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1、北方民族大学化学工程与工艺专业2011届本科生毕业论文前 言葡萄历来被视为珍果，名列世界四大水果之首，是一种营养价值较高的水果。葡萄全身都是宝。其藤能祛风利水，其根和叶有很好的利尿、消肿及安胎的作用。而葡萄的籽又是近几年备受美容界青睐推崇的天然护肤原料。葡萄富含蛋白质、碳水化合物、脂肪、热量、粗纤维、钙、磷、铁、胡罗卜素, 以及维生素B1、B2和果胶、水果酸等1。天然色素是微生物、动植物物质和能量代谢物质，对人及动植物的生长、发育起着重要生理作用。据统计，世界仅含有色素的植物就有2000多种，植物成为人类获得安全可靠的食用色素的重要来源2。通常天然色素的提取工艺都不复杂，但因其提取收率低，成本
2、高而导致产品价格昂贵。而利用葡萄酿酒工业中的皮渣来提取天然色素，具有充分利用资源、成本低、效益高的良好开发前景3。本研究利用葡萄皮渣，对其中的色素提取工艺条件进行了研究，正交试验法优选葡萄皮渣中色素的提取工艺，得出色素的最佳提取工艺条件，为酿酒葡萄皮渣色素的开发利用提供科学依据。第一章 综 述1.1 酿酒葡萄皮渣研究现状1.1.1 酿酒葡萄酿酒葡萄，是指以酿造葡萄酒为主要生产目的的葡萄品种。大致可分为红色品种（用以酿制红葡萄酒或白葡萄酒）、白色品种（主要酿制白葡萄酒）。在我国主要的酿酒葡萄产区分布在华北地区，沿海一带、新疆、甘肃等地，大面积的种植为我国的葡萄酒产业做出了基本的原料需求，酿酒葡萄
3、一般分为白葡萄和红葡萄两种，这两种葡萄更适合沿海地区的种植，在河北，山东等地有我国最大的葡萄酒基本，长城葡萄酒等品牌，酿酒葡萄一般在九月份成熟，酿酒葡萄因为对水分要求过大，所以不适合西部地区东北地区种植，可以做鲜食，但不适合存储。1.1.2 酿酒葡萄皮渣的现状我国每年产葡萄140 多万吨4，而且还在逐年增加。其中80%用于酿酒，每年将产出数以万吨计的葡萄皮渣。一般葡萄的出籽率为8%10%，梗10%15%，皮20%25%，也就是说一个年产万吨的葡萄酒厂，每年大约有几百吨的葡萄籽，上千吨的葡萄梗，10002000吨的葡萄皮5。酒或进行果汁加工的副产品主要是葡萄皮与葡萄籽，两者约占鲜果的20%，但大
4、多数企业一般是将皮籽丢弃或发酵后用作肥料，这种处理方法不仅造成环境污染，对资源也是一种浪费6。因此，对葡萄酒厂副产物的综合利用研究，具有十分重要的意义。它既可避免环境污染，又可提高经济效益，变废为宝7。1.2 葡萄皮渣中的主要有益成分1.2.1 多酚类化合物葡萄含有丰富的多酚类物质，主要分布在果皮和种籽中。红葡萄果皮中多酚含量可达25%50%，籽中可达50%70%8。果皮中主要有花色素类、白藜芦醇及黄酮类，葡萄籽中主要为儿茶素、槲皮苷、原花青素、单宁等14。（1）白藜芦醇是一种含有芪类结构的非黄酮类多酚化合物，无色针状结晶，较难溶于水，易溶于有机溶剂。植物界中以葡萄叶表层和葡萄皮中含量较高，其
5、次是种籽。白藜芦醇是一种特效功能成分，具有多种生物学活性及药理作用，具有抗癌、抗菌、抗氧化、抗自由基、预防心脏病和抗诱变等作用9。目前对白藜芦醇的提取研究较多，已有较成熟的生产工艺，国内外都有产品上市14。（2）原花色素类原花色素类含有原花青素、原花翠素以及原天竺葵素等，是以各种不同构成单元组成的二聚体和多聚体。多羟基黄烷-3，4-二醇是花色素的前体，在加热条件下即可转化为花色素。天然存在的原花色素类物质大部分为原花青素。根据聚合度不同，原花青素又分为低聚原花青素(OPCs)和高聚原花青素（PPCs），其中OPCs 的生物活性最强10。原花青素是葡萄种籽和果皮中的主要成分，也是葡萄多酚物质中含
6、量最多的一类。它具有强的抗氧化、清除自由基和特殊的改善人体微循环的双重功效。在人体内其抗氧化能力是VE 的50倍，VC 的20倍11。（3）花色素类花色素主要存在于葡萄皮中。天然葡萄皮色素属花色苷类化合物，主要为花青素、甲基花青素、牵牛花素、锦葵色素及花翠素等。葡萄色素在酸性条件下色泽鲜艳，着色力强，安全性高，还有一些有益的生理功能。可广泛应用于饮料、糖果、糕点等食品工业12。（4）单宁单宁又叫鞣酸，主要是一些引起涩味的多酚类物质。主要存在于葡萄皮和葡萄籽中，是形成葡萄酒风味的主要成分。在提取葡萄籽油后的籽渣中约含10%的单宁。精制单宁是食品、化工工业的原料和加工助剂，也可用于药品13。（5）
7、葡萄中还含有黄酮醇、黄烷酮醇类、儿茶素类等其它多酚类物质。黄酮醇类中槲皮苷含量较多，还含有少量的堪非醇（3-脱氧槲皮苷）、杨梅黄酮（5-羟基槲皮苷）和微量的黄烷酮醇类，如二氢堪非醇和二氢槲皮苷等。葡萄中的儿茶素主要为（+）儿茶素（2，3 HTRANS）和（-）儿茶素（2，3HCIS），此外，还有少量的（+）表儿茶素。这些物质对心血管疾病、癌症、肿疡等具有良好的防治作用。已有成型的商业化多酚物质产品上市：日本吉可曼公司把葡萄种籽提取物中的原花色素制成抗氧化剂“KAP”；印黛娜公司已成功开发出多酚总含量为95% 的种籽提取物；贝尔凯姆公司也推出原花色素含量高达98% 的高浓度产品14。1.2.2
8、酒石酸盐酒石酸是一种多羟基有机酸，学名2，3-二羟基丁二酸，有（左旋、右旋、外消旋、内消旋）4种同分旋光异构体。以右旋型最为重要，因其溶解度大，其盐类也较其他3种构型稳定。葡萄皮渣富含酒石酸，从皮渣中提取的产品也全部为右旋酒石酸14。1.2.3 葡萄籽油葡萄籽油的主要成分为亚油酸，含量为70%以上，同时含有18种以上氨基酸，而K、Na、Ca、Fe、Zn、Mn等矿物质元素含量也较高，同时也富含VE和VD等成分。葡萄籽油是一种具有良好保健功能的食用油，在降低血脂胆固醇、软化血管等方面有特殊功效13。1.2.4 果胶果胶是一种广泛存在于植物中的多糖类高分子化合物，其分子结构是链状。葡萄皮中果胶含量丰
9、富。果胶是食品的重要添加剂，可用作胶冻剂、稳定剂、增稠剂，也可用于药品和化妆品的生产14。1.2.5 芳香物质葡萄中的芳香物质是一类令人产生愉悦感觉的挥发性物质的总称。大部分是结构简单的小分子有机物，含量少，种类多，主要有萜烯化合物、C6化合物、醇、羰基化合物、脂、含氮化合物等。大量研究表明，里那醇、橙花醇、香叶醇、香茅醇等萜烯化合物是典型的芳香物质，分布于葡萄的果皮、果肉和叶片等不同部分，一般果皮中含量多于果肉。在葡萄汁、酒加工过程中所剩余的芳香物质不到葡萄果实芳香物质的一半，大部分都随葡萄皮浪费掉了。葡萄皮中的芳香物质系油状的挥发物质，又称葡萄皮精油15。1.2.6 葡萄纤维素葡萄皮中的纤
10、维素是一种良好的膳食纤维的来源，主要成分为多聚糖、木质素及含氮物质等。膳食纤维具有良好的生理功能，如降低胆固醇和降低癌症的发病率等。从葡萄皮渣中提取的膳食纤维，性能接近于小麦麦麸纤维，可以广泛用于饮料及糕点生产16。1.3酿酒葡萄皮渣色素1.3.1 人工合成色素与天然色素目前食用色素大体分为两类，一类是人工化学食用合成色素，这类色素大部分属偶氮类型化合物，其中有些在人体内可代谢生成-萘胺和-氨基-1-萘酚，对人体有一定的毒副作用17；因此，世界各国和世界卫生组织制定频布了一系列法规和条例，使不少有毒害作用的合成色素品种相继从各国许可使用的名单中被删除。现有的食用合成色素品种已为数有限，例如：在
11、世界各国使用合成色素最多时，品种多达100 余种，而现在美国仅剩7 种、中国8 种、英国22 种、日本12 种、捷克10 种，瑞典、芬兰、挪威、印度、丹麦、法国等早已禁用重氮类色素，其中挪威等一些国家已完全禁止使用任何化学合成色素18。 另一类是来源于天然植物的根、茎、叶、花、果实和动物、微生物等的可以食用的色素，称为食用天然色素19。随着生活水平的不断提高，人们对食品的安全性越来越关注，更倾向于食用无毒无害的绿色食品。来源于植物的天然色素安全性高、种类多20。葡萄皮中含有丰富的花色苷21，是一种极具开发意义的天然色素，倍受人们的青睐。葡萄皮中的花色苷是一种多酚类物质。近几年的报道22中介绍，
12、它不仅是一种优质的天然色素，而且还具有抗氧化等活性，不仅可以延缓衰老，而且还可以预防多种疾病，如癌症、心血管疾病。这些特点使它的开发与利用有了更新的价值和意义23。食用天然色素原料资源广泛，色调五光十色，如何选择那些资源丰富、成本低廉、色素稳定、色调艳丽、无毒无害、市场需求的品种，是科研人员最迫切的任务。随着未来研究的不断深入，食用天然色素也将会在实验室中通过克隆所需材料进行生产，使食用天然色素生产从头到尾实现工厂化、工业化24。综上所述，尽管食用天然色素在若干年的发展中经历了曲曲折折的历程，尽管它本身至今仍有这样或那样的不足，但是，在21 世纪人们渴求健康和回归自然的呼声中，食用天然色素的开
13、发与应用必将会有更震憾的回应19。1.3.2 花色苷花色苷基本结构及种类花色苷是花色素的糖苷衍生物，已知有20种花色素，在植物中常见的有六种。花色素基本结构为花色素核25(图1)，因3位(R1)和5位(R2)上取代基的不同，形成六种不同化学结构并呈现不同颜色的花色素，其R1、R2等取代基见表1。此外，花色素因3、5位上的羟基与糖结合情况不同而形成单糖苷或双糖苷。糖苷的形成并不影响花色素的呈色，其颜色完全取决于R1、R2取代基的不同，但双糖苷花色素较单糖苷型容易发生褐变。图1 花色素核结构表1 植物中的主要花色素花色苷是一类重要的植物色素，广泛存在于植物花、叶、果皮中。因色泽鲜艳、来源广泛且具有
14、独特的生理活性功能，成为科学工作者研究的热点。自十多年前人们发现了花色苷的抗氧化活性以来，科学工作者对许多果蔬中的花色苷进行了研究，并且利用以花色苷为主要色素的果蔬，开发出一系列功能性食品27。植物天然色素的应用日渐扩展。1982年以前，正式列入我国食品添加剂使用卫生标准的食用天然色素只有9种，至1990年底，数目增加到39种，1990年后又有5种天然色素纳入国家卫生标准，包括葡萄皮色素。日本是世界上使用天然色素品种最多的国家，已收入食品添加剂目录的有98种天然色素28。花色苷类色素以其丰富多彩的色泽，多用于( 软) 饮料、冰淇淋、果酱、糖果、糕点的着色。另外也可用于化妆品29。1.3.3酿酒
15、葡萄皮渣色素的提取方法（1）有机溶剂萃取法将干燥粉碎后的原料用其他方法提取后，以适当的有机溶剂( 如乙酸乙酯、正丁醇、石油醚等) 进行萃取、过滤，滤液中的溶剂减压蒸馏回收后测定。这是目前国内外使用较广泛的苯取方法，该法设备简单，产品得率高，但产品中杂质含量较高30。（2）酶反应法酶反应法是新兴发展起来的一项很有前途的生物工程技术，是利用酶的催化专一性来生产天然色素，通过酶反应较温和的将植物组织分解，从而加速有效成分的释放提取。经研究结果表明，酶法提取工艺与有机溶剂提取工艺相比较，大大缩短了提取时间，并且回收率也大大提高31。（3）超声波提取法此法也是一种较新的方法，具有省时、高效、节能等优点。
16、林翠英等30研究发现，在浸提与沉淀两阶段都用超声波处理，不但芦丁得率高，且总提取时间大大缩短。不管用什么溶剂，也不管用什么方法浸提，只要沉淀阶段加超声波处理，芦丁自浸出液中 20 min30 min 均可被凝聚淀完全。在从槐米中提取芦丁过程中，声波的聚沉作用对提高提取率和缩短提取时间起重要作用。兰昌云等运用超声波技术提取黄酮液证实了超声波法优于常规热回流提取法。（4）微波处理法此法一般作为前处理，与通常方法相比，具有可降低有机溶剂浓度、短提取时间及提高提取率等。高梦祥等32对微波提取竹叶中类黄酮物质进行研究，现微波处理法的热效率高，温快速均匀，大大缩短萃取时间，高萃取效率。熊禄发现，微波技术用
17、于柑桔皮中类黄酮的提取时具有省时、高效、节能等优点，而且提取物不易发霉、变质，同时易于分离纯化31。该法具有高效性和强选择性等特点，且操作简便，副产物少，率高及产物易提纯等优点，不适合于大规模生产32。第二章 实验部分2.1引言食用色素是使食品着色或改善食品色调和色泽的食品添加剂。尽管食品中色素含量甚微，但对食品质量品质的影响却非常大。随着对食品安全问题的重视，消费者对合成色素越来越担心。天然色素是微生物、动植物物质和能量代谢物质，对人及动植物的生长、发育起着重要生理作用19。通常天然色素的提取工艺都不复杂，但因其提取收率低，成本高而导致产品价格昂贵。而利用葡萄酿酒工业中的皮渣来提取天然色素，
18、具有充分利用资源、成本低、效益高的良好开发前景3本文以酿酒葡萄皮渣为原料，对葡萄皮中天然色素的提取条件进行了研究，以吸光度为考察指标，在单因素为颗粒大小、提取剂浓度、提取温度、酸度、时间等的基础上，进行正交试验，以确定葡萄皮中天然色素提取的最佳工艺条件。为以后酿酒葡萄皮渣的废物利用和天然色素的研究提供理论依据。2.2 实验材料、药品与仪器2.2.1 实验材料酿酒葡萄皮 产于宁夏回族自治区2.2.2 实验试剂试剂名称 纯度 生产厂家磷酸氢二钠 分析纯 莱阳市双化工有限公司柠檬酸 分析纯 烟台市双化工有限公司2.2.3 仪器仪器名称型号生产厂家数显恒温水浴HH-1型国华电器有限公司分光光度计722
19、S型上海精密科学仪器有限公司电子天平JY3002型上海精密科学仪器有限公司电子分析天平FA1004N型上海精密科学仪器有限公司离心机KA-1000型上海安亭科学仪器厂制造PH复合电极选装蒸发器E-201-C型RE-52A上海安亭昌吉路149号雷磁仪器厂上海亚荣生化仪器厂 2.3 实验方法2.3.1 缓冲溶液的配制（1）查化学试验的相关手册知和磷酸氢二钠-柠檬酸的缓冲溶液的配制方法如下表 表2-1 磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液的配制pH0.2mol/L磷酸氢二钠（mL）0.1mol/L柠檬酸（mL）定容（mL）2.22.42.62.83.03.23.43.63.84.04.24.44.64.85.
20、00.41.242.183.174.114.945.706.447.107.718.288.829.359.8610.3019.6018.7617.8216.8315.8915.0614.3013.5612.9012.2911.7211.1810.6510.149.70202020202020202020202020202020（2）药品规格磷酸氢二钠 分子式 Na2HPO412H2O M=358.14g/mol 密度 71.628g/L柠檬酸 分子式 C6H8O7H2O M=210.14g/mol 密度 21.04g/L（3）缓冲溶液的配制以pH=3为例，需0.2mol/L磷酸氢二钠溶液4.
21、11mL和0.1mol/L柠檬酸溶液15.89mL。配制0.2mol/L磷酸氢二钠溶液100mL需0.171.628=7.16g称取7.16g磷酸氢二钠将其用100mL蒸馏水溶解。配制0.1mol/L柠檬酸溶液100mL需0.121.04=2.104g称取2.104g柠檬酸并用100mL蒸馏水将其溶解。取0.2mol/L磷酸氢二钠溶液4.11mL和0.1mol/L柠檬酸溶液15.89mL混合即配制成pH=3所需的缓冲溶液20mL。2.3.2 实验方法工艺流程 酿酒葡萄皮渣粉碎过筛加入溶剂水浴回流提取离心15min（3500r/min）离心液，定容测定吸光度。2.3.3 色价色价是指为单位质量原
22、料的提取物的吸光度。是按照GB5525中2.2重铬酸钾溶液比色法执行。测定步骤：（1）取30.00g30目葡萄皮渣于500mL圆底烧瓶中，然后加入pH为2的80%乙醇，90水浴回流90min。（2）回流完毕，得到葡萄皮色素溶液，将溶液抽滤得色素液。（3）将色素溶液倒入干净的500mL圆底烧瓶再放入90水浴中进行蒸馏回收乙醇。（4）蒸馏后，将剩余溶液用旋转蒸发仪蒸发，接着用无水乙醇把色素溶解，然后在蒸发皿上浓缩。然后放入烘箱在105烘12h。（5）在电子分析天平上准确称取1.0g的干燥色素粉末，用无水乙醇溶液定容至100mL容量瓶中，然后再取10mL已定容好的溶液再次用无水乙醇定容于100mL容
23、量瓶中。（6）以无水乙醇作空白，在波长525nm 处测定其吸光度。然后进行色价计算。色价计算公式:E=Af/100mA为实测试样的吸光度 f为稀释倍数 m为试样质量2.3.4 色素提取方法（1）称取2.00g葡萄皮渣于100 mL圆底烧瓶中，然后分别加入已调好酸度的一定浓度的乙醇，在水浴中回流一定时间。（2）冷却提取溶液，取少量提取液于离心管以3500r/min离心15min，上清液即色素粗提溶液。（3）准确量取2.00mL色素溶液于25mL棕色容量瓶，用缓冲溶液定容。（4）用722S型分光光度计在波长525nm测其吸光度。2.3.5 单因素实验（1）颗粒大小的选择分别准确称取2.00g颗粒大
24、小为16、30、40、80目葡萄皮渣于4个圆底烧瓶中，加入已调好pH为2.5，浓度为80%的乙醇，水浴温度为80，回流时间为60min.按照“2.3.5”实验方法并测定吸光度。（2）温度的选择分别准确称取30目大小颗粒葡萄皮渣2.00g于5个圆底烧瓶中，加入已调好pH为2.5，浓度为80%的乙醇，用温度60、70、80、90、97.8对其进行水浴加热回流60min，按照“2.3.5”实验方法进行实验。（3）提取剂浓度的选择分别准确称取30目大小颗粒葡萄皮渣2.00g于4个圆底烧瓶中，加入已调好pH为2.5，浓度分别为60%、70%、80%、90%的乙醇进行实验，温度为80回流60miin，按照
25、“2.3.5”实验方法进行实验。（4）时间的选择分别准确称取30目大小颗粒葡萄皮渣2.00g于4 个圆底烧瓶中，加入已调好pH为2.5，浓度为80%的乙醇，水浴温度为80，提取时间分别为50min、60min、70min、80min进行回流，按照“2.3.5”方法进行实验。（5）pH的选择分别准确称取30目筛大小颗粒葡萄皮渣2.00g于6个圆底烧瓶中，调其溶液的pH分别为2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5，浓度为80%的乙醇，水浴温度为80，回流时间为60min按照“2.3.5”实验方法并测定吸光度。2.3.6 正交实验设计 通过单因素实验，得出单因素最佳条件，然后进行正交筛选最佳
26、提取条件，由于时间对其影响不大，即正交试验为4因素，3水平，A乙醇浓度，B pH，C提取温度。考察不同的条件对葡萄皮渣色素提取的影响，以确定最佳提取条件。表2-2为因素水平设置。表2-2. 酿酒葡萄皮渣色素的提取正交实验的因素水平设计表水平乙醇浓度（mol/L）pH 温度（）空白12360%70%80%22.537080902.4结果与讨论2.4.1 色价在波长525nm测得吸光度A525=0.59所以色价E= A525f/100m=5.92.4.2 单因素试验（1）颗粒大小的选择温度对葡萄皮渣色素吸光度的影响见表2-3及图2-1。表2-3 颗粒大小对葡萄皮渣色素提取的影响粒度（目）16304
27、080吸光度(A)0.4680.5850.5590.438 图2-1颗粒大小对葡萄皮渣色素提取的影响因为葡萄皮渣的颗粒较大，其比表面较小，葡萄皮渣无法与提取溶液充分接触，以致色素无法充分被提取；若颗粒较小，比表面较大，但体积较小，由于本实验采用热回流法提取色素，提取液沸腾，葡萄皮渣翻腾，无法与提取液正常充分接触。由图2-1可知，当颗粒大小16目从30目过渡时，30目的时候葡萄皮渣色素吸光度值达到最大，随后降低，所以最佳葡萄皮渣颗粒大小为30目。即以下实验均采取用30目筛大小的葡萄皮渣。（2）提取温度的选择 温度对葡萄皮渣色素吸光度的影响见表2-4及图2-2。表2-4 温度对葡萄皮渣色素吸光度的
28、影响温度（）6070 809097.8吸光度(A)0.2820.3460.6170.5920.577 图2-2 温度对提取葡萄皮渣色素吸光度的影响葡萄皮色素成分主要是花色苷，其化学成分主要是类黄酮多酚化合物，温度升高，花色苷的人稳定性下降33花色苷结构改变34，所以由图2-2可知，当葡萄皮渣提取温度从60-80的时候，吸光值上升，再升高温度缓慢趋于稳定并有所下降。所以，综合考虑，葡萄皮渣提取温度为80。（3）提取剂浓度的选择 提取剂浓度对葡萄皮渣色素吸光度的影响见表2-5及图2-3。表2-5浓度对葡萄皮渣色素吸光度的影响浓度60%70% 80%90%吸光度(A)0.4830.5690.6270
29、.584图2-3 浓度对提取葡萄皮渣色素吸光度的影响 花色苷为极性物质，在提取过程中乙醇浓度影响提取剂的极性，进而影响对花色苷的溶解度及选择性。溶液中乙醇含量的增大，也会使提取液中杂质含量增大，也会使提取液中的杂质含量增大，并且浪费原料33。由图2-3可知，当提取剂浓度为80%的时候，其吸光值最大，90%后缓慢减小。所以，葡萄皮渣色素提取剂浓度为80%。（4）提取时间的选择 提取时间对葡萄皮渣色素吸光度的影响见表2-6及图2-4。表2-6 提取时间对葡萄皮渣色素吸光度的影响时间（min）50607080吸光度(A)0.5850.6190.6250.630图2-4 提取时间对提取葡萄皮渣色素吸光
30、度的影响色素提取的时间越长色素的提取量就越多，但随着时间的增加，色素已经被提取接近饱和，再很少能提出色素。由图2-4可知，从50min到80min其吸光度已达到稳定，时间对吸光度的影响不大，提取效果随时间的延长不变，考虑到提取效率，以及实验条件，所以一般选择60min进行试验。（5） pH的选择 pH对葡萄皮渣色素吸光度的影响见表2-7及图2-5。 表2-7 pH对葡萄皮渣色素吸光度的影响pH22.533.544.5吸光度(A)0.6320.6370.5180.4770.4440.411图2-5 pH对提取葡萄皮渣色素吸光度的影响pH增大，色素分子结构发生变化。因为降低pH值，能使花色苷结构酰
31、化，酰化的花色苷能提高分子间或分子内部的稳定性。若pH增大，花色苷结构发生变化34。由图2-5可知，当pH为2.0到2.5的时候，其吸光值保持稳定，随着pH增大，其吸光度减小。因pH为2.0到2.5的吸光度稳定，再考虑到降低pH成本问题，所以，葡萄皮渣色素的pH为2.5为宜。2.4.3 正交实验（1）正交水平设计表 表2-8 L9(34)正交试验表序号A（浓度）B(pH)C（温度）空白111121223133421252236231731383219332（2）正交实验数据根据实验要求，平行做了三组试验，求其平均值。如下表表2-9 酿酒葡萄皮渣色素提取正交实验数据实验序号吸光度（A）吸光度（A
32、）吸光度（A）平均吸光度（A）10.3110.3130.3090.31120.4880.4640.4700.47430.4110.3890.4000.40040.5610.5420.5380.54750.5550.5570.5380.55060.2730.3180.3360.30970.6050.6090.6310.61580.4010.3670.3510.37390.4640.4860.4720.4742.4.4 极差分析极差指的是各列中各水平对应的试验指标平均值的最大值与最小值之差。某列的极差最大，表示该列的数值在试验范围内变化时，使实验指标数值变化最大。所以各列对试验指标的影响从大到小的
33、排队，就正交试验结果的极差分析是各列极差R的大小的排队。另外我们也可以得出事实验指标最好的因素水平搭配。酿酒葡萄皮渣色素提取的正交试验极差分析结果如表2-10。表2-10 酿酒葡萄皮渣色素提取的正交试验极差分析结果室验号ABCD吸光度（A）123456789K1K2K3R1112223330.3950.4690.4870.0921231231230.4910.4660.4660.0971232313120.3310.4980.5220.1911233122310.4450.4660.4400.0260.3110.4740.4000.5470.5500.3090.6150.3730.474极差分
34、析a.计算Kj值。Kj为同一水平之和。以A因素为例： K11=0.311+0.474+0.400=1.185 K21=0.547+0.550+0.309=1.406 K31=0.615+0.373+0.474=1.462b.计算同一水平的平均值Kj。k1=K1/3=1.185/3=0.395k2= K2/3=1.406/3=0.469k3= K3/3=1.462/3=0.487c.计算极差R。RA=max(kj)-min(kj)=1.462-1.185=0.2772.4.5重复验证性试验因为以上正交实验中，没有出现优化条件下的实验，所以再次进行5组验证性实验，以检验结果是否正确。表2-11酿酒
35、葡萄皮渣色素提取的5组验证性实验序号12345平均吸光度(A)0.6150.6170.6000.6040.6220.612实验中葡萄皮渣颗粒大小30目，提取时间为60min，乙醇浓度为80%，pH为2.0，温度为90时，其平均吸光度为0.612。计算得方差S为0.00925，RSD为1.51%，符合要求。 2.5实验结论2.5.1实验结果（1）在波长525nm测得吸光度A525=0.59所以色价E= A525f/100m=5.9（2）本实验在单因素试验的基础上，利用正交试验，对酿酒葡萄皮渣色素色素提取的工艺条件进行了优化，由酿酒葡萄皮渣色素提取的正交试验极差分析结果表2-10的K3最大。因此，
36、优化工艺条件为A3B1C3，即乙醇浓度为80%，pH为2，温度为90；由极差R的分析结果可以看出，C因素影响最大，其次是B因素，再次是A因素，因此影响酿酒葡萄皮渣色素提取的主次因素为温度 pH乙醇浓度。最后确定提取的最佳工艺条件为：颗粒大小30目，提取时间60min，乙醇浓度为80%，pH为2.0取温度为90。2.5.2 思考与讨论（1）本实验中，由于实验不是同一天完成，所以每天都有相对温度误差，湿度，操作时间略有不同，或者每次试剂的pH都有人为因素差异，导致同一条件下所测吸光度不同。（2）实验中，由于乙醇的沸点是78，所以当温度升高的时候不能采用浸提的方法实验，因此采用回流。（3）由于乙醇价
37、格比较昂贵，所以每次实验结束须蒸馏实验剩余废液回收乙醇。（4）色素易溶于乙醇，即在做色价时，溶剂与参比溶液都选用无水乙醇。总 结（1）酿酒葡萄皮渣色素提取的最适宜的单因素工艺：颗粒大小为30目，乙醇浓度为80%，时间60min，温度是80，pH为2.5。（2）酿酒葡萄皮渣色素提取的正交试验的最优工艺：颗粒大小为30目，乙醇浓度为80%，时间60min，温度是90，pH为2.0。（3）影响酿酒葡萄皮渣色素提取的主次因素为温度 pH乙醇浓度。 从节约成本方面考虑，提取时间应选择60min。所以，最终确定葡萄皮渣色素提取的最佳提取条件提取剂用量40mL、颗粒大小为30目，乙醇浓度为80%，提取pH为
38、2.0、提取温度90、提取时间60min时，葡萄皮渣中的色素物质可得到最有效的提取。本试验通过酿酒葡萄皮渣色素提取的工艺条件进行了优化，结果表明，对宁夏酿酒葡萄皮渣在颗粒大小为30目，乙醇浓度为80%，时间60min，温度是90，pH为2.0条件下采用热回流方法是一种不错的提取方法。目前，我国每年产葡萄140 多万吨，而且还在逐年增加。每年将产出数以万吨计的葡萄皮渣。但大多数企业一般是将皮籽丢弃或发酵后用作肥料，这种处理方法不仅造成环境污染，对资源也是一种浪费。因此，对葡萄酒厂副产物的综合利用研究，具有十分重要的意义。它既可避免环境污染，又可提高经济效益，变废为宝。本论文通过对酿酒葡萄皮渣色素
39、提取的工艺条件研究，希望对宁夏酿酒葡萄以后的研究提供帮助。致 谢写毕业论文是一次再系统学习的过程，也是将自己所学的知识升华的过程，毕业论文的完成，意味着四年的读书生活在这个时候即将划上一个句号，同样也意味着新的学习生活的开始。而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。四年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！在此论文撰写过程中，要特别感谢我的导师王凯的指导与督促，同时感谢她的谅解与包容。没有王凯老师的帮助也就没有今天的这篇
40、论文。求学历程是艰苦的，但又是快乐的。感谢我的班主任刘海老师，谢谢他在这四年中为我们全班所做的一切，他不求回报，无私奉献的精神很让我感动，再次向他表示由衷的感谢。在这四年的学期中结识的各位生活和学习上的挚友让我得到了人生最大的一笔财富。在此，也对他们表示衷心感谢。 本文参考了大量的文献资料，在此，向各学术界的前辈们致敬！参考文献1 晓吾.常吃葡萄好处多J.防灾博览，2007，(05).2 曹雁平.我国天然食用色素研究现状J.食品与发酵工业，2007，33(1):80-84.3 许辉，米拉，田福利，等.天然葡萄皮紫色素提取条件的研究J.内蒙古农牧学院学报，1998，19（1）：64-67.4 王
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