茶多酚生产废水处理技术研究进展

茶多酚生产废水处理技术研究进展（共9篇）

篇1：茶多酚生产废水处理技术研究进展

茶多酚生产废水处理技术研究进展

摘要：介绍了茶多酚生产废水产生工艺、废水水质特性、主要成分及其危害,重点介绍生产废水处理方法,同时分析各种处理方法的处理效果,并对每种方法的优缺点进行比较.作 者：龚恕    张星海    GONG Shu    ZHANG Xiao-hai  作者单位：浙江经贸职业技术学院应用工程系,浙江,杭州,310018 期 刊：浙江化工   Journal：ZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)：2010, 41(3) 分类号：X7 关键词：生产废水    治理技术    茶多酚    反应器    膜分离   

篇2：茶多酚生产废水处理技术研究进展

(1)国外生产技术发展现状

超临界C02提取(SCFE)技术应用的研究，西德、日本发展很快，1982年西德已建成一座超临界C02提取酒花生产线，年处理能力为5000吨。日本科学家用超临界C02提取技术，从甜叶菊甙中提取分离甜味配糖体的研究，已获得成功。各国学者相继着手研究超临界与其他单元操作联合的趋势。如吸收、吸附、蒸馏，化学反应等。化学反应和蒸馏联合操作，已有明显的发展，同时在高压下相平衡的有关理论得到新的发展。

运用SCFE技术从茶叶里提取茶多酚已有十多年的历史了，该技术发展到今天，超临界C02萃取已不是单独使用的技术，而是多种技术相互组合，多种功能相互补充，使超临界C02萃取技术更加完善，更加成熟。

目前茶多酚生产技术开发转入到亚洲国家，如：印度、斯里兰卡和中国等国家，而美国、北美、欧洲和日本等发达国家却把主要精力集中在对茶多酚医学应用和科学研究及开发新产品的生产技术上。

(2)国内生产技术发展现状

目前，国内已建和在建的茶多酚工厂总计约有三、四十家，但真正具有市场竞争力(产品质量、规模、成本和效益)的只有三、四家。其主要原因在于现有工厂全部采用的是传统的溶剂提取法及沉淀分离，没有高新技术手段，产品质量差，综合成本高，在食品添加剂行业价格无法与一些合成的抗氧剂竞争。在医药行业利用超临界萃取组合技术生产茶多酚厂家约有十几家，但都规模较小，科技水平也不高。

红河唐人生物发展有限公司利用茶叶资源实施茶酚功能性成份产业化开发项目采用超临界萃取技术与膜过滤等相关的先进技术结合，形成具有世界领先水平的茶多酚提取技术，并在提取技术上有所创新，使产品纯度更高，咖啡因含量更低，更加符合工业化生产对原料、溶剂的使用要求；该生产技术还有收率高、建设投资少、能耗低、无溶剂及无农药残留，无“废水、废渣”排放等洁净生产的特点，从而有利于茶多酚有效地在医药和食品工业中应用。

项目的技术基础

(1)成果来源及知识产权

在我国从茶叶中提取茶多酚、咖啡因、茶多糖，茶色素等产品的工艺技术研究已达十年之久。溶剂法提取技术已趋向成熟性和可靠性，早已实现工业规模化生产。本项目技术依托单位之一是海南汇洲科技有限公司，该公司法人代表张守政，高级工程师，毕业于合肥工业大学化学工程系，几十年从事化工产品技术的研究，具有多项成果，拥有茶多酚提取技术的发明专利和茶多酚在食用油脂方面抗氧化的技术成果，于一九九一年在安徽黄山市创建国内第一条茶多酚工业化中试生产线并获成功，通过安徽省科委组织的有茶学界著名学者专家王泽农、俞永明、李名君等担任鉴定委员会的技术成果鉴定。他本人曾担任国内二家最大型茶多酚生产厂的总工程师。拥有丰富的茶多酚生产技术和经验。在本项目设计中他采用国内外最先进的茶多酚提取技术与装置，使项目达到国内外一流水平。本项目的技术成果具有自主知识产权。

(2)已完成的研究开发工作

2003年12月至2004年10月该公司在有关科研机构的指导下，完成了超临界萃取C02脱咖啡因一系列工业性生产试验，甄选出了C02脱咖啡因的理想携带剂、C02萃取的最佳压力和温度、循环萃取的最佳时间以及C02最佳消耗量等工艺参数，同时达到了咖啡因脱除率大于99％，茶叶和茶提取物中咖啡因含量低于0．1％的工艺成果。

该项目现已完成一期工程的原料库、提取车间、锅炉房、水泵房、中心化验室、配电房等建设工作，食品级茶多酚产品已经产出，并开始向市场提供。同时一期工程的公用福利设施办公楼、职工倒班房的施工正在积极进行，项目的二期、三期工程建设前期工作也正在紧张的筹备、展开与策划中。

目前红河唐人生物发展有限公司与浙江大学签订了科技发展的合作协议，在科技开发上依托国内具有较高水平的科研院校，从而使企业走上持续发展的道路。项目技术的创新意义和作用

红河唐人生物发展有限公司利用茶叶资源实施茶酚功能性成份产业化开发项目采用了目前国内最为先进的ＣＯ２超临界萃取技术，在云南省使用ＣＯ２超临界萃取技术提取茶多酚这还是第一次，在使用该技术中，企业还创新地将ＣＯ２超临界萃取、膜分离及膜浓缩、酶氧化萃余相中茶多酚生产茶色素、连续浸提等四项技术整合在茶多酚生产工艺路线中，形成了世界领先水平的生产工艺技术，该工艺技术已申请专利。

该技术生产出来的茶多酚具有品质好、无溶剂残留、咖啡因含量小于0．1％的特点，是目前可查新范围内品质最好的产品，可应用于医药、保健和化妆品行业。该技术的另外一个特点是：提取率高、杂质少、生产过程中活性成分损失小、能耗低、生产过程洁净无废水排放、生产设备容积小，生产规模大、易于操作，同时设备投资小等优点。从而为产品的进入市场，走向国际打下了坚实的基础。该技术的开发成功大大提升了云南省茶产业深加工的整体技术水平，同时也为云南省茶产业深加工产业化发展起到了推动作用。红河州人民政府增大了发展茶叶生产的决心，茶叶作为红河州特色突出的传统优势产业，既是南部各县经济发展的重要项目，也是南部地区广大农民群众全面建设小康社会的主要途径，更是红河州具有较强国际竞争力的农产品之一。公司的建成，将有利于推进红河州南部各县经济发展中对加快农村贫困群体的脱贫步伐，也会带动红河州周边产茶地区的经济进步。

相关链接：茶多酚的医药保健功效

研究实验证实茶多酚的抗氧化能力是人工合成抗氧化剂BHT、BHA的4-6倍，是Ⅷ的6-7倍，VC的5-10倍，且用量少：0．01-0．03％即可起作用，而无合成物的潜在毒副作用；儿茶素对食品中的色素和维生素类有保护作用，使食品在较长时间内保持原有色泽与营养水平，能有效防止食品、食用油类的哈败，并能消除异味。具体功效有：

(1)．抗菌作用

茶多酚作为一种广谱、强效、低毒的抗菌药已经被世界上许多国家的学者所公认。在众多的抗菌试验中，人们发现它对普通变形杆菌、金葡球菌、表皮葡萄球菌、变形链球菌、肉毒杆菌、乳酸杆菌、霍乱弧菌等许多致病菌，尤其是对肠

道致病菌具有不同程度的抑制和杀伤作用。同时它还能有效地防止耐抗生素的葡萄球菌感染，对于溶血素ECG和EGCG也具有抑制活性。

(2)．抗病毒作用

近年来，许多国家如英、美、日、中对茶多酚类物质抑制人体免疫缺陷病毒一工逆转录酯(HIV-IRT)的作用进行了大量的研究。日本学者研究证实茶多酚的确是一种新型HIV-IRT的强抑制剂。我国学者则证明了儿茶素衍生物对HIV-IRT及DNA聚合酶具有抑制作用，并指出EGCG抑制作用比迭氮胸苷三磷酸(AIT)的作用还要强。从构效关系上分析，ECG比EC的活性提高86倍，而EGCG比ECG的活性又高出12倍。这为今后爱滋病的治疗和研究工作开拓了一个新的领域。

(3)．抗癌、抗突变作用

对防癌、抗癌、抗突变的大量研究证实，茶叶不仅可抑制多种化学致癌物诱致的突变，还能够抑制一些混合致癌物(烟草雾浓缩药、煤焦油、熏鱼提取物，X射线)的致突变作用。因此茶叶对于多种癌症：食道癌、胃癌、肝癌、肠癌、肺癌、皮肤癌、乳腺癌、克隆癌等均有不同程度的预防和治疗作用。

(4)．抗氧化作用

从茶叶中提取出来的茶多酚是一类含有多酚羟基的化学物质，极易被氧化成为酯类而提供质子H，故其有显著的抗氧化特点。茶多酚的这种强抗氧化能力在人体内能消除有害的自由基，阻断N一亚硝基化合物的合成，抑制脂氧合酶的活性和脂质过氧化作用，使其在防癌、抗癌、抗突变、抗衰老、防治心血管疾病，治疗肝炎等许多方面表现出优越的防病、治疗功效。

(5)．用于心血管疾病

近年来科学家的研究证明茶多酚类物质具有抗凝，促纤溶，抗血小板凝集，降血压，降血脂，防治动脉粥样硬化，保护心肌等功效。我国利用茶多酚治疗动脉粥样硬化也已经进入了临床阶段。

(6)．抗过敏及消炎作用

研究表明茶多酚对透明酸酶具有显著的抑制作用，其中茶黄素灭没食子酸的抑制活性达99．1％。儿茶素主要抑制快速过敏反应，而对迟发性的过敏反应作用不大。

(7)．对免疫系统有调节作用

茶多酚能促进淋巴细胞的转化和增殖、影响细胞因子的分泌，茶多酚还能抑制磷酸二酯酶活性，抑制细胞内环腺苷酸的水解，使细胞内CAMP水平提高，茶多酚可增加淋巴细胞内CAMP，促进幼龄免疫力低下的动物和免疫力缺陷动物的淋巴细胞分化、发育、成熟；茶多酚可拮抗环磷酰胺造成的免疫抑制，提高淋巴细胞刺激指数和产生增效剂-白介素-2(1L-2)的水平，工L-2水平提高又可以支持淋巴细胞持续增长、增多，并促进淋巴细胞产生淋巴细胞毒素、Y干扰素、诱导细胞毒素T等，从而调节机体免疫功能。

(8)．胃肠保护功能

儿茶素能够抑制胃粘膜上的H-K-ATP酶，从而从根本上抑制了胃酸的分泌，减轻了胃酸对胃粘膜的刺激和损伤，同时儿茶素还能够治疗溃疡，此外儿茶素对于胃肠痉挛也具有一定的缓解作用。茶多酚在用于治疗便秘、控制肠道内菌群、改善调节肠道内环境方面也有相当疗效。

(9)．降血糖作用

多个试验数据证实茶多酚是蔗糖酶的抑制剂，因此它可以抑制蔗糖向葡萄糖的转化，而使得血糖下降。

篇3：茶多酚在畜牧生产中的研究与应用

关键词：茶多酚,畜牧业,研究与应用

茶多酚是茶叶中儿茶素、花青素、黄酮、酮醇以及酚酸类多基酚类化合物的总称 (teapolypheols, 简称TP) 。我国茶资源丰富, 利用未经提取的废茶和茶粉来生产茶多酚具有广阔的前景。随着人们质量安全意识的提高, 对绿色畜产品需求的不断加大, 茶多酚抗氧化、杀菌抗病毒以及参与免疫调节等的独特生物学功能和在动物体内低毒、低残留的特点决定了它的绿色特性, 符合人们的消费心理和环保意识, 是一种值得推广应用的绿色饲料添加剂。

1 茶多酚的安全性

据杨贤强 (1992) 报道, 在急性毒性试验中, 小鼠的LD50的置信区间为2 496±326 mg/kg, 属低毒性, 且在1/20 LD50的浓度内均无蓄积毒性。慢性毒性试验表明, 饲料中TP含量为0.1%时, 对果蝇寿命无不良影响。其致突变的Ames试验、骨髓微核试验、骨髓细胞染色体畸变试验及果蝇SLRL诱变试验结果均为阴性。果蝇终生饲养和小白鼠喂养试验表明, 茶多酚在适当范围内添加到饲料和饮料中, 对果蝇的生长、发育和寿命与对小白鼠的血红蛋白、红细胞数、白细胞数、胸腺和脾脏细胞数、肝脏重及体重均无不良影响, 反而有促进作用。

2 茶多酚在畜牧生产中的应用

2.1 抗氧化功能

茶多酚属于酚类化合物, 它是一类氧化还原电位很低的还原剂, 具有较强的供氢能力, 当它向自由基提供氢以后, 可使自由基还原为惰性化合物或较稳定的自由基, 从而清除体内过多的有害自由基[1]。油脂的自动氧化是一与自由基有关的链式反应。在体内, 茶多酚与自由基结合生成为稳定的酚氧自由基, 从而灭活自由基。在体外, 当茶多酚添加到饲料中后, 可以防饲料中脂肪的氧化。

(1) 作为饲料添加剂。

丁晓菲等使用茶多酚来防止饲料中油脂的氧化, 使抗氧化成本降低, 且饲料的保质期显著延长。茶多酚的抗氧化能力和效果是人工合成的抗氧化剂2, 6—叔丁基甲酚 (BHT) 、叔丁基对羧基茴香醚 (BHA) 的3～6倍, 且安全性较高, 茶多酚的这一特性在防止饲料中油脂的氧化中被广泛的应用, 将含茶多酚500 mg/kg的植物油以2%比例添加于饲料中, 或直接在饲料中添加120 mg/kg的抗喹啉粉剂可以使全价饲料保质1个月;而在油脂中添加1 000 mg/kg的茶多酚母液后再将油脂以2%的比例加入饲料, 可以保质2个月以上。此时, 茶多酚在饲料中的实际含量为6 mg/kg。茶多酚在食品中含量大于2%时能感觉到涩味, 所以不会影响到饲料的适口性, 同时茶多酚添加成本比抗氧喹啉略低[2]。

(2) 应用于食品保健。

茶多酚具有保鲜防腐功能, 能替代苯甲酸钠。项秀兰 (1997) 报道, 在金华火腿制作中添加或发酵后涂抹茶多酚, 9个月后其过氧化值的抑制率为21%～29%, 丙二醛生成的抑制率为52%～68%, 肉色呈玫瑰色, 肥膘氧化层薄, 酸败味轻, 香气纯正, 而对照组肉色呈黄色, 肥膘氧化层厚, 肉质松。用茶叶抗氧化剂保鲜的火腿还能抑制亚硝酸盐的形成, 抑制率为20.2%, 从而提高火腿的食用品质。

茶多酚的抗氧化效果是传统抗氧化剂维生素C、E的20倍以上。茶多酚类保鲜剂应用于鱼类保鲜, 结果表明:0.6%茶多酚制剂有效地抑制鱼脂质氧化和三甲胺、挥发性盐基氮、组胺和引哚的生成。在2.5 ℃下贮至35 d, 抑制率分别为87.25%, 85.90%, 80.72%, 72.12%和66.79% [3]。此外, 日粮中添加适当浓度的茶多酚可提高肌肉嫩度, 降低滴水损失, 肌肉中水分含量高, 肉质会变得更加细嫩, 口感更好。

(3) 抗应激。

王妍琪[4]等 (2006) 用22日龄AA肉用仔鸡公雏研究热应激状态下茶多酚和维生素E对肉仔鸡生产性能和抗氧化性能的影响。结果表明:茶多酚和维生素E都是高效、安全的抗氧化剂, 对生产性能也有一定的提高趋势;添加TP 20 mg/kg就足以起到抗氧化剂的作用, 它与维生素E 200 mg/kg的交互作用的效果也较好。

2.2 抗菌抗病毒作用

儿茶素类化合物对多种有害细菌、真菌、酵母菌及病毒都有明显的抑制能力, 还能抑制细菌外毒素的活性。对引起腹泻、呼吸道和皮肤感染的各种病原菌有抗菌作用。如金黄色葡萄球菌、螺旋菌、胃肠炎病毒、流感病毒A和B及艾滋病毒等, 儿茶素都有广泛的杀灭或抑制作用。白传记等对茶多酚的抑菌活性试验表明:茶多酚对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌的生长繁殖都有强烈的抑制作用, 最佳抑菌浓度为100 mg/L。曹兵海[5] (2003) 报道茶多酚能显著降低鸡盲肠细菌总数, 与对照组相比, 降低了肠杆菌外所有细菌的数量, 表现的是非选择性地降低所有菌群的数量及其代谢产物含量的类抗菌素效果。

2.3 参与机体免疫调节

詹勇等 (1992) 报道, 给14日龄健康海佩科肉用仔鸡饲料中添加0.25%和0.5%的TP, 能明显提高鸡群自发感染法氏囊时鸡血液红细胞C3b受体和免疫复合物的含量和保护鸡脾脏的免疫功能 (P<0.05) 。TP能显著提高肉鸡血液中HDL含量和磷酸酶水平 (P<0.01) , 明显降低胸肌pH值 (P<0.01) , 同时对公鸡体重和胸肌干重均有提高趋势, 对血清中总蛋白、血红蛋白和胸肌总色素均有降低趋势。

通过在生长猪饲料中添加茶多酚, 发现添加茶多酚试验组的超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性与对照组差异显著;猪总抗氧化能力与茶多酚添加量水平有关, 每1 kg饲料组添加400 mg 茶多酚的猪总抗氧化能力与对照组差异显著。茶多酚的添加量以不少于400 mg/kg为宜[6]。茶多酚可以明显促进肉仔鸡胸腺的生长, 可以显著升高血清中免疫球蛋白的含量, 提高T-淋巴细胞转化率和白细胞吞噬率, 且茶多酚的不同水平间也有显著性差异。

2.4 调节脂类代谢

郑君然 (2000) 研究表明, 加入20 mg/kg的茶多酚对血液和蛋黄中的胆固醇降低效果显著。赵秀兰 (2003) [7]报道, 茶多酚能显著降低实验家兔血清总胆固醇 (TC) 、甘油三酯 (TG) 、低密度脂蛋白 (LDL) , 升高血清高密度脂蛋白 (HDL) ;并诱导试验家兔血清谷胱甘肽过氧化物酶 (GSH-Px) 、红细胞超氧化物歧化酶 (RBC-SOD) 活性增高, 降低脂质过氧化水平。

2.5 舒缓胃肠通便止泻

茶多酚能刺激胃肠道反应, 加速大肠蠕动, 以达到治疗便秘的效果。其中所含的儿茶素能抑制胃肠粘膜上的HK ATP酶, 从而抑制了胃酸的分泌, 减轻了胃酸对胃粘膜的刺激和损伤, 治疗胃肠溃疡。由于茶多酚能提高机体综合免疫力, 所以可抑制和杀灭引起腹泻的各种有害病原细菌, 舒缓肠胃紧张状态, 能达到消炎止泻的目的。以含大于20%TP的绿茶热水提取物饲喂10～30日龄的母犊牛, 可使非侵染性腹泻明显减轻, 并促进双歧杆菌和乳酸杆菌的繁殖。

2.6 提高动物生产性能, 改善畜产品品质

据试验表明, 在杜洛克种公猪饲料中添加2%的茶饲料后, 采食0.5 h后表现兴奋, 可以促进其运动。试验两周后测得精液的活力略有提高, 且精液的畸形率 (4%) 明显下降。提高精液的品质。

日本在肉用鸡饲料中添加3%的茶叶粉, 肉鸡的日采食量和体重不受影响, 但鸡肉中的抗氧化成分如维生素E和维生素A的含量显著增加;日粮中添加0.1%茶多酚可提高蛋黄中维生素E 58.99%、维生素A 20.96%, 添加0.025%茶多酚降低蛋黄中胆固醇35.28%, 茶多酚对全蛋中含硫氨基酸有增高趋势;刘晓华[8]等试验表明:日粮中添加适当浓度的茶多酚可以提高内仔鸡的全期增重、饲料转化率, 改善肉仔鸡的生产性能, 同时还可提高肌肉嫩度, 降低滴水损失, 可在一定程度上改善- 肉鸡的屠宰性能和肌肉品质。饲粮中添加茶多酚, 对100 kg左右猪胴体眼肌肉样做肉质常规和生化指标测定, 研究日粮中茶多酚不同添加水平对肥育猪肉品质参数的影响。结果表明:在猪肉货架期, 茶多酚添加剂有稳定猪肉色、提高猪肌肉抗氧化和系水力的作用;茶多酚有利于提高猪肌肉品质, 其中以每千克饲料添加400 mg茶多酚效果较有参考意义。

2.7 降低畜禽粪便的臭味

在动物体内, 茶多酚在抑制有害菌增殖的同时, 能促进有益菌菌群的生长, 保护肠道微生物环境, 改善微生物结构, 有效降低畜禽粪便的臭味。Hara H给30日龄仔猪饲喂含0.2%茶多酚的饲料发现:2周后猪粪中乳酸杆菌数量显著增加, 细菌和类菌体数量递减, 梭状杆菌磷酸酯酶的检出率下降, 氨、酚、对—甲酚和类酚的含量显著减少, 短链脂肪和乳酸菌数量显著增加, pH值略有下降, 臭味显著降低。唐裕芳[9]等对茶多酚除臭机理进行探讨, 认为可能是儿茶素β环上的-OH提供H+同NH3反应生成铵盐而使臭味减弱或消失。

目前, 为更好的发挥茶多酚的生物学功能, 应大力拓展茶多酚在养殖业中的应用, 系统研究茶多酚在饲料中的添加量以获取最佳生产效果;进一步研究茶多酚与金属元素相互作用;加强茶多酚在动物体内的残留、远期毒性研究等方面研究。

参考文献

[1]屈健.绿色饲料添加剂—茶多酚在养殖业中的应用[J].畜禽业, 2006 (1) :16-18.

[2]汪绍锋, 张西碧, 陈宁.茶多酚在饲料中抗氧化作用的研究[J].粮食与饲料工业, 2003 (9) :35-36.

[3]汪兴平, 刘勤晋.茶多酚应用于鲜鱼保鲜效果研究[J].湖北民族学院学报 (自然科学版) , 1996, 14 (2) :53-55.

[4]王妍琪, 孙文志, 王兴龙.茶多酚、维生素E对热应激肉仔鸡生产性能和抗氧化性能的研究[J].饲料博览, 2006 (7) :4-7.

[5]曹兵海, 张秀萍, 呙于明, 等.半纯合日粮添加茶多酚和果寡糖对肉鸡生产性能、盲肠丛数量及其代谢产物的影响[J].中国农业大学学报, 2003, 8 (3) :85-90.

[6]蔡海莹, 张伟力, 朱建和.茶多酚对生长猪机体免疫力的影响[J].饲料研究, 2006 (6) :55-56.

[7]赵秀兰, 宫爱华, 李建华, 等.茶多酚对家兔实验性动脉粥样硬化的抑制作用[J].中华老年医学杂志, 2003, 22 (8) :477-480.

[8]刘晓华, 郜卫华, 夏瑜, 等.茶多酚对肉仔鸡生产性能、屠宰性能及肉品质的影响[J].现代畜牧兽医, 2004, 12:9-11.

篇4：茶多酚生产废水处理技术研究进展

【关键词】茶叶；茶多酚；酒石酸亚铁

一、试验方法

吸取适量茶多酚标准溶液于25mL比色管中，然后依次加入4mL水和酒石酸亚铁溶液5mL，充分混合，加pH值为7.5的磷酸盐缓冲溶液定容至刻度，摇匀，放置20min，以试剂空白为参比，用1cm比色皿在545nm处测定吸光度。

二、结果与讨论

1.最大吸收波长的选择

取1.0mL茶多酚标准溶液，用1cm比色皿，以试剂空白为参比，波长在470～590nm范围扫描吸收光谱，每隔10nm测一次吸光度，在最大吸收峰附近，每隔5nm测一次吸光度A，可知络合物的最大吸收波长为545nm。

2.反应温度的影响

温度对配合物的形成影响很显著，当反应温度高于30℃时吸光度变化比较大，因此本试验应在室温条件下进行。

3.反应时间的影响

取1.0mL茶多酚标准溶液，按试验方法操作，用1cm比色皿，以试剂空白为参比，依次测量放置5，10，20，30，60，……，120min，在选择波长下测定吸光度A值，结果表明络合物在显色55min后吸光度变化较大。

4.缓冲体系及pH值的影响

使用不同pH值缓冲体系进行试验，结果表明溶液在pH值为7.5时的吸光度较大且基本不变，试验选用pH值为7.5的磷酸盐缓冲溶液。

5.酒石酸亚铁的用量

仅改变酒石酸亚铁的用量，按试验方法配制系列溶液，酒石酸亚铁在5.0mL吸光度较大且较稳定，选用加入酒石酸亚铁量为5.0mL。

6.线性关系考察

在25mL比色管中依次加入0，0.5，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，4.0，4.5mL茶多酚标准溶液，按试验方法处理后进行测定，其线性回归方程为：A=7.67939c+0.00513，R=0.9997，结果表明，茶多酚在0.00～0.09mg·mL－1范围内，吸光度与质量浓度呈良好的线性关系。

7.干扰性试验

（1）抗坏血酸、蔗糖和氨基酸干扰性试验。茶叶中的抗坏血酸，蔗糖和氨基酸可能对测定产生影响，经用茶叶内所含纯品验证：对于质量浓度为0.02mg/mL的茶多酚标准溶液，同倍的抗坏血酸，3倍的氨基酸，3倍的蔗糖对测定无干扰，一般情况下茶叶中的抗坏血酸，氨基酸和蔗糖的含量均小于此值，可以不考虑其干扰。

（2）咖啡因干扰性试验。取茶汤滤液20mL装于125mL的分液漏斗中，加入10mL四氯化碳，振荡2min，进行咖啡因萃取，分出四氯化碳层，如此操作2次，弃去四氯化碳层．取剩余液1.0mL于25mL比色管中，按试验方法加入试剂，测定吸光度，平行3次，平均吸光度A为0.355，没有除咖啡因时平均吸光度A为0.358．因此本试验可以不考虑咖啡因的干扰。

三、样品的测定

1.茶汤的制备

（1）沸水浸提法。分别准确称取1.5g磨碎试样3份于250mL锥形瓶中，加沸蒸馏水225mL，立即移人沸水浴中，浸提45min（每隔10min摇动1次）．浸提完毕后立即趁热减压过滤（加0.45μm滤膜）。滤液移入250mL容量瓶中，残渣用少量热蒸馏水洗涤2次，并将滤液移入上述容量瓶中，冷却后用蒸馏水稀释至刻度。

（2）茶多酚含量的测定。吸取茶汤试液1.0mL于25mL比色管中，然后依次加入4mL水和5mL酒石酸亚铁溶液，充分混合，再加pH值为7.5的磷酸盐缓冲溶液定容至刻度，摇匀，以试剂空白为参比，测定溶液在545nm处的吸光度。试验结果：沸水浸提法提取样品中茶多酚质量分数为20.62%。

（3）加标回收试验。准确移取4号样品1mL，分别加入不同质量浓度的茶多酚标准品，按照2.6试验方法测定，每种样品平行测定5次，其吸光度加标前A=0.372，加标后A=0.378，根据回收率公式计算出回收率，结果测得加标回收率为98.40%，RSD为1.31%，采用本方法对茶叶茶多酚进行定量分析是可行的，结果稳定可靠．加标回收率计算公式：（加标试样测定值－试样测定值）/加标量×100%。

2.乙酸乙酯提取法

称取经过磨碎的干茶叶沫1.5001g放入250mL锥形瓶，加入225mL90℃水中搅拌浸提45min（每隔10min摇1次），过滤，滤液移入125mL分液漏斗，先后用15mL的乙酸乙酯萃取3次，合并3次有机相于烧杯中，并用无水硫酸钠干燥，减压蒸馏（77℃），除去乙酸乙酯溶剂得白色粉末状茶多酚，称量为0.0302g，提取率为2.01%。

四、结语

茶多酚的最大吸收波长为545nm，茶多酚在0.00～0.09mg·mL－1范围内，吸光度与质量浓度呈良好的线性关系。试验结果表明，同等条件下，超声波法具有省时、成本低、操作简便、提取率高、氧化损耗小、产品纯度高等优点，提取的效果优于沸水浸提法和传统有机溶剂法。

参考文献：

[1]张素霞，魏秋红.不同方法提取茶多酚的比较研究[J].中国食品添加剂，2009（04）

[2]何健，印伟.茶叶中茶多酚的提取工艺及其含量测定[J].中国药业，2011（13）

[3]李大刚，袁淑芳，吴鸿庚.茶多酚提取纯化工艺比较分析[J].黎明职业大学学报，2011（02）

篇5：茶多酚生产废水处理技术研究进展

近来,悬浮法聚氯乙烯(SPVC)生产量不断增加,但生产过程中需要大量的.淡水资源,同时释放出相当数量的生产废水,对环境造成了严重威胁.因此很有必要采取有效措施进行水污染控制和水循环利用.作者首先简要介绍了悬浮法聚氯乙烯生产废水的来源及特点,并从工程应用及研究探索两个方面综述了国内外该类废水的治理现状和进展,对一些成功的技术工艺进行了较为详细的介绍,并在此基础上提出接触氧化-臭氧工艺有望成为该类废水处理及回用的主导工艺.

作 者：周长波 张振家 贾春峰 Zhou Changbo ZHANG Zhenjia Jia Chunfeng 作者单位：周长波,Zhou Changbo(南开大学环境科学与工程学院,天津,300071)

张振家,ZHANG Zhenjia(上海交通大学环境科学与工程学院,上海,30)

贾春峰,Jia Chunfeng(章丘市环保局,山东,济南,250021)

篇6：制药生产废水的处理技术

着重介绍了该工程的实际运行情况及运行中遇到的问题，并加以分析。

【关键词】双氧水生产废水;气浮;催化氧化;处理

1 生产废水的性质

双氧水生产工艺为钯触媒、2-乙基蒽醌法。

废水主要来自于过氧化氢生产车间的各种废水排放。

该废水主要含有：2-乙基蒽醌、磷酸三辛酯、三甲苯及双氧水。

废水中含有难降解的芳香烃及对生化反应有毒害作用的双氧水。

磷酸三辛酯和三甲苯均为不溶于水的有机溶剂，密度比水略轻，磷酸三辛酯的相对密度ρ=0.924，三甲苯的相对密度ρ=0.86。

2 废水的处理工艺

2.1 工艺流程:针对该废水的特性，制定出先除油，然后采用催化氧化反应打开苯环，降解大部分芳香烃类有机物，最后通过活性碳吸附残留有机物，确保达标排放。

2.2 主要构筑物及设备设计参数:高浓废水储池：V有效=200m3。

主要是存储一次性排放的高浓度的白土床废水，然后多次少量的进入废水处理系统，减轻高浓废水对系统的冲击。

隔油池：HRT=0.5h。

主要是去除废水中的分散油。

调节池：HRT=6h。

根据双氧水生产废水排放周期确定的调节时间。

气浮器：常用的加压溶气气浮设备。

废水进入气浮器前用计量泵投加破乳剂。

主要是去除废水中乳化油。

催化氧化反应器：内置填料，填料配比:铁屑∶焦炭∶填料活性剂=2∶1∶2。

有效接触时间2.0h。

正常运行情况下的气水比=5∶1，大气量反冲洗时的气水比=10∶1。

底部鼓入空气。

主要是通过微电解和H2O2的氧化能力分解蒽醌、三甲苯等带苯环的难降解有机物。

斜板沉淀器：催化氧化反应器出水的pH值一般在7左右，废水中的Fe2 离子生成氢氧化亚铁絮体，同时吸附其他悬浮物。

为强化絮凝效果，减少沉淀时间，投加高分子助凝剂。

HRT=4h。

钢结构，内衬玻璃钢。

主要是去除悬浮物。

生物碳塔：φ×H=1.8×4.8(m)，两座。

碳钢结构，内衬玻璃钢。

有效停留时间1.0h，气水比=5:1。

定期进行气水反冲洗，强制使活性碳表面的生物膜脱落。

主要是利用活性碳吸附和生物接触氧化的双重作用，使剩余有机物得到彻底的分解。

回用水池：V有效=45m3。

主要用于生物氧化-活性碳吸附塔的反冲洗水。

污泥浓缩池：φ×H=2.5×4.8(m)，V有效=8.5m3。

间歇式竖流污泥浓缩池。

进一步浓缩斜板沉淀器排放的污泥。

板框压滤机：BA630，机械保压。

处理后污泥外运填埋。

4 运行情况及出现的问题

4.1 隔油池-气浮工艺对油类物质(重芳烃)的去除:通过工程实际的应用，证明隔油池在除油方面是个简单而又高效的单元。

可以有效的去除重芳烃组成的分散油，对于后续的气浮工艺来说，起到了粗筛的作用，保证了气浮系统可以正常的运行。

原水的重芳烃含量一般达到20~50g/L，但是经过隔油池后，可以较为稳定的控制水中重芳烃含量<300mg/L。

气浮工艺对去除重芳烃非常有效，去除率>80%。

但是，由于重芳烃以乳化油的形式存在，所以必须投加一定量的破乳剂。

破乳剂的投加量约为0.1kg/m3废水。

4.2 催化氧化反应器对难降解有机物的分解作用及填料板结问题:在双氧水的废水处理中，带苯环的难降解有机物是处理的难点。

国内有许多报道采用铁碳内电解处理难降解废水，但是铁碳内电解的填料板结一直是个未解决的问题。

本次工程通过两个方面尝试解决这个问题：一是由于化肥厂有大量的空气可供利用，所以采用大气量的搅拌不断冲刷铁屑的表面，避免氢氧化物在铁屑表面的沉积;二是在填料中加入活性剂;三是控制反应器内一定的pH值，使废水中的H2O2在Fe2 的作用下发生催化氧化反应，即可降解有机物，又可避免Fe的钝化。

经过对该工程一年的跟踪，尚未发生板结的现象，处理效果也没有下降，因此可以认为有效的解决了填料板结的问题。

3 生物氧化-活性碳吸附塔的作用

设计本意是通过活性碳的吸附功能吸附难降解有机物，提高其在系统内的停留时间，然后利用好氧微生物降解被吸附的有机物，同时使活性碳恢复吸附功能。

但是在实际运行中，由于前面的处理单元处理效果均较好，进入生物氧化-活性碳吸附塔的废水基本可以达标排放，所以该单元的处理效果并未得到体现。

这也是有待于以后的运行验证的。

4 H2O2对卧式离心泵运行的影响

在运行中发现，调节池的污水提升泵(卧式离心泵)经常会有气缚现象发生，泵内含气体，泵出口压力小。

5 白土再生废水对系统的冲击

在调试过程中，遇到车间内排放白土床再生废水，该废水呈深红色，含大量的蒽醌、磷酸三辛酯，对系统造成了极大的冲击。

根据生产情况，该废水约70天才排放一次，但每次的排放量达200m3。

如果一次排入系统肯定使整个系统失效。

后经与厂方共同协商提出先建一200m3的储池，然后由储池每日少量的排入处理系统。

5 主要技术经济指标

废水处理站总投资120万元，折合吨水造价5000元/m3・d。

吨水造价高的原因主要在于废水具有较强的腐蚀性，所有的水池构筑物、设备均需作防腐内处理，前处理的管路均采用不锈钢管。

运行费用为1.36元/m3废水，包括电费、药剂费、人工费。

废水处理站总占地面积450m2。

6 小结

(1)废水中所含的双氧水对卧式离心泵的正常运行有影响，宜采用泵壳入水的立式离心泵;

(2)在工程设计中要充分对产品生产工艺了解，熟悉各废水排放节点。

对白土床再生废水采用先蓄水，然后多次小流量排入系统的方法，减轻对处理系统造成的负荷冲击;

(3)采用隔油池 气浮组合可以有效去除废水中大部分的重芳烃类油;

(4)充分利用废水中含有的双氧水，利用铁碳内电解与双氧水的氧化能力共同分解带苯环的难降解有机物;

(5)利用大气量冲刷铁屑表面、填料活性剂、双氧水的氧化分解三重作用防止填料的板结。

(6)调整出水合适的pH值，利用系统中产生的Fe2形成Fe(OH)2絮体代替混凝剂，节约药剂费用。

生化制药发酵生产废水的净化【2】

[摘 要]生产制药发酵生产废水是生化制药过程中产生的主要水体污染。

在传统的处理方法上我们所采用的方法往往都不能有效的降低生化制药发酵的成本，同时效率也相对低下。

篇7：茶多酚生产废水处理技术研究进展

季铵盐类化合物是一种重要的化工产品,主要用于生产表面活性剂、柔顺剂、杀菌消毒剂、匀染剂、抗静电剂、乳化剂等众多的工业以及家用领域[1]。本文主要针对季铵盐生产废水的特点及危害,综述了处理该类废水的国内外研究现状,并对今后的发展趋势进行了分析。

2 季铵盐生产废水的特点及危害

季铵盐主要用于表面活性剂、柔顺剂等,所以其废水来源广泛,水质不同于普通的生活污水。其具有以下两个特点:(1)废水pH值较高:废水一般偏弱碱性,pH值在8～11范围内;(2)废水COD值较高:废水COD值一般在15000～35000之间[2],并且不同来源废水的COD差异较大,是一种较难处理的有机工业废水。

季铵盐类化合物的使用量逐年增加,使用范围不断扩大。据统计,全球季铵盐产量的约75%被排放到城市污水厂[3],由于QACs毒性强,不易进行生物降解并且具有强烈的表面吸附特性,使得绝大多数QACs吸附在污泥上,而且在厌氧条件下不能被生物降解,最终随着剩余污泥进入自然环境,在环境中积累,危害人类健康,对土生生物、水生生物等长生有毒性作用[4]。

张学佳[5]等指出季铵盐的浓度达到一定程度之后,会影响水体中藻类和微生物的生长,指示水体的初级生产力下降,进而通过食物链影响到整个水生系统,并指出季铵盐抑制藻类生长。

Binoy[6]等的研究表明,不同种类的QACs会对土壤中脱氢酶的活性及潜在的硝化作用产生毒性。当季铵盐浓度较低时,对脱氢酶的活性及潜在的硝化作用产生促进作用。随着季铵盐浓度的加大,对脱氢酶的活性及潜在的硝化作用的抑制作用逐渐增大。季铵盐对土壤微生物产生的毒性作用与季铵盐化合物本身的性质以及土壤中有机碳源的含量有关。研究还发现,季铵盐对微生物的毒性作用与土壤中相对释放的季铵盐有关,而不是土壤所吸附的季铵盐的总量。

相对来说,季铵盐对人类和哺乳动物的毒性不像对微生物那么大,因而经常被用作各种消毒剂。例如,季铵盐被广泛应用于化妆品、眼科药物、隐形眼镜溶液、洗手液等[7]。这些应用都导致季铵盐与人体的直接接触,加大了吸收、吸入以及无意吞咽的可能性。目前,虽然还没有有关人体皮肤能够吸收季铵盐的数据支持,但与人体的直接接触的季铵盐,必然会驻留在皮肤或者黏膜表面[8]。浓缩的季铵盐会造成皮肤和黏膜的损伤[9]。

3 季铵盐生产废水处理技术

3.1 光电催化氧化法

光催化是利用光能进行物质转化的一种方式,是物质在光和催化剂同时作用下所进行的化学反应;电催化是使电极、电解质界面上的电荷转移加速反应的一种催化作用;而光电催化是同时具有光催化和电催化特点的反应,是一种特殊的多相催化。长期的研究表明,光催化方法能将多种有机污染物彻底矿化去除,为各种有机污染物和还原性的无机污染物,特别是生物难降解的有毒有害物质的去除,提供了一种被认为是极具前途的环境污染深度净化技术[10]。

王晓囡[11]等人采用光电催化氧化法处理季铵盐废水,初始COD约为350 mg/l。实验中选用DSA电极为阳极,石墨为阴极;采用直流稳压电源为阴阳两极间提供恒定电压;紫外光源为紫外灯(15 W,365 nm)。COD去除率79.3%,TOC去除率81.7%。光电催化氧化降解的最佳实验条件为:外加电压20V,催化剂投加质量浓度为0.3g/L,极板间距为0.5cm,pH为8.27,反应3h后COD去除率达到87%,TOC去除率达到92%。

3.2 Fenton氧化法

Fenton氧化法是废水处理中常用的高级水处理技术,具有效率高、速度快及二次污染小等优点,一般用于处理难降解有机废水。将亚铁盐和过氧化氢的组合称为Fenton试剂,能有效氧化去除传统废水处理技术无法去除的难降解有机物,实质是H2O2在Fe2+的催化作用下生成具有高反应活性的羟基自由基(·OH),·OH可与大多数有机物作用使其降解。从广义上说,Fenton法是利用催化剂或光辐射或电化学作用,通过H2O2产生羟基自由基(·OH)处理有机物的技术。从发展历程来看,Fenlon法基本上是沿着光化学和电化学两条路线向前发展的。

黄焕标[12]等人采用Fenton氧化法降解废水中的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),初始CTAB浓度为20mg/1。实验中研究了H2O2及Fe2+的浓度、pH值和反应时间对CTAB去除效果的影响。Fenton氧化法降解的最佳实验条件为:pH为3,H2O2与CTAB浓度质量比为1:2.3,Fe2+质量浓度为20.0 mg/l。在最佳反应条件下,CTAB的去除率可在30 min达到90%以上,H2O2浓度的增大有助于提高TOC的去除率。实验研究还表明.与活性污泥法和光催化降解法相比,Fenton试剂氧化法对季铵盐类阳离子表面活性剂氧化降解有效率高、耗时少等优点。

3.3 BOD5/CODCr比值法

BOD5/CODCr比值法是常用的评价有机物可生物降解性的水质指标评价法。这是目前比较广泛采用而且算是最简单的一种方法,不过这种方法会导致一些误差。BOD容易因为环境因素而测量数值低,COD容易因为Cr的强氧化性使有机悬浮物成为COD值,因此通常测量数值比较低。这种方法结果粗糙,相对简易可行。

BOD5是五日生物耗氧量Biology Oxygen Demmand。指的是水中的微生物可以降解的有机物被降解后消耗的氧的量,但生物完全降解有机物所需时间较长。为了规范和提高检测效率,国家规定以5日生物需氧量为说明水质的标准,也就是说用生物降解水中有机物5天所消耗的氧的总量。用碘量法[3]测样品5d前后试样的溶氧量,同时做空白试验,通过计算求出BOD5。

化学耗氧量(chemical oxygen demand)亦称“化学需氧量”,简称“耗氧量”。用化学氧化剂(如高锰酸钾、重铬酸钾)氧化水中需氧污染物质时所消耗的氧气量,常以符号COD表示。COD计量单位为mg/1。是评定水质污染程度的重要综合指标之一。COD的数值越大,则水体污染越严重。采用重铬酸钾(K2Cr2O7)法测定出样品的化学耗氧量,表示为CODcrc

刘晓烨[14]等人用BOD5/CODCr比值法对十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)和十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)的生物降解性能进行分析评价。DTAC和DTAB的BOD5/CODcr的值分别为0.048和0.089。BOD5/CODCr比值大于0.45生物降解性较好,在0.3～0.45之间可以进行生物降解,在0.2～0.3之间较难进行生物降解,小于0.2很难进行生物降解。所以,DTAC和DTAB都不易进行生物降解。

3.4 活性污泥法

活性污泥法是污水生物处理的一种方法。该法是在人工充氧条件下,对污水和各种微生物群体进行连续混合培养,形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用,以分解去除污水中的有机污染物。

周飞[15]等人采用活性污泥法检测了三乙醇胺双酯季铵盐(EPH)的生物降解性。实验中利用三乙醇胺和软脂酸的酯化反应合成软脂酸三乙醇胺双酯,再利用氯乙醇季铵化合成了目的物软脂酸三乙醇胺双酯季铵盐(EPH),并且采用手感评价法评价了EPH的性能,并采用活性污泥法检测了EPH的生物降解性。酯化反应的最佳工艺参数为Φ(软脂酸):Φ(三乙醇胺)=2.3:10.0,温度为120℃,反应时间为6 h,在此条件下双酯质量分数达到50%以上.季铵化的最佳条件为Φ(氯乙醇):Φ(酯

化产物)=1:1,温度为80℃,反应时间为4h,在此条件下季铵化率达到90%以上.一周以后EPH的生物降解率可达到90%以上。

3.5 好氧污泥对季铵盐的吸附特性

活性污泥(activesludge)是微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称,是一种好氧生物处理方法。季铵盐型阳离子表面活性剂在工业及家庭生活中有着广泛的应用,主要用作杀菌消毒剂、抗静电剂和相转移催化剂等[16]。这些产品的大量使用不仅直接危害水生环境,而且抑制其它有毒物质的降解,导致了严重的水质污染他季铵盐容易通过疏水作用和静电作用吸附到带负电荷的胶体颗粒表面,容易在底泥和污泥大量累积[17,18,19,20]。因此,了解季铵盐在活性污泥上的吸附行为,对于研究其在污水处理系统、环境中的迁移乃至对环境的影响是十分必要的。

任荣[21]等人研究了苄基季铵盐(BAC)在好氧活性污泥和灭活好氧污泥的吸附平衡和吸附动力学。实验研究结果表明,好氧活性污泥和灭活好氧污泥对BAC的吸附是一个快速吸附过程,在2h内达到吸附平衡。吸附平衡时间与BAC初始含量无关。随着BAC初始含量的增大,好氧污泥的吸附量增大,吸附率降低。对于BAC初始质量浓度为5～50 mg/1的吸附体系,好氧活性污泥的平衡吸附量由15.2增加至158.9 mg/g,吸附率由94.7%降低至82.3%;灭活好氧污泥的平衡吸附量由13.7增加至149.1 mg/g,吸附率由90.7%降低至73.4%。研究还发现,好氧活性污泥和灭活好氧污泥对BAC的吸附行为符合伪2级反应动力学(R2>0.99)。

3.6 厌氧消化污泥对季铵盐的吸附特性

随着QACs的持续大量使用,高含量的QACs及其产物会进入到城镇污水处理厂。QACs性能比较稳定,并且具有很强的杀菌特性和生物毒性,较难被污水和污泥中的生物降解,因而如果污水处理厂进水中含有大量的QACs,则会影响COD去除、总磷去除,抑制硝化作用和反硝化作用的进行,会对生物处理系统造成冲击,影响污水处理厂正常运行[22]。同时,由于其强烈的吸附特性,QACs会随剩余污泥或是直接进入到自然环境。QACs对水生生物具有致畸、致死作用,影响水体的生态功能,同时环境中累积的QACs也是对人类健康的潜在威胁。

李通[23]等人研究了厌氧消化污泥对十二烷基二甲基苄基氯化铵的苄基季铵盐(BAC)吸附特性研究。研究结果表明.厌氧消化污泥对BAC的吸附是一个快速吸附过程,在2h内达到吸附平衡。厌氧消化污泥对BAC的吸附既符合Freundlich等温式(R2为0.978～0.986),又符合Langmuir等温式(R2为0.952～0.970)。在10、35、50℃时,最大吸附量分别为307.69、290.76、270.56 mg/g,所以低温比高温条件下吸附性能好。

3.7 生物氧化法

随着生物技术的发展,利用微生物进行环境污染治理的应用研究越来越多。然而季铵盐废水因其具有成分复杂,COD值高,毒性大、难降解,排放量大等特点,使其关于生物法处理方面的研究还比较少。

潘碌亭[2]等人采用厌氧一两级好氧一絮凝组合工艺处理含季铵盐废水,COD为18000～25000mg/L。BOD5为7020～9750mg/L,BOD5/COD为0.39左右,属于可生化废水。COD总去除率可达95%。出水COD<150mg/L。

朱云[24]等人采用厌氧一好氧生物处理研究季铵盐废水。研究结果表明,废水中季铵盐组份对好氧微生物有毒害作用,当浓度超过120mg/L时对微生物生理活动已经产生负面影响,超过180mg/L时严重影响好氧微生物的生理活动。当季铵盐浓度小于120mg/l时,这种物质可作为微生物的营养物而被好氧生化降解。COD的去除率分别为49.3%。

4 小结及展望

季铵盐生产废水的治理方法较少,污染物处理技术也不是很成熟。如果仅使用某单一处理技术,使用成本高,处理效果就很难达到要求。因此,应根据实际废水的性质、状态以及对水质的要求,采用组合工艺,在保证出水达标的情况下,尽可能降低水处理成本,力求操作简单,管理方便,运行可靠。

篇8：茶多酚生产废水处理技术研究进展

关键词：籽瓜;微波;多酚氧化酶;正交试验

中图分类号： TS209 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2015）04-0279-03

收稿日期：2014-05-15

作者简介：李永春（1980—），男，山东临沂人，硕士，讲师，主要从事生物资源的开发与利用研究。E-mail：yongchun008@qq.com。

籽瓜（Citrullus lanatus var.megulasnemus Lin et Chao），别称打瓜，葫芦科一年生草本植物，因拳打而食和含籽量多而得名。其瓜圆形，表皮光滑，浅绿色，有深绿色条纹，瓜肉白色或淡黄色，属低糖瓜类，具有较高的营养价值和医用保健价值，是一种极具地域特色的农产品[1-2]。目前对籽瓜的利用只限于取籽加工，对籽瓜副产品的开发利用主要集中在籽瓜汁的加工方面。然而，籽瓜汁产品的开发和深加工中尚存在很多问题，如籽瓜饮料加工过程中产生褐变速度快、生产过程不易控制、容易产生煮熟味和各种异味等[3]。籽瓜汁加工中的褐变主要以酶促褐变为主。在打浆、取汁等工序中，由于果肉组织破碎，细胞质膜破裂，酶与底物的区域化分布被打破，在有氧条件下，籽瓜中的多酚氧化酶（PPO）催化酚类物质氧化，形成褐色物质，这是引起酶促褐变的主要原因[4-5]。因此，在加工过程中，要避免或尽量降低酶促褐变的发生，就必须采取有效的方法杀灭或抑制多酚氧化酶的活性[6]。

抑制籽瓜汁酶褐变的传统方法是加热，但加热灭酶容易使产品过分受热，会造成营养物质的破坏，并且产生煮熟味和各种异味，同时会促进非酶褐变的发生。有研究表明，微波处理具有电磁场的热效应和非热效应2种作用，与一般的水浴、水蒸气等加热灭酶法相比能使酶更容易失活[7]。本试验通过微波结合维生素C溶液预处理籽瓜，分析微波处理对籽瓜多酚氧化酶活性的影响，以期为籽瓜汁生产加工提供理论指导和技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

敖汉籽瓜，购于内蒙古赤峰市农贸市场;聚乙烯吡咯烷酮、邻苯二酚、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠等试剂均为国产分析纯。

1.2 主要仪器

PL203型电子天平（梅特勒-托利多上海有限公司），DEKW-4型电热恒温水浴锅（江西南昌市恒顺化验设备制造有限公司），3K18型高速冷冻离心机（德国Sigma公司），UV-9600型紫外可见分光光度计（北京瑞利分析仪器有限公司），NJL07-3型实验专用微波炉（江苏南京市杰全微波设备有限公司），PHS-3TC型精密数显酸度计（上海天达仪器有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 多酚氧化酶（PPO）活性测定 酶液的制备参考张少颖等的方法[8]略有改进。取处理后的样品1 g，加入10 mL提取介质（0.2 mol/L磷酸缓冲液，pH值为6.0;0.4 g 聚乙烯吡咯烷酮），冰浴研磨，4 ℃下4 000 r/min 离心15 min，上清液用于酶液活性测定。

酶活性测定参考Montgonery 等的方法[9]，反應体系为01 mol/L邻苯二酚溶液3 mL和0.2 mol/L、pH值为6.0的磷酸缓冲溶液1 mL，再加0.5 mL酶提取液，以蒸馏水为空白对照，于波长420 nm处比色测定，酶活性以1 minΔD值增加0.001为1个活力单位（U）。

1.3.2 单因素试验 称取一定质量的籽瓜瓤，分别以不同的微波功率、微波处理时间、载样量、维生素C预处理浓度做单因素试验，分析不同因素对籽瓜多酚氧化酶活性的影响。

1.3.3 正交试验 根据单因素试验结果，选择影响籽瓜多酚氧化酶活性各主要因素做正交试验，采用L9（34）正交表，以籽瓜多酚氧化酶（PPO）活性为指标，分析微波处理工艺对多酚氧化酶活性的影响，探索最佳的抑制酶活性条件。正交试验的因素水平如表1所示。

表1 正交试验因素水平表L9（34）

水平 A：微波功率

（W） B：微波时间

（min） C：维生素C浓度

（%）

1 400 1 0.05

2 500 2 0.10

3 600 3 0.15

2 结果与分析

2.1 微波功率对籽瓜多酚氧化酶活性的影响

称取6份50 g的籽瓜瓤，分别置于250 mL的烧杯中，分别用100、200、300、400、500、600 W的微波功率处理1 min，然后分别测定多酚氧化酶的活性。结果如图1所示，随着微波功率的增加，籽瓜瓤中多酚氧化酶活性表现为先升高随后降低的趋势。在微波功率400 W时，多酚氧化酶的活性出现一个峰值，达到最高，而后随着微波功率的增大，酶活性快速降低。

这一结果表明，在较低功率的条件下，微波处理可能激活了籽瓜中相关的酶系，促进褐变;而在较高功率条件下，微波处理明显抑制酶活性，能够抑制褐变。

2.2 微波时间对籽瓜多酚氧化酶活性的影响

称取6份50 g的籽瓜瓤，分别置于250 mL的烧杯中，用500 W的微波功率分别处理1、2、3、4、5 min，然后分别测定多酚氧化酶的活性。结果（图2）表明，微波处理时间对籽瓜酶活性有较大的影响。随着处理时间的延长，籽瓜瓤中的多酚氧化酶活性先迅速下降，然后趋于平缓直至最低，在3 min时，酶活性基本钝化。

nlc202309051143

一般来说，微波处理时间越长灭酶效果越好，但处理时间过长，微波热效应加剧，可能会改变产品品质。因此，由本试验结果可知，微波处理3 min，可使籽瓜样品达到较好的灭酶效果。

2.3 载样量对籽瓜多酚氧化酶活性的影响

分别称取50、100、150、200、250、300 g的籽瓜瓤，置于250 mL的烧杯中，分别用500 W的微波功率处理1 min，然后分别测定多酚氧化酶的活性。载样量对籽瓜多酚氧化酶活性的影响见图3。

由图3可知，在不同载样量的微波处理条件下，籽瓜瓤中多酚氧化酶活性随着载样量的增加略有上升，当载样量达到一定值后，多酚氧化酶的活性基本保持不变，这一结果表明，载样量不影响微波处理对多酚氧化酶活性的抑制效果，可能由于微波的穿透性和均一性所致。

2.4 维生素C预处理对籽瓜多酚氧化酶活性的影响

称取6份50 g的籽瓜瓤，分别置于质量浓度为0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%的维生素C溶液中浸泡 30 min，沥干水分后，置于250 mL的烧杯中，在功率500 W的条件下进行微波处理1 min，然后分别测定多酚氧化酶的活性。由图4可知，经过维生素C溶液预处理后再经微波处理，在低浓度条件下，籽瓜瓤中的多酚氧化酶活性随着维生素C浓度的增加而升高，在浓度为0.10%时酶活性最高，而后随着维生素C浓度的增加迅速降低，在浓度为0.15%时，酶活性基本钝化，然后趋于平缓直至最低。经0.15%浓度的維生素C预处理后微波处理1 min，与不经过维生素C预处理的微波处理3 min的灭酶效果基本相同，说明一定浓度的维生素C预处理可节约微波处理时间，能更有效地抑制籽瓜中多酚氧化酶的活性。

2.5 正交试验结果

以籽瓜多酚氧化酶（PPO）活性为指标，选择微波功率、微波时间、维生素C浓度3个因素进行正交试验，正交试验结果见表2，试验结果的方差分析见表3。

由表2、表3可见，影响籽瓜多酚氧化酶活性的因素大小顺序依次为微波时间>微波功率>维生素C预处理浓度，在设置水平范围内，微波时间和微波功率对籽瓜多酚氧化酶活性有显著性影响（P<0.05），而维生素C预处理浓度对其无显著影响，确定最优组合为A3B3C3，即微波功率 600 W、微波处理时间3 min、维生素C预处理浓度0.15%。

根据正交试验所得最优条件因素做验证试验，经过试验测定籽瓜中多酚氧化酶活性为0，在此微波处理条件下，籽瓜中多酚氧化酶的活性能够得到较好抑制，理论上已可以防止酶促褐变的发生。

3 结论

微波处理可有效抑制或钝化籽瓜多酚氧化酶的活性，微波功率越大，微波处理时间越长，多酚氧化酶越易失活，载样

表2 正交试验结果

试验号

因素

A B C 空列

PPO活性

（U）

1 1 1 1 1 5.47

2 1 2 2 2 6.27

3 1 3 3 3 0.67

4 2 1 2 3 5.40

5 2 2 3 1 3.87

6 2 3 1 2 0.40

7 3 1 3 2 1.80

8 3 2 1 3 3.53

9 3 3 2 1 0.50

k1 4.14 4.22 3.13 3.28

k2 3.22 4.56 4.06 2.82

k3 1.94 0.52 2.11 3.20

R 2.20 4.04 1.95 0.46

表3 正交试验方差分析

变异来源 离差平方和 自由度 均方 F值 P值

微波功率 7.283 2 3.642 20.412 0.047

微波时间 30.069 2 15.034 84.269 0.012

维生素C浓度 5.669 2 2.835 15.889 0.059

误差 0.357 2 0.178

量对微波处理灭酶的影响不明显，由于微波的均一性和及时性特点，可实现籽瓜整瓜的快速均匀灭酶。

籽瓜样品预先在质量浓度为0.15%的维生素C溶液中浸泡30 min，然后在微波功率为600 W的条件下处理3 min，可以有效抑制籽瓜中多酚氧化酶的活性，减少褐变的发生。

参考文献：

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篇9：茶多酚生产废水处理技术研究进展

Fenton氧化主要利用过氧化氢在Fe2+的催化下产生的·OH,·OH具有很高的电极电位,极强的氧化性,可将废水中的有机物氧化成水和二氧化碳等小分子无机物[2]。本实验主要研究了p H值、H2O2投加量、H2O2与Fe2+投加的物质的量比、反应时间对实验结果的影响,为后续的研究提供一定参考。

1 实验

1.1 实验用水

实验用水为湖北某有机硅胶生产企业反应罐冲洗废水,该废水酸度大,p H为1.94。水质呈淡黄色,透明,有较强烈的刺激气味。COD为17466 mg/L。

1.2 实验试剂及主要仪器

试剂:过氧化氢(30%)、七水合硫酸亚铁、氢氧化钠、硫酸亚铁铵、硫酸银、硫酸汞、浓硫酸、重铬酸钾均为分析纯。

仪器:p HS-3C型p H计,上海佑科仪器仪表有限公司;90-1型恒温磁力搅拌器,上海沪西分析仪器厂。

1.3 实验方法

1.3.1 p H值对Fenton氧化的影响

取100 m L废水原液加入到250 m L广口锥形瓶中,分别用氢氧化钠调节废水p H为1.94(原水)、2.50、3.00、4.00、5.00、6.00、7.00,向锥形瓶中分别加入25%的硫酸亚铁溶液5.0 m L,混合均匀后加入质量分数为30%的H2O215.0 m L,室温下用磁力搅拌器搅拌反应3 h,静置,取上清液测定COD,与废水原液进行分析比较,绘制出COD去除率曲线。

1.3.2 H2O2投加量对Fenton氧化的影响

取100 m L废水原液加入到250 m L广口锥形瓶中,用氢氧化钠调节废水p H为3.00,加入25%硫酸亚铁溶液6.0 m L,混匀后向锥形瓶中分别加入质量分数为30%的H2O210.0 m L、12.0 m L、14.0 m L、16.0 m L、18.0 m L、20.0 m L,室温下用磁力搅拌器搅拌反应3 h,静置,取上清液测定COD,与废水原液进行分析比较,绘制出COD去除率曲线。

1.3.3 Fe2+与H2O2投加量比例对Fenton氧化的影响

取100 m L废水原液加入到250 m L广口锥形瓶中,用氢氧化钠调节废水p H为3.00,向锥形瓶中分别加入25%的硫酸亚铁溶液3.0 m L、4.0 m L、5.0 m L、6.0 m L、7.0 m L、8.0 m L、9.0 m L、10.0 m L、11.0 m L、12.0 m L、13.0 m L,混匀后加入16.0 m L质量分数为30%的H2O2,室温下用磁力搅拌器搅拌反应3 h,静置,取上清液测定COD,与废水原液进行分析比较,绘制出COD去除率曲线。

1.3.4 反应时间对Fenton氧化的影响

取100 m L废水原液加入到250 m L广口锥形瓶中,用氢氧化钠调节废水p H为3.00,向锥形瓶中分别加入25%的硫酸亚铁溶液7.0 m L,混合均匀后加入质量分数为30%的H2O216.0 m L,室温下用磁力搅拌器搅拌反应,分别于第0.5 h、1 h、1.5 h、2 h、3 h、4 h取上清液测定COD,与废水原液进行分析比较,绘制出COD去除率曲线。

1.4 分析方法

COD:重铬酸钾法[3];p H:便携式p H计法。

2 结果与讨论

2.1 p H值对Fenton氧化的影响

由图1可知,废水p H由原始值1.94升高到3.00的过程,COD去除率显著升高,由44.2%升高到69.8%。当p H在3.00时COD由17466 mg/L降到5274 mg/L,去除率达69.8%。p H大于3.00后,废水的处理效果变差,大于4.00后COD去除率急剧下降,因此反应条件应控制在p H在3.00左右。

废水的p H值对Fenton氧化反应的过程有着重要的影响,主要是影响Fenton试剂中铁离子的存在状态。相关研究也表明Fenton氧化反应的最适宜p H值在3~5,废水的p H值过高或过低都不利于羟基自由基的产生[4,5],直接影响氧化效果。废水的p H值过低,酸度过大,影响羟基自由基的生成。废水的p H值大于5时,大量的亚铁离子会被氧化成铁离子,并反应生成HO2·自由基,该物质氧化性弱,不利于Fenton氧化的进行[5]。当废水的p H值大于6.5~7.5时,铁离子会转化为Fe(OH)3,并沉淀下来,导致溶液中亚铁离子失活,不利于·OH的产生[6]。同时Fe2+转化为Fe3+的过程中,也会产生带负电荷的氢氧根,Fenton氧化反应受到抑制。对于本实验用水,原始p H值为1.94,加碱调到3.00即可保证反应的最佳酸度条件。

2.2 H2O2投加量对Fenton氧化的影响

H2O2投加量对废水的处理效果有重要影响。H2O2投加量的质量比公式[7]:

由公式计算得H2O2理论投加量为111.2 m L/L。

H2O2投加量对Fenton氧化的影响实验结果如图2所示。

实验现象:废水中加入硫酸亚铁溶液和H2O2后颜色由淡黄色变为深红色,并出现微小气泡,液体温度升高,反应变剧烈。反应结束后废水颜色变为黄褐色,烧杯底部出现沉淀。

由实验结果得知,H2O2的实际投加量与理论投加量有较大差别,可能是由于废水的水质、酸度、Fe2+等因素的影响,计算时应当考虑对H2O2理论投加量的计算公式进行修正。

由图2可知,COD去除率随H2O2投加量的增加而增大,增大到峰值后开始下降。当H2O2投加量为16.0 m L时,COD去除率达最大值75.7%。H2O2投加量较少时,废水处理效果不佳,主要是因为反应产生的羟基自由基不足,废水中有机物不能完全被氧化,因此COD去除率较低。当H2O2投加量过大时,发生反应:·OH+H2O2=H2O+HO2·,消耗了·OH,投加的一部分H2O2发生无效分解,降低了废水的处理效果[8]。同时,过量的H2O2在酸性条件下被重铬酸钾氧化,发生如下反应:Cr2O72-+3H2O2+8H+=2Cr3++7H2O+3O2,此时H2O2表现出还原性,消耗重铬酸钾,造成COD测定值偏高,影响废水处理效果[9]。

2.3 H2O2/Fe2+对Fenton氧化的影响

Fenton氧化的主要途径是利用Fe2+催化过氧化氢分解产生羟基自由基来氧化有机物质,Fe2+/H2O2的值直接影响废水处理效果[10],实验结果如图3所示。

由图3可知,随着n(H2O2)∶n(Fe2+)值的增大,废水COD去除率呈现出先升高后降低的趋势。当硫酸亚铁溶液投加量为7.0 m L(n(H2O2)∶n(Fe2+)=22.4∶1)时,COD去除率最大,达到80.8%。但随着n(H2O2)∶n(Fe2+)的继续增大,废水COD去除率明显下降,这是由于此时溶液中催化剂Fe2+的含量过少,H2O2反应生成的羟基自由基的量和速度都比较小,产生的·OH不足以充分氧化废水中有机物,进而抑制降解过程[11]。硫酸亚铁溶液投加量过大时,COD去除率反而降低。这是由于Fe2+起催化作用的同时,过量的亚铁离子还可能发生一系列副反应[12]:

由于这一系列的副反应,消耗了溶液中的羟基自由基,造成COD去除率的降低。实验表明,在n(H2O2)∶n(Fe2+)=22.4∶1时,Fenton试剂可高效的降解有机物,显著降低废水的COD。

2.4反应时间对Fenton氧化的影响

由图4可知,反应0.5 h后,COD去除率很低,主要是由于此时废水中H2O2含量很高,并且有机物还未被及时降解。反应1 h后,COD由去除率显著升高,达76.6%。反应2 h后,COD由17466 mg/L降到3058 mg/L,去除率达到最大值82.5%,此后保持在此水平,增加效果不明显,主要是因为随着反应的进行,体系中H2O2逐渐消耗,生成的·OH减少,反应体系的氧化能力减弱,反应趋于停止[13]。综合考虑,反应时间取2 h比较合适。

3结论