題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項目名稱：
- 油橄欖加工廢棄物的資源化利用研究
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 油橄欖產(chǎn)業(yè)是甘肅省隴南地區(qū)的特色支柱產(chǎn)業(yè)。采用現(xiàn)有技術(shù)加工油橄欖時產(chǎn)生大量的廢渣廢液，造成嚴(yán)重的資源浪費和環(huán)境污染。本文以循環(huán)經(jīng)濟(jì)和資源可持續(xù)利用理念為依據(jù)，采用溶劑萃取、離心沉降、沉淀分離、吸附分離和微生物發(fā)酵技術(shù)，研究開發(fā)了從油橄欖加工廢棄物中提取分離果渣油、橄欖蛋白、多酚和釀造果酒的技術(shù)工藝。為油橄欖加工廢棄物的資源化利用提供了技術(shù)參考。
- 詳細(xì)介紹：
- 油橄欖產(chǎn)業(yè)是甘肅隴南地區(qū)的特色支柱產(chǎn)業(yè)。采用現(xiàn)有技術(shù)加工油橄欖時產(chǎn)生大量的廢渣和廢液，造成很大的資源浪費和環(huán)境污染。本文以循環(huán)經(jīng)濟(jì)和資源可持續(xù)利用理念為依據(jù)，采用溶劑萃取、離心沉降、沉淀分離、吸附分離和微生物發(fā)酵技術(shù)，研究開發(fā)了從油橄欖加工廢棄物中提取分離果渣油、橄欖蛋白、多酚和果酒的技術(shù)工藝。主要結(jié)論如下：（1）在單因素實驗的基礎(chǔ)上利用響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計獲得果渣油的最佳提取工藝為：攪拌速度200 rpm、提取時間3 h、提取溫度55 ℃、料液比1：9（g:ml），此條件下的提油率為9.16 %。（2）在單因素實驗的基礎(chǔ)上利用正交試驗獲得的微波輔助提取油橄欖廢渣多酚的最佳工藝為：料液比1：20、微波功率300W、微波處理時間3min、乙醇濃度60%（v/v），在此優(yōu)化條件下油橄欖果渣多酚的提取含量可達(dá)1.02%。（3）利用離心分離技術(shù)和乙醇沉淀法提取橄欖多酚和蛋白時，最佳的乙醇沉淀濃度為20%（v/v）。（4）以AB-8型大孔樹脂為吸附劑時，在靜態(tài)和動態(tài)吸附條件下可使橄欖多酚的純度分別達(dá)到43.68 %和21.44 %。（5）以橄欖廢液為原料發(fā)酵制備橄欖果酒的最佳工藝為：糖度20 g/L、接種量0.08 g/L、發(fā)酵溫度25℃、主發(fā)酵時間4天、后發(fā)酵6天。（6）通過單因素及正交實驗優(yōu)化利用橄欖渣制備吸水材料的工藝，吸水倍率為845 g/g，吸生理鹽水倍率為121 g/g。添加木質(zhì)素磺酸鈉制備所得吸水材料的吸水倍率為610 g/g，吸生理鹽水倍率為98 g/g。橄欖渣中加入有機(jī)蒙脫土制備所得吸水材料的吸水倍率為547g/g，吸生理鹽水為 94g/g。本文為油橄欖加工廢棄物的資源化利用提供了技術(shù)參考。
作品圖片
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：采用現(xiàn)有技術(shù)加工油橄欖時產(chǎn)生大量的廢渣廢液，利用相關(guān)技術(shù)工藝，實現(xiàn)油橄欖加工廢棄物的綜合利用，減少資源浪費和環(huán)境污染，為企業(yè)提供油橄欖加工廢棄物資源化利用的思路和技術(shù)支持。 思路：我們采用溶劑萃取、離心沉降、沉淀分離、吸附分離和微生物發(fā)酵技術(shù)，研究開發(fā)了從油橄欖加工廢棄物中提取分離果渣油、橄欖蛋白、多酚和制備果酒、吸水材料的技術(shù)工藝。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨特之處
- 科學(xué)性及先進(jìn)性：本文將溶劑萃取、離心沉降、沉淀分離、吸附分離和微生物發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用于油橄欖加工廢棄物的綜合利用中，并且利用Design-Expert、正交設(shè)計助手軟件等對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析優(yōu)化。 獨特處：開發(fā)出了從橄欖渣中二次提取果渣油的工藝技術(shù)、廢棄果渣的改良性利用及橄欖廢液的精制加工技術(shù)，實現(xiàn)對油橄欖加工廢棄物的資源化綜合開發(fā)利用。 具有高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 本作品以循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念為指導(dǎo)，采用溶劑萃取技術(shù)、酶水解技術(shù)和蛋白質(zhì)吸附沉淀分離技術(shù)，利用油橄欖加工廢渣生產(chǎn)果渣油和橄欖多酚，制備吸水材料，對油橄欖加工廢液進(jìn)行分離精制用以生產(chǎn)橄欖蛋白和保健飲品。通過本課題研究可促進(jìn)隴南油橄欖廢棄物的再利用，為隴南特色農(nóng)產(chǎn)品的深加工及其加工廢棄物的綜合開發(fā)利用提供技術(shù)支持。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 油橄欖產(chǎn)業(yè)是甘肅隴南地區(qū)的特色支柱產(chǎn)業(yè)。采用現(xiàn)有技術(shù)加工油橄欖產(chǎn)生大量廢渣廢液，本作品采用溶劑萃取、離心沉降、沉淀分離、吸附分離和微生物發(fā)酵技術(shù)，開發(fā)了從油橄欖加工廢棄物中提取分離果渣油、橄欖蛋白、多酚，制備果酒、吸水材料的工藝。結(jié)論為:(1)優(yōu)化設(shè)計獲得果渣油的最佳提取工藝為：攪拌速度200 rpm、提取時間3 h、提取溫度55 ℃、料液比1：9（g:ml），此條件下的提油率為9.16 %。（2）優(yōu)化微波輔助提取油橄欖廢渣多酚的最佳工藝為：料液比1：20、微波功率300W、微波處理時間3min、乙醇濃度60%（v/v），在此條件下油橄欖果渣多酚的提取含量可達(dá)1.02%。（3）利用離心分離技術(shù)和乙醇沉淀法提取橄欖多酚和蛋白時，最佳的乙醇沉淀濃度為20%（v/v）。（4）以AB-8型大孔樹脂為吸附劑時，在靜態(tài)和動態(tài)吸附條件下可使橄欖多酚的純度分別達(dá)到43.68 %和21.44 %。（5）以橄欖廢液為原料發(fā)酵制備橄欖果酒的最佳工藝為：糖度20 g/L、接種量0.08 g/L、發(fā)酵溫度25℃、主發(fā)酵時間4天、后發(fā)酵6天。（6）通過單因素及正交實驗優(yōu)化利用橄欖渣制備吸水材料的工藝。
獲獎情況
- 1.本作品榮獲本省“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽特等獎。2. 本作品榮獲本?！疤魬?zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽一等獎。 3. 孔維寶, 李陽, 白萬明, 許曉卉, 等. 微波輔助提取油橄欖果渣多酚的工藝研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2011, 37（4）：63-67。 4. 李陽, 陳琛, 孔維寶, 等. 甘肅隴南市油橄欖產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與建議[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)科技, 2010（6）：45-47. 5. 孔維寶，張鋒，楊曉龍，趙娜，張繼. 油橄欖果渣油的提取工藝及其脂肪酸組成研究[J]. 中國油脂，已接受。 6. 一種從油橄欖加工廢渣中同時提取果渣油和多酚的方法[P]. 技術(shù)發(fā)明專利（中國）, 提交申請中。 7. 本課題獲得2009年度本校大學(xué)生學(xué)術(shù)科研項目資助。 8. 本課題研究獲得國家科技支撐計劃項目“隴南地區(qū)災(zāi)后住宅重建與特色農(nóng)產(chǎn)品快速生產(chǎn)技術(shù)集成與示范”（2008BAK51B05）、科技部科技人員服務(wù)企業(yè)行動項目“隴南油橄欖加工廢棄物資源化關(guān)鍵技術(shù)研究”（2009GJG10004）資助。
鑒定結(jié)果
- 2010年，“隴南油橄欖資源利用關(guān)鍵技術(shù)研究”項目通過本省科學(xué)技術(shù)廳組織的成果鑒定。
參考文獻(xiàn)
- [1] 周存山, 馬海樂, 胡文彬. 條斑紫菜多糖提取工藝的優(yōu)化[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報, 2006, 22(9): 192-197. [2] 進(jìn)出口油料游離脂肪酸、酸價測定方法[S]. SN/T 0803.8-1999. [3] 王志魁. 化工原理第三版[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2007: 234 -236. [4] 油脂過氧化值測定[S]. GB/T 5538-1995. [5] Rastogi N K, Rashmi K R. Optimisation of enzymatic liquefaction of mango pulp by response surface methodology [J]. Eur Food Res Technol, 1999, 20: 57-62. [6] Nick K, Chioua A, Mylona A. Recovery and distribution of natural antioxidants (α-tocopherol, polyphenols and terpenic acids) after pan-frying of Mediterranean finfish in virgin olive oil [J]. Food Chemistry, 2007,100 (2) :509-517. [7] 陳素艷，鄧清蓮，巫晶晶，等. 超聲波法從茶葉中提取苯多酚［J］.渤海大學(xué)學(xué)報, 2005, 26 (4): 316-319. [8] 劉清，姚惠源，楊赟，等. 超聲波提取大麥類活性物質(zhì)的研究［J］.食品科技, 2006 (5): 26-29. [9] 油脂過氧化值測定[S]. GB/T 5538-1995. [10] 楊會成，曾名勇，劉尊英，等. 超聲波、微波復(fù)合提取海帶多酚的工藝研究. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2007, 33(11): 132-135.
同類課題研究水平概述
- 甘肅省隴南市武都區(qū)是目前全國最大的油橄欖種植基地，截止2008年底，該區(qū)油橄欖種植面積達(dá)4.5萬畝，產(chǎn)量約1500噸，產(chǎn)值約3000萬元，油橄欖產(chǎn)業(yè)成為隴南市的特色支柱產(chǎn)業(yè)。若按現(xiàn)有生產(chǎn)工藝直接排放會造成巨大的資源浪費和環(huán)境污染。目前油橄欖油的提取方法有壓榨法、溶劑提取法、回流法、超聲波輔助提取法、微波輔助提取法和超臨界CO2萃取法等。壓榨法壓榨后的餅殘油量高，出油效率較低，動力消耗大，零件易損耗，適合小規(guī)模的油脂加工企業(yè)；回流法有效成分因長時間受熱發(fā)生部分降解；超聲波法雖然是一種新型的提取技術(shù)，提取速度快，得率高，但就目前而言工業(yè)化設(shè)備能耗高，噪聲大；微波輔助提取法選擇性高、操作時間短、溶劑消耗量少，但設(shè)備泄漏的微波輻射會給人體造成慢性損傷；超臨界CO2萃取法提取速度快且安全性高，但目前國產(chǎn)的超臨界萃取設(shè)備容積偏小，無法滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需要，而進(jìn)口設(shè)備價格十分昂貴。本項目選用溶劑提取技術(shù)提取油橄欖果渣中殘留的橄欖油，同上述方法相比溶劑提取法具有設(shè)備簡單、成本低、見效快，適于工業(yè)化生產(chǎn)等無可比擬的優(yōu)點。目前，國外也大多采用有機(jī)溶劑提取殘留的榨油，萃取出油率可達(dá)7%，主要作為工業(yè)油。而我國目前工業(yè)用油除了進(jìn)口外，相當(dāng)一部分是利用天然橄欖油，這造成本地資源嚴(yán)重浪費，同時提高了工業(yè)用油的成本。并且當(dāng)前，溶劑萃取技術(shù)和蛋白質(zhì)分離純化技術(shù)在油脂和蛋白質(zhì)的提取中已應(yīng)用成熟，但是這些技術(shù)均未在油橄欖加工廢棄物的綜合開發(fā)中應(yīng)用，具有良好的開發(fā)潛力。本項目在實施過程中，通過比較有機(jī)溶劑提取法，超聲波提取提取技術(shù)，微波提取，生物酶解提取技術(shù)在橄欖多酚提取上的效率，最終綜合多方因素，首次采用微波輔助有機(jī)溶劑提取方式對橄欖多酚進(jìn)行提取。并利用微生物發(fā)酵工藝在生產(chǎn)中尋找最適宜的發(fā)酵條件生產(chǎn)高品質(zhì)的橄欖果酒。利用天然廢棄物橄欖渣、橄欖葉為原料，采用微波輻射技術(shù)，以過硫酸鉀為引發(fā)劑，N, N-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑合成了一種橄欖果渣、葉接枝聚合丙烯酸/ 丙烯酰胺(AA/ AM) 的高吸水性樹脂。與傳統(tǒng)的方法相比，既充分利用了廢棄物，又降低了成本，具有很好的應(yīng)用前景。本課題針對甘肅省隴南市油橄欖企業(yè)在實際生產(chǎn)中所面臨的重大問題，上述的多項技術(shù)，開發(fā)從橄欖渣中二次提取果渣油的工藝技術(shù)、廢棄果渣的改良性利用及橄欖廢液的精制加工技術(shù)，實現(xiàn)對油橄欖加工廢棄物的資源化綜合開發(fā)利用。
