操作参数对陶瓷膜应用于甜菊糖水提液除杂中的影响开题报告
2020-06-10 22:43:08
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告
|
|
文 献 综 述 陶瓷超滤膜分离纯化甜菊糖苷的实验研究 1甜菊糖苷简介 甜菊糖苷是从菊科植物甜菊的叶子中精提的天然甜味剂。甜菊原自然野生是在南美洲巴拉圭部东北部及巴西的阿尔拜起伏的山脉中。随着其生长成熟,叶中甜菊糖苷类不断增加,直到现蕾期,甜菊糖苷类含量达到高峰,可用来加工精提甜菊糖。我国自 1 9 7 6 年开始由南京中山植物园、中国农业科学院等科研单位引进甜叶菊试种成功。8 0 年代初向全国各地推广种植,主要产区甜叶菊为菊科宿根多年生草本植物,数百年前南美洲土著人就已经开始使用这种植物的叶子作为甜味剂。虽然已经发现有多达100多个甜叶菊品种,其中只有Stevia Rebaudiana的叶子中含有大量甜菊糖苷。甜菊糖苷是一类天然的高甜度低热值甜味剂,被誉为继甘蔗和甜菜之后的”第三糖源”。从2008年美国食品药品监督管理局批准甜菊糖苷中瑞鲍迪苷A(Rebaudioside A,Reb A)苷可以用作食品添加剂,甜菊糖苷已经被广泛地认可和使用,而我国已经成为世界上甜菊糖苷最大的生产国,约占全球80%份额。[1] 传统的甜菊糖苷生产工艺中采用絮凝对提取液进行初步除杂,由于絮凝过程需加入絮凝剂,导致絮凝液中含有大量的有色离子,需用离子交换树脂进行去除,使整个生产工艺过程繁琐,生产周期长,生产成本高。[2] 2甜叶菊糖苷的提取与精制纯化研究现状 通常,甜菊糖苷是以甜菊干叶为原料进行提取的,甜叶菊干叶在种植时易收获保存、同时其含甜味成分最多。甜叶菊糖苷易溶于醇类,Bridel 和 Larieille等、Wood等、Mosettig 和 Fletcher 分别采用甲醇、乙醇为溶剂对甜菊干叶进行糖苷的提取和结晶[3-5]。甜叶菊糖苷易溶于水,较容易用热水浸提得到甜叶菊糖苷溶液。目前,大多糖苷生产厂家,采用热水提取,再结合大孔树脂吸附、醇解脱和精制的生产工艺。通常,甜叶菊水提取液通过大孔树脂选择性吸附甜叶菊糖苷后,需要用乙醇解吸,然后才能得到甜叶菊糖苷的醇提取液。在此提取过程中,甜叶菊糖苷具有较大极性,大孔树脂是因具多孔性结构而具筛选性,又通过表面吸附、表面电性或形成氢键而具吸附性的一种具有大孔结构的有机高分子共聚体,容易受到甜叶菊水提取液中含有的其他杂质的污染,使其吸附的功能降低。因此对甜叶菊水提液及其醇解脱液的除杂精制研究非常重要。我国在甜叶菊糖苷的提取、精制的新工艺、新技术的应用研究不多,对甜叶菊糖苷的分离精制技术研究也不够深入,因此,对甜叶菊糖苷的提取与精制的新工艺和新技术的研究是一个值得探讨的课题。 3 陶瓷膜分离技术 膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时,实现选择性分离的技术,半透膜又称分离膜或滤膜,膜壁布满小孔,根据孔径大小可以分为:微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)、反渗透膜(RO)等,膜分离都采用错流过滤方式。 3.1 陶瓷膜分离技术的优势[6] ⑴机械强度大,耐磨性好; ⑵孔径分布窄,分离精度高; ⑶耐高温,适用于高温过滤过程; ⑷使用寿命长,综合成本低,性价比高; ⑸浓缩倍数高,降低水使用量,减少浓缩废水排放; ⑹PH耐受范围宽,耐酸,耐碱,耐有机溶剂及强氧化剂性能好; ⑺易清洗,可高温消毒,反向清洗。 3.2陶瓷膜在提取液除杂领域中的应用[7-10] 陶瓷膜的应用主要涉及两个方面,即气固或液固分离及气体的分离净化。涉及到的领域包括化学工业、食品工业、生物工程以及医药工业等。近几十年来,无机分离膜备受研究者的青睐,无机膜销售量占整个膜市场的15%以上,且比例还在不断地增加#168; 。膜分离技术已经成为国际上公认的2l世纪最具应用前景的高新技术之一。相对于传统的分离、提纯、过滤技术,膜分离技术具有高分离效率、节能、操作方便和对环境友好等一系列优点,因此得到世界各国的普遍关注。 参考文献 [1] 滕祥金. 甜叶菊(Stevia rebaudiana)糖苷的提取纯化及分离检测方法的研究[D]. 东北农业大学, 2007. [2] 赵永良, 韩骁, 刘景彬,等. 膜分离技术改进传统甜菊糖甙生产工艺的研究[J]. 广东化工, 2010, 37(1):40-41. [3] 严贤春. 天然甜味剂植物的开发利用研究[J]. 食品研究与开发, 2003, 24(1):59-62. [4] Schiffman S S, Sattely-Miller E A, Bishay I E. Time to maximum sweetness intensity of binary and ternary blends of sweeteners[J]. Food Quality amp; Preference, 2007, 18(18):405-415. [5] Sue Y M. Efficacy and tolerability of oral stevioside in patients with mild essential hypertension: a two-year, randomized, placebo-controlled study.[J]. Clinical Therapeutics, 2003, 25(11):2797-2808. [6] 庄衢彬. 无机陶瓷膜制备方法及应用前景[J]. 广东化工, 2016, 43(9):125-126. [7] 李宪景, 吕华, 薛友祥,等. 多孔陶瓷过滤器在化工生产上的应用[J]. 山东化工, 2004(6):41-42. [8] 赵翠, 郭羽, 李萍,等. 陶瓷膜在食品工业中的应用[J]. 当代化工, 2014(1):129-131. [9] 李梅生, 赵宜江, 周守勇,等. 陶瓷微滤膜澄清生黄酒的工艺研究[J]. 食品工业科技, 2009(6):164-166. [10] 茌俊. 陶瓷膜超滤澄清果汁的性能研究[D]. 天津科技大学, 2011.
|
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
课题的研究意义
随着人民生活水平的提高,”肥胖症”患者越来越多,人们将目光逐渐转移到能够摄入低热量的糖源上来。甜菊糖苷以其低热值、高甜度被大家广泛关注。在从甜叶菊中提取甜菊糖苷时,以热水浸泡甜叶菊叶片得到的甜叶菊水提液中,除糖苷外含有大量的蛋白质、有机酸、皂苷、叶绿素、无机盐等杂质。传统的甜叶菊水提液除杂工艺是向其中添加大量的絮凝剂ca(oh)2、feso4,配合板框过滤工艺,以达到除杂的目的。然而,这样的传统工艺导致环境污染严重、人力资源投入大、占地面积大等,使用新的工艺技术来取代絮凝加板框工艺段显得十分必要,可以大大减少絮凝剂的使用达到清洁生产的目的。
膜分离技术具有过程简单、无二次污染、分离系数大、无相变、高效、节能等优点,已经在提取液除杂领域中得到广泛的应用。相比于目前商用的有机膜除杂工艺技术,陶瓷膜以其耐高温、耐酸碱、抗污染、易清洗、使用寿命长的特点,在甜叶菊水提液除杂体系中具有很好的应用前景。