树脂对山楂汁有机酸和总黄酮的共同吸附与解吸研究

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山楂汁是以山楂果为原料加工制成。山楂汁含有大量有机酸,具有促进消化、健胃、降血脂、降血压、提高免疫力增强体质等功效;含有山楂果固有的黄酮类化合物等主要生物活性成分,具有一定的保健功能。虽然山楂汁保留着固有的营养价值,但其高酸性影响人们的口感,影响山楂汁饮品行业的发展。将山楂汁固有酸度降低至所需酸度,且尽可能减少生物活性成分的损失,由此得到的产品不会存在食用人群的限制,还能充分体现山楂果的保健作用,由此加快山楂行业的发展。  本研究以山楂汁有机酸与总黄酮为研究对象,采用弱碱性阴离子交换树脂法,探究山楂汁可滴定酸、总黄酮与5种有机酸在弱碱性阴离子交换树脂上的静态吸附与动态吸附-解吸的机理,以下为主要内容与结论:  (1)实验研究了D315、D301R、D314FD、D318四种弱碱性阴离子交换树脂对山楂汁可滴定酸和总黄酮的吸附与解吸附能力,尤其是对山楂汁可滴定酸与总黄酮的选择性吸附能力,筛选出山楂汁最优脱酸树脂。四种树脂降酸趋势基本一致,90 min前山楂汁溶液可滴定酸含量降低以及pH值升高均比较迅速,此后其变化均出现不同程度的减缓。四种树脂性能指标经过综合性比较分析:D315树脂为山楂汁最佳脱酸树脂,该树脂对山楂汁可滴定酸具有较好的吸附率(69.09%)与解吸率(78.77%),并且对山楂汁可滴定酸和总黄酮具有很好的选择吸附性(α=3.59)。因此将 D315树脂作为最佳降酸树脂进行进一步机理探究。  (2)D315树脂对山楂汁有机酸和总黄酮的静态吸附机理探究。对山楂汁可滴定酸与总黄酮在D315树脂上的静态吸附动力学、静态吸附等温线以及山楂汁5种有机酸在静态吸附过程中的变化进行分析,得到山楂汁可滴定酸与总黄酮在D315树脂上的静态吸附过程是吸热过程,即温度越高树脂吸附性越强,但为减少山楂汁受热产生的营养成分流失,建议25℃下进行山楂汁脱酸。另外,静态吸附等温线结果综合分析显示Langmuir等温模型更加有利于拟合D315树脂对山楂汁的吸附数据。25℃下,拟二阶动力学模型更有利于描述 D315树脂对山楂汁可滴定酸与总黄酮的静态吸附数据,表明此静态吸附过程主要是化学吸附,Elovich模型对数据的拟合度也进一步证明了该结果;W-M模型对数据拟合结果表明整个静态吸附过程受多元扩散的共同作用。山楂汁5种有机酸与树脂吸附位点的亲和力不同,静态吸附过程中,有机酸之间存在置换现象,使其变化呈多样性。  (3)D315树脂对山楂汁有机酸与总黄酮的动态吸附-解吸机理探究。D315树脂柱进行不完全解吸附,连续进行4次柱层析过程,分析过程中山楂汁可滴定酸、总黄酮与5种有机酸的变化。树脂柱不完全解吸附后,吸附大量山楂汁可滴定酸而吸附较少山楂汁总黄酮的性能更加稳定。
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