果胶提取工艺的研究化学工艺专业 开题报告.doc

论 文 题 目 果胶提取工艺的研究 一、选题的原由 1、课题目的： 果胶是一种复杂的高分子碳水化合物，主要存在于各种植物的细胞壁中。目前，果胶在食品、药品、日用化工、造纸等许多工业中都有巨大的用途，并且随着我国医药和轻工业的发展，果胶的应用势必越来越广泛。而我国果胶的生产尚处于起步阶段，果胶的产量低、质量差，不能满足国内各个行业的需求，使得我国的工业果胶主要依靠进口。在我国 由于进口果胶价格远高于国产果胶，国产果胶成了国内众多企业的期盼，因此大力开发我国丰富的果胶资源，生产出优质果胶，满足国内外市场需求已显得极为迫切。 2、课题意义： 果胶以其良好的胶凝、增稠、稳定、悬浮、乳化等性能，广泛应用于食品、医药、日化、纺织、印染、烟草、冶金等诸多领域。全世界果胶的年需求量近2万t，且在相当长的时间内仍以每年15%左右的速度增长川；据不完全统计，中国果胶每年的需求量约在1500 t以上，其中80%依靠进口。 目前工业生产果胶普遍采用酸法提取，如苹果、柑橘、甜菜等果胶的生产川，其加热方式则多采用常规水浴加热。近年来，利用微波法从袖皮、苹果渣、柑橘皮、西番莲果皮等众多原料中提取果胶的技术得到广泛关注。微波提取具有设备简单、适用范围广、萃取效率高、选择性强、重现性好、节省时间、节省溶剂、节能、污染小等特点，被广泛用于天然活性成分的浸提过程，并迅速朝着工业化方向发展。用盐析法代替乙醇沉淀法，可以大大减少乙醇用量，降低生产成本，减少能源消耗具有较高的经济价值和社会意义。 4、国内外研究现状 对于果胶的研究最初是源于日本，早期对果胶果胶进行了较深入的研究，早在1917年高尾氏于首先分析出果胶子的成分；1930-1933年三宅及大野氏于先以各种方法详细调查，判断果胶子的凝胶粘性物质是一种果胶(pectin)；1934年大野及一吹越氏将冻料之粘性物以酒精沉淀法纯化，得纯白粉的果胶子果胶，分析其基本成分得半乳糖醛酸90.33%，甲氧基量为11.80%等；1936年，井上氏于用不同方法分析了果胶子的果胶中所含之甲氧基含量。1967年，台湾黄永传教授等采用配位滴定法分析了果胶子隐花果各部位总果胶含量，得出:新鲜果托含有1.5～1.8%，新鲜瘦果约含2.5%；市贩阳干果胶子隐花果之果托含有约5.1，瘦果中约有5.7%。 1980年，黄永传等人又报导了果胶冻凝胶原理，以薛荔冻作为对比试验，对果胶凝胶性质进行一定程度的研究。 KKomae报道将钝化酶后的果胶用去离子水抽提，得到的产物主要是以。Ɑ-(1-4)糖苷键连接的D-半乳糖醛酸残基的酸性多糖。Kawabe (1989）等报道了以凝胶过滤法测定得果胶胶的平均分子量约为283000，当抽提水温低于75 摄氏度时，随着温度的提高，其凝胶强度增大，之后相反。1991年又报道了用薛果胶-CaCl2固定的改性木瓜蛋白酶经过多次重复使用后仍可维持较高的活性。Kurata (1995)报道，果胶室温水抽提物主要由低甲氧基果胶组成。 颜文斌(2002)报道采用酸提法制备的果胶胶酷化度为40.8%，属低酸果胶，固其通过“蛋合”机制形成凝胶。同年对果胶果胶胶质的凝胶特性以及其主要影响因子(pH值、温度和Ca2+)进行了研究，结果显示，在自然状态下该胶质大约在pH值4.5左右形成凝胶；当浓度为50%以下的溶胶时，凝胶pH值降至3.03.5之间，当pH值低于3.5以下时，均能形成凝胶，当pH值在6.0以上时则形成溶液；温度对凝胶强度有很大的影响，当pH值在2.5左右时室温下凝胶状态良好，3０摄氏度时凝胶强度明显下降，当温度达到40℃时，30%、20%的两种凝胶变成了溶液，在45℃时50%的这种凝胶也变成了溶胶，且变化可逆。 台湾果胶冻的凝胶特性研究结果显示:成冻的凝结时间随着温度的上升而缩短，果胶冻凝结后，随着放置时间的延长，凝胶强度降低；另外，糖的加入能够使果胶冻凝结时间缩短变快，且加入糖的种类不同，对果胶冻凝结速度的影响不同，研究结果显示，双糖(蔗糖)对果胶冻的凝结有明显加速的作用。 对于薛果胶的流变性质研究，姚茂君(1999)等利用Flaake粘度计研究了不同温度、浓度、pH时，薛果胶溶液表观粘度与剪切速率的关系，其流动曲线符合幂定律，属假塑性流体，０.５％果胶溶液30℃时的稠度指数K=4206 (mPa. S）流动指数n=０.３８５９薛荔凝胶具有一定强度和粘弹性。 二、 主要内容 1.前言 1.1研究背景 1.2研究现状 1.3研究意义 2材料与方法 2.1材料与试剂 2.2主要仪器 ２.３实验方法 3.果胶提取的工艺流程 3.1操作要点 3.2单因素实验 3.3微波时间的选择 ３.４硫酸铝用量的选择 4.响应面法优化果胶提取工艺条件 4.1提取工艺的相应面分析与优化 4.2最佳工艺条件的确定及验证实验 　　５.结论 三、 课题研究技术路线、方案和方法 1、 课题研究技术路线 2、 课题研究方案： （1）2016年3月—2016年4月：选题范围、通过查阅相关文献等，确定论文题目 （2）2016年5月—2016年6月：撰写开题报告阶段 （3）2016年7月—2016年8月：论文开题 （4）2016年9月---2017年2月：撰写论文 （5）2017年3月---2017年4月：论文修改 （6）2017年5月—2017年6月：论文答辩定稿 3、 课题研究方法 （1）通过网络、期刊杂志、图书馆、实地调查、实验对照等方式收集文献资料，并通过整理、阅读与提炼资料，开展论文的写作工作。 （2） 通过指导教师的指导，完成论文的修改与定稿工作。 （3） 亲自做果胶提取实验，验证猜想。 四、 课题预期成果 本研究首先通过单因素试验，采用低温水萃取醇沉法从薛荔籽中提取果胶，以薛荔籽果胶的提取率、过滤难易程度以及所得果胶颜色为指标，进行综合分析，对料液比、提取时间、提取温度和提取水质等因素进行单因素试验。在此基础上，选取该工艺条件的主要影响因子，然后进行中心组合试验设计。 中心组合试验（ＣＣＤ）是国外近年来应用较多的一种优化方法，试验结果通过非线性数学模型进行拟合，有比同类正交设计实验次数少、精度高、预测性好等优点。试验在中心组合设计的场合，选择:Ｒ为1.682 ,Ｍｃ为8, Ｍｏ为6, N(实验总数量)为20，使试验设计成为二次通用回归正交旋转组合设计。回归正交旋转设计中试验范围是一个球面体，有共同的预测预报方差，处理少，与回归分析结合，能正确估计试验误差等优点，为选择合适的水萃取条件，在单因素试验的基础上，采取正交回归旋转组合设计法设计试验，以Ian荔籽果胶的提取率为指标，优化水提薛荔果胶的提取工艺参数。 五、 完成课题所具备的条件因素 原料:干薛荔瘦果 试剂:95%乙醇；咔哩；浓硫酸。 设备:SHB-III循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司)；N-1001旋转蒸发仪(上海爱朗仪器有限公司)；SB-2000水浴锅(上海爱朗仪器有限公司)；DHG-9145A电热恒温鼓风干燥箱(上海一恒科技仪器有限公司)；TDL-S-A台式离心机(上海安亭科学仪器厂)；AR 1140电子分析天平(奥豪斯国际贸易(上海)有限公司)；DZG-6020型真空干燥箱(上海森信试验仪器有限公司)；磁力搅拌器(德国IKA RCT basic safety control )；碾磨机(All basic广州KIKA)。 五、 参考文献 [1]Luisa Pistelli, Elisabetta E. Chiellini, lvano Morelli. Flavonoids from Ficus pumila .Biochemical Systematics and Ecology. 2000 （28) 287-289． [2]Zhong X Q, Xu H H. Summary of the research about Ficus officinal plant ［Ｊ］. ChinaTradition Herb Drugs(中草药)，2000,31(9}:a3-a4. [3]Glushka et al. Primary structure of the 2-O-mehtyl a-L-fucose-Containing side chain of thepectic polysaccharide, rhamnogalacturonan II［Ｊ］. Carbo卜dr. Res., 2003(338):34１-352． [4]田三德，任红涛.果胶生产技术工艺现状及发展前景.食品科技［Ｊ］，2003(1):53-５５. [5]于海莲，张利.梨渣中果胶的提取工艺［Ｊ］.食品研究与开发，2010，31(9):105一106. [６]张学杰，郭科，苏艳玲.果胶研究新进展［Ｊ］.中国食品学报，2010,10(1):167一174. [７]张锐，孙美榕.一二烷基伯胺乙酸盐盐析法提取袖子皮果胶多糖的研究［Ｊ］.食品工业科技，2006,27(5):120-122. [８]汪海波，汪芳安，潘从道.柑橘皮果胶的改进提取工艺研究［Ｊ］.食品科学，2007,28(2):136-141. [９]周艳红，金征宇.大豆皮果胶多糖的提取工艺研究［Ｊ］.食品工业科技，2004,25(3):76-78. [１０]刘焕云，李慧荔，顿博影.微波加热法提取袖果皮果胶的工艺}J口.农业工程学报，2008,24(8):302-304. [１１]龚盛昭，杨卓如.微波协同提取袖皮果胶的条件优化研究［Ｊ］.林产化学与工业，2004,24(4):87-90. [１２]徐怀德.天然产物提取工艺学［Ｍ］.北京:中国轻工业出版社，2006:48-51. [１３]彭凯，张燕，土似锦，等.微波干燥预处理对苹果渣提取果胶的影响［Ｊ］.农业工程学报，2008,24(7):222-226. [１４]任吉君，土艳，孙秀华，等.盐析法提取红秋葵果胶的研究［Ｊ］.食品科学，2006,27(12):402-404. [１５]岳贤田.微波辅助提取橘子皮中果胶的工艺研究［Ｊ］.安徽农业科学，2010,38(14):7 525-7526.