植酸
植酸提取工艺
植酸提取工艺
植酸是一种天然的有机化合物，是植物种子中最重要的成分
之一，是一种很强的阳离子表面活性剂。
植酸在食品、化工、医
药等领域有着广泛的应用。
植酸的提取方法有很多，常用的有溶剂萃取法、化学合成法、生物转化法等。
目前，采用化学合成法提取植酸已得到较大发展，但在化学合成植酸中有两个问题是难以解决的：
一是植酸分子中含有较多的羟基和羰基，其化学性质活泼，
易与碱、有机溶剂及金属离子反应，因而在分离和提纯植酸时需
要加入大量的有机溶剂来除去游离植酸分子中的羟基和羰基。
二是在植酸产品中除含有部分游离植酸外，还含有极少量的
植酸钙、植酸镁等结合物。
由于植酸钙等结合物不溶于水，易形
成絮状沉淀而难以除去。
我公司采用生物转化法提取植酸，即利用微生物在发酵过程
中所产生的酶作用将植酸分子中游离的羟基和羰基转变为更易溶
于水的植酸钙、植酸镁等结合物，然后通过水解、过滤、离心等
步骤将这些结合物脱除。
—— 1 —1 —。
植酸 酸度系数
植酸酸度系数
植酸（phytic acid）是一种存在于许多植物种子和谷物中的天然有机酸。
它的化学式为C6H18O24P6，具有六个磷酸根团。
植酸在水溶液中呈酸性，并且具有酸度系数（acid dissociation constant）用于描述其酸性强弱。
酸度系数通常用pKa值来表示，即负对数形式的酸解离常数。
对于植酸，由于它具有六个磷酸根团，因此存在多个解离常数。
这些常数可以分别表示为pKa1、pKa2、pKa3等。
每个pKa值代表了植酸的一个酸性基团解离的平衡常数。
需要注意的是，植酸的酸度系数因环境条件而异，例如溶液的温度、离子强度等都会对其酸度产生影响。
此外，由于植酸存在多个解离常数，不同的文献可能会给出不同的pKa值范围。
一般来说，植酸的pKa值范围在2-6之间。
总结起来，植酸具有多个酸性基团，其酸度系数可以通过pKa值来描述，范围一般在2-6之间。
1。
植酸
四、植酸在食品工业中的应用
• • • •
抗氧化剂 保鲜剂 护色稳定剂 酒类降固剂
抗氧化剂
油脂和油脂含量较高的食品放置一段时间后，由于油脂的氧化作用而酸 败变质，使其商品价值大为下降，而在其中加人少量植酸即可抑制其氧 化和水解酸败。如在大豆油中添加0．01％ ～0．2％ 的植酸，可使大豆 油的抗氧化能力提高4倍；在花生油中加人少量的植酸，不仅可使其抗 氧化能力提高40倍，而且还可抑制具有强致癌作用的黄曲霉素的生成。 机制：植酸的抗氧化特性在于它能与金属离子发生极强的螯合作用，即 植酸与许多可促进氧化作用的金属离子螯合而失去活性，同时释放出氢， 破坏自氧化过程中产生的过氧化物， 使之不能继续形成醛、酮等产物， 而产生良好的抗氧化性。
保鲜剂
植酸作为食品保鲜剂，能有效地提高食品贮存功能和改善食品质量，使其色、香、 味保持较长时间而营养不变。在贝类罐头中添加0．1％ ～0．5％植酸，鱼类中 添加0．3％植酸，能有效地防止黑变及高温变色。在牛肉保鲜剂中加人0．2％ 植酸可有效延长其保质期。用植酸处理鲜果和蔬菜，其保质期明显延长 ，如草 莓经植酸处理后，其Vc降解显著减缓。 机制：植酸作为果蔬保鲜剂，安全无毒，使用方便，其可能作用机理：一是利用 其抗氧化作用防止果蔬氧化变质；二是螯合果蔬表层的金属离子使其推动催化特 性；三是封闭蔬菜、水果等食品表皮的气孔，抑制呼吸作用，减少水分散失和营 养的消耗， 同时抑制和抵制真菌的繁殖与侵入。
抗氧化作用
• 植酸的抗氧化作用主要基于其对Fe3+、Cu2+等过渡态金属离子的螯合 作用。植酸通过对铁、铜等离子的螯合作用阻止Fenton反应，抑制活 性氧的形成，从而保护细胞免受氧化损伤。
Fenton反应
• 1894年，化学家Fenton首次发现有机物在(H202)与Fe组成的混合溶液 中能被迅速氧化，并把这种体系称为标准Fenton试剂，可以将当时很 多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，氧化效果十分 明显。Fenton试剂是由H202和Fe混合得到的一种强氧化剂，特别适用 于某些难治理的或对生物有毒性的工业废水的处理。由于具有反应迅 速、温度和压力等反应条件缓和且无二次污染等优点，近30年来，其 在工业废水处理中的应用越来越受到国内外的广泛重视。 • 因其发音，又被称之为“粪桶试剂”（非专业用语）。Fenton试剂降 解有机物的机理： • (1) Fe2+ + OH- →Fe3+ + OH-+OH. • (2) OH.+ Fe2+→Fe3++OH• (3) Fe3++H202→ Fe2++HO2.+H+ • (4) Fe3++HO2.→Fe2++O2+H+ • (5) Fe2++OH.→Fe3+ +OH-
植酸在金属表面处理中的应用
基本内容
接下来，让我们通过一个实际应用案例来更好地理解植酸在金属表面处理中 的应用。某汽车制造企业采用植酸处理技术对发动机缸体进行表面处理。通过浸 泡法将缸体浸泡在植酸溶液中，去除了缸体表面的氧化层和锈迹。经过植酸处理 后，
基本内容
缸体的耐腐蚀性得到了显著提高，同时表面光滑度也得到了增强。这一案例 充分展示了植酸在金属表面处理中的实际应用效果。
文献综述
文献综述
植酸转化膜是指通过植酸及其衍生物与金属表面反应，生成一层致密的有机 膜层，从而起到保护金属表面的作用。相较于传统的防腐蚀技术，植酸转化膜具 有操作简单、成本低、环保性佳等优点。然而，植酸转化膜的制备条件、性能评 价等方面仍需进一步探究。
研究方法
研究方法
本研究采用实验方法，选用不同成分的植酸溶液对钢铁表面进行处理，通过 控制变量法分析不同浓度、温度、时间等因素对植酸转化膜形成的影响。同时， 利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）、X射线衍射（XRD）
基本内容
综上所述，植酸在金属表面处理中具有良好的应用优势和广泛的应用前景。 然而，在推广应用植酸技术时，我们也需要注意其存在的不足之处，采取相应的 措施加以改进和完善。例如，针对植酸处理过程中可能产生的氢气问题，可以尝 试通过优化处理
基本内容
工艺和选择适当的助剂来解决；针对植酸处理成本较高的问题，可以尝试通 过研发更加高效的植酸处理设备和优化化学试剂配方来降低处理成本；针对植酸 本身的酸性对操作人员带来的安全风险，可以采取穿戴防护服、佩戴防护眼镜等 措施来加强操作人员的安全保护。
二、植酸植酸钠的基本性质
二、植酸植酸钠的基本性质
植酸植酸钠是一种淡黄色的结晶性粉末，具有吸湿性，不易溶于乙醇，易溶 于水。它具有很强的螯合能力，可以有效地螯合食品中的金属离子，如钙、镁、 铁、锌等，起到稳定食品体系的作用。此外，它还具有抗氧化性和抗菌性，可以 帮助防止食品的氧化和腐败。
钠铝硅酸盐
钠铝硅酸盐
钠铝硅酸盐，简称植酸，是一种复杂的有机离子溶液，是一类热饱和溶液，是一种半永久性的溶液，由几种元素组成，有钠铝硅酸、钙铝硅酸、锌铝硅酸和磷铝硅酸等。
植酸是一种混合酸，它含有多种离子，包括硅酸离子、钠离子、铝离子、钙离子、锌离子和磷离子等。
植酸能有效地抑制水中的钙离子和铝离子，能够改善水的PH值和结晶温度，从而减少对污染物的吸附和解固，提高水的清洁度，可以用来改善水质。
植酸可以用来净化水，它可以抑制或去除水中的水解酸类和染料类有机物，抑制水中有机物、有害元素和有机污染物的形成，使水质保持稳定，从而改善水的活性，改进水的质量和使用效果。
植酸生产过程中使用的原料主要有硅粉、纳米铝粉、氯化钠等，它们可以经过物理反应，在常温下不溶于水，可以通过加热、搅拌、冷却等多种方式，得到植酸溶液。
植酸也可以用于水污染控制，它可以用于去除水中的悬浮物、有机物和重金属等有害物质，同时可以有效降低水中的重金属、有机物和污染物的浓度，从而改善水的质量。
植酸具有良好的环保性能，在水污染控制中具有广泛的应用前景。
- 1 -。
植酸的工业用途
植酸的工业用途植酸是一种重要的有机磷系添加剂，因其具有独特的生理、药理功能和化性，且源自自然，无毒无害，使之在食品、医药、日用化工、纺织、金属处理、高分子工业、燃料工业和环保等众多领域都有着广泛的应用。
1食品工业方面的应用1.1油脂抗氧化剂在食品工业中，由于植酸优异的抗氧化性能，且安全无毒，是国内外公认的优良的自然食用油脂抗氧化剂。
它的抗氧化机理在于，一是能电离出氢离子与油脂中的游离基反响，从而中断油脂的自动氧化过程;二是其极强的螯合力量，能使油脂中促进氧化的多价金属离子被螯合为稳定的螯合物，使之失去促进氧化的作用。
因此，在油脂的抗氧化中，植酸具有抗氧化剂和增效剂的双重作用。
在植物油中加少量的植酸，即可抑制其氧化和水解酸败。
如在大豆油中添加0.01%~0.2%的植酸，可使大豆油的抗氧化力量提高 4 倍;在花生油中参加少量的植酸，可使其抗氧化力量提高 40 倍，还可抑制具有强致癌作用的黄曲霉素的生成。
1.2食品及果蔬保鲜剂将少量的植酸参加到面包、色拉等食品中，可以增加食品中自然色素和合成色素的稳定性，提高食品保存功和改善食品质量，防止油脂氧化，使其色、香、味保持较长时间而养分不变。
用植酸处理鲜果和蔬菜，可使其保鲜期明显延长。
1.3酒类除金属剂利用植酸的螯合性，可去除酒类、软饮料中的杂质金属离子，增加爽口感。
1.4防腐等特别功能添加剂在食品加工过程中，由于植酸及其代谢物都没有毒性，所以会成为一种比亚硝酸和焦亚磷酸盐更好的防腐剂。
用植酸代替硝酸盐参加酱制品中，可保持色泽，且可避开硝酸盐对人体的危害;参加到鱼虾罐头中，可防止鸟粪石(玻璃结晶 MgNH4PO4。
6H2O)的形成;亦可防止贝类罐头加工过程中生成的H2S 与肉中的铁离子等形成黑色物质。
1.5作为发酵添加剂植酸可促进微生物的生长，在酿酒行业，酵母培育基中以01%的植酸钾代替酸式磷酸钾，可促进酵母增殖，使酒味更加浓郁芳香。
生产核酸调味品时，在培育基中添加 2-20 克/升植酸，可增加 5-腺苷三磷酸的产量。
植酸
植酸4、抗氧化剂将一份50%植酸和三份山梨醇脂酸（亲水/亲油值4．3）混合，以0．2%加入植物油中，抗氧化性能极好。
植酸可防止过氧化氢（双氧水）分解，因此可作双氧水储藏稳定剂。
5、药物和发酵促进剂植酸钠或铋盐能减少胃分泌物，用于治疗胃炎、十二指肠炎、腹泻等。
植酸可解除铅中毒，并可作重金属中毒防止剂。
将植酸加到含单孢丝菌属介质中，可促进庆大霉素和氨基配糖物抗生素的发酵，使产量提高几倍，在乳酸菌的培养基里加入植酸，可促进派乳酸菌的生长。
植酸及盐的抗蚀用途植酸及其盐的巨大螯合势能，赋予其优良的抗腐蚀性，科学试验证明在金属和合金表面上的植酸盐涂层具有抗蚀性和金属与聚合物涂层间的优良粘合性。
目前，用铬酸处理的钢件表面的抗蚀性远不及用植酸处理的效果好。
并且铬酸盐对人体有毒害作用，对环境危害很大，产生的废液需要无害化处理。
（1）镀锌的冷轧钢板，用0.5%的植酸常温处理10s(PH=3)，然后电泳沉积一层马来酸类树脂层，再经170℃固化，将此件在5%氯化钠溶中进行腐蚀试验，时间240h，其表面腐蚀性和金属树脂的粘性均优于铬酸盐处理的。
用植酸或其盐配制的金属清洁剂，稳定性好，并可以减少金属表面的腐蚀，将1%植酸添加于一般润滑脂中，可显著地抑制轴承的腐蚀。
此外尚可作为防蚀剂添加于包装纸中，用它包装的金属制品不会引起表面锈蚀。
（2）应用植酸或其盐处理镀锡薄钢板（俗称马口铁）或制成马口铁罐可赋予其优良的抗氧性，耐腐蚀性，抗刮擦性，具有良好的焊接，并可以防止罐头中生成磷酸铵镁以及防止食品中的硫与罐身反应而产生黑度，从而提高了罐头的外观和质量。
（3）应用植酸与多价阳离子的高亲合势能，可配制各种净洗剂，供特定的清洁去污之用，。
洁厕剂：含植酸的洁厕剂，可以使尿中的钙易于从便池壁脱落，可避免表面的过度腐蚀。
防蚀涂料：植酸或其盐与环氧化合物反应的产物，涂刷于钢铁表面，100℃干燥60min，试样在户外露置10d，不生锈。
（4）以石膏为底的建材中加入植酸可防止与其接触的钢架遭腐蚀。
植酸知识讲解
植酸燕山大学生物化工技术进展论文植酸学院（系）：环境与化学工程学院年级专业：生物卓工姓名：指导教师：植酸一、植酸的简介植酸(phytic acid)是维生素B的一种，学名为环己六醇-六磷酸酯，又名肌醇六磷酸酯，于1872 年首先由Pfeffer 发现，至今已有100 多年的历史，是自然界中普遍存在的较为重要的天然物质。
广泛存在于豆类、谷类、干果、蔬菜和水果等植物中，尤其在种子中含量最高，主要以磷酸盐和肌醇的形式贮存，几乎不以游离形式贮存。
通常与二价或三价阳离子如Ca2+、Mg2+、Mn2+等离子先形成盐，然后再与蛋白质形成具有单层的泡状小球，这些泡状小球进一步聚集为更大体积的球状体，这些球状体是植酸在生物体中主要的沉积形式。
二、植酸的结构及理化性质植酸是一种淡黄色或褐色浆状液体，分子式C6H18O24P6,分子量660.08。
植酸的分子式如图1。
图2 植酸的结构1912 年Anderson 就提出了植酸为对肌醇正六磷酸酯结构的理论，此理论直到1969 年才被 Jonson 和 Tale 研究证实。
光谱分析其分子构象为六碳环，具有不对称性，其分子结构中含有六个磷酸酯、十二个羟基，其中有4 个弱酸性基、2个中酸性基、6 个强酸性基，具有很强的螯合能力，1g 植酸分子大约可以螯合500mg 铁离子。
植酸具有的理化特性:植酸易溶于乙醇和水，难溶于无水乙醚、氯仿和苯。
植酸为淡黄色或褐色糖浆状液体。
水溶液为强酸性，1.3%溶液的pH 值为0.40，0.7%时为 1.70，0.13%时为2.26，0.013%时为3.20，具有调节pH值及缓冲作用。
植酸受热会分解，但120℃以下短时间内受热是稳定的。
植酸对光也很稳定，但对微生物不稳定，植酸酶可将其分解成肌醇和磷酸，对酵母很敏感，易被其发酵破坏。
植酸与乙二胺四乙酸一样具有较强的螯合能力，但与乙二胺四乙酸比较其特点是，在很宽的pH 值范围内都具有螯合能力，其螯合作用的强弱，与螯合的金属离子类型有关。
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2. 刚断奶的仔猪消化酶本身就分泌不足，植酸的
存在使仔猪的消化障碍更为严重；
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抗营养作用及其机理
4.降低能量的利用率
3.
3. 钙－植酸复合物可以和脂肪酸在肠道内结合形成不 溶性的肥皂，从而降低脂肪的消化率；钙－ 植酸复合 物也可以解性和消化率。
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•Not optimal for phytase •Phytate solubility low
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论文参考文献
参考文献
植酸的抗营养作用和植酸酶的应用_李路胜 植酸的抗营养作用及钝化途径_综述_杜永才 植酸及其生物学活性研究现状_李丹 Anonymous.Researchers study new phytase option [J].National HogFarmer 2003 3 48 17. 朱海东 周晓云.植酸酶的研究进展[J].饲料研究 2005 1 13 15. ...
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抗营养作用及其机理
植酸在猪消化道中的降解
pH 1.5 – 5.4 5 min – 18 hours
Phytate solubility high pH OK for phytase long retention time
pH 6.5 – 7.5 3 – 8 hours
pH 6.5 – 7.0 2 – 24 hours
抗营养作用及其机理
2.植酸的抗营养机理
植酸盐—植物性原料中的主要存在形式：
植 酸 + 矿物元素 + 其它营养素
Mg2+
3+ OPO32- Fe
Cu2+
Na+
22-
OPO324 3 6
2-
2
O3PO 5
O3PO
K+
O3PO
+H
1
3N-Amino
OPO32-
Ca2+
Zn2+
Acid-COO14
还将络合淀粉和脂肪酸
⒈ 在酸性条件下，植酸和氨基酸 如赖氨酸、组氨酸和精氨酸络合，影 响蛋白质的溶解性和胃蛋白酶的作用； ⒉ 在中性条件下，一些氨基酸通过 二价或三价微量元素与植酸结合，这些 植酸－蛋白或植酸－微量元素－蛋白络 合物都限制了蛋白质的利用。
11
抗营养作用及其机理
4.降低能量的利用率
1.
⒈ 植酸还可以直接和消化酶络合，从而限制淀粉 酶、胰蛋白酶、酪氨酸酶和胃蛋白酶的活性；
4
分布与性质
植酸为一种淡黄色黏稠状液体，呈强酸性，易溶于水、 95 %的乙醇、丙酮、甘油等，植酸遇高温分解，但在 120 以下短时间内较稳定。
植酸的含量取决于植物的品种、 成熟期、 加工程度、 气候、 水源、 土壤、 地理位置、 生长年份以及生理状态(如发芽)等。
5
1 2 3 4
分布与性质 抗营养作用及其机理 植酸酶 小结
6
抗营养作用及其机理
2.抗营养 机理
1.抗营养 作用
植酸
7
抗营养作用及其机理
1.植酸的抗营养作用
1.降低磷 的利用率
2.影响矿 物质元素 的吸收和 利用
3.降低蛋 白质、游 离氨基酸 的利用率
4.降低能 量的利用 率
8
抗营养作用及其机理
1.降低磷的利用率
⒈ 植酸分子中磷的含量高达28.2%， 70%的磷以植酸磷的形式存在； ⒉ 单胃家畜、家禽消化道缺乏水 解植酸磷的植酸酶。
•Phytate solubility low •pH not optimal for phytase
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植酸在家禽消化道中的降解
抗营养作用及其机理
pH 4 – 6.5 up to 2 h
pH 3.5 – 4.5 0.5 min – 2 min
Phytate solubility high OK for phytase •but short retention time
植酸
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分布与性质 抗营养作用及其机理 植酸酶 小结
2
分布与性质
植酸（盐）——广泛存在于植物果实及子
粒中，是植物籽实中肌醇和磷酸的基本贮存形式。
分
植酸磷占植物总磷量的60%~90%，其中芝麻饼和米
布
糠中植酸含量最高。
豆类籽实中的植酸分布于整个种子的蛋白质络合物 中。因此 ,在谷物加工副产品和油产饼粕中植酸的 含量高 ,谷物和豆类籽实中含量相对较低。
前胃
嗉囊
Phytase pH optimum Phytate solubility high 胰腺 (if pH < 6) long retention time
肌胃
pH 2.5 – 3.5 1 min – 10 min pH 5.5 – 7.5 1 – 4 h
泄殖腔
pH 6.5 – 7.0 2 – 6 h
3
分布与性质
植酸即环己醇六磷酸酯，俗称菲丁。分子式为 C6H18O2P6，通式为6[OPO（OH）2]6，分子量660.8，其 化学结构是由6个碳原子构成的正六边形，每个碳原子 上连有一个带负电的磷酸根。 其具有很强的螯合能力，与EDTA接近，可与多种矿物 质离子、蛋白质等螯合，形成不溶性稳定复合物，从而 降低这些营养成分的消化利用率。
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抗营养作用及其机理
2.影响矿物质元素的吸收和利用
⒈ 植酸带负电荷，具有很强的络合性； ⒉ 植酸在很宽的PH值范围内（3-10）能与一 价、二价和三价阳离子如钙、锌、锰、钾、钠、 镁、铜、碘螯合成不溶解的植酸金属复合物，从 而影响这些元素在小肠的吸收。
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抗营养作用及其机理
3.降低蛋白质、游离氨基酸的利用率