超声波辅助乳酸提取米糠植酸及精制工艺研究

摘要

植酸(phytic acid),即肌醇六磷酸酯,主要以混合态的钙、镁、钾等复盐(即菲丁)的形式广泛存在于谷物和油料作物中。由于植酸具有天然抗氧化性和很强的螯合能力,且毒性极低,因此,在食品、医药、冶金等领域得到了广泛的应用。
　　 本文以脱脂米糠为原料,优化乳酸提取米糠植酸的工艺条件,研究其动力学过程,并以超声波辅助处理缩短提取时间、提高植酸得率,通过静态和动态试验研究了阴离子交换树脂对植酸的吸附与解吸性能。试验获得如下结论:
　　 (1)在乳酸提取米糠植酸单因素试验的基础上,以植酸得率为指标,利用响应面分析方法优化提取工艺,优化工艺条件为:温度70℃,液料比10,乳酸浓度40％,时间2 h,在此工艺条件下,植酸得率为5.90％。
　　 (2)在超声波辅助提取单因素试验的基础上,以植酸得率为指标,进行L9(34)正交试验,优化超声辅助条件为:超声波温度45℃、超声波功率400 W和超声波作用时间5 min。超声预处理后只需提取30 min就能达到最大得率约7.80％。
　　 (3)以fick第二扩散定律为基础进行提取动力学研究,表明乳酸提取米糠植酸的过程符合扩散传质规律,提取动力学方程C(t)=C∞[1-exp(-kt)]可以很好的模拟乳酸提取植酸的过程。
　　 (4)通过静态和动态试验研究了阴离子交换树脂对植酸的吸附与解吸性能。结果表明,D201树脂对植酸的吸附交换作用较好,且在pH值为2.20时吸附能力最强,静态吸附量达到94.54 mg／g,1.5 mol／L的NaOH溶液利于植酸解析；Freundlich吸附等温方程可以较好地描述D201树脂对植酸的等温吸附；D201树脂对植酸的吸附过程符合Lagergren一级速率方程,表观吸附速率常数k与植酸起始植酸浓度呈负相关关系,与温度呈正相关关系。在D201树脂对植酸的动态吸附与解析过程中,层析柱管径、上样液浓度、上样液流速和洗脱剂流速对吸附与解析效果影响较大。

目录

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第一章 绪论

1.1 植酸的理化性质

1.2 植酸的用途

1.2.1 在食品领域的应用

1.2.2 在医药领域的应用

1.2.3 在冶金领域的应用

1.2.4 植酸的其它用途

1.3 植酸的生产

1.4 植酸的检测方法

1.5 乳酸提取米糠植酸动力学

1.5.1 提取机理分析[58]

1.5.2 模型建立

1.6 课题研究的意义

1.7 主要研究内容

1.8 主要技术路线

第二章 材料与方法

2.1 实验材料

2.2 主要试剂

2.3 主要仪器

2.4 植酸检测方法

2.4.1 植酸的定性方法

2.4.2 植酸的定量方法

2.5 植酸提取工艺的优化

2.5.1 植酸提取工艺路线

2.5.2 液料比对植酸得率影响

2.5.3 温度对植酸得率影响

2.5.4 乳酸浓度对植酸得率影响

2.5.5 时间对植酸得率影响

2.5.6 响应面分析方法优化植酸提取工艺条件

2.6 超声波辅助植酸提取

2.6.1 超声时间对植酸得率影响

2.6.2 超声温度对植酸得率影响

2.6.3 超声功率对植酸得率影响

2.6.4 正交实验

2.7 植酸提取动力学研究

2.8 米糠提取物中植酸的阴离子交换树脂吸附/解吸性能

2.8.1 静态吸附与解吸

2.8.2 吸附动力学实验

2.8.3 动态吸附与解吸

2.8.4 试验过程中的相关计算

2.9 植酸产品

第三章 结果与分析

3.1 植酸提取工艺的优化

3.1.1 液料比的影响

3.1.2 温度的影响

3.1.3 乳酸浓度的影响

3.1.4 提取时间的影响

3.1.5 响应面分析方法优化植酸提取工艺条件

3.2 超声波辅助植酸提取

3.2.1 超声时间的影响

3.2.2 超声温度的影响

3.2.3 超声功率的影响

3.2.4 正交实验

3.3 植酸提取液工艺

3.4 植酸提取动力学研究

3.4.1 不同乳酸浓度下植酸的提取动力学过程及模型

3.4.2 不同提取温度下植酸的提取动力学过程及模型

3.4.3 不同液料比下植酸的提取动力学过程及模型

3.5 米糠提取物中植酸的阴离子交换树脂吸附解吸性能

3.5.1 静态吸附与解吸研究

3.5.2 动态吸附与解吸研究

3.6 植酸产品

第四章 结论

4.1 植酸提取液工艺

4.2 乳酸提取米糠植酸动力

4.3 米糠提取物中植酸的阴离子交换树脂吸附解吸性能

4.4 植酸产品

参考文献

攻读硕士期间发表的论文