D354树脂对冰葡萄汁、冰酒中有机酸和总酚的吸附规律探究

发布时间：2020-06-17 12:54

【摘要】：由于冰葡萄种植区域位置、环境条件、海拔高度等因素的影响,到冰葡萄采收时,其品质也有很大的差别。冰葡萄的品质直接影响到冰酒的质量。辽宁桓仁某些种植区域的冰葡萄在压榨取汁、发酵成酒后出现了酸度较高、有后苦的问题,因此,必须通过建立一种针对冰葡萄汁和冰酒降酸、脱苦的方法,解决冰酒出现的上述问题,进一步提升冰酒的品质,使其达到国际优质水平。本研究以酸度较高、苦味较重的冰葡萄汁和冰酒为研究对象,利用D354弱碱性阴离子交换树脂(以下简称“D354树脂”)分别在0℃、10℃和20℃下对冰葡萄汁及冰酒中直接影响酸度和苦味的成分——有机酸、总酚进行静态吸附实验,探究了D354树脂对冰葡萄汁、冰葡萄酒中总酸、总酚的静态吸附动力学、热力学和等温线机理,并探究了冰葡萄汁和冰酒中主要的五种单一有机酸随树脂静态吸附过程的变化规律。结果表明:(1)D354树脂对冰葡萄汁、冰酒的静态吸附曲线研究随吸附温度的升高,D354树脂对冰葡萄汁、冰酒有机酸和总酚的吸附速率显著提高。在0℃、10℃和20℃条件下,D354树脂对冰葡萄汁总酸的平衡吸附量分别为151.69 mg/g、190.09 mg/g、222.16 mg/g;对冰葡萄汁总酚的平衡吸附量分别为3.65mg/g、4.20 mg/g、4.67 mg/g;D354树脂对冰酒总酸的平衡吸附量分别为144.00 mg/g、189.20 mg/g、219.22 mg/g;对冰酒总酚的平衡吸附量分别为2.35 mg/g、2.70 mg/g、2.99 mg/g。由此可见,随吸附温度的提高,D354树脂对冰葡萄汁、冰酒中总酸、总酚的最大平衡吸附量也不断升高。(2)D354树脂对冰葡萄汁、冰酒的静态吸附动力学研究对D354树脂静态吸附冰葡萄汁、冰酒中总酸和总酚的数据进行拟一阶动力学模型、拟二阶动力学模型拟合,结果表明拟二阶动力学模型拟合效果更好(R~20.9980),模型拟合得到的理论平衡吸附量与实际吸附量非常相似,D354树脂吸附冰葡萄汁、冰酒中总酸和总酚的过程符合拟二阶动力学模型,Elovich拟合模型也进一步验证了该结论;确定了D354树脂对冰葡萄汁、冰酒总酸和总酚的拟二阶动力学方程;利用W-M动力学模型对静态吸附实验数据进行拟合拟合,拟合效果较好(R~20.9400),结果表明整个静态吸附过程受粒内扩散和液膜扩散共同控制。(3)D354树脂对冰葡萄汁、冰酒的静态吸附热力学和等温线研究对D354树脂吸附冰葡萄汁、冰酒中总酸和总酚的吸附等温线数据进行拟合,结果表明D354树脂吸附冰葡萄汁、冰酒总酸和总酚的吸附过程更加符合Langmuir等温线模型(R~20.9980);Langmuir等温线模型参数显示,D354树脂对冰葡萄汁、冰酒中总酸和总酚的吸附过程为吸热反应,反应较易进行,进一步验证了静态吸附动力学实验结论;对D354树脂静态吸附热力学参数进行计算分析,其中,吸附焓变ΔH0,吸附自由能变ΔG0,吸附熵变ΔS0,说明D354树脂对冰葡萄汁、冰酒总酸和总酚的吸附过程是可自发进行的,该过程与温度密切相关,温度越高,反应越容易进行。(4)D354树脂对冰葡萄汁、冰酒的单一有机酸的吸附规律探究实验分析了冰葡萄汁、冰酒中六种主要有机酸,包括酒石酸、苹果酸、柠檬酸、乙酸、乳酸、琥珀酸;通过对D354树脂对冰葡萄汁、冰酒的静态吸附实验过程的样品进行高效液相色谱检测,分析冰葡萄汁、冰酒中六种主要有机酸随D354树脂静态吸附过程的变化,结果表明:在吸附前5 min,D354树脂对六种有机酸进行了吸附过程,有六种机酸含量明显降低;随吸附的进一步进行,由于冰葡萄汁及冰酒的六种有机酸与D354树脂吸活性吸附位点的亲和力不同,在整个静态吸附过程中,六种有机酸之间存在树脂活性位点上的置换现象,使得六种有机酸在不同温度的静态吸附过程中的变化呈现出多样性。
【学位授予单位】：烟台大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS262;TQ424

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