生物制藥工程實驗 單因素對甘露醇的提取檢測分析

單因素對甘露醇的提取檢測分析摘要：選用市場常見的海帶作為原料，采用水浴提取法提取分離甘露醇。研究了提取時間、提取溫度和固液比對甘露醇提取量的影響規(guī)律。通過實驗得出了海帶甘露醇提取工藝的最佳參數(shù)為：提取溫度60°C,提取時間4h,固液比為1：10。關(guān)鍵詞：海帶；甘露醇；提取。UltrasonicfragmentationintheextractionofMannitolonsinglyelementAbstract:Adoptedthebathtoextractmannitolfromthecommonkelpinvirtueofthedifferenceofextractingtemperature,extractingtime,extractingtemperatureandsolid-liquidratiowerestudied.Theoptimumparametersofextractingmannitolwereobtainedbyorthetest,extractingtemperature60°C,time4h,solid-liquidratio1:10.Keywords:kelp;mannitol;extracting.前言海帶，是海藻類植物之一，是一種低溫海水中生長的大型褐藻植物。海藻我國北部沿海及朝鮮、日本和俄羅斯太平洋地區(qū)沿巖。我國北部和東南沿海有大量養(yǎng)殖，海藻有“長壽菜”、“海上之蔬”、“含碘冠軍”的美譽⑴。海帶是一種褐藻，澡體褐色，一般長2-4米，最長達7米。葉片窄長，帶形。海帶性味咸寒，具有軟堅、散結(jié)、平喘、消炎等功效。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⑵。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。海帶具有復(fù)雜的、多方面的生物活性⑶，特別是海帶富含甘露醇。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⑷。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。甘露醇在醫(yī)療上主要作為脫水藥和利尿藥，來治療腦積水，降低顱內(nèi)壓；用于腎功能衰竭的輸液和針劑的配料，可作為防止早期腎功能不全的藥物中間體和腦血管舒張劑；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⑸。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，用語麥芽糖、口香糖、年糕等食品的防粘，一擊用作一般高點的防粘粉。在工業(yè)上，甘露醇可用語塑料行業(yè)，制松香酸酯及人造甘油樹脂、炸藥、雷管等。在化學(xué)分析中用于硼的測定，生物檢驗上用作細菌培養(yǎng)劑等⑹。在醫(yī)藥、化工和食品行業(yè)中，海帶都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，世界上工業(yè)生產(chǎn)甘露醇主要有兩種工藝⑺，一種以海帶為原料，在生產(chǎn)海藻酸鹽的同時，將提碘后的海帶浸泡液，經(jīng)過多次提濃、除雜、離交、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶而得：一種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⑻。本試驗采用水浴提取法，以海帶為原料，提取分離甘露醇，研究了海帶甘露醇的提取工藝⑴，旨在為海帶的開發(fā)利用提供依據(jù)。1材料與儀器1.1實驗主要材料和試劑市售海帶；濃硫酸，分析純，平煤開封東大化工有限公司試劑廠集團；無水乙醇，分析純，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司；高碘酸鈉，分析純，上海山浦化工有限公司；乙醇胺，分析純，上海山浦化工有限公司；冰醋酸，分析純，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司；甘露醇，分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司；乙酰丙酮，分析純，天津市紅巖化學(xué)試劑廠；甲醇，分析純，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司。1.2主要儀器恒溫水浴鍋，江蘇金壇中大儀器廠；721分光光度計，上海光譜儀器有限公司；電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司；電冰箱，美的集團電冰箱制造有限公司。2實驗方法2.1主要試劑的配制配置0.015mol/LNaiqm】溶液的方法：精密稱取NaIO40.323g溶于250mL濃度為0.12mol/L的鹽酸溶液中，定容。配置Nash【10】試劑的方法：稱取75.054g的NH4Ac固體并加蒸餾水溶解，再加1mL冰乙酸和1mL乙酰丙酮，混合加水定容至500mL。用無水乙醇配置95%的乙醇溶液。2.2海帶提取物中甘露醇含量測定2.2.1甘露醇標準溶液的制備精密稱取甘露醇50mg溶于蒸餾水中，定容至500mL，得到濃度為0.1mg/mL的甘露醇溶液。分別移取5mL、10mL、15mL、20mL、25mL上述甘露醇溶液于5個50mL的容量瓶中，并依次編為1、2、3、4、5定容至刻度。即可得到濃度分別為0.01mg/mL、0.02mg/mL、0.03mg/mL、0.04mg/mL、0.05mg/mL的不同濃度甘露醇溶液。2.2.2甘露醇標準曲線的制備分別移取1mL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1mL，加入0.015mol/LNaIO4溶液1mL?；旌暇鶆蚝笤谑覝叵路胖?0min，然后在每支試管中加入Nash試劑4mL，之后在53°C水浴保溫15min使其顯色，加入冰箱后即刻冷卻，然后取出，至室溫后用分光光度計在413nm處測出吸光度，以濃度（gg/mL）為橫坐標，吸光度（A）為縱坐標繪制標準曲線，得出回歸方程和R2值。Y=0.0108x-0.0045 R2=0.99703結(jié)果與分析3.1甘露醇標準曲線按照甘露醇標準溶液的制備方法，進行甘露醇標準曲線的制備。以濃度（gg/mL）為橫坐標，吸光度（A）為縱坐標繪制標準曲線如下圖（圖3-1）所示，并得出回歸方程和R2值。

圖3-1甘露醇的標準曲線3.2單因素實驗3.2.1提取溫度對甘露醇的影響將粉碎的海帶在液固比為10時回流2h，考察40°C,50°C,60°C,70°C,80°。五個回流溫度下對甘露醇的影響見表3-1。表3-1提取溫度對甘露醇的影響溫度（C）4050607080A4131.1221.0901.1951.0321.009甘露醇濃度（四g/mL）104.306101.343111.06595.97293.843由表1可知，當溫度小于60C時，提取量由溫度上升而增加，當溫度達到60C時出現(xiàn)最大值，當溫度大于60C時，提取量隨溫度上升而下降，為了提高效率，提取溫度應(yīng)控制為60°C。3.2.2提取時間對甘露醇的影響將粉碎的海帶在沸點下按照液固比為10進行回流，選取0.5h，1h，2h，3h，4h，5h六個回流時間，考察不同提取時間對甘露醇的影響見表3-2。表3-2提取時間對甘露醇的影響時間（h）0.512345A4130.1650.1890.2440.7550.8860.901甘露醇濃度（四g/mL）15.69417.91723.00970.32482.45483.843由表2可知，隨著提取時間的延長，提取量也在增加，當提取時間大于4h時提取量趨于穩(wěn)定，這是因為在4h的時間中，原料海帶中的甘露醇幾乎全部溶出，再延長提取時間，甘露醇的提取量已沒有多大變化，為了提高效率，提取時間應(yīng)控制為4h左右。3.2.3液固比對甘露醇的影響將粉碎的海帶在沸點下回流2h，選擇的液固比分別為4,6,8,10,12,考察不同液固比對甘露醇的影響見表3-3。表3-3固液比對甘露醇的影響固液比4681012A413提取物過于固化，不測吸光0.6190.6030.430甘露醇濃度（四g/mL）度57.73156.2540.231由表3可知，固液比為6時，有一定的提取物，但離心液較少，不利于提取工藝的效率，未測定結(jié)果。固液比為8時，雖然結(jié)果顯示提取量最大，但分離提取工藝較難，產(chǎn)量不高。故選用固液比為10。4小結(jié)與討論本試驗采用水浴提取法，以海帶為原料，提取分離甘露醇，研究了海帶甘露醇的提取工藝。由以上單因素實驗中得到甘露醇提取溫度、提取時間和固液比是影響海帶甘露醇提取的主要因素，這幾個主要因素分別是提取溫度為60r，提取時間為4h,固液比為1:10時使甘露醇的得率較高。本實驗的結(jié)果有一定的誤差，主要由以下因素引起：（1）海帶本身遭到污染；（2）實驗儀器清洗后未完全烘干；（2）試劑配制及稱取時不是很精確；（3）未能及時測定提取液的吸光度，導(dǎo)致部分失活，結(jié)果出現(xiàn)偏差。甘露醇在食品方面，該品在糖及糖醇中的吸水性最小，并具有爽口的甜味，用語麥芽糖、口香糖、年糕等食品的防粘，一擊用作一般高點的防粘粉。在工業(yè)上，甘露醇可用語塑料行業(yè)，制松香酸酯及人造甘油樹脂、炸藥、雷管等。在化學(xué)分析中用于硼的測定，生物檢驗上用作細菌培養(yǎng)劑等⑹。在醫(yī)藥、化工和食品行業(yè)中，海帶都有廣闊的應(yīng)用前景。本實驗旨在進行單因素對甘露醇提取的影響，如果條件允許，建議通過正交設(shè)計實驗進行多因素綜合考察，以得到其最佳的提取工藝，為生產(chǎn)研究提供必要的實驗數(shù)據(jù)。通過兩周的探索試驗，我知道做好一個實驗要有耐心，責(zé)任心，認真負責(zé)的心態(tài)必不可少，很多時候看似簡單的問題卻很容易出錯，做實驗之前要做好充分的準備。許多實驗藥品非常昂貴，自己配制就知道了不能浪費。本次試驗鍛煉了我們的合作能力和自主動手能力還有自主能力。本次實驗每個步驟都很關(guān)鍵，實驗中一定要嚴謹認真。參考文獻夏仙兵，蔡邦肖.海洋技術(shù).化工學(xué)報，2010,61（11）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）:16-18黃宗國.中國海洋生物種類與分布[M].北京：海洋出版社，1994:201.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）：4776-4777.吳國荃，聶美麗，羅書凱.我國甘露醇的生產(chǎn)狀況與發(fā)展趨勢[J].化工技術(shù)經(jīng)濟，2004（4）:4-6.徐福云，王紅梅，高齡，