生科院大学大学生创新性实验计划项目申请表.docx

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生科院大学大学生创新性实验计划项目申请表

附件：

北方民族大学大学生创新性实验计划项目

申报书

学院（部）生物科学与工程学院

项目名称　从柚子皮中提取果胶的研究　　　

项目负责人　　

通讯地址

邮政编码

填写日期2012年12月4日

北方民族大学创新创业教育中心制

填写说明

一、申报书要按规定，逐项认真填写，填写内容必须实事求是，表达明确严谨。

空缺项要填“无”。

二、表格中的字体小四号仿宋体，1.5倍行距；需签字部分由相关人员以黑色钢笔或水笔签名。

均用A4纸双面打印，于左侧装订成册。

三、计划项目先由所在学院进行组织初审后，推荐上报的计划项目由学院分管领导在申报书上签署意见、签字并加盖公章后，一式三份，报送创新创业教育中心实践科。

项目名称

从柚子皮中提取果胶的研究

申请类别

创新实验

起止时间

申请经费

3000（元）

负

责

人

姓名

性别

民族

出生年月

专业

学号

E-mail

手机

QQ

指导教师

姓名

所在系

专业

职称

学位

研究方向

手机

E-mail

计划项目组成员

姓名

学号

性别

出生年月

系别

专业

签字

一、前期基础（500字以内）

（大学生开展科研实训、发明创造、创新性实验等活动的基本情况和具体成果）

（一）具备了一定的专业基础知识和基本技能

我们学习了《植物学》、《动物学》、《生物化学》、《无机化学》、《有机化学》《分析化学》以及相关实验等课程，进行了植物的认知，从中学习和积累了一定的基本知识和实验操作能力，具备进行创新性实验的基本条件。

（二）具有一定的实验研究设计与实施的经验

我们所在生物科学与工程学院2007级学生参加“挑战杯”大学生课外科技竞赛，获得全国12届大学生“挑战杯”三等奖。

学院老师就如何指导大学生创新性实验有一定的方法与经验。

（三）对果胶产业有一定的认识和了解

首先我们在拟定实验课题前查阅了大量的关于果胶的相关资料，对果胶的生物学特征及产业发展研究意义有了真切的认识和了解。

果胶是植物中的一种酸性多糖物质，它通常为白色至淡黄色粉末，稍带酸味，具有水溶性，工业上即可分离，其分子量约5万一30万，主要存在于植物的细胞壁和细胞内层，为内部细胞的支撑物质。

在食品上作胶凝剂，增稠剂，稳定剂，悬浮剂，乳化剂，增香增效剂，并可用于化妆品，对保护皮肤，防止紫外线辐射，冶疗创口，美容养颜都存一定的作用。

探讨果胶生物学成分及生活生理的作用，对利用果胶具有重要意义。

有关资料表明：

20世纪末全世界果胶的年需求量达到了27000吨，并以每年5％的速度增长。

据不完全统计，我国每年的果胶需求量约在1500吨以上，而80％靠从国外进口。

目前世界上果胶的生产商主要集中在英国、丹麦、法国、德国、以色列及瑞士等国。

果胶作为一种食品添加剂在我国还处在起步阶段，而进口果胶的价格远远高于国产果胶，因此，大力开发果胶资源，摸索出切实可行的果胶生产工艺，对于发展我国食品和食品添加剂工业具有重要意义。

此外，我国南方地区每年都有大量的柚子上市，大量的柚皮因丢弃而霉烂变质，不仅造成资源极大的浪费，而且污染了环境，这项研究能有效的实现物质再利用，具有很高的环境保护和节能意义。

（四）有专业老师的指导和团队精神

生物技术专业具有一支知识结构合理、科研能力强的师资队伍；同学之间合作密切，师生关系融洽，我们可以从老师那里得到全面而系统的专业指导。

二、计划项目实施思路（500字以内）

（实施创新性实验计划项目的指导思想、工作思路、预期效果）

1、指导思想

本次立项工作旨在探索并建立以问题和课题为核心的教学模式，倡导以大学生为主体的创新性实验改革，进一步加强大学生创新创业教育，调动学生的主动性、积极性和创造性，激发和培养学生的创新思维能力和动手实践能力。

文献资料查阅及试验方案的制定

工作思路

准备实验材料及药品、实验仪器，按照实验方案进行实验，获得实验数据

将实验所得数据用SPSS及ECCELL统计软件进行分析

分析实验结果，得出结论

得出实验结论（最适提取方法）

根据实验结论，发表相关资料

2、实验步骤

2.1提取原理与方法

在植物体中果胶一般以不溶于水的原果胶形式存在，在果实的成熟过程中原果胶在果胶酶的作用下逐渐分解为可溶性果胶，最后分解成不溶于水的果胶酸。

柚子皮中含有丰富的果胶，其含量在6％左右，是制取果胶的理想原料。

果胶溶于水，不溶于乙醇及一般有机溶剂。

原料经酸、碱或果胶酶处理，在一定条件下分解，形成可溶性果胶，然后在果胶液中加入乙醇或多价金属盐类，使果胶沉淀析出，经漂洗、干燥、精制而得到最终产品。

果胶是一种具有优良胶凝化和乳化作用的天然产物，能溶解于20倍水中而成粘稠状液体，在酸性条件下稳定，而在碱性条件下分解。

目前果胶提取方法大致有：

酸水解沉淀法、离子交换树脂法、微生物法、微波法及Phatak等人提出的草酸铵法和EDTA法等改良提取法。

因酸提取沉淀法具有操作方便、易于控制、成本低、收率高、产品质量稳定等特点，因此得到广泛应用。

本次研究拟采用盐酸水解乙醇沉淀的方法提取果胶，但因柚子皮中钙、镁等离子含量比较高，这些离子对果胶有封闭作用，影响果胶转化为水溶性果胶，同时也因皮中杂质含量高，而影响胶凝度，从而导致提取率较低，果胶质量也较差。

可按照浸提酸液重量加入0.3%～0.4%六偏磷酸钠来解决，Ca2+或Mg2+进入六偏磷酸钠分子中，生成稳定的可溶性络合物：

Na2〔Ca2（PO3）6〕和Na2〔Mg2（PO3）6〕。

在实验中影响果胶提取率及果胶质量的因素包括提取温度、提取液pH以及提取时间等因素，根据相关文献可大致确定其最佳提取条件，实验中拟采用单因素法测定不同条件对果胶提取率的影响。

因此，实验温度分别设为60℃、70℃、80℃、90℃、100℃；pH分别为1.0、2.0、3.0、4.0、5.0；反应时间分别为40min、50min、60min、70min、80min。

每次实验固定两个因素，实验结束后通过检测得出该变量中的最佳反应条件并在下一次实验中调整此变量至该水平，同时调整下一待定因素实验，直至实验结束。

2.2试剂和仪器

2.2.1试剂：

新鲜柚子皮、95%乙醇、盐酸、氨水、活性炭、无水乙醇、六偏磷酸钠

2.2.2仪器：

恒温水浴锅、量筒（100ml）、移液管（5ml、25ml）、容量瓶（100ml、250ml）、纱布、表面皿、精密pH试纸、玻璃棒、胶头滴管、烧杯（100ml、250ml、500ml）、电子天平、水果刀、抽滤瓶、布氏漏斗、真空抽滤泵。

2.3提取工艺流程图

图2.提取工艺流程

2.4操作步骤

2.4.1原料预处理

将新鲜柚子皮用清水洗净后切成3～5mm大小的颗粒，放入大烧杯中，加入足量的水，加热至90℃，保温5～10min，使酶失活。

用50℃左右的热水漂洗，直至水为无色，果皮无异味为止（每次漂洗都要把果皮用纱布挤干，再进行下一次漂洗）。

2.4.2酸水解

称取经过预处理的果皮粒约10g，共取5份分别放入烧杯中，加入适量的0.2mol/L盐酸（以浸没果皮为度），按浸提酸液重量加入0.3％六偏磷酸钠，除去柑桔皮中钙、镁离子，保证果胶质量和提取率，加入适量的水，搅拌均匀，用盐酸调溶液的pH到2.0。

加热至60℃，在恒温水浴中分别保温40min、50min、60min、70min、80min，保温期间要不断地搅动，趁热用垫有三层纱布的布氏漏斗在真空泵上抽滤，收集滤液。

2.4.3脱色

将滤液转移至烧杯中，加入0.5%～1%的活性炭，恒温水域中加热至80℃，脱色10min，趁热抽滤。

2.4.4浓缩

浓缩滤液，将滤液在沸水浴上浓缩到一定的浓度（约为原体积的一半），以减少沉淀剂的用量。

2.4.5乙醇沉淀

滤液冷却后，用6mol/L氨水调至pH3～4，在不断搅拌下缓缓地加入95%乙醇溶液，加入乙醇的量为浓缩后滤液体积的1.5倍（使其中乙醇的质量分数达50%～60%）左右。

乙醇加入过程中即可看到絮状果胶物质析出，静置6～8min后，然后用真空泵抽滤使果胶分离，制得湿果胶。

2.4.6干燥

将湿果胶转移于100ml烧杯中，加入30ml无水乙醇洗涤湿果胶，再用多层纱布过滤。

将脱水的果胶放入表面皿中摊开，在60～70℃烘干，制得干果胶。

2.4.7称重

称量所得的产品，记录数据，得出最佳提取条件。

重复上述实验过程，在第7步中得出的单因素最佳的提取条件下分别依次改变实验温度分别设为70℃、80℃、90℃、100℃；pH分别为1.0、2.0、3.0、4.0、5.0继续实验，直至实验结束，得出最佳提取条件。

3.数据记录

3.1不同提取时间提取果胶结果

记录提取温度60℃，pH=2.0时，提取时间分别为40min、50min、60min、70min、80min时提取果胶的结果。

3.2不同提取温度提取果胶结果

记录提取时间70min，pH=2.0时，提取温度分别为60℃、70℃、80℃、90℃、100℃时提取果胶的结果。

3.3不同提取pH提取果胶结果

记录提取温度90℃，时间70min时，不同pH分别为1.0、2.0、3.0、4.0、5.0时提取果胶的结果。

4.预期效果

通过试验使本次参加的学生能够锻炼出较强的创新思维与动手能力，同时希望通过试验使参加的学生能取得一定的科研结果。

发表相关成果文章，呼吁社会人士大力开发果胶资源，摸索出切实可行的果胶生产工艺，使用类似柚子皮这样的废物为原料，变废为宝，制成对我们有益的果胶资源。

希望通过我们的成果及呼吁，我国在发展食品和食品添加剂工业以及环保和节能方面获得进步。

三、计划项目管理机制（600字以内）

计划项目人员组成及分工

（1）人员组成（3人）：

某某某某某某

（2）人员分工：

某某：

全面负责实验的人员组织、研究设计与实施工作（包括：

主要承担项目申报书的编写及项目实施过程中统筹安排等）。

某某：

参与试验的研究设计与实施工作（取样、数据的记录及实验观察等）。

我们将互相协作，认真完成实验项目。

如果我们的项目获批，在学校、二级学院的管理与监督下，首先制定出详细的项目管理与实施计划。

具体如下：

（1）坚持在学校、二级学院及指导老师的管理与监督下开展项目研究工作。

（2）制定初步的项目实施计划，在实施过程中根据研究对象的情况，适时进行调整。

（3）经常保持与指导老师的沟通，适时获得指导老师的帮助与支持，并不断进行过程评估。

（4）计划项目执行时间为1年，申请项目经费3000元。

（5）计划项目结束后，由二级学院向学校提出结项申请，并将计划项目的总结报告以及设计和相关支撑材料上报学校，学校组织验收。

四、计划项目保障机制（600字以内）

1、经费保障（配套经费及经费管理办法）

（1）配套经费

我校此次对科技制作类项目给予一定的经费支持，因此，该项目获批，将获得经费上的保障。

（2）管理办法

获得的研究经费将由学校统一管理，由承担计划项目的学生使用，参与计划项目的学生会合理使用计划项目经费，遵守学校财务管理制度。

2、条件保障（系提供设备、场地、设施等具体情况）

具有良好的实验设备。

生物科学与工程学院实验室总面积2291.31平方米，仪器设备总投资966.54万元，其中800元以上的仪器设备813件（套），拥有高效液相色谱仪、气--质联用仪、双光束紫外分光光度仪、离心浓缩仪、真空冷冻干燥机、荧光光度计、低温高速离心机等精密仪器。

学院的生物学实验室将为学生免费提供实验场地和实验仪器设备。

3、项目组承诺（经费使用、按期完成项目任务目标等）

我组将严格遵守国家“国家大学生创新性实验”项目、资金管理及北方民族大学国家大学生创新实验计划项目和经费管理的各项规定，对项目研究提供支持和保障，对项目经费使用情况进行监督，督促项目组按计划完成预期目标。

我保证上述填报内容的真实性。

如果获得基金资助，我与本项目组成员将严格遵守有关规定，切实保证研究工作时间，按计划认真开展研究工作，按时报送有关材料，按时完成研究工作。

项目负责人（签字）

年月日

五、指导教师意见

签字

年月日

六、学院评审意见

签字（公章）

年月日

七、专家评审（审核）意见

组长签字

年月日

八、创新创业教育中心意见

签章（）

年月日