海藻肥原料中褐藻黄素的分离纯化

论文摘要

海带中含有大量的褐藻黄素,占其类胡萝卜素总量的60%以上,具有预防治疗癌症,促进脂肪分解,降低胆固醇等多种对人类健康有益的生物学功能。然而,海带作为生产海藻肥的优质原料,在用化学法提取完其中的植物生长调节成分后,具有诸多生理功能和很大经济效益的褐藻黄素被破坏和丢弃,造成大量自然资源的浪费。本文研究的以褐藻黄素提取为中心的褐藻黄素和海藻肥联产工艺,为工业上提高海带的利用率和附加值提供了试验依据。采用单因素试验和正交试验,并结合操作可行性对褐藻黄素的提取条件进行了优化,结果表明:提取时海带先经过4 mL/g水溶涨预处理,选取丙酮作为最佳浸提溶剂,料液比为5 mL/g（以干海带记）,室温条件下,避光静置浸提2次,每次30 min,具有最佳的提取效果:褐藻黄素的平均提取收率可达72.4%。分别采用萃取、硅胶柱层析、皂化、结晶多种分离方法对褐藻黄素进行纯化,根据各种分离方法的分离效果并结合操作可行性,最终确定了用正己烷对丙酮浸提液进行萃取以实现褐藻黄素的转移和初步分离,然后依次采用两次硅胶柱层析对其进行纯化,流动相分别选择丙酮:正己烷=1:3和丙酮:氯仿=1:9,经紫外吸收光谱（UV）和高效液相色谱（HPLC）分析,色素纯度为75%以上。最后色素样品分别经制备薄层层析（氯仿:丙酮=6:1）和制备高效液相色谱（PHPLC,19×300 mm,7μm,SymmetryPrepTM;methanol:water=89:11;8 mL/min;8 mL）进一步分离得到标准品,纯度分别为95%以上和99%以上。对得到的色素标准品进行紫外吸收光谱、质谱（MS）、核磁共振（13C-NMR,1H-NMR）定性分析,其特征吸收峰、分子量、结构均与报道的褐藻黄素一致。利用提取褐藻黄素后的海带残渣为原料,加入2倍体积的水和总体积（海带残渣和水的体积）5%的氢氧化钾作为消化剂,80℃消化2 h后,4000 rpm离心10 min,得到液体海藻肥。经田间试验结果表明,用提取褐藻黄素的海带残渣制备的海藻肥使小白菜增产41.98%,具有显著的促进作物生长的功效。本文首先用丙酮对海带中的褐藻黄素进行提取,然后采用碱消化法将提取残渣制备成海藻肥,并经试验证明,褐藻黄素和海藻肥联产工艺具有可行性。本方法褐藻黄素提取时间短,收率高,溶剂利于回收,过程简便,提取褐藻黄素后的海带残渣消化得到的液体肥料,在田间实验中增产效果明显,为海带工业中提高原料利用率和附加值,提供了实验依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究概况
• 1.1.1 海带概述
• 1.1.2 褐藻黄素概况
• 1.1.3 海藻肥概况
• 1.2 天然色素提取
• 1.2.1 天然色素的提取方法
• 1.2.2 提高天然色素稳定性的措施
• 1.3 海藻肥制备与使用
• 1.3.1 海藻肥的降解工艺
• 1.3.2 海藻肥的使用方法
• 1.4 研究的内容、目的及意义
• 1.4.1 研究的目的及意义
• 1.4.2 研究的主要内容
• 1.4.3 本论文的创新点
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 化学试剂及仪器设备
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 褐藻黄素的提取
• 2.3.2 褐藻黄素的分离纯化
• 2.3.3 褐藻黄素的定性分析
• 2.3.4 褐藻黄素的定量分析
• 2.3.5 海藻肥的制备与田间试验
• 3 结果与分析
• 3.1 褐藻黄素的提取
• 3.1.1 浸提溶剂的初步选择
• 3.1.2 海带的预处理对色素提取的影响
• 3.1.3 浸提溶剂的进一步选择
• 3.1.4 不同提取方法对褐藻黄素提取的影响
• 3.1.5 料液比、提取时间和提取次数对色素提取的影响
• 3.1.6 最佳提取条件的确定
• 3.2 褐藻黄素的分离纯化
• 3.2.1 褐藻黄素的转移
• 3.2.2 褐藻黄素的纯化
• 3.2.3 褐藻黄素标准品的制备
• 3.3 褐藻黄素的鉴定
• 3.3.1 样品的紫外吸收光谱
• 3.3.2 样品的质谱
• 3.3.3 样品的核磁共振谱
• 3.4 褐藻黄素的定量分析
• 3.5 海藻肥的制备与田间试验
• 4 结论
• 参考文献
• 附录
• 论文发表情况
• 作者简历
• 致谢