水溶性小分子醇-鹽雙水相體系的構建及在植物色素提取的應用.pdf

1、雙水相萃取(AqueousTwo-PhaseExtraction,ATPE)是近年來出現(xiàn)的一種極具前途的新型分離技術。該法操作條件溫和,安全無毒或低毒,工藝簡單,非常適用于工業(yè)生產(chǎn)。目前已廣泛應用于生物工業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)和分析檢測等領域。植物色素(PlantPigments)安全性高,有些還有一定的營養(yǎng)價值和藥理作用,包括抗氧及抗自由基作用、對心血管系統(tǒng)的維護作用、抗腫瘤作用、保護基因作用等,因此天然植物色素日益受到消費者的青睞,

2、需求量也在逐年遞增,天然植物色素的開發(fā)利用已成為醫(yī)藥、食品及精細化學品等領域中引人矚目的課題。
　　本課題構建了親水性小分子醇-鹽雙水相體系,討論了親水性小分子醇和鹽的分相能力,為雙水相體系的應用奠定了理論基礎。將乙醇-硫酸銨雙水相體系用于提取苦水玫瑰中花青素,實現(xiàn)了花青素和糖兩種有效成分的分離;將乙醇-氫氧化鈉雙水相體系用于萃取皂化蠶沙中葉綠素,并進一步合成了葉綠素銅鈉。主要研究結果如下:
　　(1)測定了T=303.15

3、K和313.15K溫度條件下,乙醇/正丙醇/異丙醇+ZnSO4/MgSO4+H2O三元體系的相圖。運用四參數(shù)經(jīng)驗方程擬合雙水相體系的雙節(jié)線數(shù)據(jù);根據(jù)杠桿原則,使用MATLAB軟件快速計算出所研究雙水相體系的液液相平衡數(shù)據(jù),并且用Othmer-Tobias和Bancroft方程驗證了計算方法的可靠性以及所得的液液相平衡數(shù)據(jù)的準確性;基于統(tǒng)計幾何學的方法,計算了ZnSO4、MgSO4兩種鹽分別在三種親水性小分子醇溶液中的有效排出體積(EEV

4、),得出兩種無機鹽的分相能力:ZnSO4>MgSO4,通過鹽析方程擬合得到了兩種鹽的鹽析系數(shù)進一步證明了此結論;對比同一種鹽在不同親水性小分子醇的有效排除體積,得出三種親水性小分子醇的成相能力為:正丙醇>異丙醇>乙醇。
　　(2)測定了T=283.15K,298.15K和313.15K溫度條件下,乙醇/正丙醇/異丙醇+NaOH+H2O三元體系的相圖。運用經(jīng)驗方程擬合雙節(jié)線數(shù)據(jù),基于擬合方程和杠桿原則,利用MATLAB軟件快速計算T

5、=298.15K時雙水相體系的液液相平衡數(shù)據(jù),并用Othmer-Tobias和Bancroft方程擬合;研究了溫度和鹽的種類對雙水相體系的影響,溫度升高促進雙水相體系雙相區(qū)面積的增大,NaF的鹽析能力強于NaOH;結合有效排除體積和雙節(jié)線的相對位置得出三種醇的分相能力:正丙醇>異丙醇>乙醇。
　　(3)研究了利用乙醇-(NH4)2SO4雙水相體系萃取苦水玫瑰中花青素,討論了鹽濃度、醇濃度、萃取溫度、體系pH對苦水玫瑰中花青素和糖的

6、在上下兩相的分配系數(shù)和收率的影響;運用響應曲面法進行三因素兩水平的BBD實驗設計進一步評價影響大的實驗因素(鹽濃度、醇濃度和溫度)對花青素分配的影響,得到最佳實驗條件。在研究的范圍內(nèi),當硫酸銨濃度為22％(w/w)乙醇濃度為25%(w/w),pH值為5,溫度為33.5℃,得到花青素最大的分配系數(shù)為5.64,收率為78%。
　　(4)研究了利用乙醇-NaOH雙水相體系萃取皂化蠶沙中的葉綠素,與傳統(tǒng)的先皂化再萃取的方法進行了對比,結果