī)中，在4000 rpm下離心5 min，得到上清液C和的沉渣D ；將上清液 C放入容器中待用；
4)對沉渣D重復(fù)步驟3)，得到上清液E和沉渣F；
6)將上清液E倒入上清液C的容器中，在溫度45°C、壓力0.06Mpa下進(jìn)行真空減壓濃 縮，回收乙醇循環(huán)使用同時得到濃縮液，之后將得到的濃縮液干燥，得到葉綠素；將沉渣F 干燥，得到蛋白質(zhì)。
實施方式6
一種從紅三葉加工廢水中同時提取葉綠素和蛋白質(zhì)的方法，包括以下步驟
1)取紅三葉加工廢水，經(jīng)50目篩網(wǎng)過濾，去除固體顆粒雜質(zhì)，濾液備用；
2)在濾液中加入濾液體積50%的無水乙醇，放入攪拌機(jī)中，在250rpm下攪拌15 min,靜置30min，放入離心機(jī)中，在5000 rpm下離心10 min,得到上清液A和沉渣B ；將上清液 A在溫度40°C、壓力0. OSMpa下進(jìn)行真空減壓濃縮，回收乙醇循環(huán)使用，濃縮廢液用作飼養(yǎng)、 農(nóng)田灌溉用水或厭氧消化原料；
3)向沉渣B中加入體積分?jǐn)?shù)為100%的乙醇，放入攪拌機(jī)中，在50°C、250rpm下避光攪 拌1.5 h，之后放入離心機(jī)中，在5000 rpm下離心15 min，得到上清液C和的沉渣D ；將上 清液C放入容器中待用；
4)對沉渣D重復(fù)步驟3)，得到上清液E和沉渣F；
5)將上清液E倒入上清液C的容器中，在溫度40°C、壓力0.OSMpa下進(jìn)行真空減壓濃 縮，回收乙醇循環(huán)使用同時得到濃縮液，之后將得到的濃縮液干燥，得到葉綠素；將沉渣F 干燥，得到蛋白質(zhì)。
顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā) 明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做 出其它不同形式的變化或變動。這里無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的 技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。
權(quán)利要求
1.一種從紅三葉加工廢水中同時提取葉綠素和蛋白質(zhì)的方法，其特征在于，包括以下 步驟1)預(yù)處理將紅三葉加工廢水經(jīng)篩網(wǎng)過濾，濾液備用；2)有機(jī)溶劑沉降向濾液中加入有機(jī)溶劑，攪拌，離心，得到上清液A和沉渣B；3)有機(jī)溶劑浸提向步驟2)得到的沉渣中加入有機(jī)溶劑，攪拌，離心，得到上清液和沉渣；4)濃縮/干燥將步驟3)得到的上清液進(jìn)行真空減壓濃縮，得到濃縮液，經(jīng)干燥，得到 葉綠素；將步驟3)得到的沉渣進(jìn)行干燥，得到蛋白質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從紅三葉加工廢水中同時提取葉綠素和蛋白質(zhì)的方法， 其特征在于，所述步驟1)中，所述篩網(wǎng)的材質(zhì)為織造布、無紡布、金屬；所述篩網(wǎng)的目數(shù)為 < 100 目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從紅三葉加工廢水中同時提取葉綠素和蛋白質(zhì)的方法， 其特征在于，所述步驟2)中，所述有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇或丙酮，以乙醇為宜；所述有機(jī)溶 劑的用量為濾液體積的109Γ50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從紅三葉加工廢水中同時提取葉綠素和蛋白質(zhì)的方法， 其特征在于，所述步驟3)中，所述有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇或丙酮；所述加入的有機(jī)溶劑的體 積分?jǐn)?shù)為70% 100%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種從紅三葉加工廢水中同時提取葉綠素和蛋白質(zhì)的方 法，其特征在于，所述步驟3)可重復(fù)進(jìn)行，直至葉綠素提取完全。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從紅三葉加工廢水中同時提取葉綠素和蛋白質(zhì)的方 法，其特征在于，所述步驟4)中，真空減壓濃縮是在壓力為0.05 MPa 0. 08 MPa，溫度為 400C 50°C下進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從紅三葉加工廢水中同時提取葉綠素和蛋白質(zhì)的方法，包括以下步驟加工廢水的預(yù)處理、有機(jī)溶劑沉降、有機(jī)溶劑浸提、濃縮/干燥等步驟。該方法具有操作簡單、成本低、高效環(huán)保、污染少、適合于工業(yè)化大生產(chǎn)且不破壞葉綠素等特點。
文檔編號C07K1/30GK102060858SQ20111000041
公開日2011年5月18日 申請日期2011年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月4日
發(fā)明者劉娜, 劉雄雄, 孔維寶, 張繼, 曹云濤, 曾家豫, 楊紅, 葸玉琴 申請人:西北師范大學(xué)