磷酸是一種常見的無機(jī)酸，屬于中強(qiáng)酸，廣泛應(yīng)用于洗滌、食品、制藥、顏料、電鍍、防銹等行業(yè)。根據(jù)生產(chǎn)方式不同可分為熱法磷酸（Thermalmethodphosphoricacid，以下簡稱TPA）和濕法磷酸（Wetphosphoricacid，簡稱WPA）兩類。由于WPA雜質(zhì)較多需經(jīng)凈化處理后才能達(dá)到與熱法磷酸相同品質(zhì)，因此產(chǎn)生了濕法凈化磷酸產(chǎn)品（PurifiedWetPhosphoricAcid，以下簡稱PPA）。TPA生產(chǎn)工藝所制磷酸質(zhì)量較好、濃度更高，但由于能耗大、成本高（電耗：約2812度電/噸磷酸，煤耗：約0.31噸標(biāo)煤/噸磷酸），易產(chǎn)生毒性氣體（2012年11月，歐洲最大的黃磷生產(chǎn)商ThermphosInternational因鎘、二惡英等污染物的排放無法達(dá)標(biāo)而宣告破產(chǎn)）等因素，近年來國際上已采用PPA產(chǎn)品全面取代TPA。而國內(nèi)由于資源優(yōu)勢，部分企業(yè)仍在生產(chǎn)并使用。PPA工藝相對TPA而言，其生產(chǎn)成本可減少20％～30％，能耗降低2/3，經(jīng)過凈化工序后，產(chǎn)品純度能媲美于TPA，且副產(chǎn)物磷酸鈣殘渣可用作鈣肥生產(chǎn)原料，實(shí)現(xiàn)廢棄物資源化利用。因此，具有環(huán)保方面的優(yōu)勢。PPA產(chǎn)品主要有工業(yè)級、食品級（磷酸含量：85％～86％，執(zhí)行GB1886.15-2015，主要用于食品添加劑行業(yè)）、電子級三種。美國、歐盟等地區(qū)的食品級磷酸主要來自凈化濕法酸，而我國的國家標(biāo)準(zhǔn)GB1886.15—2015《食品添加劑磷酸》中則規(guī)定，該標(biāo)準(zhǔn)僅適用于熱法生產(chǎn)的食品添加劑磷酸。

在《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》（GB2760—2014）中食品工業(yè)用加工助劑使用中有明確規(guī)定，磷酸可作為食品工業(yè)用加工助劑（澄清劑、脫膠劑及發(fā)酵用營養(yǎng)物質(zhì)）在制糖、油脂精煉、生物發(fā)酵工藝上使用，但該標(biāo)準(zhǔn)僅針對的是TPA，而PPA則只能做為制糖工業(yè)中的澄清劑使用。因此本文特將PPA作為澄清劑、脫膠劑及發(fā)酵用營養(yǎng)物質(zhì)，在制糖、油脂精煉脫膠、微生物發(fā)酵工藝中進(jìn)行試驗(yàn)，并與TPA作為對照以驗(yàn)證其在以上三種行業(yè)中的應(yīng)用性能與TPA是否存在差異。為探究PPA是否可應(yīng)用于食品行業(yè)，特將PPA產(chǎn)品相關(guān)指標(biāo)與TPA進(jìn)行對比。食品級85％PPA產(chǎn)品相關(guān)指標(biāo)如表1所示。

根據(jù)表1TPA與PPA各指標(biāo)分析比對可知，PPA各指標(biāo)與TPA無明顯差異且部分指標(biāo)優(yōu)于TPA。為探究PPA在制糖、油脂精煉脫膠、微生物發(fā)酵工藝應(yīng)用過程中是否與TPA存在差異，本文設(shè)計相關(guān)試驗(yàn)方案。

1、探究PPA作為澄清劑

對制糖澄清工藝中的影響。根據(jù)糖廠甘蔗榨糖工藝流程，實(shí)驗(yàn)室模擬磷酸一亞硫酸法澄清工藝，通過添加TPA與PPA進(jìn)行澄清對比，以脫色率、色值、渾濁度等為衡量指標(biāo)，以驗(yàn)證PPA澄清效果。

2、探究PPA作為脫膠劑對油脂精煉脫

膠的影響。采用大豆、油菜籽、花生、葵花四種毛油進(jìn)行脫膠實(shí)驗(yàn)，以探究PPA對油脂加工工藝中脫膠工段的影響。實(shí)驗(yàn)以水化法、檸檬酸酸化法、TPA酸化法與PPA酸化肥進(jìn)行脫膠對比，以脫膠率為判斷依據(jù)，驗(yàn)證PPA酸化法對植物毛油脫膠的影響。

3、探究PPA作為發(fā)酵用營養(yǎng)物質(zhì)對

微生物發(fā)酵的影響。采用釀酒酵母菌、枯草芽孢桿菌進(jìn)行發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，以基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基中添加磷酸鹽、TPA為對照組，研究菌株單菌落直徑、生長量、發(fā)酵能力、產(chǎn)酒精量、總酸量、產(chǎn)淀粉酶能力等指標(biāo)的變化，以探索PPA對微生物發(fā)酵的影響。

一、實(shí)驗(yàn)部分

1、原料及試劑

原料：市售甘蔗、大豆毛油、菜籽毛油、花生毛油、葵花毛油（物理壓榨方式制取，磷脂含量分別為：2.64、9.68、0.66、2.31mg/g）、釀酒酵母菌、枯草芽孢桿菌（由貴州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院菌種保存室提供）。

試劑：食品添加劑磷酸（濕法）（85％），食品添加劑磷酸（熱法）（85％）、食品級石灰乳、亞硫酸、濃鹽酸、三乙醇胺、鉬酸鈉、氯化亞錫、磷酸二氫鉀、酵母粉、蛋白胨、葡萄糖、瓊脂、硫酸銨、氯化鈉、氧化鈣、牛肉膏、氫氧化鈉，氫氧化鉀、碳酸鈣、無水葡萄糖、酒石酸鉀鈉、結(jié)晶酚、亞硫酸鈉、可溶性淀粉、碘粒、碘化鉀等，以上試劑均為分析純；發(fā)酵用酵母培養(yǎng)基YPD、枯草芽孢培養(yǎng)基LB及試劑參照（（微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教程（第四版）》進(jìn)行配制。

2、主要儀器和設(shè)備

甘蔗榨汁機(jī)（手動式）、pH計（PHSJ-4A）、阿貝折射儀（WAY～2S）、濾膜過濾器（0.45μm濾膜）、精密天平、馬弗爐（可控溫度主要使用溫度在550℃～600℃）、立式壓力蒸汽滅菌鍋（BXM一30R）、恒溫培養(yǎng)箱（DHP-9052B）、高速離心機(jī)（TDL—5—A）、超凈工作臺（帶紫外燈）、偏光顯微鏡、石墨加熱板（DB—XAB）、紫外可見分光光度計（PELambda）等。

3、實(shí)驗(yàn)方法

（1）PPA作為澄清劑在制糖工藝中應(yīng)用試驗(yàn)方案

方案見表2。詳細(xì)試驗(yàn)過程如下：取500g甘蔗汁于1000mL燒杯中，加入150mg磷酸，并用石灰乳調(diào)節(jié)pH至7.5，加熱至65℃后，加入20mL亞硫酸，并用石灰調(diào)節(jié)中和汁pH至6.8，再次加熱到沸騰后，靜置，取上層清汁進(jìn)行分析。試驗(yàn)設(shè)三個重復(fù)。

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