毕业答辩-超声波辅助提取人参多糖的工艺设计研究

超声波辅助提取人参多糖的工艺设计研究论文部分研究背景1、人参逐年减产2、参产品市场不断升温3、人参的供需不平衡4、我国参产品发展现状2005年起，人参的种植面积已经在连续的7年减少，2011年同比减少10%。人参的价值从药品渗透到保健、食品、饮料、美容等多个领域。国际市场对人参及其产品也日渐青睐。“回归自然”新潮流的兴起。2010年，吉林全省以全球的60%人参出口量，却区区获得了世界18%的贸易额。在世界人参竞争中，韩国人长期捡着大漏。一直以来，韩国将我国东北生产的人参大量购买，然后进行精加工，却能以收购价格的十几到几十倍远销西方、东南亚，甚至能立足中国市场。中国的人参开发较少，产业低端，没有形成规模和品牌人参多糖概述人参多糖的组成人参多糖的结构人参多糖的应用提取过人参皂苷的人参中，含蛋白质约5%，多糖约为89%，而多糖中80%为人参淀粉。糖类包括半乳糖醛酸，葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖及半乳糖醛酸。人参多糖不包含木糖。一、免疫调节作用二、抗肿瘤作用三、抗病毒作用四、抗溃疡五、降血糖、血脂作用六、抗衰老作用七、植物多糖修饰可增加生物活性1、高碘酸氧化（Smith降解）：单糖残基之间有（1→3）连接或分支结构，同时也有（1→4）和（1→6）连接。2、GLC分析：果胶中除半乳糖醛酸互相连接外，半乳糖醛酸夹杂与半乳糖或者其它糖连接。人参多糖中的蛋白糖，可能是半乳糖酸酸与蛋白质中的氨基酸连接的。3、用硫酸水解，再经乙醇和丙酮分步沉淀：阿拉伯糖、鼠李糖很可能处在分子的外部边缘。人参多糖中的半乳糖醛基是以（1→4）线性连接，且大多存在分支，支链有可能是鼠李糖，而半乳糖残基则可能由（1→3）与（1→6）连接。4、红外光谱分析：半乳糖醛酸残基可能为α-糖甙链，半乳糖残基可能为β-糖甙链。多糖的提取方法1、溶剂提取法2、稀酸提取法3、碱提取法4、酶提取法5、超滤提取法6、超声波辅助提取法7、微波提取法8、工业生产超声波辅助提取原理1、超声波的振动，引起媒质溶液剧烈地振动；2、超声波有空化的作用。空化泡会迅速涨大破裂，同时在极小的空间内释放出巨大的能量。3、细胞结构的改变，使细胞内的有效成分溶解于溶剂。超声波辅助提取人参多糖1、实验材料及试剂 苯酚，分析纯，北京东方化工厂； 葡萄糖，分析纯，北京东方化工厂； 浓硫酸，分析纯，北京东方化工厂； 乙醇，分析纯，北京东方化工厂； 人参，吉林省白山市，2012年产。超声波辅助提取人参多糖1、实验材料及试剂2、仪器及设备超声波细胞粉碎机，JY92-2D，宁波新芝生物科技股份有限公司；紫外可见光谱仪，UV757CRT，上海分析仪器厂；台式离心机，YS-04，北京燕山正德机械设备有限公司；电子天平，BT255，德国赛多利斯；高速万能粉碎机，FW-200，北京中兴伟业仪器有限公司。超声波辅助提取人参多糖1、实验材料及试剂2、仪器及设备3、提取过程人参洗净烘干粉碎人参粉85%乙醇沉淀滤液过滤超声波辅助提取真空抽滤滤渣多糖超声波辅助提取人参多糖1、实验材料及试剂2、仪器及设备3、提取过程4、检测方法

苯酚硫酸法苯酚硫酸法1、绘制标准曲线各取2mL不同浓度标准葡萄糖溶液于带塞的试管，加入5%苯酚溶液1mL，混匀，马上滴加5mL的浓硫酸，室温静置5min，沸水浴15min，冷却到常温，放入紫外分光光度计扫描波长。先测得在487nm处得到最大吸收峰，6号试管以蒸馏水代替葡萄糖为空白对照代。苯酚硫酸法1、绘制标准曲线苯酚硫酸法1、绘制标准曲线2、向1g人参提取的多糖中加50mL的蒸馏水配成溶液，稀释500倍后，往比色皿中加2mL稀释液,采用苯酚-硫酸法比色定量人参中的多糖,按照以下公式计算出人参多糖的得率。实验结果与讨论1、超声波功率对人参多糖得率的影响 设定超声提取30min、料液比m（人参粉）：m（蒸馏水）=1：50、温度50℃的条件下，利用超声波辅助提取人参多糖，研究超声波功率对人参多糖得率的影响。实验结果与讨论1、超声波功率对人参多糖得率的影响实验结果与讨论1、超声波功率对人参多糖得率的影响分析原因，当超声波提取时间一定，超声波对植物细胞的的破碎效率受限于超声功率的大小，功率越高，造成的机械振动越强，然而，超声功率的过大也会造成多糖分子中糖苷键的断裂，影响了多糖的得率。实验结果与讨论1、超声波功率对人参多糖得率的影响2、超声波作用时间对人参多糖得率的影响设定超声功率为200W、料液比m(人参粉):m(蒸馏水)=1:50、温度50℃的条件下，考察不同的超声提取时间对多糖得率产生的影响实验结果与讨论1、超声波功率对人参多糖得率的影响2、超声波作用时间对人参多糖得率的影响实验结果与讨论1、超声波功率对人参多糖得率的影响2、超声波作用时间对人参多糖得率的影响分析原因，超声波破碎细胞壁需要短暂时间，时间越短，破碎程度越低、溶出物越少、得率就越低；时间过长，细胞被破碎过头，溶出的杂质相应增多，人参多糖的得率也就随着降低，并且超声波在过长时间的作用会导致大分子多糖发生断裂，使提取中的损失增多，减少多糖的得率。实验结果与讨论1、超声波功率对人参多糖得率的影响2、超声波作用时间对人参多糖得率的影响3、料液比对人参多糖得率的影响设定超声波功率为200W、作用时间30min，温度50℃的条件下，研究不同料液比即m(蒸馏水):m(人参粉)能对人参多糖得率产生的影响实验结果与讨论1、超声波功率对人参多糖得率的影响2、超声波作用时间对人参多糖得率的影响3、料液比对人参多糖得率的影响实验结果与讨论1、超声波功率对人参多糖得率的影响2、超声波作用时间对人参多糖得率的影响3、料液比对人参多糖得率的影响分析原因，溶剂的增加，会更加有利于多糖的溶解，然而人参干粉有很强的溶胀性，且包含大量胶质，加过多水时，对多糖溶出不利。实验结果与讨论1、超声波功率对人参多糖得率的影响2、超声波作用时间对人参多糖得率的影响3、料液比对人参多糖得率的影响4、提取温度对人参多糖得率的影响设定超声功率为200W、料液比m（人参粉）：m（蒸馏水）=1：50、提取30min，研究不同温度下人参多糖得率。实验结果与讨论1、超声波功率对人参多糖得率的影响2、超声波作用时间对人参多糖得率的影响3、料液比对人参多糖得率的影响4、提取温度对人参多糖得率的影响实验结果与讨论1、超声波功率对人参多糖得率的影响2、超声波作用时间对人参多糖得率的影响3、料液比对人参多糖得率的影响4、提取温度对人参多糖得率的影响在最初阶段多糖得率与提取温度成正相关，但温度在50℃以上,增长已趋于平缓，从50℃到70℃多糖得率基本不变，因此从多糖得率和能源耗,费平衡考虑，最佳提取温度不宜太高。实验结果与讨论正交实验：因素水平表正交实验方案及结果实验结果与讨论最佳提取工艺设计由极差分析可知，影响人参多糖得率的主次因素是：超声功率>作用时间>液料比>提取温度。提取最佳工艺条件为A2B1C2D2，即提取时间30min，超声波功率200W，提取温度50℃，液料比为1：50。由于此条件未出现，按此条件再进行3次验证试验，人参多糖的平均得率高达到47.2%，优于正交表中的最高得率，表明最佳的提取工艺条件可行。设计部分1.设计工厂名称：长春和平碳酸功能饮料股份有限公司2.设计单位名称：军需科技学院食品科学与工程08级3.设计者：李耿4.品种：人参多糖功能性碳酸饮料5.年产：3600t6.销售方式：国内销售，（70%内销，30%销往周边）设计总论工厂组成

本公司工厂由工艺环节、非工艺环节构成。其中工艺环节主要是生产车间；非工艺环节主要包括生产辅助部门，生活设施，公共系统几个部分组成。 生产辅助部门：化验室、仓库、工厂运输、机修车间等。 生活设施：办公楼、食堂、更衣室、浴室、厕所等。 公共系统：给排水、供电及自控系统、供气系统、采暖与通风系统、制冷系统。工作制度年工作日：300天（每月薪25天工作日）班次：每个月为三班生产每班工作时间：8小时劳动定员生产方案产品工艺流程饮用水水处理人参粉

超声波辅助提取调和剂、香精冷却↓↓人参多糖→溶解→过滤→糖浆调和→冷却→混合机←CO2

罐装机→瓶装机→压盖机→混匀机↑↓瓶→洗净→空瓶检查制品检查↓成品物料衡算原料水4.5t↓过滤净化→去除水中的杂质0.1t净化后的水4.4t人参0.12t↓软化→损失0.15t↓提取多糖→损失0.35t配料0.45t→软化后的水4.25t人参多糖0.05t↓混合搅拌→损失0.5t饮料成品4.25t↓瓶装压盖→损失0.25t瓶装后的饮料4t设备选型表辅助部门设计仓库研发中心工厂运输蓄水池水泵