甘蔗汁酒精废液色素提取及特性研究

论文摘要

随着人类社会的发展,人们对于自身保健更加注重,逐渐认识到天然产物的抗氧化性能的重要性。本研究针对甘蔗汁生产能源乙醇后废液中具有抗氧化能力色素的提取及其特性进行了较系统的研究,研究结果为甘蔗汁酒精废液中活性物质的提取及应用提供一定的理论依据和技术支持。以GX-Pigment离子交换纤维和D-101大孔吸附树脂作为交换吸附材料,研究了静态吸附与解吸,对甘蔗汁酒精废液中具有抗氧化能力的色素进行了提取分离。结果表明,选择15 mL 2.32% NaOH和7.5% NaCl混合液/3g离子交换纤维组成洗脱体系得到甘蔗汁酒精废液色素A、10 mL 60%乙醇/1g大孔吸附树脂组成洗脱体系得到甘蔗汁酒精废液色素B。色素A和B的提取率分别为87.94%、73.45%。甘蔗汁酒精废液色素稳定性的研究结果表明,双氧水、维生素C、紫外光、山梨酸钾均可使甘蔗汁酒精废液色素A产生不同程度的褪色,其中以双氧水和维生素C的消色能力最强。双氧水可使甘蔗汁酒精废液色素B褪色。甘蔗汁酒精废液色素B相对于色素A而言,对pH的变化更为敏感。对甘蔗汁酒精废液色素抗氧化活性进行了较系统的研究,发现10.0 mg/mL甘蔗汁酒精废液色素A的DPPH?清除能力、?OH清除能力、还原力分别是对照（1.0 mg/mL的茶多酚）的92.31%、59.27%、34.58%。发现10.0 mg/mL甘蔗汁酒精废液色素B的?OH清除能力是对照的92.53%。1.0 mg/mL甘蔗汁酒精废液色素B的DPPH?清除能力、还原力分别是对照的78.51%和16.78%。在本文研究中,发现2 mmol/L的Fe3+和Cu2+,0.5 mmol/L的Al3+,0.5 g/L的亚硝酸钠分别使甘蔗汁酒精废液色素A的DPPH?清除能力提高了32.38%、31.82%、31.93%和15.89%。紫外光照射下,甘蔗汁酒精废液色素A的清除率呈上升趋势。0.2 g/L的维生素C使甘蔗汁酒精废液色素A和色素B的DPPH?抑制率都达到95%。当Al3+浓度为0.5 mmol/L时,甘蔗汁酒精废液色素B的DPPH?清除能力比未添加Al3+时增加了2.34倍。0.5 g/L的亚硝酸钠、4 mmol/L的Zn2+和Cu2+分别使色素B的DPPH?抑制率提高了31.82%、73.56%和9.57%。甘蔗汁酒精废液色素A中分子量在3000～5000 Da范围内物质含量较高。色素B中较低分子量的物质占有较大比例。甘蔗汁酒精废液色素A和色素B在水溶液中、pH7.0时带负电荷,带电量分别为-28.703、-3.906。经测定,甘蔗汁酒精废液色素A和色素B中黄酮类物质含量分别为10.4 mg芦丁当量/g色素A和41.7 mg芦丁当量/g色素B。甘蔗汁酒精废液色素A和色素B中多酚类物质含量分别为11.24 mg没食子酸当量/g色素A和40.0 mg没食子酸当量/g色素B。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 酒精废液处理概况
• 1.2 酒精废液中色素的提取分离
• 1.2.1 离子交换纤维特点及应用与废液处理
• 1.2.2 大孔吸附树脂特点及应用于多酚、黄酮提取分离
• 1.3 甘蔗汁酒精废液色素特性
• 1.3.1 甘蔗汁酒精废液色素的成因
• 1.3.2 甘蔗汁废液色素的种类、颜色及分子量分布
• 1.3.3 天然食用色素稳定性
• 1.4 天然抗氧化剂抗氧化活性
• 1.4.1 抗氧化剂概念及评价
• 1.4.2 甘蔗汁酒精废液色素抗氧化活性
• 1.5 本文的研究目的意义及主要内容
• 1.5.1 目的研究意义
• 1.5.2 研究内容
• 第二章 甘蔗汁酒精废液色素的提取
• 2.1 材料与设备
• 2.1.1 材料
• 2.1.2 设备
• 2.2 方法
• 2.2.1 脱色效能评价方法
• 2.2.2 离子交换纤维的预处理步骤
• 2.2.3 大孔吸附树脂的预处理
• 2.2.4 离子交换纤维及大孔吸附树脂的选择
• 2.2.5 离子交换纤维和大孔吸附树脂的吸附容量测定
• 2.2.6 静态等温吸附曲线测定
• 2.2.7 不同pH 时吸附曲线测定
• 2.2.8 静态解吸实验
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 离子交换纤维及大孔吸附树脂的选型
• 2.3.2 离子交换纤维及大孔吸附树脂吸附容量
• 2.3.3 离子交换纤维及大孔吸附树脂的等温吸附曲线
• 2.3.4 pH 对离子交换纤维和大孔吸附树脂吸附性能的影响
• 2.3.5 离子交换纤维及大孔吸附树脂解吸条件
• 2.3.6 甘蔗汁酒精废液脱色前后色值
• 2.4 小结
• 第三章 甘蔗汁酒精废液色素稳定性
• 3.1 材料与设备
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 仪器设备
• 3.2 方法
• 3.2.1 甘蔗汁酒精废液色素光谱特征
• 3.2.2 定性的评价
• 3.2.3 金属离子对甘蔗汁酒精废液色素稳定性的影响
• 3.2.4 氧化剂、还原剂对甘蔗汁酒精废液色素稳定性的影响
• 3.2.5 紫外光照射对甘蔗汁酒精废液色素稳定性的影响
• 3.2.6 温度对甘蔗汁酒精废液色素稳定性的影响
• 3.2.7 食品添加剂对甘蔗汁酒精废液色素稳定性的影响
• 3.2.8 pH 对甘蔗汁酒精废液色素稳定性及抗氧化能力的影响
• 3.2.9 酒精浓度对甘蔗汁酒精废液色素稳定性影响
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 甘蔗汁酒精废液色素吸收光谱
• 3.3.2 金属离子对甘蔗汁酒精废液色素稳定性的影响
• 3.3.3 氧化剂双氧水对甘蔗汁酒精废液色素稳定性的影响
• 3.3.4 还原剂亚硝酸钠对甘蔗汁酒精废液色素稳定性的影响
• 3.3.5 抗坏血酸对甘蔗汁酒精废液色素稳定性的影响
• 3.3.6 紫外光对甘蔗汁酒精废液色素稳定性的影响
• 3.3.7 温度对甘蔗汁酒精废液色素稳定性的影响
• 3.3.8 山梨酸钾对甘蔗汁酒精废液色素稳定性的影响
• 3.3.9 蔗糖对甘蔗汁酒精废液色素稳定性的影响
• 3.3.10 柠檬酸对甘蔗汁酒精废液色素稳定性的影响
• 3.3.11 pH 对甘蔗汁酒精废液色素稳定性的影响
• 3.3.12 酒精对甘蔗汁酒精废液色素稳定性的影响
• 3.4 小结
• 第四章 甘蔗汁酒精废液色素抗氧化活性
• 4.1 材料与设备
• 4.1.1 材料
• 4.1.2 仪器设备
• 4.2 方法
• 4.2.1 DPPH·清除能力的测定
• 4.2.2 ·OH 清除能力的测定
• 4.2.3 还原力的测定—铁氰化钾还原法
• 4.2.4 不同条件下甘蔗汁酒精废液色素DPPH·清除能力的研究
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 甘蔗汁酒精废液色素DPPH·清除能力
• 4.3.2 甘蔗汁酒精废液色素·OH 清除能力
• 4.3.3 甘蔗汁酒精废液色素的还原力
• 4.3.4 不同条件下甘蔗汁酒精废液色素DPPH·清除能力的研究
• 4.4 小结
• 第五章 甘蔗汁酒精废液色素理化特性
• 5.1 材料与设备
• 5.1.1 材料
• 5.1.2 仪器设备
• 5.2 方法
• 5.2.1 甘蔗汁酒精废液色素组分的定性试验
• 5.2.2 凝胶渗透色谱法测定甘蔗汁酒精废液色素分子量分布
• 5.2.3 JS94G+型微电泳仪测定甘蔗汁酒精废液色素电荷量
• 5.2.4 黄酮类化合物含量的测定
• 5.2.5 多酚类化合物含量的测定
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 多酚类物质定性试验结果
• 5.3.2 甘蔗汁酒精废液色素分子量分布研究
• 5.3.3 甘蔗汁酒精废液色素带电特性
• 5.3.4 甘蔗汁酒精废液色素中黄酮类物质含量测定
• 5.3.5 甘蔗汁酒精废液色素中多酚类物质含量测定
• 5.4 小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢