超声波辅助离子液体提取石榴籽中原花青素的工艺及其动力学与热力学分析

探讨了超声波辅助离子液体提取石榴籽中原花青素的工艺条件,以原花青素得率为考察指标,提取时间、提取温度、超声功率和离子液体浓度为实验因子,在单因素实验基础上,通过Box-Behnken实验设计优化最佳提取工艺条件,并对提取过程的动力学和热力学性质进行了分析。结果显示:原花青素的最佳提取工艺条件为:提取时间32 min、提取温度52℃、超声功率300 W、离子液体浓度1.15 mol/L,此条件下的原花青素得率达到1.718%;在该工艺参数下,提取速率常数k值为0.313 min-1,表面扩散系数DS值为7.936×10-5cm2/min,而相同提取条件下,无水乙醇空白对照组的k值仅为0.063 min-1,表面扩散系数DS值为1.597×10-5cm2/min,提取速率明显提高;提取过程的热力学参数,熵ΔH为248.51 k J/mol,焓ΔS为813.69 J/(mol·K),数值均大于零,说明离子液体提取过程为吸热熵增加过程,自由能ΔG为-18.254 k J/mol,小于零,为自发过程。离子液体提取的工艺参数及动力学与热力学分析,均可用于石榴籽中原花青素提取过程的工程放大和优化控制。     

超声波辅助浸出油茶籽油的动力学和热力学

采用超声波辅助绿色溶剂碳酸二甲酯浸出油茶籽油,考察了温度、料剂比、超声波功率和油茶籽仁粒径对油茶籽油浸出过程的影响。以分离变量法建立了由洗涤和扩散过程组成的Phenomenological动力学模型,拟合获得浸出活化能Ea、焓ΔH0、熵ΔS0和自由能ΔG0。结果表明,油茶籽油浸出得率随温度、料剂比的增加及粒径的减小而提高,随超声波功率的加强先增加后减少;洗涤阶段速率常数k1为0.619~1.112 min-1,扩散阶段速率常数k2为0.022~0.065 min-1,2个阶段的活化能分别为4.41和5.85 k J/mol,试验数据与动力学模型拟合良好;浸出过程的焓ΔH0和熵ΔS0分别为18.02 k J/mol和72.20 J/mol,自由能ΔG0为-7.10~-4.94 k J/mol。表明浸出过程是吸热、不可逆且自发进行的。     

云南栽培玛咖总生物碱提取工艺优化研究

以云南栽培玛咖干粉为原料,对其中总生物碱的提取工艺进行优化.采用热水为提取溶剂,以提取温度、提取时间和料液比为考察对象,在单因素优化的基础上设计3因素3水平正交实验,研究玛咖总生物碱的最优提取条件.结果表明,各因素对玛咖总生物碱提取得率的影响顺序依次为:提取时间＞料液比＞提取温度.最优提取工艺为:料液比1∶20(g∶mL),温度70℃,时间100min,在此条件下,玛咖总生物碱提取得率为1.58％.     

不同色型玛咖中总生物碱酸水提取工艺的优化

以云南丽江所产的黄色、紫色和黑色3种色型的玛咖为原料,对其总生物碱的提取工艺进行研究。以pH2.0盐酸水溶液为提取溶剂,研究料液比、提取温度和提取时间3个因素对酸水提取玛咖生物碱的影响,并通过正交试验确定了其最佳提取条件。结果表明,3因素对黄色和黑色玛咖粉中总生物碱提取结果的影响主次顺序为料液比 > 提取时间 > 提取温度;对紫色玛咖粉中总生物碱提取结果的影响主次顺序为提取时间 > 料液比 > 提取温度。黄色玛咖中总生物碱的最佳提取工艺条件为料液比1:30 (g/mL),提取温度75 ℃,提取时间5.5 h,提取得率为9.89%±0.38%;紫色玛咖中总生物碱的最佳提取工艺条件为料液比为1:25 (g/mL),提取温度90 ℃,提取时间5.5 h,提取率为10.36%±0.58%;黑色玛咖中总生物碱的最佳提取工艺条件为料液比为1:20 (g/mL),提取温度85 ℃,提取时间6 h,提取得率为10.01%±0.78%。由此可知,不同色型玛咖中总生物碱的最佳提取条件有一定差异。     

响应面优化玛咖总黄酮提取对·OH抑制作用探究

目的:采用响应面技术优化乙醇浸提玛咖总黄酮工艺,探究玛咖浸提液总黄酮对羟自由基抑制作用。方法:乙醇浸提玛咖总黄酮,在单因素实验基础上,选择乙醇体积分数、料液比、浸提温度和时间为影响因子,应用Box-Benhnken中心组合原理设计实验,以总黄酮得率为响应值,进行响应面分析。探究玛咖总黄酮对羟自由基的抑制作用。结果:响应面分析结果显示玛咖总黄酮浸提的最佳工艺条件为:乙醇体积分数为70%,料液比为2.0:50(g/m L)和浸提温度为78℃,提取时间为2.0 h,最佳工艺条件下测得玛咖总黄酮得率为1.97%,与理论预测值1.95%相吻合。各因素对响应值的影响次序为:浸提温度乙醇体积分数浸提时间料液比。玛咖总黄酮对羟自由基清除率与浓度具有显著量效关系,但清除效果低于相同质量浓度的BHT。结论:Box-Benhnken中心组合原理结合响应面分析法可较好地优化乙醇浸提玛咖总黄酮的工艺条件,得到的多元回归模型与实验结果拟合良好,对目标提取物具有预测作用。     

亚临界水及超声强化亚临界水提取植物有效成分的动力学模型

本文依据传质理论和质量守恒原理,对天然植物中有效成分从固相向液相转移的传质过程进行合理的假设,以Fick第二扩散定律为基础建立了亚临界水提取(SWE)和超声强化亚临界水提取(USWE)天然植物有效成分的动力学模型;确立了用于估算亚临界水提取和超声强化亚临界水提取植物有效成分得率的方法;并以提取肉桂中代表性成分肉桂醛为例,以影响肉桂醛得率的重要因素---温度为考察指标,进行了不同温度下亚临界水提取和超声强化亚临界水提取肉桂醛的动力学模型验证实验。提取的动力学模型为(1)k tE E e-∞=-,通过模型检验证明了该动力学模型能很好的拟合提取的实验数据,且超声强化亚临界水提取的E∞和k值明显大于亚临界水提取,表明了超声对亚临界水提取过程有强化效应。该模型的建立为亚临界水提取和超声强化亚临界水提取植物有效成分的工业化应用和技术的推广提供了理论依据。     

黑玛咖多糖超声辅助提取研究

以黑玛咖为原料,多糖得率为指标,研究提取温度、超声时间、料液比对玛咖多糖得率的影响,采用苯酚–硫酸法测定玛咖多糖的含量。以单因素试验和正交试验优化提取条件,最佳提取工艺条件为提取温度50℃、超声时间30 min、料液比1∶40(g/mL),利用方差分析表明影响多糖提取的主次因素为提取温度超声时间料液比,在最佳条件下多糖得率为9.03%。     

响应面法优化玛咖生物碱提取工艺

以玛咖为原料,研究玛咖中生物碱的提取工艺。通过单因素试验选取提取温度、提取时间、料液比、乙醇浓度四个试验因素,采用Box-Behnken响应面优化生物碱的提取工艺。得到最佳提取工艺参数为:提取温度79.62℃,提取时间3.09h,料液比1∶16.18,乙醇浓度79%。经回归分析表明:回归方程的R~2=0.9910,R_(Adj)~2=0.9821,预测值为0.254%。经验证,在此条件下,生物碱的得率为0.252%,回归模型的预测值和实测值相对误差为0.79%。     

匀浆法提取新鲜玛咖中总生物碱的工艺优化研究

采用匀浆法从鲜玛咖块根中提取总生物碱,通过单因素试验研究了提取过程中乙醇浓度、匀浆时间、料液比对黄玛咖总生物碱得率的影响。通过正交试验确定黄玛咖最佳提取工艺条件,采用方差分析方法确定影响因素主次关系。结果表明:乙醇浓度和匀浆时间对黄玛咖总生物碱得率有显著影响,最佳提取工艺条件为乙醇浓度80%、匀浆时间为5min、料液比1∶10(g/m L)。在此工艺条件下,测定3种颜色玛咖总生物碱得率,结果为紫玛咖4.458 mg/g,黑玛咖4.115 mg/g,黄玛咖2.856 mg/g。     

离子交换法提取木瓜皮中果胶的动力学研究

以木瓜皮为原料,分别研究了离子交换树脂法和酸提法提取果胶的动力学模型,获得速率常数和表观活化能,经过有效性检验和模型预测能力验证,模型均能很好预测果胶提取的动力学过程。离子交换法提取果胶的活化能Ea为23.68kJ/mol,与酸提法获得的37.88kJ/mol相比明显降低,离子交换树脂法提取木瓜皮中果胶明显优于酸提法。在树脂用量为5%、料液比为1∶30(g/mL)、浸提液pH值为1.5条件下,离子交换树脂法提取木瓜皮中果胶的最佳浸提温度为80℃,动力学分析优化最佳结果,得Tmax=117.3min,果胶得率达17.47%,与试验结果相吻合。     

柑橘果胶碱法脱酯动力学特征

为研究碱法脱酯机理以及温度和p H值对果胶酯化度(degree of esterification,DE)与脱酯速率的影响,以高酯柑橘果胶(DE为77.8%)为原料,研究不同温度(10、20、25℃和30℃)和不同p H值(10.0~11.3)条件下的脱酯动力学和热力学特征。为更精确控制p H值,在Na HCO3/Na2CO3缓冲体系中以Na OH调节果胶溶液p H值,以酯化度和甲氧基浓度为指标研究碱法脱酯规律。结果表明:温度和p H值都对碱法脱酯有显著影响,但p H值的影响大于温度,且它们的交互作用明显。果胶碱法脱酯符合一级动力学反应模型。脱酯速率常数(k)与p H值呈幂指数关系。当p H值从11.0轻微增加到11.3时脱酯速率显著增大。p H值为10.7、11.0和11.3时,脱酯活化能分别为136.97、122.37 k J/mol和104.20 k J/mol,脱酯活化焓分别为134.52、119.92 k J/mol和101.75 k J/mol,脱酯活化熵分别为141.86、100.28 J/(mol·K)和44.81 J/(mol·K),脱酯活化自由能分别为92.76、90.40 k J/mol和88.56 k J/mol。     

蜂巢中多酚的提取动力学

采用二级速率法则模拟蜂巢多酚提取过程的动力学.采用Origin 8.0软件中的功能模型来预测动力学参数起始提取速率(h)、总多酚的平衡浓度(Ce)和提取率常数(k),采用Arrhenius公式描述提取率常数(k)和提取温度(Ta)的关系,建立了用于预测在提取时间t min时提取液中总多酚的浓度(C1)随时间(t)变化的动力学模型.这些数学模型是合理和可信的,能够很好的拟合在不同提取时间下原料粒度、提取温度和液料比对多酚的提取过程,得到多酚的提取活化能为9.26kJ/mol.     

响应面法优化蜜楝果实中生物碱的超声提取工艺研究

利用响应面法对蜜楝果实生物碱的超声提取工艺进行了优化。在单因素实验的基础上,以吴茱萸生物总碱提取得率为指标,利用响应面分析方法设计蜜楝生物碱超声提取的实验模型,对影响蜜楝果实中生物碱提取工艺的主要因素超声功率、提取温度、液料比和乙醇浓度进行了实验分析。研究结果表明:蜜楝果实中生物碱超声提取工艺的最佳条件是:超声功率180 W、提取温度50℃、液料比40︰1(mL﹕g)、乙醇浓度70%。在此条件下,蜜楝生物碱的提取得率为12.76 mg/g,与模型预测值相符。该方法优选出的最佳工艺条件可为蜜楝果实中生物碱的开发利用研究提供有益的参考。     

超声辅助低共熔溶剂提取红松树皮原花青素及动力学研究

目的：对超声辅助低共熔溶剂法提取红松树皮原花青素的工艺条件进行优化，拟合提取动力学方程，旨在对红松树皮中原花青素的资源开发利用提供理论和技术参考。方法：以原花青素得率为指标，筛选最佳低共熔溶剂体系，并进一步通过单因素结合响应面优化超声辅助低共熔溶剂提取红松树皮中原花青素的主要工艺参数。通过提取过程中不同温度和不同时间条件下原花青素得率的变化，拟合出最佳的原花青素提取动力学模型并验证。结果：氯化胆碱、丙三醇和水的摩尔比为1:1:4制备的低共熔溶剂为红松树皮原花青素的最佳提取溶剂；响应面法优化工艺参数条件为：液料比16 mL/g，超声时间50 min，超声温度55℃，超声功率480 W时，红松树皮原花青素的提取效果最好，原花青素得率为4.11%;Boltzman模型能够很好地拟合超声辅助低共熔溶剂提取原花青素动力学过程(R²≥0.9768)，模型验证值与预测值拟合度较高(R²≥0.9442)。结论：超声辅助低共熔溶剂可以有效地促进红松树皮原花青素的传质，确定Boltzman模型为提取原花青素的最佳动力学模型，该提取工艺也可以为相关天然活性物质提取...     

超声波强化提取油茶籽油的研究

油荼籽油中不饱和脂肪酸含量丰富,是一种功能性油脂.研究了提取溶剂、液料比、提取时间对超声提取油茶籽油和加热浸提油茶籽油的影响.结果表明,正己烷是较理想的溶剂;适当增加溶剂量、提取时间、超声波功率、提取温度,油荼籽油得率随之增加;在温度40℃、液料比(V/m)6:1、提取时间30 min和超声波功率300 W的条件下进行超声提取,油茶籽油得率为45.23%;对加热浸提来说,在温度60℃、液料比(V/m)7:1、提取时间90 min条件下.油茶籽油得率仅为38.15%.由此可见,超声作用明显降低了提取温度、减少了溶剂用量、缩短了提取时间,而且使油茶籽油得率提高.     

枇杷叶多糖提取工艺研究

以枇杷叶为原料,研究热水浸提法和超声波辅助提取法对枇杷叶多糖得率的影响,得出最优提取方法和条件。通过单因素及正交实验得到热水浸提法提取枇杷叶多糖的最优条件为料液比1∶15(g/m L)、浸提温度70℃、浸提时间3 h,该条件下多糖的得率为8.84 mg/g;超声波辅助提取法的最优提取条件为浸提时间2 h、超声功率120 W、料液比1∶25(g/m L)、浸提温度60℃,该条件下多糖的得率为15.03 mg/g。结果表明,超声波辅助法比传统热水浸提法提取多糖的得率提高了70.02%。     

响应面分析法优化菠萝皮渣多糖提取工艺研究

采用Plackett-Burman试验设计及响应面分析法,对影响超声协同热水法提取菠萝皮渣多糖的工艺参数进行优化研究。在单因素试验的基础上,首先利用Plackett-Burman试验设计对影响菠萝皮渣多糖得率的6个因素进行评价,筛选出具有显著效应的3个因素,即水浴浸提温度、料液比和超声时间,随后采用最陡爬坡试验和响应面试验设计优化这3个主要影响因素的最佳参数水平。结果发现,采用料液比1:50(g/m L)、水浴浸提温度98℃、水浴浸提时间2.5 h、超声功率120 W、超声时间40 min、超声水浴温度60℃的提取条件,菠萝皮渣多糖理论得率为1.67%,实际得率为1.62%,表明该优化工艺合理可行,可用于菠萝皮渣中粗多糖的提取。     

力学模型预测安康鱼鱼片不同温度保藏下的货架期

研究通过对于安康鱼鱼片在30℃、35℃和40℃贮藏条件下的酸价、过氧化值以及菌落总数变化进行测定,利用一级化学反应动力学模型和Arrhenius方程进行货架期模型的建立,从而预测出安康鱼鱼片在不同保藏温度下的货架期。经过计算得出,酸价、过氧化值以及菌落总数预测模型中对应的指前因子k0分别为1.05×106,4.91×106和1.30×103,活化能Ea分别为49.45 k J/mol,52.70 k J/mol和31.98 k J/mol。在25℃,36℃和41℃温度下贮藏验证动力学模型,预测值与实测值的相对误差分别为0.25%,1.74%和3.54%,两者的吻合度较高。另外,根据得出的货架期预测模型预测在30℃,35℃和40℃贮藏条件下,安康鱼鱼片的货架期分别为253,180和129 d。     

赶黄草叶茶总黄酮、游离氨基酸及槲皮素浸出动力学分析

目的:探究赶黄草叶茶冲泡过程中总黄酮、游离氨基酸及槲皮素浸出量随冲泡时间和冲泡温度的变化规律。方法:通过紫外分光光度法、高效液相色谱法(HPLC)测定总黄酮、游离氨基酸和槲皮素浸出量,使用二阶动力学模型和阿伦尼乌斯公式进行动力学拟合、动力学参数计算。结果:在60～100℃范围内冲泡60 min,总黄酮浸出量和槲皮素浸出量随冲泡温度和冲泡时间的增加而增加;60～90℃范围内冲泡60 min,游离氨基酸有相同的浸出规律,温度上升至100℃冲泡20 min后,游离氨基酸热损失较多。二阶动力学模型能较好拟合三者的浸出情况,相关系数高,冲泡温度与二阶速率常数k线性关系良好,总黄酮、游离氨基酸、槲皮素浸出活化能分别为16 628.201,23 415.139,14 975.396 J/mol。结论:赶黄草叶茶中的总黄酮、游离氨基酸和槲皮素浸出量随冲泡时间和冲泡温度变化显著,三者浸出在60～90℃范围内符合二阶动力学模型,可使用该模型对其浸出量进行预测。     

云南栽培玛咖芥子油苷提取工艺的优化

研究了云南栽培玛咖中芥子油苷的提取工艺。采用甲醇为溶剂,在单因素试验的基础上设计正交试验,得到云南栽培玛咖中芥子油苷的最优提取条件,并对超声辅助提取工艺进行研究。结果显示:水浴浸提最优提取条件为,提取温度40℃,料液比1∶50(g∶mL),提取12 h,在此条件下芥子油苷提取率为1.45%。采用超声辅助提取法,在室温下提取20 min,提取率为1.66%。超声辅助提取是一种有效的玛咖芥子油苷提取工艺。