从豆粕中分离提取复合氨基酸的研究

论文摘要

运用二次回归正交旋转组合试验设计,对豆粕复合氨基酸的酸解提取工艺条件和脱色工艺条件分别进行了优化,同时探讨了豆粕复合氨基酸溶液在732阳离子交换树脂上的吸附平衡和固定床吸附行为。首先,考虑液固比、硫酸浓度、提取时间和提取温度四个因素,通过单因素实验得到各因素对提取效果的影响趋势后,再利用二次回归正交旋转组合设计对提取工艺条件进行优化,得到各因素对提取效果的影响程度大小依次为：硫酸浓度>提取时间>提取温度,且回归方程为：y=-243.9-5.41z1-2.88z2+5.50z3+0.57z1z2-0.611z12-0.022z32回归方程在α=0.01水平上高度显著。最佳提取条件为液固比25：1、硫酸浓度3.1mol/L.提取时间16.0h和提取温度125.0℃,此条件下豆粕复合氨基酸的氨氮得率为59.9mg/g。其次,利用冷电弧-光催化-吸附集成技术对豆粕复合氨基酸溶液进行脱色研究,选取处理电压、处理时间、溶液pH和活性炭填充率四个因素,用二次回归正交旋转组合设计对脱色效果进行优化,得到回归方程：y=107.34-8.5923-0.31z4+0.086z3z45+0.44z32回归方程在α=0.01水平上高度显著。最佳脱色条件为处理电压20kV、处理时间11 min、溶液pH3.60和活性炭填充率63%,此条件下氨基酸脱色率为94.8%,氨基酸保留率为83.1%。然后,研究了豆粕复合氨基酸在732阳离子交换树脂上的吸附平衡实验,结果表明：豆粕复合氨基酸在732阳离子交换树脂上的吸附是一种放热过程,且吸附平衡符合Freundlich模型。在不同初始pH和不同温度条件下拟合平衡实验数据,得到的方程均在α=0.001水平上高度显著,且其平均误差不超过3.54%,最大误差为6.01%。最后,研究了豆粕复合氨基酸在732阳离子交换树脂固定床中的吸附实验,考察了床层高度、流速和上样浓度对穿透曲线的影响。结果表明：豆粕复合氨基酸在固定床上的吸附存在竞争行为。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 豆粕的开发应用研究
• 1.1.1 豆粕的有效成分
• 1.1.2 豆粕的应用价值研究
• 1.2 氨基酸的应用价值和生产现状
• 1.2.1 氨基酸在食品行业的应用
• 1.2.2 氨基酸在医药行业的应用
• 1.2.3 氨基酸在饲料工业上的应用
• 1.2.4 氨基酸在农业方面的应用
• 1.2.5 氨基酸的生产现状
• 1.3 蛋白质水解方法的选择
• 1.3.1 酸水解法
• 1.3.2 碱水解法
• 1.3.3 酶水解法
• 1.4 氨基酸的分析方法
• 1.4.1 化学分析法
• 1.4.2 电化学分析法
• 1.4.3 分光光度法
• 1.4.4 色谱法
• 1.5 氨基酸脱色技术研究进展
• 1.5.1 吸附脱色技术
• 1.5.2 氧化脱色技术
• 1.5.3 冷电弧-光催化-吸附耦合脱色技术
• 1.6 离子交换技术研究进展
• 1.6.1 离子交换法的基本原理
• 1.6.2 离子交换法分离氨基酸的基本原理
• 1.6.3 离子交换吸附平衡
• 1.7 氨基酸固定床吸附
• 1.7.1 穿透曲线
• 1.7.2 氨基酸固定床吸附研究进展
• 1.8 课题研究内容、意义和创新点
• 1.8.1 研究内容
• 1.8.2 研究意义
• 1.8.3 创新点
• 第2章 豆粕中氨基酸提取工艺的研究
• 2.1 引言
• 2.2 氨基酸的提取工艺
• 2.2.1 仪器与试剂
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 分析方法
• 2.3.1 分析步骤
• 2.3.2 结果计算
• 2.4 豆粕中复合氨基酸提取条件的优化
• 2.4.1 液固比对提取效果的影响
• 2.4.2 硫酸浓度对提取效果的影响
• 2.4.3 提取时间对提取效果的影响
• 2.4.4 提取温度对提取效果的影响
• 2.4.5 豆粕复合氨基酸最佳提取条件的确定
• 2.5 本章小结
• 第3章 豆粕复合氨基酸水解液的脱色工艺研究
• 3.1 引言
• 3.2 仪器与试剂
• 3.2.1 仪器
• 3.2.2 试剂
• 3.3 实验步骤与分析方法
• 3.3.1 反应器的设计制作
• 3.3.2 实验流程
• 3.3.3 光催化剂的固定化
• 3.3.4 分析方法
• 3.4 豆粕复合氨基酸水解液脱色条件的优化
• 3.4.1 处理电压对脱色效果的影响
• 3.4.2 处理时间对脱色效果的影响
• 3.4.3 溶液pH对脱色效果的影响
• 3.4.4 活性炭填充率对脱色效果的影响
• 3.4.5 豆粕复合氨基酸脱色最佳工艺的确定
• 3.4.6 双指标试验设计指标权重影响的讨论
• 3.5 本章小结
• 第4章 豆粕复合氨基酸溶液的吸附平衡和动力学研究
• 4.1 引言
• 4.2 仪器与试剂
• 4.2.1 仪器
• 4.2.2 试剂
• 4.3 实验步骤与分析方法
• 4.3.1 树脂预处理
• 4.3.2 氨基酸溶液的制备
• 4.3.3 氨基酸吸附平衡实验
• 4.3.4 固定床离子交换实验
• 4.3.5 固定床实验装置图
• 4.3.6 分析方法
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 离子交换树脂总交换容量的测定
• 4.4.2 氨基酸标准曲线的制作
• 4.4.3 氨基酸吸附平衡研究
• 4.4.4 吸附平衡及模型模拟
• 4.4.5 固定床离子交换实验
• 4.5 本章小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录1 豆粕中氨基酸提取三因素二次回归正交旋转组合设计计算表
• 附录2 豆粕中氨基酸脱色四因素二次回归正交旋转组合设计计算表（r=0.5）
• 附录3 双指标非等权重影响的计算过程
• 个人简介