不同原料中植酸提取方法的研究现状

摘要：植酸普遍存在于植物性食物中，应用非常广泛。植酸的提取方法主要有三种：菲丁法、溶剂萃取法、膜分离法。提取法制取植酸主要以农产品加工副产物如脱脂米糠、玉米浸渍水等为原料经分离、除杂、中和等工序制取。基于此，对植酸在不同原料中的分布状况进行简要介绍，并对三种植酸提取方法进行了优缺点的对比分析。

关键词：提取；植酸；菲丁；萃取；膜分离

中图分类号：Q81 文献标志码：A 文章编号：1000-8772（2013）03-0178-02

植酸，又名肌醇六磷酸，化学名环己六醇六磷酸酯，广泛存在于植物性食物如谷类、豆类、油料作物中，以豆类胚乳、谷类麸糠和玉米胚芽中含量为高。植酸是一种多功能绿色食品添加剂，具有天然无毒的特点，而且还具有许多生理活性和保健功能。另外，植酸还是一种重要的有机磷系添加剂，和金属离子有着极强的螯合能力和抗氧化性，具有独特的生理药理功能和化学特性。因此植酸在食品工业、日化工业、医学、纺织工业、金属加工与防护业及其他工业中应用广泛，可做食品添加剂、抗龋齿剂、发酵促进剂、防变色剂、抗氧剂、防腐剂、发酵促进剂、络合剂等。

近年来植酸生产得以迅速发展，生产植酸的厂家越来越多，生产过程中如何低耗、高效的提取产品中的植酸，是植酸生产企业经济效益的根本。在提取工艺方面，国内外已有比较先进而成熟的各种方法。目前世界工业化生产植酸产量最大的是日本三井东压化学公司，产量60～85t。国外关于植酸生产和应用的研究每年都有大量专利报道。本文综述了植酸的理化性质、提取工艺，讨论了不同原料中植酸的研究方向及发展前景，以期推动我国植酸的研究开发和利用。

1 植酸的理化特性

植酸是一种淡黄色或褐色浆状粘稠液体，呈强酸性，易溶于水、乙醇、丙酮，微溶于无水乙醇和甲醇，几乎不溶于无水乙醚、苯、己烷、氯仿。植酸的毒性极低，小白鼠口服半致死量为4220～4942mg/kg，比食盐更为安全，是一种多功能绿色食品添加剂。

2 植酸在不同原料中的分布和研究现状

植酸主要存在于植物体内，是所有植物种子的主要成分。一般含量在1%～5%，约占植物含磷总量的60%～90%，尤其是在米糠、麸皮、油料种子中，含量非常丰富，甚至高达10%以上。

2.1 谷物中的植酸

在水稻、大麦中，90%以上的植酸贮存于糊粉层，10%左右则主要在盾片层。但在玉米中，则90%在盾片层，只有10%在糊粉层。

虽然各种谷类食品的植酸含量不同，但总体来说，含麸皮的谷类食品植酸含量最高。小米的植酸含量为3.54～7.96mg/g，大米的植酸含量为1.0～1.35mg/g，全麦粉的植酸含量为6～10mg/g，精粉植酸含量2～4mg/g，玉米面、小米面及高粱米面中植酸的平均含量为10mg/g，燕麦、裸麦及大麦的植酸含量介于4～7mg/g之间，小麦麸皮的植酸含量为25～58mg/g，燕麦糠中的含量为20mg/g，大米米糠中的含量为58mg/g。

我国谷类加工的副产物（如米糠、小麦麸皮）目前综合利用率低，利用植酸含量较高的副产物作为植酸生产的新原料，是提高我国植酸生产的年产量和生产水平的途径，也是植酸研究的一个发展方向。

2.2 油料种子中的植酸

植酸在菜籽饼粕中质量分数为2%～4%，以“植酸一多价金属阳离子—蛋白质”三元复合物的形式存在，它可以抑制蛋白质和矿物质元素的生物利用性，被视为抗营养因子。

潘丽军等用膜分离法提取菜籽饼粕中的植酸，同时回收蛋白质，不仅分离得到质量较高的植酸产品，同时获得高纯度的蛋白成品。

3 植酸的不同提取工艺比较

植酸在植物体内不是游离状态，是以钙、镁、钾等金属复盐（俗称菲丁）的形式存在，植酸复盐多为沉淀物。植酸与植酸复盐在pH值改变的情况下可发生转换，当pH值降低到低至3时，植酸复盐基本转变为植酸而溶解，当pH值升高到8时，几乎100%形成植酸复盐沉淀。从天然植物中提取植酸利用的就是植酸的这一性质，将植酸提取并使之与原料中其他成分分离。

提取法制取植酸又可以分为以下三种：菲丁法、溶剂萃取法和膜分离法。三种植酸提取法的工艺流程各自具有自己的优缺点。

3.1 菲丁法

菲丁法制取植酸的工艺流程如下所示：

菲丁法的优点是：该方法为传统工艺，原料易得，操作简单，生产稳定性强。不足之处主要在于所生产植酸质量差、植酸得率较低、工艺流程长、生产能力小、规模效益差、设备投资高。目前我国的传统工艺生产植酸的得率仅为2.5%～3%左右，植酸浓度约在40%左右。由于加入稀酸和碱液，所得产品杂质较多，且无机盐和蛋白质的含量较高，使产品质量受到一定程度的影响。

3.2 溶剂萃取法

其制取植酸的工艺流程如下：

溶剂萃取法是目前生产植酸的主要方法，和传统方法相比，采用萃取剂（如正己烷、正庚烷等）脱脂时很好的除去了蛋白质等杂质。采用氨水中和避免了引入其他金属离子。稀酸溶解后的溶解液采用碳酸氢钠作沉淀剂，能够有效的去除无机磷，使产品植酸中无机磷的含量大大减少。但此法生产植酸时，由于萃取剂的使用使生产成本增加。在氨水中和沉淀操作过程中，为了确保除去产品杂质，并使植酸钙、镁、铵盐沉淀完全，需要严格控制pH值，这就增加了操作难度。另外此法还有植酸得率较低、工艺流程长、生产能力小、规模效益差、设备投资高、过滤后洗涤难等缺点。

3.3 膜分离法

膜分离法制取植酸的工艺流程如下所示。

膜分离法的优点有：制取的植酸产品质量好，植酸含量高，杂质含量小，外观透明，几乎无色；制取植酸过程中不引入其他化学物质，节省原料，使产品杂质含量减小。超滤使蛋白质、淀粉等大分子物质一次性除去，并滤除了大部分色素，产品质量高。此法的缺点是离子交换后交换液中仍有大量的高分子物质，如蛋白质、淀粉等，在超滤过程中这些大分子物质极易使超滤膜堵塞，给生产维护带来困难。此外，此生产工艺所要求的设备投资较高。

（责任编辑：陈丽敏）