超音波提取過程中柑桔皮渣多酚成分的穩定性機理研究

《超音波提取過程中柑桔皮渣多酚成分的穩定性機理研究》是依託浙江大學，由葉興乾擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：超音波提取過程中柑桔皮渣多酚成分的穩定性機理研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：葉興乾
• 項目類別：面上項目

項目摘要

從柑橘皮渣中提取其特有的多酚物質是柑橘皮渣深度轉化和綜合利用的有效途徑之一。超音波輔助提取由於高提取率、低成本的特性已用於多酚物質的提取分離中。然而超音波由空化效應引起的化學效應和多酚物質本身的不穩定性可能導致該技術套用產生負面效應。本項目以柑桔皮渣中具有代表性的不同種類的類黃酮和酚酸為研究對象，結合綠色提取的理念對在超音波提取過程中多酚物質的穩定性和降解規律進行基礎科學研究。具體內容包括：超聲處理的聲學、環境因素對模擬體系中代表性類黃酮和酚酸穩定性影響的規律；超聲處理的聲學、環境、物料因素對柑桔皮中類黃酮和酚酸的提取量影響的規律；代表性類黃酮和酚酸的降解機制；新的提取方法和控制降解的方法的建立。本項目旨在揭示柑桔多酚物質在超音波處理條件下的穩定性機理，為有效控制柑桔多酚超音波輔助提取中化學效應的難題建立奠定理論和技術基礎，以期為我國柑桔加工產業開拓新的經濟成長點。

結題摘要

本項目完成了申請書計畫的研究內容，完成預期的研究目標和研究成果。相關的研究成果發表SCI論文8篇，EI論文1篇，國內期刊論文3篇，獲得授權國家發明專利2項。培養博士後1名，博士2名，碩士2名。實際的研究成果和人才培養超過預期的計畫。 主要取得的研究成果如下： （1）發現了脈衝模式下超音波聲化效應的變化規律。當脈衝寬度為0.1s時，脈衝超聲沒有聲化效應；當脈衝寬度為0.1s到1s時，脈衝超聲的聲化效應與連續超聲相比其聲化效應要弱；當脈衝寬度為1到9s時，脈衝超聲的聲化效應與連續超聲相比其聲化效應沒有明顯的規律，有時高、有時低、有時相同。連續超聲的聲化效應隨著時間的增強而下降，而脈衝超聲的聲化效應在有的條件下可以保持不變，而有的條件下有輕微的下降。 （2）發現了超聲場對柑橘中的主要黃酮和酚酸的穩定性的影響規律，並進一步構建了兩種有降解的酚酸（咖啡酸和芥子酸）的降解動力學模型，並對降解產物的結構進行了初步分析和推測。結果發現柑橘中的主要的12種黃酮在超聲場中是穩定的，而七種酚酸中除了咖啡酸和芥子酸有降解外其餘5種也是穩定。咖啡酸和芥子酸在溶劑80%乙醇中的降解率最大，咖啡酸和芥子酸在溶劑80%乙醇中的降解率隨著溫度的增加而降低，這一現象與經典的化學反應理論（Arrhenius (阿侖尼烏斯)）是相悖；咖啡酸和芥子酸的降解率，隨液面高度的增加而降低，咖啡酸和芥子酸在-5到25℃的範圍內降解反應符合零級動力學模型，兩種酚酸都發生了降解和聚合反應。 （3）綜合考慮超聲場中柑橘多酚的穩定性和提取率，建立了一種超音波輔助提取柑橘多酚“綠色提取工藝, 以乙醇為介質，具有無毒、高效和易循環利用的優點。 本項目的研究結果揭示了柑桔多酚物質在超音波處理條件下的穩定性規律，建立了以綠色溶劑乙醇為介質的超音波輔助提取柑橘多酚的方法，有效的解決了柑桔多酚超音波輔助提取中化學效應的難題，為我國柑桔加工產業開拓新的增長點。