改性凹凸棒石在葡萄酒澄清中的应用研究

附件2：江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目申请表项目名称改性凹凸棒石在葡萄酒澄清中的应用研究项目所属一级专业门生化与药品项目所属二级专业类生物技术项目实施时间起始时间：2009.7完成时间：2010.7是否推荐申报国家大学生创新训练项目（）是（）否申请人或申请团队姓名年级学校所在院系、专业联系电话E-mail主持人李茜茜二年级江苏食品职业技术学院生物工程系[e-mail]成员黄慧二年级江苏食品职业技术学院生物工程系15861787970温智二年级江苏食品职业技术学院生物工程系刘丹二年级江苏食品职业技术学院生物工程系导师姓名史经略年龄41单位江苏食品职业技术学院行政职务/专业技术职务教研室主任/副教授、工程师主要成果1.主要参与淮安市科技发展计划（工业项目）3项，2项已通过鉴定；1项正在进行中。2.参编高职高专教材2部：《果酒生产技术》和《食品检验工》（技师）。3.先后在《食品科学》、《酿酒科技》、《中国酿造》、《食品科技》、《食品工业科技》、《中国乳品工业》、《江苏食品与发酵》、《江苏调味副食品》等期刊上发表科研论文20余篇，作为独立或第一作者的17篇，其中中文核心期刊14篇。4.担任淮安市淮阴区苏北酱醋厂、清江浦楼酱醋食品有限公司等有关酿造企业的技术顾问，在技术咨询、技术推广、员工培训等方面成效较为显著，取得较好的经济效益和社会效益。一、申请理由（包括自身具备的知识条件、自己的特长、兴趣、已有的实践创新成果等）我们是生物技术及运用专业二年级学生，在校期间已修：无机及分析化学、有机化学、生物化学、微生物学及实验实训技术、化工原理、生物工程概论，生物工程设备及操作技术，啤酒生产技术，化验室组织与界管理，且自修了果酒生产技术等课程。在校进行了：无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验、生物化学实验、生物学实验、仪器分析等实验，并帮助老师进行科研课题的工作，通过学校的实验训练和在老师课题中的锻练现在老师的指导下能够独立完成实验，并能对实验进行设计和数据的分析。同时对凹凸棒石的改性做了一定的工作。在校并进行了啤酒的酿造、果酒的酿造等一系列实训操作。同时具有敏锐的观察能力及分析问题、解决问题的应急能力，做事细心仔细，勤思好问，具有创新精神，爱好读书，知识面广，喜欢搞一些小制作小发明，因而具有较强的实践动手能力。通过理论知识学习和实践的锻练我们了知道葡萄酒生产过程中为了保证葡萄酒的稳定性和澄清度，常需要进行澄清处理。葡萄洒的澄清又称为下胶．指通过加入能沉淀悬浮物的物质，或其它方法使酒得以澄清。主要有自然澄清法、机械澄清法和加澄清剂澄清法。澄清剂与酒中的单宁、蛋白质、金属复合物、某些色素以及果胶质等发生絮凝反应而将这些物质除去，使葡萄酒澄清稳定。目前，国内外常用的澄清剂主要分为两种：一种是和葡萄洒相互作用的材料，如明胶、蛋清、鱼胶、牛奶、干酪、单宁、亚铁氰化钾：另一种是不和葡萄酒相互作用的材料，如纤维素、膨润土、硅藻土等。另外，还有某些合成树脂，如PVP，PVPP；多糖类，如琼脂、阿拉伯树胶以及硅胶等也是常用澄清剂。澄清处理后酒泥高度和酒的澄明度、色度、稳定性都是选择适宜澄清剂的重要依据。凹凸棒石(Attapulgite)又称坡缕石(Palygorskite)，是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，在矿物学上隶属于海泡石族。其理想分子式为(Mg，Al，Fe)5Si8020(HO)2(OH2)44H20，理论的化学成分质量分数为：SiO256.96％，(Mg，Al，Fe)O23.83％，H2O19.21％。凹凸棒石在水溶液中呈弱碱性，用电位计法可以测出其pH值在8～9之间。凹凸棒石是由众多的硅氧四面体和铝氧八面体的晶格组成，晶格中的Al3+或Si4+有一部分被Mg2+或Ca2+取代而使粘土晶格带负电荷，为维护电中性，粘土表面吸附一些正离子，这些正离子在水介质中因水化而解离，于是粘土颗粒会带上负电荷。此外，凹凸棒石还具有较强的吸附作用，凹凸棒石是一种具有特殊纤维状晶体形态结构，具有较大比表面积，这就决定了凹凸棒石可通过范德华力和正负电荷吸引来吸附酒类、饮料等中的蛋白质、色素、单宁等悬浮微粒，从而出现絮状沉淀，通过沉降过滤以达到澄清效果。凹凸棒石特殊的纤维结构、不同寻常的胶体、吸附等性能，被广泛应用于化工、轻工、农业、纺织、建材、地质勘探、铸造、硅酸盐工业、原子能工业、环保及制药等领域，有“千土之王”、“万用之土”等美誉。但有关用凹土对葡萄酒澄清的研究还没见诸报道。本研究根据凹土的结构特点,对其改性条件和改性后的凹土对于葡萄酒的澄清性能进行研究。以期能够为凹土在葡萄酒行业广泛应用提供更多的参考数据。二、项目方案（一）研究内容1.项目主要研究内容及关键技术主要包括：一是研究经过不同种类和浓度酸改性后凹凸棒石对葡萄酒澄清的最佳改性酸的种类和浓度；二是在最佳改性条件下改性的凹凸棒石对葡萄酒澄清时的最佳浓度、温度、pH等对澄清、色度及蛋白质含量的影响葡萄。2.主要的技术创新之处：选用改性的凹凸棒石对葡萄酒进行澄清为凹凸棒石在葡萄酒中的应用提供实验数据。3.主要的技术、经济指标主要包括：一是找出凹凸棒石酸改性的最佳条件和葡萄酒澄清最佳条件；二是为江苏凹凸棒石在葡萄酒酿造行业的应用提供更多的实验数据。（二）研究方法及技术路线1.研究试验方法（1）利用不同种类和不同浓度的酸对凹凸棒石进行改性。（2）对改性后的凹凸棒石的吸附性能进行测定确定最佳改性条件。（3）在最佳改性条件下改性的凹凸棒石对葡萄酒吸附进行试验，以确定最佳吸附浓度、温度、pH值和时间对葡萄酒吸附的影响以确定最佳处理条件。2.技术路线凹土改性→改性凹土最佳改性条件确定→改性凹土添加量试验→改性凹土对葡萄酒澄清度、蛋白质含量及色素吸附随时间的动态变化→不同的温度对葡萄酒澄清度、蛋白质及色度的影响→不同pH值对葡萄酒澄清度、蛋白质及色素的影响→确定最佳处理条件（三）计划进度本研究项目计划时间2009年7月-2010年7月。2009年7～8月：在指导老师的指导下：（1）成立项目研发小组；（2）查阅文献、有关技术资料；（3）选购项目研究所需仪器、材料，讨论、制定研究方案路线。2009年9～2010年3月：在我院生物技术实训中心以及实验室开展研究试验。2010年4～5月：对试验产品理化指标进行跟踪检测；对有关研究的数据等初步成果进行评估，进一步完善相关技术环节。2009年6月：经指导教师审阅总结、形成研究报告。2009年7月：项目结题，并通过答辩。三、学校提供条件（包括项目开展所需的实验实训情况、配套经费、相关扶持政策等）学院在酿造方面具有雄厚的人才、技术及设备的优势；同时和有关酿造企业有着友好而稳定的校企合作关系，因此本项目研究具有良好的工作基础。同时，学院拥有国家级生物技术实训中心以及省级食品工程领域实训中心，教学科研设施完善先进，能为本项目研究的原料、半成品、成品及生产过程的理化指标分析和气相色谱检测提供良好保障。学院十分重视对学生实践能力和创新精神的培养，在配套经费及相关扶持政策方面均会给予大力支持。四、预期成果1.在省级以上科技期刊上正式发表研究论文1～2篇。2.找出酸改性凹凸棒石处理葡萄酒的最佳条件。3.项目结题，完成毕业论文撰写工作，并顺利通过答辩。五、经费预算项目预计总经费6000元，其中向省教育厅申请经费3000元，向学院申请3000元。试验材料费用3500元左右，产品检测费用1000元左右，资料费500元左右，发表论文审稿或版面费500元左右，其他有关费用500元左右。六、导师推荐意见李茜茜等同学对葡萄酒生产技术具有浓厚的学习兴趣，基本具备该项目实施所需的专业知识，在葡萄酒生产尤其在生物产品分析检验及品评方面具有一定的实践技能，动手能力和创新精神较强。学院对学生实践技能和创新精神培养的高度重视以及良好的校内外实训条件，能够有效保证项目研究工作正常开展。作为指导教师，同意该同学申报江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目，并精心指导，保证该项目顺利完成。签名：2009年4月21日七、院系推荐意见院系负责人签名：学院盖章：年月日八、学校推荐意见：学校负责人签名：学校公章：年月日注：表格栏高不够可增加。