基本信息
- 項目名稱：
- 紫蘇黃酮綠色工藝探索--超聲波輔助提取及微膠囊包埋技術(shù)研究
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 分析市場前景，確定利用紫蘇提取加工紫蘇黃酮。分析總結(jié)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，設(shè)計出一條低成本、高得率、高品質(zhì)、綠色環(huán)保、低碳節(jié)能，利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的工藝流程。 本項目采用超聲波輔助技術(shù)，提高得率，縮短提取時間，提升產(chǎn)品品質(zhì)，同時又降低生產(chǎn)成本，降低能耗。另外，合理利用副產(chǎn)物，廢料及回收的試劑等，增加額外的經(jīng)濟效益。通過微膠囊包埋技術(shù)對所得黃酮進行處理，改善黃酮的功能性質(zhì)與穩(wěn)定性。
- 詳細介紹：
- 本項目利用超聲波輔助技術(shù)從紫蘇中提取黃酮，并進一步將提取所得黃酮進行微膠囊包埋處理。通過超聲波輔助技術(shù)達到安全、低耗、無化學藥劑殘留的目標，同時提高了產(chǎn)率，做到了綠色安全、低碳環(huán)保。另一方面，在本項目中，黃酮是一類易氧化變質(zhì)的物質(zhì)，而采用微膠囊包埋技術(shù)制得的產(chǎn)品有良好的功能性質(zhì)和貯藏的穩(wěn)定性，使用方便，可以解決傳統(tǒng)工藝所不能解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。然后，將通過微膠囊化后，獲得的溶解性好，并且掩蓋了黃酮本身的特殊氣味，便于保藏與使用的紫蘇黃酮應(yīng)用于紫蘇油、醬油的抗氧化等方面，推廣紫蘇黃酮的應(yīng)用。 本項目中的關(guān)鍵技術(shù)在于紫蘇黃酮提取和微膠囊包埋兩個模塊。 （1）本項目利用超聲波輔助技術(shù)優(yōu)化工藝，然而，乙醇的濃度、提取時間、提取溫度、料液比等因素對提取率的影響至關(guān)重要，因此，在本項目中，確定最佳提取條件尤為關(guān)鍵。 （2）微膠囊包埋技術(shù)的操作中，適宜壁材的選擇、噴霧干燥切割時間、干燥溫度、泵速等因素是包埋成功的關(guān)鍵。 通過單因素實驗與和正交試驗分析，確定了超聲波輔助提取工藝和微膠囊包埋技術(shù)的最佳工藝條件分別為：①乙醇濃度60%、提取溫度50℃、料液比1:10、提取60min，此工藝條件下，得率為0.72%；②壁材比2:7、干燥時間8min、干燥溫度210℃、泵速15r/min，此工藝條件下，包埋率為90.12%。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本項目是為了通過學習研究從紫蘇中提取黃酮的現(xiàn)有技術(shù)，優(yōu)化工藝流程，提高產(chǎn)品得率與品質(zhì)，充分利用生產(chǎn)資源，降低生產(chǎn)成本，做到綠色環(huán)保、低碳節(jié)能，實現(xiàn)工廠化生產(chǎn)。同時通過實驗研究微膠囊包埋的關(guān)鍵技術(shù)，利用微膠囊包埋技術(shù)提高紫蘇黃酮的功能性質(zhì)和貯藏的穩(wěn)定性。并充分利用提取過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，回收利用提取劑，將生產(chǎn)廢料進行再加工，節(jié)約資源，降低成本，獲得額外的經(jīng)濟效益，利于推廣紫蘇黃酮的生產(chǎn)與應(yīng)用。
科學性、先進性及獨特之處
- 紫蘇根莖葉中富含黃酮，提取率較高，來源廣泛，因此，本項目率先使用價格低廉的紫蘇進行黃酮提取，以降低生產(chǎn)成本；利用超聲波輔助技術(shù)，確定最佳工藝條件，提高得率、降低能耗，同時保證了品質(zhì)；采用微膠囊包埋技術(shù)對提取純化所得黃酮進行穩(wěn)定化處理，使產(chǎn)品獲得良好的功能性質(zhì)和儲藏的穩(wěn)定性；充分利用提取過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，回收利用提取劑，并且將生產(chǎn)廢料進行再加工，節(jié)約資源，降低成本，獲得額外的經(jīng)濟效益。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 黃酮對人體有抗氧化等多種功效，目前市場需求量大，但因生產(chǎn)成本高、工藝復雜等問題，造成黃酮有市無價。 通過對提取工藝的優(yōu)化及微膠囊包埋技術(shù)的后期加工處理，有效提高黃酮的得率，改善功能性質(zhì)與穩(wěn)定性。傳統(tǒng)工藝經(jīng)過優(yōu)化后，做到了工藝流程簡單，設(shè)備成本低，試劑可重復利用，并且可將提取過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物進一步加工制成精油，充分利用了原材料，追加成本小，增加了經(jīng)濟效益，利于實現(xiàn)工廠化生產(chǎn)。
學術(shù)論文摘要
- 采用超聲波輔助技術(shù)，從紫蘇葉中提取黃酮，并進一步對提取所得的黃酮進行微膠囊包埋處理。通過單因素實驗與正交試驗分析，確定黃酮提取工藝最佳條件：乙醇濃度60%，提取溫度50℃、料液比1:10，提取時間按60min，此工藝條件下，黃酮得率為0.72%；微膠囊包埋最佳工藝條件：壁材比（乳清蛋白：β-環(huán)糊精）2:7，噴霧干燥中切割時間8min、干燥溫度210℃、泵速15ｒ／min，此工藝條件下，包埋率為90.12%。同時精制副產(chǎn)品，以期實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 本作品確為學生課外學術(shù)科技活動成果。作品創(chuàng)新性強，且具有較強的現(xiàn)實意義。
參考文獻
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同類課題研究水平概述
- 近年來， 隨著對紫蘇含有的多種營養(yǎng)成分和活性物質(zhì)的深入研究，其開發(fā)利用價值也正日益成為世界性的熱門研究課題。日本從20世紀60年代就開始了對紫蘇的研究，并開發(fā)出了保健食用油、保健食品（如餅干、點心等）、紫蘇茶、紫蘇飲料、紫蘇醬油、紫蘇增白霜、藥品等，目前處于領(lǐng)先地位。美國、加拿大、韓國對紫蘇的開發(fā)研究也各有特色，如美國已將紫蘇列入抗癌食品研制計劃等。目前，我國對紫蘇的成分、生理功能及開發(fā)利用也進行了大量的研究，開發(fā)了紫蘇調(diào)和油、紫蘇保健醬油、紫蘇啤酒、紫蘇天然飲料、紫蘇葉保健茶等。 目前，國內(nèi)外對紫蘇的研究，多集中在紫蘇籽油、紫蘇茶飲的研發(fā)上，且已有部分項目投入生產(chǎn)，但對于從紫蘇葉中提取黃酮及大量副產(chǎn)物的研究多處于實驗階段，還未實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。而關(guān)于該項目的大規(guī)模生產(chǎn)，工藝流程是其中一大局限因素，其余的因素如原料、加工技術(shù)水平等也影響較大。 現(xiàn)階段，我國國內(nèi)相關(guān)紫蘇提取工藝較為傳統(tǒng)，工藝大多大量使用各種化學試劑，耗時長，產(chǎn)品中易存在化學試劑的殘留，較難保證食品安全，同時，大量使用化學試劑，也是對環(huán)境的一大危害。另外，也有一些項目采用非化學法提取黃酮，但是由于這些方法生產(chǎn)率較低，成本投入高，不利于投入生產(chǎn)。而本項目正好解決了安全性與生產(chǎn)效率的問題。 關(guān)于微膠囊包埋技術(shù)，這一技術(shù)始創(chuàng)于20世紀50年代，當時用于無碳復寫紙的制造。在國外，這一技術(shù)目前已經(jīng)相當成熟，廣泛應(yīng)用于各行業(yè)，如醫(yī)藥、食品、日化用品、印刷、涂料、油墨等行業(yè)，尤以醫(yī)藥與食品行業(yè)應(yīng)用最廣。而在國內(nèi)，這一技術(shù)與國外相比存在較大的差距，但是這幾年也有了迅速的發(fā)展，雖然投入生產(chǎn)的項目偏少，但微膠囊技術(shù)的應(yīng)用研究已經(jīng)開始滲透進各行業(yè)。現(xiàn)在，這一技術(shù)在其他項目（如VE的微膠囊制備）的應(yīng)用意見較多報道，但有關(guān)紫蘇黃酮微膠囊包埋關(guān)鍵技術(shù)的研究報道幾乎沒有。這一技術(shù)的開發(fā)研究對于紫蘇黃酮的深加工具有重大意義。
