甘露醇提取条件的研究
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1 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 kelp
Abstract: 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.
.
2 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2～4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。
3 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 NaIO4[11]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。
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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。
100%量原始海带测得的甘露醇的量%甘露醇得率的
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 d[2]。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 nm
1 0 0
2 0.01 0.093
3 0.02 0.149
4 0.03 0.236
5 0.04 0.341
6 0.05
0.442
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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=8.6886
2.2 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 nm 0.051 0.212 0.103
甘露醇含量/mg 3.21 12.12 6.97
甘露醇得率 0.33% 1.21%
0.65%
6 0.00%0.20%0.40%0.60%0.80%1.00%1.20%水95%乙醇无水乙醇甘露醇得率（%）
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 nm 0.231 0.111
甘露醇含量/mg 14.11 6.81
甘露醇得率 1.29%
0.73%
