微波輔助萃取藍(lán)莓中花青素過(guò)程模擬與分析.pdf

1、在植物性物料微波萃取過(guò)程中，目標(biāo)成分的獲取和降解同時(shí)出現(xiàn)，系統(tǒng)研究這兩個(gè)同步過(guò)程，可以揭示微波萃取機(jī)理和提高目標(biāo)成分獲取量。以藍(lán)莓為物料對(duì)象，以花青素為萃取目標(biāo)成分，通過(guò)分析微波萃取藍(lán)莓中花青素過(guò)程，建立微波萃取動(dòng)力學(xué)模型，研究微波萃取時(shí)花青素的傳遞和降解規(guī)律;解析微波誘導(dǎo)壓力對(duì)花青素萃取的促進(jìn)作用，為獲得高得率、低降解率的藍(lán)莓花青素的微波萃取工藝，提供理論依據(jù)。
　　以花青素萃取率和降解率為目標(biāo)因素，采用析因試驗(yàn)方法，研究微波輔

2、助萃取工藝中萃取溫度和萃取時(shí)間對(duì)目標(biāo)因素的影響規(guī)律;采用四因素五水平的二次正交旋轉(zhuǎn)中心組合試驗(yàn)，建立各響應(yīng)值與試驗(yàn)因素之間的回歸模型。通過(guò)方差分析可知，各試驗(yàn)因素對(duì)花青素萃取率的影響程度大小依次為乙醇濃度、萃取溫度、料液比、萃取時(shí)間;各因素對(duì)花青素降解率的影響程度大小依次為乙醇濃度、料液比、萃取溫度、萃取時(shí)間。對(duì)微波輔助萃取工藝進(jìn)行優(yōu)化和驗(yàn)證，得到微波輔助萃取藍(lán)莓花青素最優(yōu)工藝參數(shù):乙醇濃度65％、萃取時(shí)間6 min、萃取溫度51℃、料

3、液比1∶29條件下，花青素萃取率高達(dá)82.09％、花青素降解率低至8.13％。利用微波萃取技術(shù)能夠增大目標(biāo)成分萃取率、提高效率。
　　為了解析微波輔助萃取技術(shù)動(dòng)力學(xué)機(jī)理，本研究應(yīng)用固液擴(kuò)散傳質(zhì)理論和Fick定律，建立萃取動(dòng)力學(xué)理論模型，推導(dǎo)出萃取出的溶質(zhì)質(zhì)量、萃取率以及萃取速率等參數(shù)，模型表明溶液中溶質(zhì)濃度隨著萃取溫度的升高而增大，隨固液比的增大而提高，隨物料顆粒半徑增大而增大。引入具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行修正，建立理論模型與回歸模

4、型相融合的動(dòng)力學(xué)模型，表征微波對(duì)萃取過(guò)程的增強(qiáng)作用和降解作用。
　　利用多元非線性回歸擬合，得到萃取動(dòng)力學(xué)模型系數(shù)與各試驗(yàn)因素之間的關(guān)系式，最終建立得到微波輔助萃取過(guò)程半經(jīng)驗(yàn)-半理論萃取動(dòng)力學(xué)模型，模型有良好的適用性。
　　為了提出微波誘導(dǎo)壓力萃取新方法，探究微波作用誘導(dǎo)壓力場(chǎng)形成試驗(yàn)工藝條件。選取萃取功率、升溫時(shí)間、萃取溫度為試驗(yàn)因素，以花青素萃取率、降解率及萃取體系內(nèi)部壓力為目標(biāo)因素，進(jìn)行三因素五水平中心組合試驗(yàn)，建立各

5、響應(yīng)值與試驗(yàn)因素之間的二次回歸模型。通過(guò)方差分析可知，各試驗(yàn)因素對(duì)花青素萃取率影響程度大小依次為萃取功率、萃取溫度、升溫時(shí)間;對(duì)花青素降解率的影響程度大小依次為萃取功率、萃取溫度、升溫時(shí)間;對(duì)萃取體系內(nèi)部產(chǎn)生壓力的影響程度大小依次為萃取功率、萃取溫度、升溫時(shí)間。對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化和驗(yàn)證，得到微波誘導(dǎo)壓力場(chǎng)形成試驗(yàn)最優(yōu)工藝參數(shù)為:萃取功率1056 W、升溫時(shí)間76 s、萃取溫度52℃條件下花青素萃取率最高為82.27％、花青素降解率最低為