番茄红素高效提取与浓缩工艺的研究

论文摘要

为解决目前提取脂溶性天然色素存在的提取效率低,产品质量不佳,成本高的问题,本研究旨在开发脂溶性天然色素提取及浓缩的新技术、新工艺,并以番茄红素为代表研究结果如下:选取超声波辅助提取、超高压提取和超声微波协同提取三种现代提取方法,以乙酸乙酯为溶剂、提取率为指标与常规提取对比,对以上方法的提取效果进行研究。通过对不同工艺的优化,得出常规回流提取番茄中番茄红素的最佳工艺条件为:水浴温度87.3℃,提取时间65 min和液固比10.8:1,在此条件下,提取率达到94.7%。超声波辅助提取番茄中番茄红素的最佳工艺条件为:超声水浴温度86.4℃,提取时间29.1 min,液固比8.0:1,在此条件下提取率达到89.4%。超高压提取番茄中番茄红素的最佳工艺条件为:静压力168 MPa,液固比17.6:1,保压时间约2 min,加卸压3次,压媒温度40℃,提取率为94.5%。超声微波协同提取番茄红素的最佳工艺条件:提取时间367 s、微波功率98 W和液固比10.6:1。在此条件下,提取率可达到97.4%。通过与其他几种提取手段效果的对比以及设备经济性分析,超声微波协同辅助提取方法优势明显,提出了超声微波工业设备雏形。讨论了超声微波协同作用对强化传质过程的影响。并建立了该辅助手段提取的初级数学模型。应用分子蒸馏技术进行番茄红素油树脂的浓缩纯化,显示出该方法高效优质的特点。适宜的工艺条件是:进料温度60℃;冷凝温度35℃;刮膜转速180 r/min;真空度3 Pa,进料200 mL条件下,蒸馏温度108-112℃,进料速率52-55 g/h。分子蒸馏油树脂产品不存在溶剂残留问题。以上研究为应用现代技术高效提取脂溶性天然色素,提高产品质量奠定了一定的基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 番茄红素的研究与发展概况
• 1.1.1 番茄红素在自然界中的分布情况
• 1.1.2 番茄红素结构及理化性质
• 1.1.3 番茄红素的生理功能
• 1.1.4 番茄红素的开发生产
• 1.2 番茄红素的常规提取方法
• 1.3 天然色素的现代提取分离技术研究进展
• 1.3.1 超临界流体萃取
• 1.3.2 膜分离技术
• 1.3.3 微波辅助提取法
• 1.3.4 超声波辅助提取法
• 1.3.5 液相色谱技术
• 1.3.6 双水相萃取技术
• 1.3.7 分子蒸馏技术
• 1.4 本论文研究意义
• 1.5 本论文研究的主要内容及关键技术
• 第二章 番茄红素的几种提取工艺研究
• 2.1 溶剂回流提取番茄红素优化实验
• 2.1.1 试验原料
• 2.1.2 主要仪器与试剂
• 2.1.3 原料处理
• 2.1.4 实验方法
• 2.2 超声辅助技术在番茄红素提取中的应用
• 2.2.1 超声辅助强化提取的理论依据
• 2.2.2 试验原料
• 2.2.3 主要仪器与试剂
• 2.2.4 实验方法
• 2.3 超高压技术在番茄红素提取中的研究
• 2.3.1 超高压提取技术原理
• 2.3.2 试验原料
• 2.3.3 主要仪器与试剂
• 2.3.4 实验方法
• 2.4 本章小结
• 第三章 超声微波协同萃取番茄红素的研究
• 3.1 引言
• 3.2 超声微波协同萃取番茄红素的研究
• 3.2.1 试验原料
• 3.2.2 主要仪器与试剂
• 3.2.3 试验方法
• 3.3 超声微波辅助与其他几种提取方法的对比
• 3.3.1 实验结果对比
• 3.3.2 提取设备经济性分析
• 3.3.3 工业超声微波提取设备设计雏形
• 3.4 超声微波辅助萃取传质模型初探
• 3.4.1 传质模型假设和参数确定
• 3.4.2 传质过程模拟
• 3.5 本章小结
• 第四章 分子蒸馏技术浓缩番茄红素油树脂的研究
• 4.1 引言
• 4.1.1 分子蒸馏基本技术原理
• 4.1.2 分子蒸馏的技术特点
• 4.2 分子蒸馏浓缩番茄红素油树脂的研究
• 4.2.1 实验材料与设备
• 4.2.2 实验分析方法
• 4.2.3 原料预处理
• 4.2.4 分子蒸馏实验
• 4.2.5 产品分析及工艺特点
• 4.3 本章小结
• 主要结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文