当前课程知识点:精细化学品生产工艺学 > 第一章 绪论 > 1.6 拓展-讲座 甘露聚糖胶研究与应用 > 视频(附件含PPT)1.6
同学们大家好
我是林产化工学科的蒋建新
这次报告的题目是
甘露糖胶研究与应用进展
汇报内容包括以下六方面
一 多糖胶概况
植物多糖胶
是一类重要的天然生物质资源
广泛应用于日用化工 石油开采
纺织印染 食品 医药等多个领域
我国具有丰富的甘露糖胶资源
如皂荚 野皂荚 葫芦巴 田菁等
其他多糖资源还有
白芨 魔芋 罗望子等
植物多糖胶是由
甘露糖 葡萄糖 半乳糖等单糖
及糖醛酸按一定比例组成的
天然大分子
具有较好的粘性
能与水形成胶体溶液
这一定义是我们研究团队
在2000年提出的
现已被广泛引用
植物多糖胶按照存在部位
可以分为细胞内多糖
细胞壁多糖和细胞外多糖三类
按照胶体性能可以分为
低浓度高粘度多糖
高浓度低粘度多糖
和凝胶多糖三类
按照来源可以分为
树胶 种子胶 海藻胶 根块胶
茎干胶 叶子胶等
甘露糖胶来源于植物种子的胚乳
主要成分为半乳甘露聚糖
属于低浓度高黏度多糖
植物多糖胶用途日益扩大
市场需求量大
其他产品难以替代
因其独特的流变性质
生物降解性和生物安全性
可广泛用作增稠剂
稳定剂和胶凝剂等
作为石油压裂液稠化剂
可提高原油产量和提高采油效率
这是石油压力开采的工序流程图
多糖压力液可现场配置
远距离海上施工
多糖胶以其安全 无毒
理化性质独特等优良特性
越来越多用于食品生产
用于冰淇淋 使产品融化减慢
用于面制品 以增进口感
用于罐头食品 可使汤汁增稠等
多糖胶复合糊料
具有水不溶物含量低
快速分散 不堵塞筛网
和渗透性好等特点
在丝绸印花生产中
具有不可替代的地位
多糖胶用做化妆品调理剂
并有抗菌消炎的特点
在国内已形成
多个天然日化品牌
二 甘露糖胶分离提取技术
甘露糖胶来源于植物种子
种子物理组成包括种皮
胚和胚乳
胚乳主要由多糖组成
传统的多糖提取方法
是原料经粉碎
加水浸提 浓缩 醇沉 烘干等
而低浓度的甘露糖胶水溶液
非常粘稠
水提效率低
根据种子结构特点
我们开发了
半湿法甘露糖胶制备技术
和烘烤法甘露糖胶制备技术
半湿法甘露糖胶制备技术
适用于种皮薄
种子体积小
而不规则原料
通过快速浸润 闪速浸泡 开选片
进行高效分离
具有多糖胚乳收益高
纯度高 生产洁净等特点
对于种皮厚
种子表面有蜡质层的原料
我们比较了酸法 水煮法
和烘烤法三种预处理技术
其中烘烤法种子预处理技术
具有工业化价值
烘烤法甘露糖胶制备技术的核心
是微波活化 快速开片
同步分离纯化等
适用于种皮厚硬的
皂角 塔拉等原料
产品收率和纯度都优于其他方法
三 甘露糖胶纯化技术
利用前面的提取分离技术
获得的甘露糖胶产品中
多糖含量为65%到78%
通过水溶 醇沉可使产品中的
多糖含量提高到90%以上
我们比较了溶剂种类和溶剂浓度
对产品质量的影响
不同溶剂浓度可得到
甘露糖胶的分级纯化产品
低纯浓度得到高MBG值产品
低纯浓度得到的甘露糖胶产品
分子量也比较大
甘露糖胶的溶剂化精制
也可以提高产品的分散速度
和溶解速度
四 甘露糖胶改性技术
多糖胶原料自身存在着
水不溶物含量高
溶解速度慢
在水中易结团和有异味等
改性的方法包括
物理法 化学法和酶法
我们根据甘露糖胶的特点
开发了微水固相法法改性技术
工艺流程呢 如左边所示
包括水合处理 添加修饰试剂
固相捏合 碰壁释放 挤压质构
溶剂处理和微粉分级等
微水固相法甘露糖胶改性工艺
绿色环保 过程简洁
反应效率提高40%以上
羟丙基甘露糖胶产品指标
优于美国产品标准
应用于压裂液
具有溶解分散好 凝胶化迅速
摩阻低 破胶快 返排迅速等优点
甘露糖胶破壁释放技术的核心
包括胚乳水合 压延
快速脱水定型 差速压延等
产品水不溶物含量降低45%
粘度提高50%以上
增粘速溶甘露糖胶产品
与法国罗地亚公司
和印度雪龙公司产品相比
在粘度和分散时间等指标上
都具有优势
五 甘露糖胶结构性质
及相关成果
我们利用液相色谱 红外光谱
核磁共振 电镜等
研究表征了皂荚 野皂荚
葫芦巴 塔拉 瓜尔 田菁等
甘露糖胶的基本结构和精细结构
甘露糖胶主要成分是
半乳甘露聚糖大分子
其主链由β-1,4糖苷键
连接的D-吡喃甘露糖组成
半乳糖以侧链
通过α-1,6糖苷键连接到
主链甘露糖分子上
甘露糖与半乳糖比值
分子量是影响甘露糖胶结构的
主要因素
通过Brookfield粘度计
研究了甘露糖胶的流变性质
建立了流动模型
确立了特征参数
系统研究了浓度 水合时间 温度
对甘露糖胶粘度的影响
甘露糖胶的流变性质
因产品原料来源及生产方法不同
而有很大的差异
相关研究获得4项
国家自然科学基金项目
及十一五 十二五 十三五
国家科技计划
和重点研发计划的支持
组织制定了皂荚多糖胶国家标准
和野皂荚多糖胶林业行业标准
编写出版
功能性多糖胶开发与应用等专著
研究团队先后与瑞典 美国
加拿大等近二十所高校
和科研院所开展了学术交流
高分子多糖生物质加工
新技术与产品应用
获得国家技术发明二等奖
木本多糖结构表征
及产品制备新技术
获得全国商业科技进步一等奖
木本多糖结构性质
与制备应用技术
获得梁希林业科学技术二等奖
六 甘露糖胶开发应用前景
甘露糖胶具有很广的利用前景
通过发展加工产业
和促进特色资源的发展
增加农民收入
同时通过深加工
和开发新型功能产品
可进一步提高资源利用价值
实现高质化利用
塔拉原产秘鲁
我国南方地区
作为单宁资源引种栽培成功
塔拉果皮中含有丰富的单宁
研究发现塔拉种子中
含有高品质的甘露糖胶
皂荚是理想的生态经济型树种
我国皂荚资源分布地域广泛
目前已有发展的人工林
皂荚盛果期亩产皂果2.5吨左右
其种子中含有38%的甘露糖胶
皂荚果皮含有丰富的皂苷
皂苷是天然表面活性剂
皂荚全产业链开发可满足
我国对高质量多糖胶的需求
皂苷替代合成表面活性剂
属于绿色产业
皂荚利用兼具经济效益
生态价值 经济效益
及环保效益等
谢谢大家
-0 课程简介和参考资料
--参考书籍-1
--参考书籍-2
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-1.1 精细化学品的定义和分类
--讲义 1.1
--考核-习题 1.1
-1.2 精细化工的特点
--讲义 1.2
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-1.4 精细化工原料及林产精细化工
--讲义 1.4
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--辅助教学材料-皂荚果实、皂荚种仁、皂荚树培育区、挂果皂荚树
-1.5 拓展-访谈:精细化工中的法律知识
--讲义 1.5
--习题 1.5
-1.6 拓展-讲座 甘露聚糖胶研究与应用
--讲义1.6
-作业:【北林混合式教学线上学习要求】第一章笔记
-2.1-1 先修知识介绍-有机化学基础知识
--讲义 2.1-1
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-2.1-2 先修知识介绍-淀粉和纤维素化学结构
--讲义 2.1-2
--习题 2.1-2
-2.1-3 先修知识介绍-松脂简介
--讲义 2.1-3
--习题 2.1-3
--讨论:琥珀与松香
-2.2 单元反应-卤化、磺化、羟基化和酰化反应
--讲义 2.2
--考核-习题 2.2
-2.3 单元反应-硝化与亚硝化、氨解、重氮化、烷基化与环化反应
--讲义 2.3
--考核-习题 2.3
-2.4 单元反应-氧化与还原、歧化及其它反应
--讲义 2.4
--考核-习题 2.4
-第二章 单元反应汇总
-作业:【北林混合式教学线上学习】第二章 笔记
-作业:梁希混合式教学笔记(松香树脂酸反应汇总)
-3.1 表面活性剂概述
--讲义 3.1
--习题 3.1
-3.2-1 表面活性剂基础知识-概念
--讲义 3.2-1
--考核-习题 3.2-1
-3.2-2 表面活性剂基础知识-结构和分类
--讲义 3.2-2
--考核-习题 3.2-2
--讨论:使用氨基酸表面活性剂的洁面究竟对皮肤有什么好处呢?
-3.2-3 表面活性剂基础知识-表面张力
--讲义 3.2-3
--考核-习题 3.2-3
-3.2-4 表面活性剂基础知识-胶束化性质
--讲义 3.2-4
--考核-习题 3.2-4
-3.2-5 表面活性剂基础知识-CMC值测定方法
--讲义 3.2-5
--考核-习题 3.2-5
--期刊论文-滴体积法测定表面活性剂溶液临界胶束浓度的新方法
-3.2-6 表面活性剂基础知识-HLB值及其它性质
--讲义 3.2-6
--考核-习题 3.2-6
-3.2-7 表面活性剂基础知识-作用
--讲义 3.2-7
--考核-习题 3.2-7
-3.2-8 表面活性剂基础知识-影响表面活性剂性能的因素
--讲义 3.2-8
--习题 3.2-8
-3.3-1 松香合成表面活性剂-歧化松香
--讲义 3.3-1
--考核-习题 3.3-1
-3.3-2 松香合成表面活性剂-歧化松香胺
--讲义 3.3-2
--习题 3.3-2
-3.3-3 松香合成表面活性剂-松香基表面活性剂
--讲义 3.3-3
--习题:3.3-3
--参考文献:8分
-3.4 常用表面活性剂产品
--讲义 3.4
--习题:3.4
-3.5 拓展-实验:一滴洗洁精的魅力
--讲义 3.5
--习题 3.5
-第三章 表面活性剂汇总
-作业:【北林混合式教学线上学习】第三章 笔记-1
-作业:【北林混合式教学线上学习】第三章 笔记-2
-前三章知识点翻转课堂(含实验)
-作业:前三章讨论课总结(需上传)
-作业:梁希混合式第三章笔记
-4.1 胶粘剂概述
--讲义 4.1
--考核-习题 4.1
-4.2 植物单宁胶粘剂
--讲义 4.2
--考核-习题 4.2
-4.3 松香胶粘剂
--讲义 4.3
--习题 4.3
-4.4 拓展-访谈:软包装胶粘剂
--讲义 4.4
--习题 4.4
-第四章 胶粘剂笔记(北林林化17)
-5.1 食品添加剂概述
--讲义 5.1
--考核-习题 5.1
-5.2 食品抗氧化剂
--讲义 5.2
--考核-习题 5.2
-5.3-1 食用香料概述
--讲义 5.3-1
--习题 5.3-1
-5.3-2 食用香料-天然食用香料生产
--讲义 5.3-2
--考核-习题 5.3-2
-5.3-3 食用香料-香料单离技术
--讲义 5.3-3
--考核-习题 5.3-3
-5.3-4 食用香料-合成食用香料
--讲义 5.3-4
--习题 5.3-4
-5.3-5 实验:天然苯甲醛合成
-5.4 拓展-实验:糖尿病患者应该如何吃糖
--讲义 5.4
--习题 5.4
--讨论:甜味剂
-5.5 拓展-访谈:食品添加剂的安全问题
--讲义 5.5
--习题 5.5
-第五章 笔记
-6.1 医药制剂概述和银杏叶制剂
--讲义 6.1
--考核-习题 6.1
-6.2 松节油合成冰片
--讲义 6.2
--习题 6.2
-6.3 拓展-访谈:医改形式下的医药发展
--讲义 6.3
--习题 6.3
-6.4 拓展-讲座:松节油基萜类驱避剂与驱避机理的新认识
--讲义 6.4
-第六章 医药制剂笔记(北林林化17课程要求)
-7.1 造纸助剂概述
--讲义 7.1
--考核-习题 7.1
--讨论:对纸的认识
-7.2 造纸施胶剂概述
--讲义 7.2
--考核-习题 7.2
-7.3 强化松香施胶剂
--讲义 7.3
--习题 7.3
-7.4 纸张增强剂
--讲义 7.4
--考核-习题 7.4
-第七章 造纸助剂笔记
-作业:梁希混合式教学笔记(4-7章内容)
-8.1 概述
--讲义 8.1
--考核-习题 8.1
-8.2 松香在涂料中应用
--讲义 8.2
--习题 8.2
-8.3 带锈涂料
--讲义 8.3
--考核-习题 8.3
--第八章 涂料笔记
-9.1-1 油墨概述
--讲义 9.1-1
--考核-习题 9.1-1
-9.1-2 油墨结构与生产过程
--讲义 9.1-2
--考核-习题 9.1-2
-9.1-3 松香在油墨中的应用
--讲义 9.1-3
--习题 9.1-3
-9.2 活性炭纤维
--讲义 9.2
--考核-习题 9.2
--第九章其它精细化学品笔记
-作业:梁希混合式教学笔记(8-9章)
-10.1 碳和氢元素分析
--讲义 10.1
--考核-习题 10.1
-10.2 氮元素分析
--讲义 10.2
--考核-习题 10.2
-10.3 硫和卤素分析
--讲义 10.3
--考核-习题 10.3
-10.4 精细化工产品的仪器分析法
--讲义 10.4
--考核-习题 10.4
-第十章 精细化学品的分析检测 学习要点、结构导图及精华笔记
-第十章 精细化学品的分析笔记
-北林林化讨论课视频