膜技术在血橙汁加工和手性蛋氨酸分离中的应用研究

论文题目: 膜技术在血橙汁加工和手性蛋氨酸分离中的应用研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 农产品加工与贮藏工程

作者: 苏学素

导师: 陈宗道

关键词: 果汁,蛋氨酸,拆分,抗氧化能力,膜技术

文献来源: 西南农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文以血橙汁、猕猴桃汁、胡萝卜汁为原料,利用现代膜分离技术(超滤、反渗透、膜蒸馏、渗透蒸馏)对上述果蔬汁进行了澄清和浓缩实验研究,分析了不同操作条件对膜渗透通量的影响,探讨了膜清洗再生方法,并考察了不同膜过程对果蔬汁营养成分和总抗氧化能力的影响;以膜基提取(membrane-based extraction)方法为基础,首次采用手性冠醚为手性选择剂,对蛋氨酸外消旋体混合物进行拆分,主要结果如下: (1)聚偏氟乙烯膜(PVDF)对血橙汁澄清效果良好,对糖、酸截留较低,吸光率小于4%,管式组件抗污染能力强,适用于固形物含量高、粘度大的柑桔汁种类;按照总循环模式对跨膜压力、轴向流速和温度对膜透过速率的影响进行了实验研究。结果发现,透过速率随跨膜压力或轴向流速的增加而增加,在进料流速一定时,透过速率开始随跨膜压力增大而增加到85kPa到一个极限值临界压力TMPlim,在固定跨膜压力的情况下,透过速率随进料流速的增加而增大。由于凝胶层的形成,透过速率随时间的延长,体积浓缩比的增加而减小。相同条件下PVDF膜澄清胡萝卜汁的渗透速率大于血橙汁和猕猴桃汁。以批次浓缩方式澄清血橙汁的最佳操作参数为压强=85kPa,温度=20℃,进料速率=800 L/h。澄清胡萝卜汁最佳操作参数为压强=85kPa,温度=25℃,进料速率=800 L/h。澄清猕猴桃汁最佳操作参数为压强=85kPa,温度=25℃,进料速率=800 L/h。超滤膜在保留血橙汁抗氧化成分方面,对维生素C和花青素类成分的保存率约为85%左右,对几种酚酸及类黄酮组分(除槲皮素外)的保存率均在90%以上。同未杀菌的血橙原汁相比,巴氏杀菌汁的TAA损失率为23%,而超滤澄清汁仅为10%左右,主要与维生素C和花青素损失有关。 (2)反渗透浓缩血橙澄清汁的适宜条件为T=20°C,TMP=3.5MPa,血橙澄清汁从12.4°Brix浓缩到浓度为21.4°Brix后,平均渗透通量为5.0L/m~2.h。反渗透浓缩胡萝卜澄清汁的适宜条件为T=20°C;TMP=2.5MPa。胡萝卜澄清汁从6.3°Brix浓缩到浓度为13.6°Brix,平均渗透通量为8.0L/m~2.h后,其浓缩果汁色泽和风味均保持良好,因此可用反渗透法预浓缩果汁,先除去大部份水,然后再用膜蒸馏或渗透蒸馏法进一步浓缩到60°Brix以上。污染膜经自来水冲洗30min,再在40℃和跨膜压力0.5 MPa的条件下,用0.1%NaOH循环清洗60min,清水冲洗后膜通量基本得到恢复。 (3)采用平板疏水性PVDF微孔膜,对膜蒸馏法浓缩甜橙汁的可行性及工艺过程特性进行了研究。结果表明,该法浓缩橙汁是可行的,尤其在浓缩倍数高的情况下,膜通量透速率显著高于反渗透过程。从过程机理来看,膜通量随膜两侧温度差的增大呈指数规律上升;在温度差相同的情况下,膜通量随热侧温度的升高呈线性规律上升。此外,提高热侧果汁和冷水侧的进料速率,可提高物料剪切力,使传质系数增大,增大膜通量;而随着果汁浓缩度的提高,膜通量下降。导致膜通量下降的主要原因是果汁粘度增大和蒸汽压下降。超滤处理果汁能增大膜蒸馏通量,这可能是超滤降低或除去了果胶等物质,因而降低果汁粘度(原汁相对粘度为1.92,

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第1章 膜技术在果汁浓缩和手性化合物分离中的研究进展

1.1 膜分离技术原理及特点

1.2 膜技术在果汁浓缩方面的研究进展

1.3 膜技术分离手性化合物的研究进展

1.4 本课题研究的目的意义和主要内容

本章参考文献：

第2章 超滤澄清血橙汁、猕猴桃汁和胡萝卜汁的研究

2.1 前言

2.2 材料和方法

2.3 结果与分析

本章参考文献

第三章 反渗透浓缩血橙汁等果蔬汁的应用研究

3.1 前言

3.2 材料与方法

3.3 结果与分析

本章参考文献

第四章 膜蒸馏浓缩橙汁的应用研究

4.1 前言

4.2 材料与方法

4.3 结果与讨论

本章参考文献

第五章 渗透蒸馏法和集合膜工艺浓缩血橙汁的应用研究

5.1 前言

5.2 材料和方法

5.3.结果与讨论

本章参考文献

第六章 膜技术在手性蛋氨酸分离中的研究

6.1 前言

6.2 材料与方法

6.3 结果与分析

6.4 小结

本章参考文献

第七章 论文主要研究成果

7.1 本研究主要研究成果

7.2 后续研究设想

攻读博士学位期间发表的学术论文

致谢

发布时间: 2005-07-19

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