全 文 ：第 ! 卷第 # 期
$%&% 年 月 生"物"加"工"过"程 *4;?BDBW>HF?=G>EY;>9F>CBDDX?J;?BBF;?J d>G7! />7# a=O$%&%
@>;&&%7#.).0V7;DD?7&)-$8#)-!7$%&%7%#7%%,
收稿日期&$%%. 8&% 8&, 基金项目&安徽省高等学校省级自然科学研究项目$cW$%%.Y%!-% 作者简介&黄仁术$&.-)#%"女"新疆阿克苏人"硕士"讲师"研究方向&生物资源开发"XN<=;G&=44FDe&$)7C>< 胆红素提取工艺中的皂化水解条件 黄仁术"倪菊芳$皖西学院 化学与生命科学系"六安 $#-%&$%
摘"要&为提高胆红素生产效益"采取正交实验法"优化皂化水解 9L(温度和时间 结果表明&在 9L&$f%(&% l($% <;?时"胆红素粗制品收率平均为%f!)) - J0T"但纯度仅为 $,f%&k"折合纯品收率为 %f$%! & J0T 胆红素的纯
度在 9L&&f%(&%% l(&% g#% <;?时"平均纯度为 )-f.&k"但粗制品收率仅为%f,% J0T"折合纯品收率为 %f$-# & J0T 胆红素的折合纯品收率"在 9L&% g&$(&%% l($% <;?时"平均可达%f#)) ! J0T"粗制品收率为%f)! . J0T( 纯度 ),f&$k"此时胆红素的生产效益比传统方法提高了 ,#f.k
关键词&胆红素)水解)提取工艺
中图分类号&Z$!,f$""""文献标志码&(""""文章编号&&)-$8#)-!$$%&%%%# 8%%&! 8% 851.:-BJ426B1.127M.6.43M././0LG45:G.2/942:011 LR(/PZB?ND4H"/[WHNE=?J$UB9=F:E*4B<;D:FO=?@ T;EBSC;B?CB" MBD:(?4H;R?;]BFD;:O" T;Hn=? $#-%&$" *4;?=%
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N0B O24J1&2;G;FH2;?) 4O@F>GOD;D) BI:F=C:;>? 9F>CBDD
""胆红素$2;G;FH2;?"YZ%是从动物的胆汁中提取 的胆色素"是人工牛黄的主要合成原料"在医学领 域有着广泛的用途"其生产方法也是实验室研究的 热点,&- 目前"报道最多和应用最广的胆红素生产 方法有钙盐法(树脂法和快速法 其中"钙盐法,$ 8#-
和树脂法,,-工艺条件的优化筛选研究较为深入)而
在工业化生产中最具发展前途(具有生产工艺简
单(生产周期短(试剂消耗少等优点的是快速
法, 8)- "在这方面"目前开展了超声波辅助提取工
艺,-- (超临界*+
$和乙酸乙酯提取工艺,!-的研究" 但对于快速法本身工艺条件的优化筛选"尤其在关 键控制点皂化水解条件上的研究却较为少见 孟 兆新等,.-虽报道了皂化水解的最佳 9L为 &%f g &$f"但未将皂化酸度与皂化温度及时间关联"同时
对区域内的 9L未进行显著性检验 鉴于此"本实
验通过正交设计"通过对胆红素收率和纯度的分
析"优化皂化水解 9L(温度与水解时间"以切实提高
胆红素的生产效益
E?材料与方法
E=E?原料与试剂
""新鲜猪胆"/=+L(L*G(焦没食子酸(氯仿(二氯
甲烷(石油醚(醋酸等试剂均为市售分析纯
E=C?仪器设备
""\(&%%,/型电子天平"上海精密科学仪器有限
公司) -$# 型分光光度计"上海光谱仪器有限公司) LL , 型水浴锅"江苏金坛市荣华仪器制造有限公 司) TZL$% P型干燥箱"广东省医疗器械厂
E=@?实验方法
&7#7&"实验设计
影响胆红素提取的皂化水解因素包括 9L(温度
及时间"考虑传统方法为 9L&&(&%% l( g&% <;?"
本实验将其就近变动 $个梯度"以探求胆红素提取 的最佳水平 具体设计参考正交表T .$#
#
% $表 &% 表 E?正交实验因素水平 F5M60E?Q5:G2415/J60R0612724G-2;2/56G01G 水平 ( 9L Y 水解温度0l * 水解时间0<;? & &% . &%$ && &%% $% # &$ &% #%
&7#7$"实验操作
取新鲜猪胆汁用石油醚和双层纱布混合脱脂"
每份取胆汁& 根据正交实验皂化处理"皂化后依次进行酸化(萃
取(蒸馏(洗涤(干燥"最后在,% ?<波长处进行吸
光度$M%测定
吸光度测定时"从滤纸上取%f# 小烧杯中"用少量氯仿溶解后倒入$ 氯仿洗涤烧杯后再装入容量瓶"加氯仿至刻度)取
容量瓶中少量溶液装入分光光度计比色皿"用氯仿
作为参比溶液"于,% ?<波长处测定吸光度M
结合摩尔浓度计算公式 0iN$0$OC%和 T=2BF:NYBBF定律 Mi
"
0*"得到纯度计算公式 $i$OC0
&
N*% jM 其中$为试样纯度"k)O为胆红素 相对分子质量"!,f))C为试样稀释体积"$ j
&%
8#
T)
"
为百分浓度吸收系数")$T0$J!C<%)N
为试样质量"%f# j&% 8# J)*为吸收池光程长"& C<)
将上述数据代入纯度计算公式后得&$i!)f).& -M &7#7#"评价依据 包括胆红素的收率 " % "J0T)纯度 D"k)折合纯 品收率 " & "J0T 其中 " & i " % jD C?结果与讨论 各处理组所得胆红素收率(纯度和折合纯品收 率如表$ 所示
表 C?正交实验方案及其数据分析
F5M60C?F-01:-0H05/J4065G.R07.;34012724G-2;2/56G01G
实验
处理
重复
#
重复
$重复 % " % 0$ J!T
8&
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D0k
"
&
0
$J!T 8& % " % 0$J!T
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%f!,% % $&f.## % %f&!, # %f.%) -$)f&!% . %f$#- , %f!# #$#f.$) . %f$%, $.&"第 # 期 黄仁术等&胆红素提取工艺中的皂化水解条件 C=E?皂化水解条件对粗制品收率的影响 皂化水解条件对粗制品收率的影响如表 #所示 表 @?胆红素粗制品收率方差分析 F5M60@?<54.5/:05/56B1.127G-045O 942J3:GB.06J27M.6.43M./ 变异来源 平方和 自由度 均方 J 重复 %f%%& -$
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( %f$&. ,$ %f&%. -
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Y %f&%& ) $%f%% !$!f $$!! 误差 & %f%#& $ $ %f%& ) 误差 $ %f%$! . &) %f%%& ! 总变异 %f)$# - $) "注& " & 的均方大于 " $ 的均方"故只能以 $ 作为检验其他效应的误 差 J %f%$$ "&)%
i#f)#"J
%f%& $$"&)% i)f$# !! 表示差异极显 著$?p%f%&% ""由表 # 可知"皂化水解 9L(温度和时间对胆红 素的粗制品收率影响差异极显著$?p%f%&%"其影 响显著性顺序从大到小依次为时间(9L(温度 胆红素收率的因素水平与指标关系如图 & 所示 由图 & 可知"9L因素以 ( # 的平均粗制品收率为最 高"温度因素中以Y # 的平均粗制品收率为最高"时间 因素中以* $ 的平均粗制品收率为最高"将 # 个因素 的最优水平结合在一起"就得到了平均粗制品收率为 最高的处理组合 ( # Y # * $ "即水解 9L&$f%(温度 &% l(时间 $% <;?"此时胆红素的平均粗制品收率 达%f!)) - J0T"但纯度仅为 $,f%&k"折合纯品收率 为%f$%! & J0T 当然"由于实验设计的因素水平限 制"是否还存在进一步提高 9L和时间"收率会增加 的现象"需要进一步探讨 图 E?胆红素收率的因素水平与指标关系 Q.;=E?V065G.2/1-.9J.5;45HM0GO00/75:G2415/J ./J0L1724G-075O942J3:GB.06J27M.6.43M./ C=C?皂化水解条件对纯度的影响 皂化水解条件对纯度的影响如表 , 所示 表 T?胆红素纯度方差分析 F5M60T?<54.5/:05/56B1.127G-0934.GB 27M.6.43M./ 变异来源 平方和 自由度 均方 J 重复 $f-$- . $ Y # .-.f%, % $ & .!.f-$ % --f)% !! ( & &$&f,-. % $ )%f-#. $&f!- !! * &%$f-% # $ &f#$ - $f%% / 误差 & & &),f,$# ) $ !$f$&& ! 误差 $ ,&%f$,, &) $f),% # 总变异 ) #)!f&&& . $) "注& !! 表示差异极显著$?p%f%&%"/表示差异不显著$?q %f%% ""由表 , 可知"皂化水解 9L(温度对胆红素的纯 度影响差异极显著$?p%f%&%"其影响显著性顺序 依次为温度(9L"而水解时间对纯度的影响差异不 显著$?q%f%% 胆红素纯度的因素水平与指标关系如图 $ 所 示 由图 $ 可知"9L因素以( $ 的平均纯度为最高" 温度因素中以Y $ 的平均纯度为最高"考虑时间因素 *不显著"其最优水平组合应该是( $ Y $ *"即水解 9L &&f%(温度 &%% l(时间 &% g#% <;?"此时胆红素的 平均 纯 度 最 高" 达 到 )-f.&k" 但 收 率 仅 为 %f,%$ $ J0T"折合纯品收率为%f$-# & J0T 图 C?胆红素纯度的因素水平与指标关系 Q.;=C?V065G.2/1-.9J.5;45HM0GO00/75:G241 5/J./J0L1724G-0934.GB 27M.6.43M./ C=@?皂化水解条件对折合纯品收率的影响 皂化水解条件对折合纯品收率的影响如表 所示 %$ 生"物"加"工"过"程"" 第 ! 卷" 表 U?胆红素折合纯品收率方差分析 F5M60U?<54.5/:05/56B1.127G-09340942J3:G B.06J27M.6.43M./ 变异来源 平方和 自由度 均方 J 重复 %f%%& & $ Y %f%!% # $ %f%,% $ $!f-& !! * %f%$$ . $%f%&& !f$&
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( %f%%# $%f%%& ! &f$.
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误差
$%f%$ &) %f%%& ,
总变异 %f& # $) "注& !! 表示差异极显著$?p%f%&%"/表示差异不显著$?q %f%% ""由表 可知"影响显著性从大到小顺序为温度( 时间(9L"其中皂化水解温度(时间对胆红素的折合 纯品收率影响差异极显著$?p%f%&%"而水解 9L对
折合纯品收率的影响差异不显著$?q%f%% 胆红素折合纯品收率的因素水平与指标关系 如图 # 所示 由图 # 可知"温度因素中以 Y$
的折合
纯品收率为最高"温度也不宜过高或过低"过高胆
红素易氧化"过低则使得提取时间增长"但这 $个相 反因素造成的影响是同一的"即均会引起氧化损 失 此外"经实验证实"温度过高还会使含有多种 成分的复杂体系形成胶体和胶团"除了难以分离 外"也会带走部分含胆红素的水解液,&- 时间因素 中以*$
的折合纯品收率为最高"考虑 9L因素 (差
异不显著"其最优水平组合应该是 (Y
$*$
"即水解
9L&% g&$(温度 &%% l(时间$% <;?"此时胆红素的
平均收率%f)! . J0T(纯度 ),f&$k(折合纯品收率 达%f#)) ! J0T 此外"从图 # 还可看出"胆红素折合纯品收率在 水解 9L&% g&$的微弱区间内差异虽不显著"但总体
上还可看出&9L过高或过低"都不利于胆红素的提
取 因为 9L过高"胆红素极易被氧化为胆绿素而降
低了提取物的纯度)相反若 9L过低"胆汁水解不完
全"有一部分胆红素仍以葡萄糖醛酸胆红素酯的形式
存在"这部分胆红素在酸化过程中不能以游离的胆红
素的形式被氯仿萃取"从而降低了胆红素的收率,-
C=T?胆红素皂化水解条件选用分析
本文提取的胆红素为粗品"在生产上可采用
.k乙醇洗涤(结晶(干燥得到 !k以上的精品"同
时乙醇还可以回收循环使用"生产上并不增加成本
图 @?胆红素折合纯品收率的因素水平与指标关系
Q.;=@?F-04065G.2/1-.9J.5;45HM0GO00/75:G241_60R061
5/J./J0L01724G-09340942J3:GB.06J27M.6.43M./
投入 可见"胆红素生产可选用折合纯品收率最高
时的皂化水解条件"即(Y
$*$

在上述正交设计实验组合中"传统方法(
$Y$
*
&
在所安排的 . 个组合中没有出现"但由于 9L因素(
对折合纯品收率的影响差异不显著"(
$Y$
*
&
的折合
纯品收率接近于(
#
Y
$* & "即%f$, . J0T 经方差分
析"实验选择组 (Y
$*$
的折合纯品收率比传统方法
组(Y
$* & 高出了 ,#f.k$?p%f%&%
@?结?论
&%皂化水解 9L(温度和时间对胆红素粗制品
的收率影响差异极显著"其影响显著性从大到小顺
序为时间(9L(温度)在水解 9L&$f%(温度 &% l($% <;?时"胆红素的平均收率达%f!)) - J0T"但纯度
仅为 $,f%&k"折合纯品收率为 %f$%! & J0T
$%皂化水解 9L(温度对胆红素的纯度影响差 异极显著"其影响显著性从大到小顺序为温度(9L" 而水解时间对纯度的影响差异不显著)在水解 9L &&f%(温度 &%% l(&% g#% <;?时"胆红素的平均纯 度达 )-f.&k"但收率仅为%f,%$ $J0T"折合纯品收 率为 %f$-# &J0T
#%皂化水解温度(时间对胆红素的折合纯品收
率影响差异极显著"其影响显著性从大到小顺序为
温度(时间"而水解 9L对折合纯品收率的影响差异
不显著)在水解 9L&% g&$(温度&%% l($% <;?时"
胆红素的收率%f)! . J0T(纯度 ),f&$k"折合纯品 收率达%f#)) ! J0T ,%考虑胆红素粗品在精制时所需的乙醇能回 收使用"生产上不增加成本"建议胆红素生产可选 择上述 #%中的方法"这比传统方法产生的效益提高 了 ,#f.k &$"第 # 期 黄仁术等&胆红素提取工艺中的皂化水解条件
参考文献&
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C>?@;:;>?DE>FFBC>]BF;?J2;G;FH2;? EF><:4B2;GB,W-7W>HF?=G>E
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&...$&%&#N#)7
M=?JS4=>D4B?J" H^ Q;9;?J7XI9G>FB:4B@ >EBI:F=C:;?J2;G;FHN
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和乙酸乙酯提取胆红素
,W-7精细化工"$%%."$)$&&%&&%-$N&%-)7
L=? MB;" K4H=?JPH;@>?J" 1;H L>?J`B;" B:=G7S:H@O>? :4BBIN
:F=C:;>? >E2;G;FH2;? 2ODH9BFCF;:;C=G*+
$BI:F=C:;>? =?@ B:4O;=CBN :=:B,W-7\;?B*4B<;C=GD"$%%."$)$&&%&&%-$N&%-)7 ,.-"孟兆新"梁晓舟"刘慧"等7胆红素的生物制取,W-7辽宁医药"$%%,$,%&$N$-7 aB?JK4=>I;?" T;=?J ;^=>34>H" T;H LH;" B:=G7S:H@O>? :4B 2;>GB=C4;?J>E2;G;FH2;?,W-7T;=>?;?JaB@;C;?B"$%%,$,%& ##############################################$N$-7 国内简讯 北京市研发成功狂犬病毒试纸 ""北京市已成功研制出狂犬病毒检测金标试纸条并进行了小批量生产 该试纸条特异性好(灵敏度高" 只需取少量动物唾液"$% <;?内即可报告结果 该狂犬病毒检测金标试纸条操作简单"判读容易"适应野外
现场作业"而且大大提高了狂犬病流行病学研究的安全性"对于尽早发现狂犬病毒携带者(尽早对带毒犬隔
离处理(控制狂犬病的发生和传播具有十分重要的社会意义
河南天冠计划在东南亚建乙醇厂
中国第二大燃料乙醇生产商###河南天冠企业集团公司计划在东南亚建厂生产乙醇"并运回中国销
售 该公司正在老挝一片面积为 j&%! <$的土地上种植木薯"足够支持每年 #% 万:的乙醇生产$文伟河%
$$ 生"物"加"工"过"程"" 第 ! 卷"