微波技术在明胶绿色高效制备中的应用
发布时间：2022-01-24 02:41
由于明胶生产工艺的限制,明胶的工业生产存在生产周期长,能源消耗大,酸碱使用量多,高碱、高钙、高COD废水排放量巨大等问题,严重影响当地居民的生产生活环境,明胶生产的高污染高能耗加之高额的生产废料处理成本,不利于明胶企业的绿色可持续发展。为解决传统明胶生产中存在的明胶化酸碱使用量大,热提取周期长的问题,本研究首先探寻微波辅助提取替代传统水浴提取的效果,以期缩短明胶热提取时间;同时创新性的提出不需要使用酸碱的微波-快速冻融耦合明胶化法,探究该方法生产工艺关键点,表征其明胶特性,最后进行微波-快速冻融耦合明胶化机理初探,以期实现明胶的绿色清洁制备,为明胶产业的健康发展提供理论基础,具体研究结果如下:（1）研究明胶的微波辅助提取技术（MAE）。结果表明,短时微波辅助提取（530 min）凝胶强度最高,但提取率低于传统水浴提取（WBE）;随着微波辅助提取时间的延长,高分子量亚基降解,明胶提取率上升,凝胶强度下降。与传统水浴相比,短时微波辅助提取的明胶形成凝胶速度较慢,但经过足够长时间（1618h）成熟后,可以形成更加稳定的类三螺旋网络。这是因为虽然微波...
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
酸诱导胶原明胶化的分子机制Fig1.1Molecularmechanismofacid-inducedcollagengelatinization
大多数公司的年产量只有几百吨。主要原因之一是明胶生产的严重污染。近年来，青海明胶、华泰明胶等具有一定规模的内资企业由于污染对当地居民的影响而被曝光，甚至引起了一些群体性事件，许多小型明胶企业已经关闭。在提倡“绿水青山就是金山银山”的政策背景下，明胶工业的发展受到严重制约。明胶生产的两大环节：明胶化和热提取是明胶产业污染严重、能源消耗大等问题的主要源头。目前，我国明胶生产主要采用酸碱法，其工艺过程消耗大量的酸和碱，以及大量的水，存在严重的污染排放问题。大多数国内明胶生产都使用碱法，图1.2是碱法生产骨明胶的工艺环节示意图[26]。图1.2碱法生产骨明胶工艺流程图Fig1.2Processflowchartofbonegelatinproductionbyalkalimethod由图1.2可以看出，骨明胶生产过程含有大量残留的骨渣、胶渣和石灰渣。同时粉尘污染、烟雾和恶臭将严重影响当地居民的生产生活环境。明胶工业的主要污染源仍然是明胶生产的废水，其径流量很大，特别是碱法生产中，大量的高
时，则提取率非常低。在此基础上，Chen等[31]采用超高压稀酸法有效诱导猪皮胶原蛋白明胶化。明胶化时间在90min以内，并且明胶具有良好的凝胶性能；Zhang[32]以及于玮等[33]研究了超高压协同稀酸诱导的猪皮胶原蛋白明胶化的机理，结果表明，在超高压下使用稀酸作为介质，可以有效地促进稀酸向胶原蛋白的渗透，并加速胶原共价交联的破坏。同时，超高压会破坏胶原分子中的氢键，并同时在分子中形成新的氢键，胶原蛋白的三螺旋结构被松开，这有助于在后续的浸提过程中保持亚基成分完整性，可以使明胶具有更好的凝胶特性（图1.3）。但是，超高压技术受到设备和连续生产的限制，目前无法有效地实现工业化。图1.3超高压协同稀酸诱导胶原明胶化的分子机制Fig1.3MolecularmechanismofcollagengelatinizationinducedbyultrahighpressureanddiluteacidChen等[34]在液氮快速冷冻后用稀酸解冻诱导猪皮胶原蛋白明胶化，将猪皮胶原蛋白的明胶化时间从6h缩短到20min，提取率和凝胶强度均高于常规酸法。在此过程中，稀酸可以在快速解冻期间穿透胶原蛋白，破坏胶原蛋白中的共价交
【参考文献】：
期刊论文
[1]抹茶慕斯制备工艺研究[J]. 李杨,马雪,张春华,胡家琦. 绥化学院学报. 2019(05)
[2]兔皮明胶提取工艺优化[J]. 于玮,王雪蒙,马良,张宇昊. 食品科学. 2016(10)
[3]超高压作用时间影响胶原蛋白明胶化的分子机制[J]. 于玮,王雪蒙,马良,郭雪霞,周梦柔,张宇昊. 现代食品科技. 2015(12)
[4]胶原明胶化过程中分子结构的变化[J]. 王雪蒙,于玮,马良,郭雪霞,周梦柔,黄丹丹,张宇昊. 现代食品科技. 2015(09)
[5]超高压时间对胶原明胶化及成品明胶品质的影响[J]. 黄丹丹,马良,周梦柔,刘轶,张宇昊. 食品工业科技. 2014(16)
[6]长波紫外辐射对Ⅰ型胶原损伤的拉曼光谱研究[J]. 马荣甜,郭周义,刘智明,钟会清,庄正飞,翟娟. 光谱学与光谱分析. 2012(02)
[7]鱼皮明胶的超高压辅助提取工艺[J]. 张宇昊,马良,师萱. 食品科学. 2011(06)
[8]文物胶料鱼鳔胶的红外光谱、拉曼光谱及氨基酸分析[J]. 杨璐,王丽琴,黄建华,余珊珊,李英亮. 西北大学学报(自然科学版). 2011(01)
[9]高功率毫米波辐照对小鼠皮肤组织拉曼光谱的影响[J]. 张杰,韩黎军,谢涛嵘,齐红星,陈树德,乔登江. 光谱学与光谱分析. 2008(12)
[10]明胶、骨胶和皮胶工业污染治理状况[J]. 殷永泉,刘翔. 明胶科学与技术. 2007(04)
博士论文
[1]蛋白质修饰技术改善鱼明胶理化特性及其应用的研究[D]. 黄涛.南昌大学 2018
硕士论文
[1]大目金枪鱼皮明胶的提取过程及性质探究[D]. 韩霜.西南大学 2017
[2]三种食品胶对酪蛋白酸钠强化型酸化凝乳品质的影响[D]. 候晓龙.华中农业大学 2016
[3]罗非鱼皮明胶的流变、质构及其成膜性[D]. 彭帅.上海海洋大学 2015
[4]超高压技术制备高品质明胶及其机理研究[D]. 陈丽清.西南大学 2013
[5]明胶废水稳定SBR生物脱氮组合工艺研究[D]. 余建朋.重庆大学 2003
本文编号：3605674
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
酸诱导胶原明胶化的分子机制Fig1.1Molecularmechanismofacid-inducedcollagengelatinization
大多数公司的年产量只有几百吨。主要原因之一是明胶生产的严重污染。近年来，青海明胶、华泰明胶等具有一定规模的内资企业由于污染对当地居民的影响而被曝光，甚至引起了一些群体性事件，许多小型明胶企业已经关闭。在提倡“绿水青山就是金山银山”的政策背景下，明胶工业的发展受到严重制约。明胶生产的两大环节：明胶化和热提取是明胶产业污染严重、能源消耗大等问题的主要源头。目前，我国明胶生产主要采用酸碱法，其工艺过程消耗大量的酸和碱，以及大量的水，存在严重的污染排放问题。大多数国内明胶生产都使用碱法，图1.2是碱法生产骨明胶的工艺环节示意图[26]。图1.2碱法生产骨明胶工艺流程图Fig1.2Processflowchartofbonegelatinproductionbyalkalimethod由图1.2可以看出，骨明胶生产过程含有大量残留的骨渣、胶渣和石灰渣。同时粉尘污染、烟雾和恶臭将严重影响当地居民的生产生活环境。明胶工业的主要污染源仍然是明胶生产的废水，其径流量很大，特别是碱法生产中，大量的高
时，则提取率非常低。在此基础上，Chen等[31]采用超高压稀酸法有效诱导猪皮胶原蛋白明胶化。明胶化时间在90min以内，并且明胶具有良好的凝胶性能；Zhang[32]以及于玮等[33]研究了超高压协同稀酸诱导的猪皮胶原蛋白明胶化的机理，结果表明，在超高压下使用稀酸作为介质，可以有效地促进稀酸向胶原蛋白的渗透，并加速胶原共价交联的破坏。同时，超高压会破坏胶原分子中的氢键，并同时在分子中形成新的氢键，胶原蛋白的三螺旋结构被松开，这有助于在后续的浸提过程中保持亚基成分完整性，可以使明胶具有更好的凝胶特性（图1.3）。但是，超高压技术受到设备和连续生产的限制，目前无法有效地实现工业化。图1.3超高压协同稀酸诱导胶原明胶化的分子机制Fig1.3MolecularmechanismofcollagengelatinizationinducedbyultrahighpressureanddiluteacidChen等[34]在液氮快速冷冻后用稀酸解冻诱导猪皮胶原蛋白明胶化，将猪皮胶原蛋白的明胶化时间从6h缩短到20min，提取率和凝胶强度均高于常规酸法。在此过程中，稀酸可以在快速解冻期间穿透胶原蛋白，破坏胶原蛋白中的共价交
【参考文献】：
期刊论文
[1]抹茶慕斯制备工艺研究[J]. 李杨,马雪,张春华,胡家琦. 绥化学院学报. 2019(05)
[2]兔皮明胶提取工艺优化[J]. 于玮,王雪蒙,马良,张宇昊. 食品科学. 2016(10)
[3]超高压作用时间影响胶原蛋白明胶化的分子机制[J]. 于玮,王雪蒙,马良,郭雪霞,周梦柔,张宇昊. 现代食品科技. 2015(12)
[4]胶原明胶化过程中分子结构的变化[J]. 王雪蒙,于玮,马良,郭雪霞,周梦柔,黄丹丹,张宇昊. 现代食品科技. 2015(09)
[5]超高压时间对胶原明胶化及成品明胶品质的影响[J]. 黄丹丹,马良,周梦柔,刘轶,张宇昊. 食品工业科技. 2014(16)
[6]长波紫外辐射对Ⅰ型胶原损伤的拉曼光谱研究[J]. 马荣甜,郭周义,刘智明,钟会清,庄正飞,翟娟. 光谱学与光谱分析. 2012(02)
[7]鱼皮明胶的超高压辅助提取工艺[J]. 张宇昊,马良,师萱. 食品科学. 2011(06)
[8]文物胶料鱼鳔胶的红外光谱、拉曼光谱及氨基酸分析[J]. 杨璐,王丽琴,黄建华,余珊珊,李英亮. 西北大学学报(自然科学版). 2011(01)
[9]高功率毫米波辐照对小鼠皮肤组织拉曼光谱的影响[J]. 张杰,韩黎军,谢涛嵘,齐红星,陈树德,乔登江. 光谱学与光谱分析. 2008(12)
[10]明胶、骨胶和皮胶工业污染治理状况[J]. 殷永泉,刘翔. 明胶科学与技术. 2007(04)
博士论文
[1]蛋白质修饰技术改善鱼明胶理化特性及其应用的研究[D]. 黄涛.南昌大学 2018
硕士论文
[1]大目金枪鱼皮明胶的提取过程及性质探究[D]. 韩霜.西南大学 2017
[2]三种食品胶对酪蛋白酸钠强化型酸化凝乳品质的影响[D]. 候晓龙.华中农业大学 2016
[3]罗非鱼皮明胶的流变、质构及其成膜性[D]. 彭帅.上海海洋大学 2015
[4]超高压技术制备高品质明胶及其机理研究[D]. 陈丽清.西南大学 2013
[5]明胶废水稳定SBR生物脱氮组合工艺研究[D]. 余建朋.重庆大学 2003
本文编号：3605674
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