蔗汁中铁离子的测定及其对蔗汁色值影响的研究

论文摘要

影响成品糖色泽和色值的因素有很多,包括原料甘蔗本身带来的色素和生产过程中生成的有色物质,其中铁对制糖过程有色物质的生成有很大的影响。然而,目前尚无有关糖厂中间汁色值与铁质相互作用的深入研究。本文在综述了蔗汁色值研究现状、铁离子的测定方法及其化学性质、物质显色机理和蔗汁及白糖中铁作用机理的基础上,进行蔗汁中铁离子测定方法及不同价态铁对蔗汁色值影响的研究。其主要研究内容及结果如下:(1)采用膜分离技术对初压汁进行预处理,经处理的料液其浊度、色值、锤度分别降低了99.70%、84.23%、9.69%。可见,微滤可去除糖厂初压汁中大部分悬浮物、蔗屑、果胶和其他胶体等杂质。但是在微虑过程中,初压汁对膜组件的污染程度比较大,膜通量降低比较显著。(2)采用湿法消解、干法消解、微波消解方法处理制糖过程中间汁(各工艺段蔗汁),并利用火焰原子吸收光谱法测定了经不同方式消解后的蔗汁中的铁含量。结果表明:消解方法对铁元素的测定损失程度依次为:干法＞湿法＞微波消解法;试剂用量:湿法＞微波消解法＞干法;耗时:湿法＞干法＞微波消解法。同时,研究发现从初压汁到糖浆,蔗汁中铁含量的波动幅度很大。(3)采用原子吸收光谱法、邻菲啰啉法、EDTA络合滴定法所测得的初压汁中铁含量分别为:36.16μg╱g、35.73μg/g、35.50μg╱g。通过对试验数据的系统误差、精密度、准确度估计进行分析,得出原子吸收光谱法、邻菲啰啉法优于EDTA滴定法。(4)对系列浓度梯度的铁—水溶液、铁—蔗汁溶液的吸光度进行了研究。结果表明,随着铁含量的增加,吸光度增加显著;基于吸光度曲线分析,二价态较三价态铁对蔗汁吸光度的影响程度较低;通过单因素实验得出,温度、pH值、处理时间都可不同程度的影响蔗汁和加铁蔗汁的色值,并分析了各因素下料液色值的变化趋势。(5)采用Box—Behnken模型,设计正交试验,探讨了不同条件(温度、pH值、处理时间)下,蔗汁、“二价态铁—蔗汁”、“三价态铁—蔗汁”体系色值的变化规律;通过二次回归分析得到了温度、pH值、处理时间与色值关系的回归方程;通过响应曲面分析各因素对色值的影响程度和显著性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 蔗汁色值问题研究的概况
• 1.1.1 蔗汁中的天然色素
• 1.1.2 蔗汁中的酚类物质和氨基酸
• 1.1.3 还原糖分解与有色物质的生成
• 1.1.4 蔗汁中有色物质分子量的研究
• 1.1.5 铁含量对蔗汁和白糖影响的研究
• 1.2 铁的测定方法
• 1.2.1 样品预处理
• 1.2.2 测定方法
• 1.2.3 蔗汁中铁的测定方法
• 1.3 各价态铁间的转化机理
• 1.4 物质的显色机理和蔗汁及白糖中铁的作用机理
• 1.4.1 物质的显色机理
• 1.4.2 蔗汁及白糖中铁的作用机理
• 1.5 本课题的主要研究目标与研究内容
• 1.5.1 研究目标
• 1.5.2 研究内容
• 第二章 糖厂初压汁的预处理
• 2.1 实验材料与仪器
• 2.1.1 材料
• 2.1.2 主要试剂
• 2.1.3 主要仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 实验流程
• 2.2.2 实验方法和分析指标
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.4 膜污染及处理方法
• 2.4.1 造成膜污染的原因
• 2.4.2 处理方法
• 2.5 本章小结
• 第三章 不同消化方法测定各工艺段蔗汁铁含量的研究
• 3.1 实验材料与仪器
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 主要试剂
• 3.1.3 主要仪器
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 标准溶液制备
• 3.2.2 干法消解
• 3.2.3 湿法消解
• 3.2.4 微波消解
• 3.2.5 测定方法
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 消解液的选择
• 3.3.2 消解时间、温度的选择
• 3.3.3 标准曲线
• 3.3.4 精密度试验
• 3.3.5 回收率试验
• 3.3.6 方法比较
• 3.3.7 制糖过程铁含量的变化
• 3.4 本章小结
• 第四章 蔗汁铁含量不同测定方法的研究
• 4.1 实验材料与仪器
• 4.1.1 材料
• 4.1.2 主要试剂
• 4.1.3 主要仪器
• 4.2 EDTA络合滴定法
• 4.2.1 原理
• 4.2.2 样液准备
• 4.2.3 实验方法
• 4.3 邻菲啰啉法
• 4.3.1 原理
• 4.3.2 实验方法
• 4.4 实验结果与讨论
• 4.4.1 计算公式和结果
• 4.4.2 测定条件的选择
• 4.4.3 精密度和加标回收率
• 4.5 方法比较
• 4.5.1 误差和精密度分析
• 4.5.2 准确度估计
• 4.5.3 方法比较
• 4.6 本章小结
• 第五章 铁离子浓度与蔗汁色值的初步研究
• 5.1 实验材料与仪器
• 5.1.1 材料
• 5.1.2 主要试剂
• 5.1.3 主要仪器
• 5.2 实验方法
• 5.2.1 不同价态铁—水溶液与其吸光度的变化
• 5.2.2 不同价态铁—蔗汁溶液与其色值的变化
• 5.2.3 特定条件对一定浓度铁—蔗糖溶液的影响
• 5.3 实验结果与讨论
• 5.3.1 不同价态铁—水溶液与其吸光度的变化
• 5.3.2 不同价态铁—蔗汁溶液与其色值的变化
• 5.3.3 蔗糖溶液和铁—蔗糖溶液色值的变化
• 5.4 本章小结
• 第六章 铁离子对蔗汁处理过程的影响
• 6.1 实验材料与仪器
• 6.1.1 材料
• 6.1.2 主要试剂
• 6.1.3 主要仪器
• 6.2 实验方法
• 6.2.1 分析指标
• 6.2.2 实验设计
• 6.3 实验结果与讨论
• 6.3.1 响应数值分析结果
• 6.3.2 回归方差分析和回归方程系数显著性检验
• 6.3.3 响应曲面
• 6.3.4 铁离子对蔗汁色值的影响分析
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论与研究展望
• 7.1 结论
• 7.2 创新点
• 7.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况