擠壓法混合竹汁提取及有效成分分離技術(shù)研究項(xiàng)目可行性研究報(bào)告-全文預(yù)覽
【正文】 同，通過與常規(guī)方法的對比，獲取最佳提取參數(shù)，指導(dǎo)設(shè)備在螺桿－螺腔、螺桿轉(zhuǎn)速、出料孔口、出料方式、渣汁分離等進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，以滿足本研究需要；螺腔擴(kuò)徑，縮小螺桿螺距，螺桿轉(zhuǎn)速大范圍可調(diào)，孔口擴(kuò)徑，出渣口偏置等是擠壓裝置技術(shù)改造的主要途徑。3．混合竹汁天然有效成份的分離：由于混合竹汁中含有不同理化性質(zhì)的各種活性組分，因此，對混合竹汁中的不同組分如竹多糖、竹黃酮、葉綠素、五環(huán)三萜、竹特種氨基酸進(jìn)行提純分離，獲得相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)，為工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)獲得基本技術(shù)參數(shù)。（四）主要技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點(diǎn)技術(shù)關(guān)鍵：1．?dāng)D壓裝備的設(shè)計(jì)與制作：擠壓技術(shù)在20世紀(jì)30年代提出，現(xiàn)在已發(fā)展成單螺桿、雙螺桿和多螺桿多種技術(shù)形式，是一個(gè)“施加推壓力使物料通過機(jī)頭成形之后離去的過程”，高溫、高壓、調(diào)質(zhì)是其特點(diǎn)，在谷物膨化、擠壓成型以及蛋白質(zhì)的組織化等方面應(yīng)用比較成熟，適合于低含水量原料的處理。更主要的意義還在于該項(xiàng)目的實(shí)施可促使毛竹產(chǎn)業(yè)向技術(shù)水平更高、利潤更大的方向發(fā)展，同時(shí)帶動(dòng)了生態(tài)綠化、工藝品綜合開發(fā)、綠色養(yǎng)殖等其它行業(yè)的發(fā)展，具有廣泛的社會和經(jīng)濟(jì)效益。其它生化試劑和化學(xué)消耗品以及外協(xié)實(shí)驗(yàn)擬通過申請課題研究經(jīng)費(fèi)支持解決。（3）前期研究成果 在前期的研究中，在目前條件不完善的狀況下，已經(jīng)完成了若干天然活性成份含量的提取與測試，在竹汁和竹葉汁中的葉綠素a、所有含量均大于工業(yè)化生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)要求。：黃贛輝，男，－，工學(xué)博士，副教授。另外，食品添加劑（含精細(xì)化工）中試車間中建成了冷卻水、冷凍鹽水、蒸汽、導(dǎo)熱油、真空等系統(tǒng)等先進(jìn)設(shè)備。（四）項(xiàng)目申請單位、主要合作申請單位及項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)人的基本情況：某中德食品工程中心（FEC）是中德兩國政府間的合作項(xiàng)目，旨在創(chuàng)建一個(gè)具有世界先進(jìn)水平的科研開發(fā)、咨詢及培訓(xùn)的食品中試基地。竹葉提取物以其豐富的資源、優(yōu)良的品質(zhì)、顯著的保健功效、清新的風(fēng)味和極大的安全性，在功能性食品和醫(yī)藥保健品領(lǐng)域有著十分廣闊的應(yīng)用前景。研究表明，竹葉中含有大量的黃酮類化合物和生物活性多糖及其他有效成分，如酚酸類化合物、蒽醌類化合物、萜類內(nèi)酯、特種氨基酸和活性肽、錳、鋅、硒等物質(zhì)。 AOB具有優(yōu)良的抗自由基、抗氧化和抗衰老等功效，對人類的營養(yǎng)、健康和老年退行性疾病的防治有重要意義；BP能顯著提高小鼠腹腔巨噬細(xì)胞的吞噬能力，可增加正常小鼠脾指數(shù)和胸腺指數(shù)，對荷瘤小鼠影響更明顯，對移植性S180腫瘤的抑制率可達(dá)50％，最佳作用劑量為100 mg/kg，表明具有良好的免疫增強(qiáng)作用和抗腫瘤活性。采用擠壓法提取天然產(chǎn)物，尤其是提取毛竹中的天然產(chǎn)物，在世界范圍內(nèi)仍屬于空白，本研究項(xiàng)目具有較好的創(chuàng)新性。在課題申請人的前期研究中，發(fā)現(xiàn)了竹汁中含有大量的五環(huán)三萜類物質(zhì)，可以作為抗癌藥物以及肝臟疾病治療藥物的前體進(jìn)行利用；目前，竹葉提取物作為一種新的黃酮類保健營養(yǎng)素正引起食品營養(yǎng)專家們的注意，也被應(yīng)用在含油脂食物的抗氧化中。竹材由不均勻分布的多種化學(xué)成分組成，是由各種各樣高分子聚合物復(fù)雜地組合而成的物質(zhì)，這種特點(diǎn)為竹業(yè)的深加工提供了豐富的物種資源，但由于物種性質(zhì)的不同以及纖維素伴生的特點(diǎn)也為竹產(chǎn)業(yè)深加工帶來了一些困難。本研究提出的擠壓方法提取天然產(chǎn)物，綜合了普通液體萃取方法和超臨界流體萃取方法的優(yōu)點(diǎn)，利用了熱、壓效應(yīng)，具有處理時(shí)間短、設(shè)備造價(jià)低、適用范圍廣的特點(diǎn)，對其深入研究，具有科學(xué)上和技術(shù)上的現(xiàn)實(shí)意義。呈顆粒狀的食品原料從加料斗均勻地進(jìn)入機(jī)筒后，沿轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿上螺槽軸向運(yùn)動(dòng)的方向向前輸送，此后由于受到機(jī)頭阻力和螺桿壓縮比結(jié)構(gòu)的作用，物料被逐漸壓實(shí)并因吸收了來自機(jī)筒加熱器的熱量或螺桿與機(jī)筒間強(qiáng)烈的摩擦、攪拌和剪切等機(jī)械能所轉(zhuǎn)化的熱量而升溫甚至熔融，隨著軸向運(yùn)動(dòng)的螺槽逐漸變淺，高溫物料被繼續(xù)加壓加熱進(jìn)入蒸煮過程，期間發(fā)生了脂肪和蛋白質(zhì)變性、淀粉被完全糊化、微生物被悉數(shù)殺滅、酶及胰酶抑制劑完全失活等一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)，植物中的初級代謝物的持水能力下降，對功能成分的束縛能力降低，水的溶解能力增大，最終從機(jī)筒末端的模頭被定量、定壓地?cái)D出，是一個(gè)物料加料輸送、壓縮熔融和計(jì)量均化的三段過程。目前，在植物中提取天然產(chǎn)物主要包括了溶劑萃取、超臨界流體萃取、膜提取分離、超聲提取、微波萃取、高速逆流色譜提取、酶法、半仿生提取法、破碎提取法、空氣爆破法、液沫法、大孔樹脂吸附分離技術(shù)、雙水相萃取技術(shù)等13種提取工藝，溶劑萃取方法仍然是天然產(chǎn)物最主要的提取方法。本研究即基于擠壓技術(shù)的熱、壓效應(yīng)，合理設(shè)計(jì)機(jī)械，強(qiáng)化出料口汽、汁、廢料的排料分流，控制好腔體內(nèi)的溫度和壓力參數(shù)，對含粗纖維的物料擠壓調(diào)質(zhì)，在短時(shí)間內(nèi)綜合、高效、全面地提取物料中不同理化性質(zhì)的天然產(chǎn)物，以構(gòu)建一個(gè)新的天然產(chǎn)物提取技術(shù)平臺；并以毛竹全株為研究對象，采用擠壓技術(shù)，設(shè)計(jì)合理的裝置，提取其中豐富的竹多糖、竹黃酮、五環(huán)三萜類化合物以及竹葉綠素等天然產(chǎn)物，進(jìn)而對提取過程中的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行分析，指導(dǎo)擠壓裝置的完善，以期實(shí)現(xiàn)擠壓技術(shù)在天然產(chǎn)物提取中的工業(yè)化應(yīng)用。擠壓法混合竹汁提取及有效成分分離技術(shù)研究項(xiàng)目可行性研究報(bào)告擠壓法混合竹汁提取及有效成分分離技術(shù)研究項(xiàng)目可行性研究報(bào)告總論擠壓技術(shù)是指經(jīng)預(yù)處理的原料在一個(gè)由螺桿和套筒構(gòu)成的相對密閉的空間里受到機(jī)械力的作用后通過一個(gè)專門設(shè)計(jì)的孔口而擠出的技術(shù)方法，最早應(yīng)用于塑料制品的加工，隨著食品工業(yè)的發(fā)展，擠壓技術(shù)所特有的優(yōu)越性愈來愈被人們所認(rèn)識，并應(yīng)用于食品加工。利用著一特點(diǎn)，可以將擠壓技術(shù)應(yīng)用于某些需要高溫高壓的生化反應(yīng)過程，已經(jīng)引起某些科技工作者的關(guān)注。從化學(xué)的角度來看，含天然產(chǎn)物的植物原料都是由多種化學(xué)成份組成的復(fù)雜體系，其中具有生理活性功效的天然產(chǎn)物是含量較少的次生代謝產(chǎn)物，其余的大部分是無效的初生代謝產(chǎn)物。針對物料以及天然產(chǎn)物的不同特點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)剪切強(qiáng)度、壓力和溫度達(dá)到調(diào)控天然產(chǎn)物提取效率的目的。目前天然產(chǎn)物提取常用的高技術(shù)手段是使用超臨界流體萃取技術(shù)，利用超臨界流體的高流動(dòng)性和擴(kuò)散能力，也是通過CO2流體萃取出性質(zhì)相似的對象物進(jìn)行后續(xù)工作。我國是竹子中心產(chǎn)區(qū)之一，約有20個(gè)屬300余種，主要分布在包括江西在內(nèi)的南方數(shù)省，某北部及周邊地區(qū)為毛竹豐產(chǎn)區(qū)，宜豐是全國十大毛竹之鄉(xiāng)，靖安、奉新等活立竹蓄積量也非常大。（3）產(chǎn)品具有巨大的潛在的經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)實(shí)的社會效益就毛竹的整體利用而言,對竹汁中天然產(chǎn)物的開發(fā)明顯滯后，利用擠
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