从羊毛醇中提取胆固醇的工艺研究

论文摘要

胆固醇是具有重要生理作用和工业用途的天然物质,有广泛的市场需求。羊毛脂衍生物羊毛醇中含有大量的游离胆固醇,采用适当的方法将胆固醇从羊毛醇中提取出来具有重要的应用价值。为此,本文对萃取-层析-结晶为核心的高含量胆固醇制备工艺进行了系统研究。针对羊毛醇成分复杂的特点,建立了紫外-示差检测器联用的反相高效液相色谱法对胆固醇和十八醇的含量进行定量分析,建立了气相色谱法对甾醇与脂肪醇等杂质进行定性分析,两种分析方法相结合可以对羊毛醇及分离产物的组成有更全面的了解。开展了液-液萃取法脱除羊毛醇中极性杂质的研究。以十八醇与胆固醇二元混合物为羊毛醇的模拟研究对象,使用正己烷溶解样品,从多种极性萃取剂中初步筛选出选择性较高的甲醇/水混合溶剂为萃取剂；以羊毛醇为研究对象,通过考察水含量、原料浓度和温度等参数对分配系数和萃取选择性的影响,得到优化的工艺条件：萃取剂为甲醇/水（90：10,v/v）,温度35～40℃,原料浓度80～100mg/mL,该条件下总杂质对胆固醇的选择性系数高于3。在优化的工艺条件下进行逆流萃取,可有效脱除羊毛醇中极性较强的杂质,将其酸值由3.16降为0.91,同时胆固醇含量提高5-6%。对萃取得到的精制羊毛醇进行了层析分离研究,以胆固醇与羊毛甾醇的分离度为指标,筛选出200～300目硅胶为合适的吸附剂,考察了流动相组成、温度和上载量等因素对层析分离效果的影响,得到优化的工艺条件：流动相为丙酮/正己烷（4：96,v/v）混合溶剂,温度35℃,以胆固醇计适宜上载量为2.4%（wt%）。在优化的工艺条件下可得到含量为88.63%的胆固醇粗品,回收率为96.33%。筛选出丙酮/正己烷（50：50,v/v）混合溶剂为有效的再生溶剂,验证了萃取除杂有利于硅胶的再生,经过7次大上样量层析-再生循环使用后硅胶仍能保持其分离能力不变。最后对溶剂结晶法精制胆固醇工艺进行了研究。考察了溶剂种类、固液比和析晶温度等因素的影响。以无水甲醇为溶剂,固液比为1：20,70℃回流溶解,3h内缓慢冷却至30℃,析晶0.5h,可得到纯度为98.7%,熔程为147.1-147.4℃的胆固醇产品,胆固醇收率为69.4%。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 文献综述
• 1.1 胆固醇概述
• 1.1.1 胆固醇的理化性质
• 1.1.2 胆固醇的功能及来源
• 1.1.2.1 胆固醇的生理功能
• 1.1.2.2 胆固醇的工业用途
• 1.1.2.3 胆固醇的来源
• 1.2 羊毛脂概述
• 1.2.1 羊毛脂的来源及应用
• 1.2.2 羊毛醇的组成
• 1.2.3 分析方法
• 1.3 提取分离胆固醇的方法
• 1.3.1 动物组织中提取胆固醇
• 1.3.2 羊毛脂中胆固醇的游离方法
• 1.3.2.1 皂化法
• 1.3.2.2 转酯化法
• 1.3.3 羊毛脂中胆固醇的分离纯化方法
• 1.3.3.1 溶剂结晶法
• 1.3.3.2 分子蒸馏法
• 1.3.3.3 溴化法
• 2萃取法'>1.3.3.4 超临界CO₂萃取法
• 1.3.3.5 络合物分离法
• 1.3.3.6 柱层析法
• 1.3.3.6.1 甾醇的吸附分离
• 1.3.3.6.2 胆固醇的层析分离
• 1.4 研究目的与意义
• 第二章 羊毛醇的分析方法
• 2.1 材料与仪器
• 2.1.1 材料与试剂
• 2.1.2 仪器与设备
• 2.2 高效液相色谱法
• 2.2.1 分析条件的选择
• 2.2.1.1 色谱柱的选择
• 2.2.1.2 检测器的选择
• 2.2.2 固醇的标准曲线
• 2.2.2.1 溶液的配制
• 2.2.2.2 标准曲线的绘制
• 2.2.3 精密度与稳定性
• 2.2.4 对羊毛醇的分析检测
• 2.3 气相色谱定性分析方法
• 2.3.1 气相色谱分析条件
• 2.3.2 气相色谱分析结果
• 2.4 小结
• 第三章 萃取法精制羊毛醇
• 3.1 材料与仪器
• 3.1.1 材料与试剂
• 3.1.2 仪器与设备
• 3.2 萃取体系的选择
• 3.2.1 实验方法
• 3.2.2 结果与讨论
• 3.2.2.1 平衡时间的确定
• 3.2.2.2 萃取剂的筛选
• 3.3 萃取工艺的优化
• 3.3.1 实验方法
• 3.3.2 结果与讨论
• 3.3.2.1 萃取剂组成的影响
• 3.3.2.2 温度的影响
• 3.3.2.3 原料浓度的影响
• 3.4 逆流萃取实验
• 3.4.1 逆流萃取装置
• 3.4.2 实验步骤
• 3.4.3 结果与讨论
• 3.4.3.1 胆固醇含量分析
• 3.4.3.2 酸值分析
• 3.4.3.3 气相色谱分析
• 3.5 小结
• 第四章 柱层析法分离胆固醇
• 4.1 材料与仪器
• 4.1.1 材料与试剂
• 4.1.2 仪器与设备
• 4.2. 吸附剂的筛选与工艺选择
• 4.2.1 实验方法
• 4.2.1.1 静态吸附法
• 4.2.1.1.1 吸附动力学曲线测定
• 4.2.1.1.2 吸附等温线测定
• 4.2.1.2 动态洗脱法
• 4.2.1.2.1 穿透与解吸
• 4.2.1.2.2 液相色谱法
• 4.2.2 结果与讨论
• 4.2.2.1 活性炭的吸附平衡与分离探索
• 4.2.2.2 硅胶与树脂的静态吸附
• 4.2.2.3 动态洗脱法比较分离性能
• 4.3 层析工艺的优化
• 4.3.1 实验方法
• 4.3.1.1 分离条件选择
• 4.3.1.2 柱层析分离制备胆固醇
• 4.3.2 结果与讨论
• 4.3.2.1 流动相的选择
• 4.3.2.2 温度的影响
• 4.3.2.3 上载量的考察
• 4.3.2.4 萃取对层析分离的影响
• 4.3.2.5 层析放大研究
• 4.4 吸附剂的再生
• 4.4.1 实验方法
• 4.4.1.1 水含量的测定
• 4.4.1.2 再生溶剂的选择
• 4.4.2 结果与讨论
• 4.4.2.1 水含量
• 4.4.2.2 再生溶剂的选择
• 4.4.2.3 萃取对再生的影响
• 4.4.2.4 再生效果
• 4.5 小结
• 第五章 胆固醇结晶工艺
• 5.1 材料与仪器
• 5.1.1 材料与试剂
• 5.1.2 仪器与设备
• 5.2 实验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 结晶溶剂的选择
• 5.3.2 固液比的影响
• 5.3.3 析晶温度的影响
• 5.4 小结
• 第六章 结论
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历