甘露醇提取條件的研究.doc

海帶提取物中甘露醇技術(shù)條件研究摘 要：本實驗以海帶為原料，采取水浴法提取甘露醇，研究了提取溶劑種類和不同提取次數(shù)對甘露醇得率的影響。采用分光光度法測定樣品中甘露醇的含量并計算得率。實驗結(jié)果表明，在95%乙醇、無水乙醇、水三種提取溶劑中，95%乙醇提取條件是最佳的，且一次提取的效果比兩次提取的效果要好。關(guān)鍵詞：水浴法提取；海帶；甘露醇;單因素。Study on extract condition of mannitol from kelpAbstract: In the present study kelp for raw material, adopts the water bath law to extract mannitol, study the types and different extraction solvent extraction times of mannitol were studied. The spectrophotometry was the content of mannitol in the sample rate and calculation. The experimental results show that, in 95% ethanol, anhydrous alcohol, water three extraction solvent, 95% ethanol extraction conditions is the best, and the extraction of a more effective than the effect of two extraction is better.Keywords: Water bath extraction; Kelp; Mannitol；Single factor.前 言海帶，是海藻類植物之一，是一種在低溫海水中生長的大型海生褐藻植物。為大葉藻科植物，因其生長在海水，柔韌似帶而得名。它生長于水溫較低的海中，分布于我國北部沿海及朝鮮、日本和俄羅斯太平洋地區(qū)沿巖。我國北部及東南沿海有大量養(yǎng)殖。海帶有“長壽菜”、“海上之蔬”“含碘冠軍”的美譽(yù)1。海帶是一種褐藻，藻體褐色，一般長24米，最長達(dá)7米。葉片狹長，帶形。海帶性味咸寒，具有軟堅、散結(jié)、消炎、平喘、通行利水、祛脂降壓等功效，并對防治矽肺病有較好的作用。海帶膠質(zhì)能促使體內(nèi)的放射性物質(zhì)隨同大便排出體外，從而減少放射性物質(zhì)在人體內(nèi)的積聚，也減少了放射性疾病的發(fā)生幾率2。海帶營養(yǎng)豐富，含有較多的碘質(zhì)、鈣質(zhì)，有治療甲狀腺腫大之功效。海帶中還含有大量的甘露醇，而甘露醇具有利尿消腫的作用，可防治腎功能衰竭、老年性水腫、藥物中毒等3。甘露醇與碘、鉀、煙酸等協(xié)同作用，對防治動脈硬化、高血壓、慢性氣管炎、慢性肝炎、貧血、水腫等疾病，都有較好的效果4。甘露醇在醫(yī)藥上5是良好的利尿劑，降低顱內(nèi)壓、眼內(nèi)壓及治療腎藥、脫水劑、食糖代用品、也用作藥片的賦形劑及固體、液體的稀釋劑6。作為片劑用賦形劑，甘露醇無吸濕性，干燥快，化學(xué)穩(wěn)定性好，而且具有爽口、造粒性好等特點。在食品方面，該品在糖及糖醇中的吸水性最小，并具有爽口的甜味，用于麥芽糖、口香糖、年糕等食品的防粘，以及用作一般糕點的防粘粉。在工業(yè)上，甘露醇可用于塑料行業(yè)，制松香酸酯及人造甘油樹脂、炸藥、雷管（硝化甘露醇）等。在化學(xué)分析中用于硼的測定，生物檢驗上用作細(xì)菌培養(yǎng)劑等7。目前，世界上工業(yè)生產(chǎn)甘露醇主要有二種工藝8，一種是以海帶為原料，在生產(chǎn)海藻酸鹽的同時，將提碘后的海帶浸泡液，經(jīng)多次提濃、除雜、離交、蒸發(fā)濃縮，、冷卻結(jié)晶而得；一種是以蔗糖和葡萄糖為原料，通過水解、差向異構(gòu)與酶異構(gòu)，然后加氫而得。利用海帶提取甘露醇的工藝簡單易行，在我國已有幾十年歷史，但由于受到原料資源、提取收率、氣候條件、能源消耗等限制，長期以來，其發(fā)展受到制約9。本實驗采用水浴提取法，以海帶為原料，提取分離其中的甘露醇，研究了海帶中甘露醇的提取工藝10，為海帶的開發(fā)與充分利用提供了依據(jù)。1 材料與方法1.1 材料，儀器及試劑1.1.1 材料與主要試劑試劑名稱試劑規(guī)格生產(chǎn)廠家海帶市售濃硫酸AR平煤開封東大化工有限公司試劑廠集團(tuán)無水乙醇AR天津市凱通化學(xué)試劑有限公司高碘酸鈉AR上海山浦化工有限公司乙酸銨AR上海山浦化工有限公司冰醋酸AR天津市凱通化學(xué)試劑有限公司甘露醇AR國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司乙酰丙酮AR天津市紅巖化學(xué)試劑廠甲醇AR天津市凱通化學(xué)試劑有限公司1.1.2 主要儀器儀器名稱儀器型號生產(chǎn)廠家精密電子天平AUY120型上海光譜儀器有限公司721分光光度計722E型上海光譜儀器有限公司恒溫水浴鍋HH-2常州國華電器有限公司電冰箱美的集團(tuán)電冰箱制造有限公司1.2 實驗方法1.2.1 試劑配法 配置0.015 mol/L NaIO411溶液的方法：精密稱取NaIO4 0.323 g溶于250 mL濃度為0.12 mol/L的鹽酸溶液中，定容。配置Nash試劑的方法：稱取75.054 g的NH4Ac固體并加蒸餾水溶解，再加入1 mL冰乙酸和1 mL乙酰丙酮，混合加水定容至500 mL。用無水乙醇分別配置95%乙醇溶液和80%乙醇溶液。1.2.2 甘露醇標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備精密稱取甘露醇50 mg溶于蒸餾水中，定容至500 mL，得到濃度為0.1 mg/mL的甘露醇溶液。分別移取5 mL、10 mL、15 mL、20 mL、25 mL上述甘露醇溶液于5個50 mL的容量瓶中，并依次編為1號、2號、3號、4號、5號，定容至刻度。即可得到濃度分別為0.01 mg/mL、0.02 mg/mL、0.03 mg/mL、0.04 mg/mL、0.05 mg/mL的不同濃度甘露醇溶液12。1.2.3 甘露醇標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備分別移取1 mL不同濃度的甘露醇對照品溶液加入試管中，空白對照管中加入蒸餾水1 mL，加入0.015 mol/L NaIO4溶液1 mL?；旌暇鶆蚝笤谑覝叵路胖?0 min，然后在每支試管中加入Nash試劑4 mL，之后在53水浴保溫15 min使其顯色，放入冰箱中即刻冷卻，然后取出，至室溫后用分光光度計在413 nm處測吸光度，以濃度(mg/mL)為橫坐標(biāo)，吸光度(A)為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得出回歸方程和R2值。1.2.4 甘露醇提取條件研究實驗 通過實驗從已知的重量的海帶中提取出甘露醇，則提取的甘露醇的量占原始海帶重量的百分比即為甘露醇的得率，以甘露醇的得率作為參考指標(biāo)。1.2.4.1 溶劑種類對甘露醇得率的影響準(zhǔn)確稱取1 g海帶粉末，在50分別加50 mL無水乙醇、95%乙醇、水作溶劑回流提取2 h。在4000 r/min離心5 min后將上清液轉(zhuǎn)移進(jìn)50 mL的容量瓶內(nèi)，再用相應(yīng)的溶劑定容至刻度，得到粗甘露醇溶液6。然后將上述粗甘露醇溶液稀釋10倍，方法為：分別移取5 mL上述粗甘露醇溶液于另一50 mL容量瓶內(nèi)，用對應(yīng)的溶劑定容至刻度。分別準(zhǔn)確移取1 mL上述稀釋后的甘露醇溶液于試管中，編號，按照1.2.3的步驟測定其相應(yīng)的吸光度。通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計算出不同溶液中甘露醇的質(zhì)量濃度，然后計算出相應(yīng)甘露醇的得率。1.2.4.2 提取次數(shù)對甘露醇得率的影響準(zhǔn)確稱取1 g海帶粉末，加入95%乙醇50 mL，在室溫下回流提取1 d2。按1.2.4.1中的方法制得稀釋10倍后的甘露醇第一次提取液。將第一次提取后的海帶殘渣繼續(xù)加入95%乙醇50 mL，在室溫下回流提取1 d。按上述相同的方法制得稀釋10倍后的甘露醇第一次提取液。對比一次提取和兩次提取的效果。分別準(zhǔn)確移取1 mL上述稀釋后的甘露醇溶液于試管中，編號，按照1.2.3的步驟測定其相應(yīng)的吸光度。通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計算出不同溶液中甘露醇的質(zhì)量濃度，然后計算出相應(yīng)甘露醇的得率。2 結(jié)果與分析2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制表2-1 甘露醇標(biāo)準(zhǔn)曲線編號甘露醇濃度（mg/mL）A413 nm10020.010.09330.020.14940.030.23650.040.34160.050.442圖2-1 甘露醇標(biāo)準(zhǔn)曲線由圖2-1知：標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=8.6886x-0.0070 可得 k=8.68862.2 溶劑種類對甘露醇提取的影響提取條件：50水浴提取2 h表2-2 不同溶劑提取甘露醇效果溶劑種類水95%乙醇無水乙醇A413 nm0.0510.2120.103甘露醇含量/mg3.2112.126.97甘露醇得率0.33%1.21%0.65%圖2-2 不同溶劑提取甘露醇效果由圖2-2可知：在本實驗所選取的95%乙醇、無水乙醇、水三種提取溶劑中，95%乙醇提取條件是最佳的。2.3 提取次數(shù)對甘露醇提取的影響以95%乙醇作為提取溶劑，一次提取時間為1 d，溫度為室溫。表2-3 不同提取次數(shù)提取甘露醇效果不同提取次數(shù)一次二次A413 nm0.2310.111甘露醇含量/mg14.116.81甘露醇得率1.29%0.73%圖2-3 不同提取次數(shù)提取甘露醇效果由圖2-3知：一次提取的效果要遠(yuǎn)大于二次提取的效果，兩次提取所得甘露醇得率相加后高達(dá)2.02% 。3 討論我國有著非常豐富的海洋資源，其中海帶是最為常見的一種12。海帶具有散結(jié)、消炎、平喘、通行利水、祛脂降壓等功效，有多方面的生物活性，特別是海帶中富含甘露醇。甘露醇具有利尿消腫的作用，可防治腎功能衰竭、老年性水腫、藥物中毒等13。還可用于治療高膽固醇血癥、動脈硬化、腦膜炎、急性休克等頑固疾病和糖尿病的代用糖14。食品方面，可用作一般糕點的防粘粉。甘露醇在醫(yī)藥15、化工和食品行業(yè)中，都有廣闊的應(yīng)用前景。本實驗采用水浴法提取甘露醇，研究了提取溶劑種類和不同提取次數(shù)對甘露醇得率的影響。實驗結(jié)果表明，此提取方法工藝簡單，甘露醇測定方法便捷。本實驗對于海帶中甘露醇的提取條件，擬定的兩個考察項目。一是溶劑的種類，二是提取次數(shù)。不同溶劑種類分別為水、95%乙醇、無水乙醇，通過比較甘露醇得率知，用95%的乙醇作為提取劑為最佳工藝條件。提取次數(shù)的實驗探究中，以95%乙醇作為提取溶劑，一次提取時間為1d，溫度為室溫。通過比較甘露醇得率知，第一次提取甘露醇得率要比第二次提取的高得多。在水浴法提取甘露醇的過程中，我們發(fā)現(xiàn)溶劑系統(tǒng)的選取十分重要。水浴法提取全過程采用物理方法，無任何污染，且操作簡單，是一條較為理想的途徑。在對提取液分析檢測時，采取分光光度法先做甘露醇含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線，然后測定提取液中甘露醇的含量，再計算出相應(yīng)甘露醇的得率。操作簡單，設(shè)備要求低，這樣標(biāo)準(zhǔn)曲線的準(zhǔn)確性就較重要。在測量過程中，要注意加樣后應(yīng)放置相應(yīng)的時間及水浴顯色的時間，讓溶液反應(yīng)完全，測量更精準(zhǔn)。實驗表明，海帶中含有豐富的甘露醇，兩次提取所得甘露醇得率可高達(dá)2%-3% ，海帶具有廣泛的利用價值。4.實驗小結(jié)與誤差分析1.在基本的實驗器械下，我們得到了部分甘露醇產(chǎn)物，雖然產(chǎn)率不夠高，但是其足夠讓我們判斷實驗的結(jié)果，即在同等的條件下顯示出95%的乙醇和兩次提取的這兩項單因素為最佳的提取條件，對甘露醇的提取有著很好的實際意義。2. 在實驗中我們學(xué)會了科學(xué)的實驗方式，用現(xiàn)有的設(shè)備得出我們想要的結(jié)果， 是對我們即將畢業(yè)的大學(xué)生的很好的實驗鍛煉。3. 實驗中我們自己動腦筋，自己找方法，告別了固定的步驟，告別了老師手把手的細(xì)心教導(dǎo)，這讓我們充分認(rèn)識的到自己的價值，讓我們靈活的運用大學(xué)期間老師辛勤的教給我們的基礎(chǔ)實驗操作知識。4. 由于實驗設(shè)備的限制和教學(xué)的要求，我們可能對有些數(shù)據(jù)的取得不盡詳細(xì)，且存在一定的實驗誤差，這是科學(xué)實驗所允許的，但結(jié)果還是比較可信的。5.如果實驗條件允許建議進(jìn)行正交試驗分析，這樣得到的數(shù)據(jù)更加可靠，可為相關(guān)的生產(chǎn)提取工藝提供有價值的數(shù)據(jù)。參考文獻(xiàn)1 夏仙兵，蔡邦肖海洋技術(shù)化工學(xué)報，2010,61(11)2 武文潔從海帶乙醇預(yù)處理液中提取純化甘露醇的研究食品研究與開發(fā)，2006,27(4)：16-183 董公芝，王鵬甘露醇治療腦血管病并發(fā)急性腎衰竭臨床分析實用醫(yī)技雜志，2008,15(33)：4776-47774 陳善偉甘露醇在燒傷治療中的應(yīng)用進(jìn)展中國醫(yī)藥導(dǎo)刊，2009,11(1)：40-415 潘秀芳，朱海燕甘露醇致急性腎衰竭20例臨床分析J.中國醫(yī)藥指南，2008,6(13)：93-946 陳平，趙靜國，劉小平，等制藥工藝學(xué)武漢：湖北科學(xué)技術(shù)出版社，20087 徐福云，王紅梅，高齡，等消除甘露醇對靜脈留置針影響的探討護(hù)理實踐與研究，2009,6(4)：20-218 奇香君現(xiàn)代生物制藥工藝學(xué)北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20079 劉志平，陳淑賢，崔建國從茉莉花根中快捷提取D-甘露醇的方法研究中藥材，2008,33(11)：1