“能源化学”课程思政教学探索与实践

新时代教育改革背景下提出的课程思政是落实立德树人的关键环节。“能源化学”课程因解决能源和环境突出的矛盾而产生和开设,与国家战略新兴产业密切相关,同时交叉学科的属性使其在课程思政方面具有得天独厚的优势。通过优化课程思政教学目标,充分挖掘思政资源,以学生发展为中心,以学术创新为导向,多种教学方法混合,实现课程教学与思政教育的深入有效结合,激发学生创新动力和兴趣,培养学生的家国情怀、奋斗精神、创新意识等,有效推动专业课程教学由知识向能力和素质转变,取得了比较满意的教学效果。

特丁基对苯二酚在不同油脂贮存过程中转化产物的识别、分离与鉴定

以猪油、大豆油和棕榈油为实验原料,模拟贮存过程,分析不同种类油脂贮存过程中特丁基对苯二酚(tert-butylhydroquinone,TBHQ)转化情况。结果表明:随着贮存时间的延长,油样中TBHQ的剩余量及转化的叔丁基对苯醌(2-tert-butyl-1,4-benzoquinone,TBBQ)量之和小于TBHQ原始添加量,并在不同油样甲醇提取液的气相色谱图中均发现除TBHQ和TBBQ之外相同的色谱峰。采用液相色谱分别分离纯化出未知色谱峰,并采用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱、核磁共振仪、紫外光谱仪和傅里叶变换红外光谱仪对未知化合物结构进行鉴定与表征,结果证明TBHQ在不同油脂中的转化产物相同,除TBBQ外均含有另一转化产物2-(2-甲基烯丙基)氢醌。

酚类抗氧化剂的主要转化产物——醌的研究进展

酚类抗氧化剂在抗氧化过程中的主要转化产物为醌类物质,为了更深入地了解这些醌类物质的特点,从化学结构、检测方法、抗氧化作用等方面总结常用抗氧化剂生育酚、鼠尾草酚、迷迭香酚、茶多酚、特丁基对苯二酚(TBHQ)的主要转化产物生育醌、鼠尾草醌、迷迭香醌、表儿茶素类醌及叔丁基对苯醌(TBBQ)的研究进展,另外,对一些醌类的细胞毒性进行了归纳。上述几种酚类抗氧化剂的转化产物醌类物质,多采用高效液相色谱法检测,它们中大部分具有抗氧化活性,有些则在一定条件下具有促氧化效果。目前,关于醌类细胞毒性的研究主要集中在TBBQ和生育醌。今后应加强醌类物质抗氧化作用、细胞毒性以及定量分析方法等方面的研究,以期为科学认识抗氧化剂和开发新型抗氧化剂奠定基础。

米糠油加工过程中组成及品质变化的研究

旨在为米糠油适度加工提供数据支撑,对来自国内3个工厂的不同加工阶段米糠油的理化指标、组成、色泽和微量成分进行了测定。结果表明:A、B、C 3个工厂的米糠油在精炼后酸值(KOH)分别由24.22、18.95、17.21 mg/g降至0.15 mg/g以下,脂肪酸脱除率高达99%以上,过氧化值分别降至0.99、1.54、0.71 mmol/kg,精炼后米糠油酸值、过氧化值均达到GB/T 19112-2003中一级油标准;3个工厂的米糠油在加工过程中其游离脂肪酸含量变化趋势与酸值的变化趋势一致;精炼后米糠油甘一酯含量降低了58.9%~84.9%,主要在物理脱酸和脱臭时脱除,甘二酯含量变化不大,甘三酯含量增加了12.8%~23.9%;3个工厂米糠油脂肪酸组成在加工过程中没有明显变化;精炼后米糠油中叶绿素被有效脱除,色泽均达到国标一级油标准;米糠油的微量成分在加工过程中变化极大,其中谷维素出现明显的损失,损失率高达80.8%~94.1%,主要在化学脱酸时损失,甾醇损失率为21.2%~42.6%,主要在化学脱酸时损失,维生素E含量变化趋势存在差异,A工厂维生素E含量增加30.2%,B、C工厂维生素E损失率分别为31.7%、55.6%;角鲨烯损失率为65.9%~96.3%,主要发生在脱臭工序。综上,企业应根据自己的定位,合理调整精炼工序,优化精炼工艺参数,生产出符合企业追求的米糠油产品。

大豆油脱臭馏分重相组分中甾醇酯的柱层析法分离提取

为减少甾醇酯的生产工序,提高大豆油脱臭馏分重相组分中总甾醇得率,采用柱层析法直接分离提取甾醇酯,通过单因素试验考察吸附剂种类、上样量、洗脱剂比例和柱长直比(填料高度与直径比)对甾醇酯产品纯度和得率的影响,确定最佳工艺条件,并对最佳工艺条件下分离提取的甾醇酯产品进行傅里叶红外光谱表征,以及甾醇组成和脂肪酸组成测定。结果表明,柱层析法分离提取甾醇酯的最佳工艺条件为吸附剂为硅胶(粒径50~75μm),上样量0.5 g,洗脱剂比例为正己烷、乙醚、冰乙酸体积比95∶5∶1,柱长直比16∶1。在最佳工艺条件下,甾醇酯产品纯度为(89.90±0.94)%,得率为(96.15±1.49)%;傅里叶红外光谱分析证实提取的产品中含甾醇酯,甾醇酯上的甾醇组成主要为β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇,脂肪酸组成主要为亚油酸、油酸、棕榈酸、硬脂酸和亚麻酸。综上,柱层析法无需复杂工序,即可实现大豆油脱臭馏分重相组分中甾醇酯的有效回收。

Lipozyme TL100L催化米糠酸化油制备生物柴油的工艺研究

旨在为米糠酸化油的产业化应用提供参考,以米糠酸化油为原料,经丙酮提取预处理后,采用酶法催化制备生物柴油。通过单因素实验考察脂肪酶种类、酶添加量、醇油物质的量比和反应温度对生物柴油产率的影响,结合正交实验对生物柴油制备的工艺条件进行优化,并采用分子蒸馏对生物柴油进行精制,同时对精制生物柴油进行表征。结果表明:米糠酸化油经预处理后,过氧化值、谷维素及不皂化物含量无显著变化,酸值、皂化值显著升高,水分及挥发物含量、磷脂含量、灰分和皂含量显著降低;生物柴油制备的最优工艺条件为醇油物质的量比3∶1、液体脂肪酶LipozymeTL100L添加量4%、反应温度30℃、反应时间4h,在此条件下生物柴油产率达(86.77±0.54)%,经分子蒸馏纯化后脂肪酸甲酯含量达(97.00±0.04)%;精制生物柴油理化指标均符合GB25199—2017要求;傅里叶红外光谱分析证实了产物中含脂肪酸甲酯,热重分析表明精制生物柴油在178.0~293.2℃区间内失重最快,差示扫描量热分析表明-37.5~-47.2℃的峰与不饱和脂肪酸甲酯的晶体有关,-7.9~-3.7℃的峰与饱和脂肪酸甲酯的晶体相关,生物柴油的结晶起始温度为-8.87℃。综上,以米糠酸化油为原料采用酶法制备生物柴油具有极大的发展潜力。

类可可脂的制备方法研究进展

类可可脂(CBE)是一类重要的糖果用脂,可以经过物理复配或者酶法酯交换获得。近年来,微生物发酵法制备CBE成为新的研究热点,各种微生物产脂策略正在被应用,以提高CBE的产量,例如化学诱变或基因工程等。旨在为CBE的生产提供参考,从原料油来源、制备方法研究现状两个方面分别综述了CBE的传统制备方法(物理复配和酶法酯交换)和新方法(微生物发酵)的研究及应用情况。微生物发酵法更符合绿色、健康、低碳的发展需求,能够为CBE的制备提供一种新思路,也有利于推进CBE的产业化应用,具有潜在发展优势。

磷脂酶A1对大豆毛油脱胶效果的影响

以大豆毛油为原料,研究磷脂酶A1添加量、柠檬酸溶液添加量、脱胶温度和脱胶时间对脱胶效果以及中性油脂肪酸和甘油酯组成的影响。结果表明,磷脂酶A1脱胶的最佳反应条件为20 mg/100 g油的磷脂酶A1、0.15 mL 45%柠檬酸溶液、50℃脱胶温度、4 h反应时间。在最佳的脱胶工艺条件下,磷脂酶A1脱胶中性油中含磷量降至0.47 mg/kg,油脂得率(95.55%)高于酸化脱胶中性油的得率(92.94%)。酶法脱胶中性油与毛油的脂肪酸和甘油酯组成相比,酶法脱胶中性油的脂肪酸组成没有明显变化,甘油酯组成中的甘一酯和甘二酯相对含量减少、甘三酯相对含量增加;与酸化脱胶油脚相比,磷脂酶A1脱胶油脚中溶血磷脂(溶血磷脂酰胆碱、溶血磷脂酰乙醇胺和溶血磷脂酰肌醇)的相对含量增加至48%。

油脂中黄曲霉毒素B_(1)的控制及光催化降解研究进展

黄曲霉毒素B_(1)(aflatoxin B_(1),AFB_(1))的控制是油脂加工领域的难题。受技术水平限制,我国食用油脂及制品中AFB_(1)限量标准难以达到国际高水平。AFB_(1)的性质较稳定,在油脂加工过程中难以完全脱除。目前,在严格控制原料品质的基础上,借助碱炼工序等方法使AFB_(1)水解再经水洗脱除是我国油脂加工领域常用的脱除AFB_(1)的方法。但对于利用物理压榨工艺制取的风味油脂,仍需开发新技术以兼顾油脂的品质和安全。近年来,高效且无二次污染的光催化技术引起广泛关注。本文在综述了油脂中AFB_(1)控制措施的基础上阐述了光催化降解AFB_(1)的原理、光催化效率增强途径、AFB_(1)降解路径等,以期为开发高效、安全、经济的光催化剂,光催化技术在油脂加工领域的应用,及油脂中AFB_(1)控制新技术的研发等提供参考。

脱水蓖麻油/马来酸酐加合物的制备工艺优化及其在压敏胶中的应用

以脱水蓖麻油和马来酸酐为原料,酸价为评价指标,通过研究马来酸酐与脱水蓖麻油底物比(物质的量之比)、反应温度、反应时间因素对狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)反应加合程度的影响,优化脱水蓖麻油/马来酸酐加合物的最佳制备工艺。研究结果表明:(1)底物比、反应温度和反应时间均对脱水蓖麻油/马来酸酐加合物的加合程度有显著影响,且影响因素排列次序为:反应温度>底物比>反应时间。较佳制备工艺为:底物比为12∶10,反应温度为120℃,反应时间为3.0 h。此时,加合物的性能较佳,加合物的酸价可达60.9 mg KOH/g。(2)脱水蓖麻油和马来酸酐有效地发生了DA反应,且以一分子脱水蓖麻油和一分子马来酸酐反应形成的加合物为主。(3)脱水蓖麻油/马来酸酐加合物的流动性和热稳定性较好,马来酸酐的引入提高了其玻璃化转变温度。(4)马来酸酐的引入赋予脱水蓖麻油较多的极性官能团,因此在与环氧大豆油共聚时,强化了压敏胶的剥离强度和初粘力。与环氧大豆油基压敏胶相比,脱水蓖麻油/马来酸酐加合物与环氧大豆油共聚制备的压敏胶的剥离强度提高了约2倍,初粘力提高了约10倍。

油脂加工中磷脂检测方法研究进展

精准适度加工已经成为油脂加工工业的重要共识,其控制的前提是有快速、便捷、准确的检测方法。而如何精准适度控制磷脂在油脂中的含量成为新的行业方向。传统方法中薄层色谱法只能用于定性分析。重量法、浊度法、硫氰亚铁胺比色法、棒状薄层色谱法测定检出限高,适用于测定磷脂总含量。钼蓝比色法是经典方法,但是操作相对费时费力,只能测磷脂的总含量。液相色谱法相对更为便捷,适用于测磷脂的总含量和组分。新兴方法中红外法只能测磷脂总含量,检出限较高。核磁共振法具有无损、快速、检出限低等优点,但是设备昂贵。酶免疫荧光法操作相对复杂,但是检出限最低。本文对不同时期的油脂加工中磷脂检测方法进行了总结,并对其优点和缺点进行了归纳概括。通过对这些方法的总结表明当下仍然缺乏操作便捷、灵敏度高、成本低的磷脂检测方法,为开发磷脂检测方法提供参考。

未成熟与成熟大豆油的成分及低温结晶特性分析

为研究大豆原料对油脂品质的影响,选取同一批次的未成熟与成熟大豆为原料,采用索氏抽提法提取大豆油,分析未成熟与成熟大豆油在理化指标、甘油酯及脂肪酸组成、微量组分组成及含量、低温结晶特性等方面的差异。结果表明:未成熟大豆油的酸值、过氧化值、茴香胺值、全氧化值、共轭二烯值均显著高于成熟大豆油的;与成熟大豆油相比,未成熟大豆油中二饱和一不饱和脂肪酸甘三酯含量升高了22%,其甘三酯、甘一酯、1,2-甘二酯、1,3-甘二酯的饱和脂肪酸含量增加了12%左右,并且其甘二酯含量是成熟大豆油的1.4倍;未成熟大豆油中磷脂酸含量是成熟大豆油的3.2倍,总生育酚、总甾醇含量比成熟大豆油分别降低了8.2%、13.0%,叶绿素含量是成熟大豆油的206.3倍;未成熟大豆油比成熟大豆油更容易结晶,在0℃时出现浑浊的时间更早,在-20、-15℃时的固体脂肪含量更高,并且其微晶形成及固态转变的温度更高,这可能与其含有较多的饱和脂肪酸、高熔点甘三酯及甘二酯有关。因此,在实际生产中应尽量减少未成熟大豆原料的占比,以提高成品油的品质。

酶在油脂制取、精炼与改性中的应用

为了探索绿色、高效的油脂加工工艺,对酶法制油、酶法精炼和酶法改性三个方面的原理,涉及酶的种类和特性,及研究现状进行了简要概述,并就酶技术在油脂加工各领域的发展进行了展望。生物酶技术具有绿色、健康、专一性强等优点,其在油脂加工中的应用有利于优化油脂加工工艺,提升油脂产品附加值与竞争力,以及减少加工产生的废水、废料等。酶技术在油脂工业中具有良好的应用潜力,未来油脂的研发方向是细胞油脂和酶技术改性油脂。

大豆胚芽甾醇酯的分离纯化

以大豆胚芽为原料,筛选出合适的溶剂浸提大豆胚芽粗提物,并采用柱层析从大豆胚芽粗提物中分离纯化大豆胚芽甾醇酯。通过单因素及正交试验优化出柱层析技术分离纯化大豆胚芽甾醇酯的最佳工艺条件,并采用高效液相色谱、红外光谱及气质联用色谱等对纯化产物进行表征。结果表明:大豆胚芽甾醇酯的最佳分离纯化条件为吸附剂200目~300目硅胶粉、上样量2.0 g、层析柱高度与直径比(H/D)12∶1、洗脱剂(正己烷∶乙醚∶乙酸)体积比90∶10∶1,在最佳分离纯化条件下大豆胚芽甾醇酯纯度为(96.11±0.41)%,得率为(94.99±0.19)%(以大豆胚芽粗提物计)。通过液相色谱、红外光谱、气质联用色谱分析出大豆胚芽甾醇酯上甾醇组成主要为β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇、羊毛甾醇;气相色谱分析可知甾醇酯的脂肪酸组成主要为亚油酸、棕榈酸、亚麻酸。

不同热损程度大豆油脂品质及组成分析

目的 探究不同热损程度大豆油脂品质与组成的差异性。方法 以同一批次含有热损现象的美湾大豆为研究对象,通过测定不同热损程度大豆油脂的酸价、过氧化值、茴香胺值、全氧化值、氧化诱导期、甘油酯及脂肪酸的组成以及微量成分(磷脂、生育酚、色素)含量的差异,分析大豆热损对油脂品质和组成的影响。结果 热损会导致油脂的品质显著下降,酸价、过氧化值、茴香胺值、全氧化值均随热损程度的增加显著上升,氧化稳定诱导时间显著降低;重度热损过程中油脂发生氧化和Sn-1,3位为主的水解反应,氧化反应主要导致多不饱和脂肪酸含量降低,水解反应导致甘三酯含量由95.71%下降至91.79%,甘二酯和游离脂肪酸含量显著上升;大豆热损导致油脂中的总磷脂含量下降,磷脂酸的相对含量显著上升,生育酚在热损过程中易发生氧化损失,总生育酚损失率高达11%。结合大豆外观、磷脂组成和色素含量分析,未成熟大豆易发生热损,导致油脂中叶绿素含量显著上升。结论 大豆热损会导致油脂的品质和组成差异显著,热损程度越深,油脂品质越差。

常温储藏过程中浓香菜籽油品质变化规律研究

以常温储藏的4种市售浓香菜籽油为研究对象,对其酸价、过氧化值、风味和感官进行分析。结果显示:酸价呈增加趋势,过氧化值总体上呈现先增加后降低趋势,维生素E含量呈现缓慢降低趋势。4种浓香菜籽油中杂环类化合物含量呈现下降趋势,醛类化合物含量呈现增加趋势。浓香菜籽油在2个月内风味相对稳定,为寻找最佳风味食用期提供了一定参考。

基于调配的手抓饼专用基料油脂研究

为了开发手抓饼专用油脂,以大豆油与4种全氢化植物油(月桂酸型、棕榈酸型、硬脂酸型和山嵛酸型)为原料,对基本理化指标、固体脂肪含量(SFC)以及体系相容性进行分析,并将复配油样与市售6种手抓饼用油的SFC曲线进行对比,考察其用作手抓饼专用油的可行性。结果表明:0~20℃,全氢化椰子油会导致体系出现明显的共晶现象;全氢化棕榈油、全氢化大豆油和全氢化菜籽油在低温区域(0~30℃)会使体系呈现轻微的偏晶状态,随着温度的升高转而呈现明显的共晶状态,60℃时共晶作用最为明显,当全氢化油添加量为50%时二元体系相容性最差;当大豆油、全氢化椰子油和全氢化棕榈油(或全氢化大豆油、全氢化菜籽油)质量比为(0.4~0.6)∶(0.3~0.5)∶(0.1~0.17)时,复配油与市售手抓饼用油SFC曲线较为相似。说明以全氢化植物油制备手抓饼专用油脂具有可行性。

几种市售鸡精脂肪组成及风味对比研究

为了探究市售鸡精在脂肪组成和风味方面的差异性,以市面上常见7个品牌的鸡精为研究对象,通过测定脂肪酸组成、游离脂肪酸及甘油酯含量,同时结合感官评价与固相微萃取气质联用技术进行分析。结果表明:鸡精脂肪中主要的脂肪酸为棕榈酸、油酸和亚油酸,甘三酯含量均高于95%,游离脂肪酸含量低于0.62%;7个样品主要表现出鸡肉香、甜香和葱蒜香,其中鸡肉香味来自四氢噻吩-3-酮和亚油酸氧化产生的(E,E)-2,4癸二烯醛;乙基麦芽酚赋予了鸡精主体甜香,并且大茴香醛使品牌3表现出浓郁的甜香;品牌6和品牌7表现出相对明显的葱蒜香味,主要是含硫化合物的贡献,含硫化合物可能主要来自生产时所添加的小葱、洋葱和大蒜等;高含量的大茴香脑使品牌5具有类似茴香的清凉风味,大茴香脑可能主要来自其配方中独有的小茴香粉。不同样品香气和挥发性物质含量差异较大,主要原因是调香技术和生产配方的不同。

大豆热损对其油脂品质及组成的影响

旨在为热损大豆的加工提供理论支撑,以不同热损程度的巴西大豆为原料,采用索氏抽提法制备大豆油,分析其酸值、过氧化值、茴香胺值、全氧化值、氧化诱导期、甘油酯和游离脂肪酸组成及含量、磷脂及生育酚组成及含量、色素含量,探明大豆热损对其油脂品质及组成的影响。结果表明:随着大豆热损程度的增加,其油脂的酸值、过氧化值、茴香胺值、全氧化值显著升高(p<0.05),氧化诱导期显著下降(p<0.05),与正常大豆相比,重度热损大豆油脂酸值和全氧化值的增长率分别高达557%、148%;热损导致大豆油水解,甘三酯相对含量降低,甘二酯和游离脂肪酸相对含量上升,以Sn-1,3位水解为主;氧化反应导致多不饱和脂肪酸相对含量显著降低(p<0.05),且热损程度越深变化越明显;热损导致大豆油总磷脂含量下降,磷脂酸相对含量显著上升,生育酚含量降低,重度热损大豆油脂中总生育酚的损失率高达19%;未成熟大豆更易发生热损现象,不同热损程度大豆油脂中的叶绿素、叶黄素及β-胡萝卜素含量具有显著性差异(p<0.05)。综上,大豆热损会导致其油脂组成发生变化,品质降低。

粒子群最小二乘支持向量机结合偏最小二乘法用于芝麻油质量的鉴别

结合粒子群最小二乘支持向量机(PSO-LSSVM)与偏最小二乘法(PLS)提出一种基于气相色谱技术的新方法,对芝麻油进行真伪鉴别,并对掺伪品中掺假比例进行定量分析。采用主成分分析法(PCA)对857个样本的脂肪酸色谱数据进行分析,优选主成分作为最小二乘支持向量机(LSSVM)的输入向量。利用粒子群算法(PSO)优化LSSVM,构建芝麻油掺伪鉴别的两级分类模型,同时运用PLS建立掺伪芝麻油中掺伪油脂的定量校正模型,两级分类模型的准确率分别达到了100%和98.7%,定量分析模型的平均预测标准偏差(RMSEP)为3.91%。结果表明,本方法的鉴别准确性和模型泛化能力均优于经典的BP神经网络和支持向量机(SVM),可用于食用油脂加工和流通环节的质量控制,为食用油质量的准确鉴定提供了一条有效途径。