甘露醇提取条件的研究.doc

海带提取物中甘露醇技术条件研究摘 要：本实验以海带为原料，采取水浴法提取甘露醇，研究了提取溶剂种类和不同提取次数对甘露醇得率的影响。采用分光光度法测定样品中甘露醇的含量并计算得率。实验结果表明，在95%乙醇、无水乙醇、水三种提取溶剂中，95%乙醇提取条件是最佳的，且一次提取的效果比两次提取的效果要好。关键词：水浴法提取；海带；甘露醇;单因素。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 言海带，是海藻类植物之一，是一种在低温海水中生长的大型海生褐藻植物。为大叶藻科植物，因其生长在海水，柔韧似带而得名。它生长于水温较低的海中，分布于我国北部沿海及朝鲜、日本和俄罗斯太平洋地区沿岩。我国北部及东南沿海有大量养殖。海带有“长寿菜”、“海上之蔬”“含碘冠军”的美誉1。海带是一种褐藻，藻体褐色，一般长24米，最长达7米。叶片狭长，带形。海带性味咸寒，具有软坚、散结、消炎、平喘、通行利水、祛脂降压等功效，并对防治矽肺病有较好的作用。海带胶质能促使体内的放射性物质随同大便排出体外，从而减少放射性物质在人体内的积聚，也减少了放射性疾病的发生几率2。海带营养丰富，含有较多的碘质、钙质，有治疗甲状腺肿大之功效。海带中还含有大量的甘露醇，而甘露醇具有利尿消肿的作用，可防治肾功能衰竭、老年性水肿、药物中毒等3。甘露醇与碘、钾、烟酸等协同作用，对防治动脉硬化、高血压、慢性气管炎、慢性肝炎、贫血、水肿等疾病，都有较好的效果4。甘露醇在医药上5是良好的利尿剂，降低颅内压、眼内压及治疗肾药、脱水剂、食糖代用品、也用作药片的赋形剂及固体、液体的稀释剂6。作为片剂用赋形剂，甘露醇无吸湿性，干燥快，化学稳定性好，而且具有爽口、造粒性好等特点。在食品方面，该品在糖及糖醇中的吸水性最小，并具有爽口的甜味，用于麦芽糖、口香糖、年糕等食品的防粘，以及用作一般糕点的防粘粉。在工业上，甘露醇可用于塑料行业，制松香酸酯及人造甘油树脂、炸药、雷管（硝化甘露醇）等。在化学分析中用于硼的测定，生物检验上用作细菌培养剂等7。目前，世界上工业生产甘露醇主要有二种工艺8，一种是以海带为原料，在生产海藻酸盐的同时，将提碘后的海带浸泡液，经多次提浓、除杂、离交、蒸发浓缩，、冷却结晶而得；一种是以蔗糖和葡萄糖为原料，通过水解、差向异构与酶异构，然后加氢而得。利用海带提取甘露醇的工艺简单易行，在我国已有几十年历史，但由于受到原料资源、提取收率、气候条件、能源消耗等限制，长期以来，其发展受到制约9。本实验采用水浴提取法，以海带为原料，提取分离其中的甘露醇，研究了海带中甘露醇的提取工艺10，为海带的开发与充分利用提供了依据。1 材料与方法1.1 材料，仪器及试剂1.1.1 材料与主要试剂试剂名称试剂规格生产厂家海带市售浓硫酸AR平煤开封东大化工有限公司试剂厂集团无水乙醇AR天津市凯通化学试剂有限公司高碘酸钠AR上海山浦化工有限公司乙酸铵AR上海山浦化工有限公司冰醋酸AR天津市凯通化学试剂有限公司甘露醇AR国药集团化学试剂有限公司乙酰丙酮AR天津市红岩化学试剂厂甲醇AR天津市凯通化学试剂有限公司1.1.2 主要仪器仪器名称仪器型号生产厂家精密电子天平AUY120型上海光谱仪器有限公司721分光光度计722E型上海光谱仪器有限公司恒温水浴锅HH-2常州国华电器有限公司电冰箱美的集团电冰箱制造有限公司1.2 实验方法1.2.1 试剂配法 配置0.015 mol/L NaIO411溶液的方法：精密称取NaIO4 0.323 g溶于250 mL浓度为0.12 mol/L的盐酸溶液中，定容。配置Nash试剂的方法：称取75.054 g的NH4Ac固体并加蒸馏水溶解，再加入1 mL冰乙酸和1 mL乙酰丙酮，混合加水定容至500 mL。用无水乙醇分别配置95%乙醇溶液和80%乙醇溶液。1.2.2 甘露醇标准溶液的制备精密称取甘露醇50 mg溶于蒸馏水中，定容至500 mL，得到浓度为0.1 mg/mL的甘露醇溶液。分别移取5 mL、10 mL、15 mL、20 mL、25 mL上述甘露醇溶液于5个50 mL的容量瓶中，并依次编为1号、2号、3号、4号、5号，定容至刻度。即可得到浓度分别为0.01 mg/mL、0.02 mg/mL、0.03 mg/mL、0.04 mg/mL、0.05 mg/mL的不同浓度甘露醇溶液12。1.2.3 甘露醇标准曲线的制备分别移取1 mL不同浓度的甘露醇对照品溶液加入试管中，空白对照管中加入蒸馏水1 mL，加入0.015 mol/L NaIO4溶液1 mL。混合均匀后在室温下放置10 min，然后在每支试管中加入Nash试剂4 mL，之后在53水浴保温15 min使其显色，放入冰箱中即刻冷却，然后取出，至室温后用分光光度计在413 nm处测吸光度，以浓度(mg/mL)为横坐标，吸光度(A)为纵坐标绘制标准曲线，得出回归方程和R2值。1.2.4 甘露醇提取条件研究实验 通过实验从已知的重量的海带中提取出甘露醇，则提取的甘露醇的量占原始海带重量的百分比即为甘露醇的得率，以甘露醇的得率作为参考指标。1.2.4.1 溶剂种类对甘露醇得率的影响准确称取1 g海带粉末，在50分别加50 mL无水乙醇、95%乙醇、水作溶剂回流提取2 h。在4000 r/min离心5 min后将上清液转移进50 mL的容量瓶内，再用相应的溶剂定容至刻度，得到粗甘露醇溶液6。然后将上述粗甘露醇溶液稀释10倍，方法为：分别移取5 mL上述粗甘露醇溶液于另一50 mL容量瓶内，用对应的溶剂定容至刻度。分别准确移取1 mL上述稀释后的甘露醇溶液于试管中，编号，按照1.2.3的步骤测定其相应的吸光度。通过标准曲线计算出不同溶液中甘露醇的质量浓度，然后计算出相应甘露醇的得率。1.2.4.2 提取次数对甘露醇得率的影响准确称取1 g海带粉末，加入95%乙醇50 mL，在室温下回流提取1 d2。按1.2.4.1中的方法制得稀释10倍后的甘露醇第一次提取液。将第一次提取后的海带残渣继续加入95%乙醇50 mL，在室温下回流提取1 d。按上述相同的方法制得稀释10倍后的甘露醇第一次提取液。对比一次提取和两次提取的效果。分别准确移取1 mL上述稀释后的甘露醇溶液于试管中，编号，按照1.2.3的步骤测定其相应的吸光度。通过标准曲线计算出不同溶液中甘露醇的质量浓度，然后计算出相应甘露醇的得率。2 结果与分析2.1 标准曲线的绘制表2-1 甘露醇标准曲线编号甘露醇浓度（mg/mL）A413 nm10020.010.09330.020.14940.030.23650.040.34160.050.442图2-1 甘露醇标准曲线由图2-1知：标准曲线为y=8.6886x-0.0070 可得 k=8.68862.2 溶剂种类对甘露醇提取的影响提取条件：50水浴提取2 h表2-2 不同溶剂提取甘露醇效果溶剂种类水95%乙醇无水乙醇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%图2-2 不同溶剂提取甘露醇效果由图2-2可知：在本实验所选取的95%乙醇、无水乙醇、水三种提取溶剂中，95%乙醇提取条件是最佳的。2.3 提取次数对甘露醇提取的影响以95%乙醇作为提取溶剂，一次提取时间为1 d，温度为室温。表2-3 不同提取次数提取甘露醇效果不同提取次数一次二次A413 nm0.2310.111甘露醇含量/mg14.116.81甘露醇得率1.29%0.73%图2-3 不同提取次数提取甘露醇效果由图2-3知：一次提取的效果要远大于二次提取的效果，两次提取所得甘露醇得率相加后高达2.02% 。3 讨论我国有着非常丰富的海洋资源，其中海带是最为常见的一种12。海带具有散结、消炎、平喘、通行利水、祛脂降压等功效，有多方面的生物活性，特别是海带中富含甘露醇。甘露醇具有利尿消肿的作用，可防治肾功能衰竭、老年性水肿、药物中毒等13。还可用于治疗高胆固醇血症、动脉硬化、脑膜炎、急性休克等顽固疾病和糖尿病的代用糖14。食品方面，可用作一般糕点的防粘粉。甘露醇在医药15、化工和食品行业中，都有广阔的应用前景。本实验采用水浴法提取甘露醇，研究了提取溶剂种类和不同提取次数对甘露醇得率的影响。实验结果表明，此提取方法工艺简单，甘露醇测定方法便捷。本实验对于海带中甘露醇的提取条件，拟定的两个考察项目。一是溶剂的种类，二是提取次数。不同溶剂种类分别为水、95%乙醇、无水乙醇，通过比较甘露醇得率知，用95%的乙醇作为提取剂为最佳工艺条件。提取次数的实验探究中，以95%乙醇作为提取溶剂，一次提取时间为1d，温度为室温。通过比较甘露醇得率知，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过程中，我们发现溶剂系统的选取十分重要。水浴法提取全过程采用物理方法，无任何污染，且操作简单，是一条较为理想的途径。在对提取液分析检测时，采取分光光度法先做甘露醇含量的标准曲线，然后测定提取液中甘露醇的含量，再计算出相应甘露醇的得率。操作简单，设备要求低，这样标准曲线的准确性就较重要。在测量过程中，要注意加样后应放置相应的时间及水浴显色的时间，让溶液反应完全，测量更精准。实验表明，海带中含有丰富的甘露醇，两次提取所得甘露醇得率可高达2%-3% ，海带具有广泛的利用价值。4.实验小结与误差分析1.在基本的实验器械下，我们得到了部分甘露醇产物，虽然产率不够高，但是其足够让我们判断实验的结果，即在同等的条件下显示出95%的乙醇和两次提取的这两项单因素为最佳的提取条件，对甘露醇的提取有着很好的实际意义。2. 在实验中我们学会了科学的实验方式，用现有的设备得出我们想要的结果， 是对我们即将毕业的大学生的很好的实验锻炼。3. 实验中我们自己动脑筋，自己找方法，告别了固定的步骤，告别了老师手把手的细心教导，这让我们充分认识的到自己的价值，让我们灵活的运用大学期间老师辛勤的教给我们的基础实验操作知识。4. 由于实验设备的限制和教学的要求，我们可能对有些数据的取得不尽详细，且存在一定的实验误差，这是科学实验所允许的，但结果还是比较可信的。5.如果实验条件允许建议进行正交试验分析，这样得到的数据更加可靠，可为相关的生产提取工艺提供有价值的数据。参考文献1 夏仙兵，蔡邦肖海洋技术化工学报，2010,61(11)2 武文洁从海带乙醇预处理液中提取纯化甘露醇的研究食品研究与开发，2006,27(4)：16-183 董公芝，王鹏甘露醇治疗脑血管病并发急性肾衰竭临床分析实用医技杂志，2008,15(33)：4776-47774 陈善伟甘露醇在烧伤治疗中的应用进展中国医药导刊，2009,11(1)：40-415 潘秀芳，朱海燕甘露醇致急性肾衰竭20例临床分析J.中国医药指南，2008,6(13)：93-946 陈平，赵静国，刘小平，等制药工艺学武汉：湖北科学技术出版社，20087 徐福云，王红梅，高龄，等消除甘露醇对静脉留置针影响的探讨护理实践与研究，2009,6(4)：20-218 奇香君现代生物制药工艺学北京：化学工业出版社，20079 刘志平，陈淑贤，崔建国从茉莉花根中快捷提取D-甘露醇的方法研究中药材，2008,33(11)：1