天然有机成分（共8篇）
天然有机成分 篇1
天然产物一般指自然界中动植物、微生物等生命体组成成分以及其代谢产物,主要包括蛋白质、氨基酸、酶、多糖、维生素、脂肪等有机化合物。天然产物中所含有机成分种类极其复杂,常见有生物碱类、黄酮类、糖普类、香豆素类等化学物质。市面上药物、化妆品、食品添加剂等原料,大多直接来源于天然有机成分或者以天然有机成分为基础进行结构改造得到。但天然产物所含天然有机成分种类多含量低,自身结构复杂同时极易与其他成分共存。因此,为了实现对天然产物快速高效地研究利用,常需要通过有效地分离提取技术获得纯度高含量大的天然有机成分。早期发展的分离提取方法,技术已相对成熟,不需要特殊分析仪器,在天然产物成分已经得到了广泛应用。该分离富集技术对天然有机成分的提取率低、能耗高、周期长甚至造成环境污染等问题,为此研究人员致力于探索研究准确度高、试剂用量小、快速简便的新型分离富集技术。
1. 固相微萃取技术(Solid phase micro-extraction,SPME)
固相微萃取技术是1 9 9 0年由加拿大的A r t h u r和Pawliszyn首创,并不断推进发展起来的样品富集技术。该技术最初仅对环境样品中天然有机成分进行分析,现已广泛地应用于多种基质中药物以及其它亲脂性天然有机成分的分离提取过程。固相微萃取技术是基于液相色谱分离原理,利用天然有机成分在固定相和流动相间选择性吸附-洗脱的过程,最终达到分离净化,提取富集的目的。SPME最简单的形式是将涂覆聚合物膜的弹簧加载固体探针插入含有分析物的水溶液样本,一定时间取样结束,固体探头缩回,待分析物从样品和液相之间分开。SPME是一种平衡萃取技术,它仅仅部分提取来自样品的分析物进行分离富集,而分析物用量非常小时,一般不会影响样品中分析物的浓度。接着,待分析物可通过GC/GC-MS以热解吸附方式得到分离,或通过样品环注入HPLC中完成分离过程。固相微萃取技术很显著的优势是不需要额外添加溶剂,该探针提取的所有样品均可直接进行分析。萃取条件不确定因素已通过在萃取剂中添加内标,测量萃取相中分析物与内标损失量得到控制。相对于传统的固相萃取技术(Solid phase extraction,SPE),SPME因与气相色谱和高效液相色谱联用,不但延续SPE分离效果佳、回收率高、省时、操作简单的优势,更弥补了SPE操作中需要柱填充物和溶剂进行解吸附的缺陷,从而进一步提高了天然样品中痕量天然有机成分的分离富集效率和可重现性,显著降低时间和操作成本。于是近些年,SPME对天然有机成分分析应用扩展到对血液、尿液甚至呼吸样本。
2. 基体分散固相萃取技术(matrix solid-phase disper-sion,MSPD)
基质固相萃取技术建立在固相萃取技术上的新型快速样品前处理技术,产生于在1989年,Barker提出并给予理论解释,将具有吸附性的固相萃取材料与待测样品一同在研钵中进行研磨,得到的混合物作为填料,将其填充在合适的固相萃取柱中,后选取合适的洗脱溶剂,将待测物从吸附剂上解吸出来。相比传统的固相萃取方法,这类新型固相萃取方法具有的优势也更为明显。新型固相萃取方法,采用的有机溶剂量更少、对环境产生的污染更小、萃取时间更短、萃取效率更高等。
3. 磁性固相微萃取技术(Magnetic solid phase mic-roextraction dispersion,MSPMD)
磁性固相微萃取技术,是基于固相微萃取技术,借助磁性材料开展的样品前处理方法。对于磁性材料的选择是该技术的关键,值得注意的是磁性介孔材料,该材料同时具备磁性材料的磁分离特质以及介孔材料的高吸附,高比表面积和孔径均一。该材料的引入加速了MSPMD的理论研究,扩展了MSPMD的应用前景,目前已经广泛应用于催化、萃取和生物技术等领域。
4. 泡腾固相微萃取
泡腾固相微萃取技术是指将两种呈现不同酸碱性的无机盐干燥后混合,并压成片状,后置于在样品溶液中。在水溶液中,二者通过酸碱离子反应释放出气体,气体在溶液中的泡腾行为成为溶液搅动的动力源,即无需外加任何搅拌混合仪器,只需借助泡腾行为产生的动力即可使吸附剂在稀释液中分散并且完成样品吸附过程,随后静置等候泡腾过程结束,富集环节即已完成。目前,在中药及天然产物的分离富集领域,也未见有报道采用泡腾富集这一技术。
5. 液相微萃取技术(liquid-phase micro-extraction,LPME)
液-液萃取(Liquid–liquid extraction,LLE),是分析化学常用的样品前处理方法,可以适用于含水样品中提取和分离有机分析物。1995年,Liu and Dasgupta通过引进新型的基于下拉式系统的微型化样品制备方法的改善了LLE技术。该方法克服液-液萃取低富集因子,大量有毒有机溶剂,大量废弃物,形成乳剂和繁琐操作程序的缺点。20世纪90年代中后期,液相微萃取技术由Jeannot和Cantwell进一步改进上述萃取技术得到,该技术在提取过程时中溶剂用量多以微升计,操作过程简单,成本低,能够适用多种样品类型,并且分析物和有机溶剂用量小,可忽略有机溶剂毒性对环境的影响。到现在为止,液相微萃取技术以单独或最终分离和浓缩步骤用于制备环境,法医鉴定,临床医疗,个人护理,制药和食品产品样品的前处理。
液相微萃取技术的基本模型是直接浸渍微萃取(DI-SDME)。将含有水且不混溶的萃取溶剂微滴悬浮在微量针中浸渍,连续搅拌含水试样中分析物的提取尖端。萃取后,微滴可缩回到微量针并注入到分析仪器。在过去几年中,已经报道了基于DI-SDME派生的其他提取技术,如顶空微萃取(HS-SDME),连续流微萃取(CFME),直接悬滴微萃取(DSDME),浮动有机微滴凝固微萃取(SFOME)等。用直接浸渍微萃取相比,这些方法可以提供更高的富集效率。
无论是直接浸渍微萃取或顶空微萃取,基本上可以分为两类,两相系统和三相系统。前者是基于分析物的萃取溶剂的微滴(受体相)和含有分析物的水成样品(供体相)之间的分配。后者是具有同时反萃取,它包括三个液相溶剂萃取过程:供体溶液(p H调节至去离子化合物),有机溶剂相和受体溶液(p H调节至电离化合物)。顶空微萃取也可以看作是一个特殊的三相微萃取(液-气-液相微萃取)。所有这些技术要么在静态或动态模式来进行,静态模式下,一定时间内含有提取溶剂的微滴仍浸在含水样品中;动态模式下,有针对性的组分引入其中已含有提取溶剂的注射器,然后压出注射器,提取过程重复数次。在连续流微萃取中,微滴是由微量注入一种由玻璃室中,而样品溶液被泵送通过。与典型微相比,微液滴连续地交互通过新鲜样品溶液,样品流动的同时发生萃取,获得高富集因子。顶空微萃取和连续流微萃取的主要缺点应该是浸入搅拌样品中微滴的稳定性低。在1999年,通过使用支持溶剂的聚合物膜,彼得森-Bjergaard和Rasmussen开发了一种命名为HF的液相微萃取新方法,该方法促进了简单提取单元与受支持的液体膜(SLM)的基本原理。因为中空纤维的孔径小可以防止大的分子和颗粒进入受体相和容易得到干净提取物,HF-LPME是非常适合于生物性质,环境样品和其他复杂的矩阵。
在过去一段时间里,不使用微处理的微量技术获得了大量的关注,例如直接悬滴微萃取和浮动有机微滴凝固。直接悬滴微萃取将含有萃取剂相具有比水低的密度下降置于含水样品的表面上,并且搅拌棒放置在样品瓶的底部,然后将搅拌棒强烈旋转以引起涡流,以实现天然化合物的提取。因其提取过程中没有使用注射器,同时将样品搅拌自由地旋转,因此提取效率相应提高。浮动有机微滴凝固微萃取类似于直接悬滴微萃取,但必须保证提取溶剂密度较低水,熔点接近室温。当提取过程结束后,将样品小瓶将被转移到冰浴中,以固化富集提取相,然后转移到小锥形瓶中立即熔化为进一步富集。
液相微萃取技术与传统的提取方法相比,集采样,提取和富集浓度三方面为一体,该法具有操作简便,检测快速,分离效率高,环境友好等优点,拓展了痕量分析领域的应用前景。液相微萃取的分析物从生物样品如全血或血浆,到含有受体溶液萃取在一次性多孔中空纤维在密封的玻璃小瓶中支持的内腔中。该技术同HPLC或者GC联用可以取得更高的分离富集效果,是未来继续发展的可选方向。
小结
目前常见天然产物中所含有机化合物,多用于临床医疗,食品加工以及制药生产等方面,为了更加有效地利用与研究天然有机化合物,需要对天然产物样品进行高效的分离富集处理。经典提取技术存在分离效果差,提取率低,操作时间长,所用试剂污染环境等问题,固相微萃取、基体分散固相萃取技术、磁性固相微萃取技术、泡腾固相微萃取和液相微萃取等新型提取技术弥补了经典提取技术存在的缺陷。这些新型提取技术仍然存在自身的弊端,从而限制了分离富集的效率,样品种类的形式,试剂用量等。未来提取技术可通过与色谱质谱等其他分析仪器联用等方式进一步改善和继续发展。
参考文献
[1]Yi He.Recent advances in application of liquid-based microextraction:A review[J].Chemical Papers,2014,68(8):995–1007.
[2]Huaqing Lin,Jiale Wang,Lingjie Deng.Development of solvent micro-extraction combined with derivatization[J].Journal of Chromatography A,2013,1296:235–242.
九大天然减肥成分徒有虚名 篇2
一、聚氨基葡萄糖
又名甲壳素、几丁聚糖。许多减肥瘦身产品中都含有这种物质。生产厂家宣称，聚氨基葡萄糖能使人产生吃饱的感觉，并有助于吸收脂肪。
二、左旋肉碱
左旋肉碱是以天然形式存在于人体内的一种分子。生产左旋肉碱减肥产品的厂家称，左旋肉碱能促进脂肪酸代谢，并有利于“燃烧”脂肪。
三、甘蓝粉
人们可以在网上以比较便宜的价格买到甘蓝粉。一些人尝试通过连续15天只食用甘蓝粉做成的汤来减肥。
四、葡甘露聚糖
魔芋是一种起源于东南亚的植物。魔芋富含的葡甘露聚糖是一种可溶性膳食纤维，被认为具有减肥和通便的功效。生产厂家称，它进入胃中吸收胃液后可膨胀数十倍，产生饱腹感，可用来减少热量摄入，有助于控制体重。
五、藻酸钠
市场上销售的不少减肥产品都含有这种成分。这种可食纤维存在于多种被认为具有减肥效果的海藻中。
六、草本提取物
许多减肥瘦身产品中都含有一类被称为草本提取物的成分。
七、可溶纤维
可溶纤维用于减肥产品中已有多年，但没有任何一项研究能够证实其功效。有医学杂志刊登文章称，可溶纤维对治疗2型糖尿病确实有效。
八、瓜拉纳果粉
销售瓜拉纳果粉的网站宣称，这种由瓜拉纳果实制成的产品能够刺激神经系统，促进脂肪的代谢。另有广告称，瓜拉纳果粉是天然的脂肪“燃烧剂”。
九、肾形豆萃取物
商家宣称，服用这种蛋白质有助于阻挡碳水化合物的吸收，降低热量的摄入，帮助“燃烧”脂肪，同时排除体内毒素。
呼吸类型与性格
李功发
美国纽约大学S，海斯博士曾这样说过：“只要告诉我某个人的呼吸类型，我就可以知道他的性格。”最近，这位心理学家还发现了一个观察了解人们性格的秘密。
我们知道，尽管人们可以暂时地随意控制自己的呼吸，但在大多数情况下，呼吸都是在自由地进行的。一个人的呼吸频率，每分钟为16～24次。而人与人之间的呼吸频率与呼吸深度则有很大的差异，生理学家按这些差异把呼吸分成不同的类型。他们认为，人们呼吸类型的差异是由于各人在解剖和生理上的不同而产生的。S.海斯博士研究了160名成年人的呼吸类型，她惊奇地发现，呼吸类型与人们的解剖生理无关，反而与人们的性格紧密相关。
S.海斯发现：呼吸深沉、缓慢的人表现为性格刚强，意志坚定，大胆和富有冒险精神，有理智，好活动，他们能够很好地独立安排自己的生活。而那些呼吸浅而短促的人在性格上则恰恰相反，他们容易害羞，比较消极，胆怯，常常需要依靠旁人。
为什么呼吸类型会与性格相关呢?究竟是人们的性格影响呼吸类型，还是呼吸类型影响人们的性格?目前研究者还没有找到明确的答案。纽约大学的科学家指出：这也许与大脑的解剖位置有关。因为有一点是肯定的，就是脑中控制不随意运动(如呼吸)的区域与控制随意行为(如唱歌)的区域都与影响情绪和感情的中枢神经相联系，而情绪与感情当然与性格有一定的关系。
那么，有没有可能通过改变人们的呼吸类型来改变人们的性格呢?这当然是特别令人感兴趣的问题。专家认为，在这方面做进一步的研究探索将是很有意义的。
天然有效成分降血脂实验研究进展 篇3
1 黄酮类
黄酮类化合物在调节血脂、防治心血管疾病方面有显著疗效。由于其抗氧化性和低毒性的特点, 长期以来一直是研究开发的热点。谢伟华等[4]观察山楂黄酮对高脂血模型小鼠的作用, 结果显示其可降低高脂血模型小鼠血脂含量。李向荣等[5]通过实验发现桑叶总黄酮 (MTF) 能剂量依赖性地降低高脂血症小鼠和大鼠的血脂水平, 预防高脂血症的发生发展。景怡等[6]研究发现玉米须总黄酮 (ZMLF) 能预防高脂饮食引起的脂代谢紊乱及血液流变学指标的异常变化。
2 皂苷类
皂苷类物质能促进人体胆固醇和脂肪和三酰甘油 (TG) 的含量, 也具有不同程度地降低血清中的总胆固醇 (TC) , 升高高密度脂蛋白胆固醇 (HDL-C) 的作用。徐丽萍[7]通过实验发现桔梗总皂甙高剂量组能显著降低高脂血症大鼠的TG、TC水平, 同时增加高脂血症大鼠HDL-C水平, 对低密度脂蛋白胆固醇 (LDL-C) 水平也有降低作用。邴飞虹等[8]采用高脂饲料、血管壁钙超载、内皮损伤三者结合引发大鼠大血管动脉粥样硬化斑块模型观察研究苜蓿总皂苷提取物抗大鼠动脉粥样硬化和降血脂作用, 结果表明苜蓿总皂苷提取物具有降血脂和抗动脉粥样硬化的作用。
3 多酚类
Miceli等[9]发现柑橘通过其酚类物质具有清除自由基和降胆固醇的功能, 能显著降低大鼠血清胆固醇, 三酸甘油脂, 低密度脂蛋白的水平, 并增加高密度脂蛋白的水平。李云峰等[10]采用乙酸乙酯萃取石榴皮粗提取物中的多酚类物质并富集, 观察饲料补充提取物喂养28 d对大鼠血脂和肝脂水平的影响, 结果显示富集的多酚类物质部分作用有强于石榴皮粗提取物的趋势, 而且还具有提高血清高密度脂蛋白胆固醇 (HDL-C) 水平的作用, 表明石榴皮多酚提取物具有降低血脂和肝脂的作用。
4 多不饱和脂肪酸
卵磷脂花粉中的亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等多不饱和脂肪酸可降低血浆中的TG、TC水平, 增加HDL-C[11]。赵雁武等[12]观察苹果籽油对高脂模型大鼠作用, 发现其有降血脂趋势, 并有一定的抗氧化作用, 这与其主要成分不饱和脂肪酸的作用有关。刘永英等[13]通过实验发现花椒籽仁油对实验性高脂血症大鼠具有调节血脂、改善血液流变学、防止脂质过氧化的作用, 其作用机制与其主要成分多不饱和脂肪酸的作用有关。
5 生物碱类
朱兰镇等[14]观察荷叶总生物碱提取物对高血脂症大鼠血脂的影响, 结果显示荷叶总生物碱提取物中, 高剂量组对HDL-C具有明显的升高作用。任祎等[15]通过燕麦麸皮生物碱提取物 (OBAE) 灌胃昆明雄小鼠, 测定不同剂量OBAE对小鼠血脂水平、抗氧化酶活性、脂质过氧化产物丙二醛含量及脂蛋白脂酶的表达的影响, 结果发现其可减少血清TC和TG, 增加HDL-C的含量。张国侠等[16]观察莱菔子水溶性生物碱对高脂血症小鼠的作用, 结果表明随着用药剂量的增加, 其降血脂的作用越强, 且能够提高HDL-C的含量。
6 多糖类
多糖广泛存在于动物细胞膜、植物和微生物细胞壁中, 是一类天然高分子化合物, 其具有多种功能, 其中中药多糖的降血脂作用倍受关注。李向阳等[17]观察金钗石斛多糖对高脂模型大鼠血脂和肝脏脂肪变性的影响, 结果发现其对高脂血症大鼠血脂代谢异常具有调节作用, 能够有效减轻高脂血症大鼠肝脏组织的脂肪变性。杨小红等[18]实验发现白首乌多糖能显著降低高脂血症大鼠的TC、TG和LDL-C, 升高HDL-C, 说明高剂量的白首乌多糖具有降血脂功能。
7 苯乙烯衍生物类
7.1 白藜芦醇
白黎芦醇广泛存在于种子植物中, 以新鲜葡萄皮中的含量为最高, 白黎芦醇对于心血管系统具有保护作用, 是一种很有希望的天然药物提取物[19]。李萍等[20]观察白藜芦醇对高脂血症模型大鼠血脂影响, 结果显示白藜芦醇大、中、小剂量组均能降低高脂血症大鼠血浆TG、TC、LDL-C水平, 说明白藜芦醇具有降血脂作用。朱立贤等[21]实验发现白藜芦醇苷能使高脂血症大鼠的TC、TG、LDL-C及AI明显降低, 升高HDL-C和HDL-C/TC。
7.2 二苯乙烯苷
其为中药何首乌的主要水溶性成分, 现代药理研究表明具有多种活性, 其含量常作为何首乌药材及其制剂质量控制的指标, 且在降血脂和抗动脉粥样硬化方面具有广阔的应用。相聪坤等[22]通过实验测定血清血脂、载脂蛋白含量及抗氧化作用指标, 发现高脂血症大鼠给予何首乌二苯乙烯苷类提取物后, 可明显降低血清总胆固醇 (TC) 、三酰甘油 (TG) 、低密度脂蛋白胆固醇 (LDL-C) 、AI含量, 同时升高HDL-C/TC值, 并有一定的量效关系, 提示何首乌二苯乙烯苷类提取物有调节血脂代谢的作用, 可减少胆固醇在外周组织细胞中的聚集和对血管内皮细胞的广泛性损害, 防止动脉粥样硬化形成。
8 维生素类
卵磷脂花粉中所含丰富的维生素C、E、B5、B6、β-胡萝卜素等均有降血脂功能, 如维生素C可以增加毛细血管的致密性, 降低血管的渗透性和脆性, 是临床上用于治疗动脉硬化症的药物之一;维生素E可以遏制低密度脂蛋白合成, 促进异化, 增加高密度脂蛋白合成和提高卵磷脂胆固醇酰基转移酶 (LCAT) 活性, 降低甘油三酯、β-脂蛋白及其比值, 有治疗高脂血症的作用;维生素B5 (烟酸) 有降低胆固醇的作用, 临床上作为扩张周围血管和治疗血管疾病的药物[23]。周泉城等[24]建立实验性高血脂小鼠模型, 观察超临界萃取的总VE、α-VE和总VE+α-VE对机体抗氧化、体重、粪脂及血脂水平的影响。结果模型建立45 d后, 摄入VE的小鼠, 其血清中TC、LDL-C和AI均显著下降, 超临界萃取的总VE和α-VE的混合样可以显著降低血清和肝脏TC以及肝系数, 说明总VE和α-VE可以降低血脂水平, 降低LDL-C调节胆固醇的吸收率, 增加脂质的排泄, 从而起到明显降血脂, 预防动脉硬化形成的效果。
9 鞣质类
鞣质是一类比较复杂的具有沉淀蛋白质特性的水溶性多元酚类化合物, 是一类作用很强的自由基清除剂和脂质过氧化抑制剂[25]。花雷等[26]通过高脂饮食建立高脂并高血糖小鼠, 灌胃石榴叶鞣质8周后, 高脂小鼠外周血总胆固醇、三酰甘油和血糖均有明显降低, 表明石榴叶鞣质调节糖脂代谢紊乱来防治以高血脂和高血糖为发病背景的代谢综合症。通过实验发现葡萄子鞣质可以明显降低血清脂蛋白和LDL-C的浓度, 表明鞣质具有显著的降血脂的功效, 缩合鞣质降低LDL-C的能力与其分子量成正比, 鞣酸也可使血液参数发生类似的变化, 其作用机制可能在于鞣质降低了小肠中胆固醇的吸收[27]。
10 结论与展望
近年来, 随着高脂血症的发病率在不断增加, 降血脂药物的研究越来越受到重视, 目前他汀类药物已成为一线降血脂药, 但其发生不同程度的不良反应如肝脏毒性及他汀性肌病, 严重的可导致横纹肌溶解[28]。因此从天然药物中分离和提取降血脂作用确切、安全无毒的有效成分, 在此基础上展开构效关系的研究, 从而开发出疗效更好、毒副作用更低的新型药物, 充分发挥天然药物在降血脂方面多靶点、多成分协同作用的特点, 将为人类健康做出更大的贡献。
摘要：目前对高脂血症的治疗引起了全球医学界的重视, 寻找高效低毒的降血脂药物, 特别是天然药物更成为研究的热点之一。现就近年来天然有效成分在降血脂作用实验方面研究文献作一综述。
天然有机成分 篇4
1 材料和方法
1.1 试验鱼
测试用鱼2009年11月采于滁州市城西水库,共10尾。体重为320~384 g,体长26~30 cm。检测样品取脊背两侧肌肉,绞碎后存放干燥器中备用。逐尾鱼进行测定,取其平均值。
1.2 成分分析
肌肉中水分测定为恒温烘干失水法,在70~80℃干燥10 h,升温至105℃烘干恒重,测定含水量。氨基酸成分含量测定采用盐酸水解法(GB/T196,3-1994),测定17种常见的氨基酸,包括7种必须氨基酸(Leu、Ile、Lys、Met、Phe、Thr和Val),2种半必须氨基酸(Arg和His)和8中非必须氨基酸(Ala、Asp、Cys、Gly、Pro、Glu、Ser及Tyr),使用日立835-50型氨基酸自动分析仪进行测定。
1.3 营养价值评价
将所测得必须氨基酸(占干样比例)换算为每克氮中含氨基酸毫克数(mg/g N)(除以16),与1973年WHO/FAO提出的必须氨基酸评分模式和中国预防医学科学院、营养与食品卫生研究所提出的鸡蛋蛋白模式进行比较,按公式计算氨基酸分(amino acid score,AAS)、化学分(chemical score,CS)[6]。
AAS=[待评某一必须氨基酸含量(mg/g N)]/(WHO/FAO模式中相应必须氨基酸含量mg/g N)
CS=(待评某一必须氨基酸含量mg/g N)/(鸡蛋蛋白质模式中相应必须氨基酸含量mg/g N)
2 结果
2.1 氨基酸组成与含量
经检测滁州鲫肌肉中平均含水量为80.44%。肌肉氨基酸测定结果,9种必须氨基酸(EAA)总量为36.76%,占氨基酸总量(TAA)的42.57%,必须氨基酸与非必须氨基酸的比值为0.74。9种必须氨基酸的含量高低依次为:赖氨酸8.54%>亮氨酸5.88%>精氨酸3.89%>组氨酸3.58%>苏氨酸3.48%>苯丙氨酸3.12%>缬氨酸3.07%>异亮氨酸2.91%>蛋氨酸2.30%。脯氨酸含量最高,平均为14.93%。其次为谷氨酸,平均含量达13.55%。胱氨酸含量最低,仅为0.26%。由天门冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸等4种氨基酸组成的呈味氨基酸(DAA)的含量为29.29%,占氨基酸总量(TAA)的33.93%(表1)。
2.2 营养评价
注:表中同行数值具有不同大写字母上标表示差异极显著(P<0.01),小写字母表示差异显著(P<0.05)。
氨基酸分(AAS)对滁州鲫营养价值评价,滁州鲫中第一限制性氨基酸为缬氨酸,其值为0.62,第二限制性氨基酸为蛋氨酸+胱氨酸,值为0.72的。化学分(CS)营养价值评价,第一限制性氨基酸为蛋氨酸+胱氨酸,值为0.41,第二限制性氨基酸为为缬氨酸,值为0.47(表2)。
3 讨论
在鱼类的诸多营养素中,蛋白质是首要的,而蛋白质是由氨基酸组成的,故鱼类肌肉中蛋白质的营养本质上是氨基酸的营养。氨基酸的组成与含量,尤其是必需氨基酸种类、含量的高低,就成为了评价鱼类营养价值的最重要指标。从滁州鲫氨基酸成分测定中,除色氨酸外的17种氨基酸,脯氨酸含量最高,为14.93%,占氨基酸总量的17.29%,其次为谷氨酸、赖氨酸、天门冬氨酸和亮氨酸,含量分别占氨基酸总量的15.69%、9.89%、9.36%和6.81%,胱氨酸含量最低,为0.26%,仅占氨基酸总量的0.30%。滁州鲫中含量较高的5种氨基酸的排列顺序及最高含量的氨基酸均与有关文献报道中鱼类的排列顺序不一致[7,8,9,10,11]。滁州鲫肌肉中必须氨基酸含量为36.76%,高于鳜鱼、草鱼、鲢和鳙鱼等品种的必须氨基酸含量[12],较方正银鲫10]、异育银鲫和淇河鲫[13]的必须氨基酸含量低,分析其原因可能是由于在天然水体中滁州鲫的食物以轮虫、枝角类、桡足类、单胞藻类和有机碎屑等为主[3],与这些人工养殖鲫鱼相比,因饵料中蛋白质等营养元素不足而导致含量低。
依据WHO/FAO评分模式和鸡蛋蛋白的必须氨基酸含量为标准计算的氨基酸分(AAS)和化学分(CS),除了第一限制性氨基酸和第二限制性氨基酸外,其他必须氨基酸的AAS接近或大于0.8,CS均不小于0.55。必须氨基酸占氨基酸总量的42.57%,与非必须氨基酸总量的比值为0.7412,均符合WHO/FAO提出的必需氨基酸占氨基酸总量的百分比和必需氨基酸与非必需氨基酸的比值在40%左右和0.60以上的要求。尤其是谷物食品中较为缺乏的赖氨酸含量(534 mg/g N)在该鱼肌肉中含量较丰富,是鸡蛋蛋白质评分模式标准的1.21倍,较WHO/FAO评分模式高出57%,表明滁州鲫氨基酸组成相对平衡。4种呈鲜味的氨基酸(天门冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸)含量则决定了鱼肉鲜美味道,滁州鲫中4种呈味氨基酸的总量为29.29%,明显高于草鱼、鲢、鳙鱼[12]和淇河鲫[13]的呈味氨基酸总量,这就是滁州鲫肉质味美的主要原因。
天然有机成分 篇5
1 天然气压力波动的原因
1.1 二化肥退气导致一化肥压缩机入口压力增加
外来天然气有三处用户, 其中一、二化肥天然气用量较大, 如果遇到二化肥因装置故障停车或降负荷时, 总管天然气压力会大幅上升, 导致一化肥压缩机入口压力急剧上升, 影响装置稳定运行, 在遇到二化肥降负荷时, 由于调度提前通知, 一化肥早做调整, 因此压力波动时对一化肥的稳定运行不会造成很大的冲击。
1.2 锅炉投气影响压力波动
宁夏石化公司一共有4台高压锅炉提供蒸汽, 其中1#、2#锅炉以煤为原料, 3#锅炉以天然气为原料并作为备用锅炉, 4#锅炉为煤气两用炉。正常情况下, 1#、2#、4#锅炉正常运行, 一旦遇到运行锅炉爆管等故障, 则会紧急启动3#备用锅炉, 使天然气压力大幅下降, 最终影响了一、二化肥装置的稳定运行。
1.3 气站故障或管线泄漏导致天然气压力下降
气站为提高天然气输送效率而设置增压机, 如遇到增压机故障或检修, 会使至厂区天然气总管压力大幅下降, 对装置造成很大影响。在遇到天然气输送管线泄漏或检修时也会导致天然气压力大幅波动。
1.4 一台气化炉跳车导致另一台气化炉入口压力高
一化肥合成氨造气系统一共有三台气化炉, 其中2#气化炉作为备用炉, 在正常情况下, 1#、3#气化炉运行, 当其中一台气化炉发生跳车时会导致其所投用的天然气瞬间全部退出, 从而使总管压力出现很大的上涨幅度, 影响另一台气化炉的正常运行。
1.5 由于长庆天然气输送管线部分民用, 中
午和傍晚用餐时间为天然气民用高峰期, 此时会造成天然气压力波动
2 天然气压力波动及成分改变对一化肥产生的影响
2.1 对气化炉氧/气比值的影响
部分氧化还原反应的目的的是制造含CO和H2浓度较高的工艺气, 在正常情况下CH4的厂控指标为0.5%~1.5%之间, 如果其值高于1.5%, 则说明氧/气比过低, 工艺气有效气成份低, 这部分未参与反应的CH4不但增加很大的能耗而且还影响后续工段的正常运行;如果CH4指标低于0.5%, 则说明氧化反应较充分, 可这样会在反应时放出大量的热, 从而使气化炉超温, 烧坏炉砖, 并可能导致气化炉鼓包泄漏。有效气成分下降, CO2成分增加。天然气入炉压力决定入炉流量的大小, 压力波动会直接造成氧/气比值发生变化, 天然气压力上升会导致比值下降, 造成工艺气CH4含量增大, 如果天然气压力下降, 则会直接导致比值上升, 这样将造成气化炉超温, 进而引起CO变换触媒超温, 造成事故。
2.2 对压缩机调压系统的影响
从外部来的天然气压力一般为2.0~3.0之间, 至装置区后通过两台压缩机 (4112K1/K2) 加压至9.0MPa以上分别为两台气化炉提供天然气, 增压机电机与压缩机转速比为4.3∶1, 转速调节器每点击一次, 电机转速将向上或向下调整3转。而压力急剧下降时, 由于压缩机提速机构不能及时满足提压要求会造成入炉天然气压力大幅下降并导致气化炉因天然气流量低联锁而停车;当天然气压力急剧上升时, 在降压缩机转速过程中会使入口压力越来越高, 此时压缩机自保护防喘振阀会自动逐渐打开, 使出口压力降至更低, 调整不及时会造成气化炉直接停车。
3 天然气成分不同对一化肥生产的影响
合成一部气化工号系统工作压力较高, 从界区来的天然气压力较低, 一般只有2.0MPa~3.0MPa, 而进气化炉的天然气压力需要保证在9.0MPa以上, 因此在天然气进气化炉之前设置了两台压缩机4112K1, 2用以提压以供气化炉使用, 压缩机的打压能力与气体介质的密度有关, 也即与气体的组份有关, 由于宁夏石化公司所用天然气由长宁气与涩宁兰气组成, 正常情况下, 二者为混合状态, 其CH4含量基本保持在94%~99%之间, 并且无规律波动, 由于压缩机压缩比较高, 对于密度较小的甲烷含量较少的长宁气来说, 压缩机出口压力会低一点, 相反对于对于密度较小的甲烷含量较多的涩宁兰气来说, 压缩机出口压力会高一点, 这就会直接影响气化炉入口天然气压力。因此解决这个问题的方法只能是保持总管有着较高而且比较稳定的压力。通过公司协调, 此压力基本上保持平稳势态, 为压缩机的平稳工作和后续工号的稳定压力提供了有力的保障。
4 处理对策
4.1 针对处理天然气压力上升
天然气入口压力上升较快, 比值小于0.7时, 立刻解除负荷控制器串级系统并切至自动状态, 减少天然气流量, 或降低压缩机转速, 控制比值在0.6~0.68, 比值稳定后投用负荷控制器。当天然气压力上升至3.5MPa, 转速降至2400rpm时用防喘振阀控制压缩机压力在9.4MPa~106MPa, 并确认现场防喘振阀与中控阀位一致, 确认一段压力小于6.7MPa, 防止压缩机一段安全阀起跳发生气化炉停车事故。
4.2 针对天然气压力下降
天然气压力下降快, 比值出现报警时, 立刻将负荷控制器切至手动操作, 降低氧气流量, 同时增加压缩机转速, 控制比值在0.6~0.68之间, 比值稳定后分别将氧气、天然气调节器切至自动, 在自动状态比较稳定后投用负荷控制器串级系统。当天然气入口压力低, 压缩机转速升至2950rpm, 天然气压力降至9.04MPa时, 申请系统降负荷。
4.3 针对长宁气与涩宁兰气切换
如果在外部条件改变需要在长宁气与涩宁兰气间切换时, 那么气化工段操作人员就要清楚切换后对天然气压缩机出口气压力的影响, 从而加强监护, 第一时间做出调整。由于长宁气密度小, 涩宁兰气密度高, 所以如果是在相同流量的情况下用长宁气时压缩机出口压力会小, 而在用涩宁兰气时压缩机出口压力较高。所以在两气切换时岗位要密切监护, 及时调整天然气压缩机的转速并监控氧气比和甲烷值, 防止过氧或比值联锁跳车。
5 结语
由于天然气压力波动给安全生产带来了隐患, 装置操作人员在各种特殊情况下处理手段也各不相同, 这无形中增大了事故发生率, 经过技术和岗位操作人员认真分析、讨论, 并结合实际操作经验编写出了一套针对不同情况下天然气压力上涨和下降的操作预案, 从而提高了操作人员的应急能力, 使其在处理各种情况时能够有效处理, 确保了装置的安全。
参考文献
[1]宁夏石化公司.合成氨气化工段操作规程.
[2]宁夏石化公司.合成氨气化工段相关学习资料.
天然有机成分 篇6
离子液体是指在室温或接近室温下呈现液态的、完全由阴阳离子所组成的盐, 也称为低温熔融盐。其具有良好的化学和热稳定性、蒸汽压低、液程宽和可设计等优点, 被称为“绿色”溶剂。自Du[8]等首次报道了用离子液体可以萃取虎杖中的顺式白黎芦醇以来, 越来越多的学者开始致力于以离子液体作为绿色溶剂与微波辅助提取技术相结合的研究中。本文主要对离子液体微波辅助在天然植物黄酮、生物碱、挥发油等成分中提取的应用研究进行综述。
1 离子液体微波辅助的原理及特点
微波辅助提取是微波和溶剂提取法相结合后形成的一种新的提取方法[9]。它是利用微波来提高提取速率的一种最新发展起来的技术。主要有常压开放式微波辅助提取法和高压微波辅助提取法等, 近几年还出现了微波辅助无溶剂提取法等新技术[10]。有研究[11]表明:在常压微波辅助提取法提取过程中, 微波作为一种能量源, 穿透容器后直接作用在提取溶剂和样品上, 提取溶剂和样品分子会与微波发生共振。一方面, 强烈的震动会产生大量的热量, 提取溶剂分子迅速被加热, 这种迅速加热所产生的压力将冲破样品细胞的细胞膜和细胞壁。另一方面, 微波加热会使得样品细胞水分减少, 细胞将收缩导致细胞壁破裂。两种热效应共同作用下使得细胞中待测物被溶解至提取溶剂中。在高压微波辅助提取中, 在微波辐射下, 密闭提取罐中的溶剂或者样品因为吸收微波能量, 温度迅速升高, 随之压力增大。此时, 植物细胞内温度迅速上升, 植物细胞中水分子冲破细胞膜和细胞壁, 有机溶剂将已经被破坏的植物组织中的成分溶解。
与传统提取方法相比, 微波辅助提取法具有:加热迅速高效、选择性好、产品质量良好、清洁、低耗能等特点[12]。在微波辅助提取植物有效活性成分时, 提取溶剂需要有一定的极性才能吸收微波进行内部加热, 通常选用极性较强的溶剂或者是极性溶剂和非极性溶剂的混合液, 如甲醇、乙醇、二氯甲烷-甲醇、水-甲苯等。但这些挥发性有机溶剂在样品前处理过程中会引起环境污染。
离子液体是由阴阳离子所组成, 其库仑力较强, 使其具有很强的极性和对有机物和无机物具有特殊的溶解能力。因此, 对于微波能量有着很好的吸收效果, 可作为一种良好的微波吸收介质和溶剂, 在微波场中, 可以迅速吸收能量, 使体系温度迅速上升;而且和水互溶放出大量溶解热、能和提取物之间形成包括极性键, 氢键, 离子/充电-电荷和π-π等相互作用力, 有利于产率提高。同时由于离子液体其自身性质稳定, 不但可以缩短提取时间, 还能使提取过程更加清洁、环保。离子液体作为一种“环境友好型”的“绿色溶剂”, 是一种很好的提取剂。与有机溶剂相比, 离子液体做溶剂可以减少提取分离过程中的环境污染, 但在常温下离子液体的粘度较大, 扩散能力较差, 难以直接应用于中草药等固体基质中有效成分的萃取分离。通过添加共溶剂或者升高温度, 可以显著降低离子液体的粘度, 提高溶剂的扩散能力, 而离子液体仍能保持好的溶解和提取能力。由此可见, 离子液体微波相结合, 相互间产生协同作用, 使提取率大大提高。
2 离子液体微波辅助在植物活性成分提取中的应用研究
在有利于环境保护的前提下, 有效提高天然植物活性成分的提取和利用, 一种是国内外相关研究者在不断努力的问题, 离子液体微波辅助技术的出现, 为该领域的研究提供了新的思路, 丰富了研究内容。
2.1 黄酮
近几年来, 离子液体微波辅助在黄酮类化合物的提取中的应用研究的相关报道逐渐增多。张越非[12]等采用微波辅助提取技术, 以[bmim]Br水溶液为提取剂, 提取了土茯苓总黄酮, 结果表明:提取剂[bmim]Br水溶液浓度为1.0 mol/L, p H为9, 固液比为1:20 g/m L, 微波功率为500 W, 提取温度为70℃, 萃取10 min时, 提取效果最佳, 其粗黄酮的得率为13.9 mg/g;与传统的乙醇提取方法相比, 该方法使用的溶剂量少, 微波功率低, 快速高效, 环境友好。李倩[13]等采用微波辅助提取技术, 以[bmim]Br水溶液为提取剂提取葛根总黄酮, 当提取剂[bmim]Br水溶液浓度为1.0 mol/L, 固液比为1∶20, 微波功率为500 W, 提取温度为70℃, 萃取时间8min时, 其粗黄酮的提取率为8.05%, 与传统的乙醇提取方法相比, 萃取率要高13.5%;使用的溶剂量少, 微波功率低, 快速高效, 且提取率高。Yao[14]等以[HO3S (CH2) 4mim]HSO4离子液体为溶剂, 微波技术辅助成功提取了银杏叶中的黄酮苷, [HO3S (CH2) 4mim]HSO4浓度为1.5 mol/L, 微波功率为120 W, 提取时间为15 min为最佳提取工艺条件;与传统方法相比, 该法具有最高的提取率, 该方法是一种高效、快速而且简单的提取方法。Wei[15]等以[C4MIM]Br离子液体为溶剂, 微波技术辅助提取了木豆叶中的8种黄酮苷, 当提取温度为60℃, 固液比为1∶20 g/m L, 提取时间为13 min时, 提取效率最佳;与传统的提取方法相比, 离子液体微波辅助法是中草药化合物提取中的一种提取效率高, 耗时短且环境友好的方法。Xu[16]等以离子液体为溶剂微波辅助首次提取了龙须藤中的黄酮, 考察了离子液体种类、提取时间、固液比、样品尺寸等因素的影响, 并与传统加热回流法和常规微波法进行了比较。结果表明:2 mol/L ([bmim]Br) 和HCl 0.8 mol/L构成的溶液为提取溶液, 固液比为30∶1 g/m L, 提取温度为70℃, 时间为10 min为最佳提取条件, 其提取效率较高, 且缩短了反应时间 (从1.5 h降到10 min) , 实验中所使用的HCl在催化黄酮苷水解中起着重要的作用。Zeng[17]等1-丁基-3-甲基咪唑离子液体为溶剂微波辅助提取了三百草和槐花米中的芦丁, 考察了各种因素对提取效率的影响, 并与离子液体条件下的加热法、浸泡法及超声波辅助法进行比较, 结果表明:离子液体微波辅助具有较高的提取效率, 其中三百草中达4.879mg/g, 槐花米中达171.82 mg/g, 而且提取时间较短。
2.2 生物碱
离子液体微波辅助技术在植物生物碱提取中的应用研究也取得了一定的进展。杜甫佑[18]等以离子液体[bmim]Cl为溶剂, 微波辅助萃取石蒜中石蒜碱、力克拉敏和加兰他敏生物碱。结果表明:1.0 mol/L[bmim]Cl溶液为溶剂, 液固比15∶1g/m L, 80℃微波辅助萃取10 min, 石蒜碱、力可拉敏和加兰他敏生物碱的萃取率分别为2.730、0.857和0.179 mg/g;与传统加热回流法和室温浸泡法相比, 该法具有快速、高效、无环境污染等特点。Lu[19]等使用1, 3-二烷基咪唑类离子液体为溶剂, 微波辅助技术成功提取了植物性药物石莲子中的酚类生物碱, 并考察了离子液体中阴离子的种类、微波加热功率、加热时间、固液比等因素对提取效率的影响, 并与传统加热回流法与微波法进行比较, 结果表明:在最佳提取条件下, 微波提取法的提取效率大大高于传统回流法, 但是比离子液体微波辅助法的提取效率低20%到50%, 后者的提取时间从传统的2 h减到了90 s, 因此微波辅助离子液体提取法在中草药活性成分提取中具有较大潜能。Ma[20]等使用离子液体微波辅助法成功提取了荷叶中的三种生物碱, 考察了离子液体种类、微波功率、提取时间及固液比等因素的影响, 并与传统微波法和加热回流法进行了比较, 结果表明:该方法具有较高的提取效率, 使其提高了0.9%到43.7%, 反应时间从2 h缩短到2 min。Wang[21]等以1-烃基-3-甲基咪唑类离子液体为溶剂微波辅助成功提取了喜树翅果中的两种生物碱:喜树碱及10-羟基喜树碱。探讨了的1-烃基-3-甲基咪唑离子液体种类、浸泡时间、微波加热功率、提取时间、提取次数、固液比等因素的影响。结果得出:以0.8 mol/L[C8MIM]Br为溶剂, 浸泡时间为2 h, 微波功率为385 W, 加热时间为8 min, 固液比1∶12 g/m L, 提取次数为2时为最佳提取条件;与传统方法相比, 效率高, 时间短, 是一种快速、高效、简单、环境友好的方法。
2.3 挥发油
离子液体微波辅助在植物挥发油提取中的应用也引起了相关研究者的重视。Zhai[22]等以离子液体做微波吸收剂及提取剂微波辅助提取了八角和孜然果实中的挥发油, 与传统水蒸气蒸馏法相比, 其成分没有明显差别。在微波功率为440 W时, 所需提取时间少于15 min, 是一种所需溶剂少, 省时、操作简单的方法, 这是由于离子液体与样品溶剂性能较好, 无需搅拌。Ma[23]等用离子液体微波辅助法成功提取了北五味子果实中的挥发油, 当以0.25 mol/L[C12mim]Br为溶剂, 微波功率为385 W, 提取时间为40 min时, 产率达12.12±0.37 m L/kg;与水蒸气蒸馏法相比, 该法不仅节省了反应时间 (从3 h降到了40 min) , 还提高了产率。翟玉娟[24]等使用离子液体微波法提取了肉桂中的挥发油, 并与水蒸馏法、微波水蒸馏、无溶剂微波提取等方法进行比较, 结果表明:离子液体微波提取法所需时间较短, 溶剂和样品使用量更少而且在提取干燥样品时不需要预先润湿样品, 操作更加简便, 在提取过程当中无需搅拌。Jiao[25]等以[C2mim]OAc为最佳离子液体做溶剂微波辅助水电蒸馏法首次提取成功了连翘种子中的挥发油, 并与水电蒸馏法及离子液体水溶液微波辅助蒸馏法进行了比较, 结果表明, 前者具有较高的产率, 达到了9.58%, 且耗时较少, 仅需29.3min, 而后两者分别为4.08%和100 min及5.43%和45 min;GC-MS结果表明, 前者所提取的挥发油中含有较多有价值的含氧单萜, 达22.79%, 后两者分别为16.57%及19.84%。Liu[26]等以离子液体为溶剂微波辅助法进行了肉桂皮中挥发油的提取研究, 结果表明:以0.5 mol/L溴化1-丁基-3-甲基咪唑离子液体为溶剂, 微波功率为230 W, 加热时间为15 min, 固液比为10 g/m L时为最佳提取条件, 产率达1.24±0.04%。
2.4 其他成分
离子液体微波辅助提取法在其他成分中的应用研究也逐见报道。Li[27]等以8种离子液体为溶剂微波辅助提取了香鳞毛蕨中的4种根皮酚, 并与离子液体热回流法、超声波辅助法、负压空化提取、常规微波辅助法进行了比较, 结果表明:以0.75 mol/L 1-辛基-3-甲基咪唑为溶剂, 液固比12∶1 m L/g, 提取时间7min, 温度50℃, 微波功率为600 W时提取条件最佳;其产率比前几种方法提高了1.5~40.4%。张之达[28]等以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺鎓盐 ([Bmim]Tf2N) 为萃取剂, 采用微波辅助萃取法 (MAE) 对川芎中的洋川芎内酯I和H及藁本内酯的萃取进行了研究, 和传统溶剂回流萃取法的萃取率进行了比较, 结果表明:MAE耗时短、效率高, 对提高藁本内酯萃取效率尤为显著, 提高达46%。Lu[29]等离子液体为溶剂, 超声波-微波辅助法提取了五倍子中的鞣质;与传统加热回流法、浸出法、超声波-微波辅助法相比, 该法提取率提高了11.7%~22.0%, 且大大缩短了反应时间 (从6 h到1 min) 。Liu[30]等[C8mim]Br为溶剂微波辅助提取迷迭香中的鼠尾草酸和迷迭香酸, 与其他传统方法相比, 该方法具有产率高和耗时短的特点。
总之, 离子液体微波辅助技术现已成功应用于天然植物部分成分的提取研究中, 已逐步凸显出优势, 越来越受到相关研究者的重视, 相关研究报道逐年增多。
3 影响因素
从相关研究报道来看, 影响微离子液体微波辅助提取植物成分的因素很多, 主要有以下因素。
3.1 溶液浓度的影响
研究发现, 离子液体溶液浓度对提取率有重要影响, 存在最适宜浓度。在有些成分, 比如黄酮[14]提取中, 随浓度的增大, 提取率成上升的趋势, 但是过高的浓度反而使产率下降。有研究者推测:在高离子液体溶液中, 所提取成分的的降解和异构化增强, 可能导致产率降低;而在有些成分研究中则发现, 当达最适宜浓度后, 继续增大溶液浓度, 产率无明显变化, 研究认为这可能是随着离子液体浓度的增大, 溶液的粘度也随着增大, 对提取不利[27]。
3.2 离子液体的影响
研究发现离子液体的结构影响其理化性质以及提取产率[19,20,21], 其中阴离子的种类对其理化性质的影响更强, 如:分别含Cl-, Br-, BF4-, PF6-, H2PO4-, SO42-, HSO4-的1-丁基-3-甲基咪唑类离子液体为溶剂, 提取率为含Br-的较高, 其原因可能是其在任何比例的水溶液中的溶解性都较强, 且溶剂热较大, 同时能和提取物之间之间形成括极性, 氢键, 离子/充电-电荷和π-π等相互作用力, 有利于产率提高。阳离子烷基链的长度对提取率也有一定影响, 由于其对离子液体的溶剂能力有影响, 存在最适宜长度[14,18]。
3.3 微波辐射功率的影响
微波功率也是影响提取率的一个重要因素, 研究发现, 随着微波功率的增加, 产率增大, 但是, 过高的微波功率并不有利于产率的提高, 因此存在最适宜加热功率[29]。较高的微波功率可能导致原料碳化, 致使内部过热, 所提取成分异构化[24], 产率降低。
3.4 微波辐射时间的影响
研究发现随着微波辐射时间的增加, 提取率随之增加, 当到一定时间后, 提取率随之下降, 存在最佳提取时间, 这说明在提取中需要一定微波辐射使细胞壁破裂, 使提取成分充分溶解在溶液中, 但过长的时间辐射后, 高温可能导致提取物降解和异构, 使产率降低。
3.5 其他因素的影响
除此之外, 提取温度、固液比等因素也会在一定程度上影响着提取率的提高[22,23,24,25,26]。
4 结果与展望
综上所述, 离子液体微波辅助法是一种高效、节能及环境友好的提取植物成分的方法。在越来越重视各方面发展与环境、生态平衡相互协调的21世纪, 该方法具有广大的研究潜能和研究意义, 特别是拥有悠久中医医药历史和丰富动植物资源的中国。由于该方法善处于起步阶段, 还有好多问题有待于相关研究者们进一步深入和完善。
1) 在微波反应装置上, 研究者使用各不相同。有的研究者使用自行改进的家用微波炉, 而有的研究者则使用现代微波萃取仪器, 没有共同的标准, 也存在一些争议。比如有研究者在提取石莲子生物碱时发现[17], 使用家用微波炉存在一些缺点, 使用现代微波萃取仪效果较好。因此, 要使该技术从实验室走入工业应用, 所需做的工作还很多, 需要研究者们共同努力。
2) 关于机理方面大多是研究者从实验结果推断出来的, 其深入研究还较少, 还有较大的研究空间和前景。
3) 离子液体的回收再利也是该技术的一个重要方面, 虽然也见相关研究报道, 但是相对来说效果还不怎么好。该回收工艺还必须引起相关研究者的重视和完善, 还有大量工作有待加强。
4) 微波泄漏对人体伤害, 因此防护和监控工作也应该加以重视和加强, 减少对人体的伤害。
天然有机成分 篇7
1 多元酚类
1.1 黄酮类
天然黄酮类化合物广泛存在于药用植物、水果和蔬菜中。在心血管、内分泌及抗肿瘤方面效果显著。从槐米中提取的槲皮素可使脂质自由基、羟自由基、超氧阴离子被清除, 螯合Fe2+、Cu2+, 使螯合作用参与介导的DNA、蛋白质和脂类过氧化损伤受到抑制。槲皮素可抑制ADP、凝血酶和血小板活化因子 (PAF) 诱导的血小板聚集和凝血酶诱导的兔血小板3H-5-羟色胺 (3H-5-HT) 的释放, 对PAF的抑制作用最强。豆的提取物异黄酮在抑制脂质过氧化反应中表现出良好的活性, 可以稳定自由基DPPH, 并且表现出剂量依赖性[1]。芦丁能可使高缺血再灌注 (I/R) 脑组织超氧化物歧化酶 (SOD) 的活性增高, 具有抑制红细胞和血小板凝聚, 维持血管抵抗力、降低其通透性、减少脆性等作用。可可巧克力中提取的大部分是黄烷醇, 对血管功能作用显著, 具有抗氧化性作用和多种有益的生物活性。其他含有黄酮类成分的植物也具有强抗氧化性如:柑橘、黄连、甘草、银杏叶、竹叶等。
1.2 鞣质类
鞣质类抗氧化性较强的为:茶叶、儿茶、大黄、虎杖、桂皮、没食子等。绿茶提取物茶多酚含多种儿茶素单体, 直接清除超氧阴离子、羟自由基、脂质自由基, 螯合1价金属离子, 使脂质过氧化反应受到抑制[2]。辅助治疗有良好的效果, 如治疗动脉粥样硬化、高脂血症、支气管哮喘、糖尿病等。在乌龙茶提取物研究中儿茶素可抑制肝肾组织脂质过氧化作用和超氧化物诱发的红细胞溶血, 根本在于儿茶素能清除自由基。石榴树皮具有很强的抗氧化和抗炎作用, 甜石榴提取物丙酮包含花青苷、鞣花鞣质和可水解鞣质, 具有抗癌、抗菌作用。
1.3 其他多元酚类
包括没食子酸、表没食子儿茶素、姜黄素、丹参等。TA9901属多元酚类, 具有抗氧化作用, 原因在于其供氢、螯合金属离子, TA9902抗氧化性强于TA9901。丹参水溶性成分丹参酚酸使脂质过氧化作用受到明显抑制;牡丹皮主要成分丹皮酚可提高SOD活性, 降低缺血心肌MDA含量, 抑制Ca2+内流, 能抑制细胞内O2-自由基产生, 可扩张冠状动脉, 保护缺血再灌注损伤, 有抗血栓、抗心律失常、抗脑出血和降压作用。
2 苯酚类
葡萄籽提取物中含有儿茶素和原菌幕B42种多酚类成分, 具有抗氧化作用, 对心脏有保护作用。葡萄籽对氧化损伤心肌细胞的保护作用, 原因在于其提取物增加心肌中内源性的抗氧化酶, 提高细胞的防御力。胡椒科萎叶的主要抗氧化成分为烯丙基焦性儿茶酚 (APC) , 可治疗吲哚美辛诱导的胃溃疡, 归根于其可增加胃组织粘蛋白含量和抗氧化作用。橄榄油属高酚类化合物具有抗氧化作用, 有报道其可降低心血管疾病、恶性肿瘤的发病率。酚类化合物羊蹄甲茎叶的甲醇提取物 (MEBR) 可分离出儿茶酚, 有研究发现MEBR可预防肝癌形成, MEBR可以在N-亚硝基二乙胺 (NDEA) 诱导的癌发生中提高抗氧化作用, 减少自由基的生成, 并抑制小结节的发展和脂质过氧化反应。
3 皂苷类
皂苷分为甾体皂苷 (麦冬、洋地黄、党参中含) 和三萜皂苷 (人参、刺五加、升麻、黄芪中含) 两类。红景天苷、强心苷、三七总皂苷、西洋参皂苷、柴胡皂苷、皂苷 (三七、柴胡、大豆、灵芝、泽泻等) 等均具抗氧化活性。三七总皂苷 (PNS) 及单体Rb1、Rg1保护SOD活性, 显著降低血脂和过氧化脂质的含量, 具有扩张冠状动脉、提高机体抗缺氧能力、扩张外周血管而降压的作用。platycodin D (1种皂苷化合物) 在体内具有降低血胆固醇、抗高血脂作用, 通过其抗氧化作用来实现。黄芪可清除氧自由基, 减少脂质过氧化物 (MDA) 的含量, 提高SOD的活性。黄芪有扩张冠状动脉, 降血压, 改善心肌缺血, 抗血小板聚集, 降低纤维蛋白质及全血比黏度作用。虎杖属蓼科植物, 能减轻脑水肿, 在于其可提高脑I/R损伤的血清SOD、CAT、GSH-PX活性, 降低LPO含量。何首乌水溶性成分STI可明显清除活性氧。Majonoside-R2 (MR2) 富含皂苷提取于越南人参, MR2对孤养小鼠 (6~8周孤养期) 有明显的抗氧化保护作用, MR2可调整孤养小鼠大脑内NO和GSH系统。苦瓜有效成分苦瓜皂苷可增强SOD、CAT活力, 使其巨噬细胞肿瘤坏死因子α (TNF-α) 分泌增加。
4 多糖类
枸杞多糖4种成分均能清除OH-, 抑制脂质过氧化。灵芝多糖可增强组织SOD活力, 魔芋多糖具有抗衰老作用。黑木耳多糖、银杏多糖、猴头菌丝子多糖、子实体多糖可使小鼠脑和肝脏中的SOD活性增加。短裙竹笋多糖对超氧阴离子抑制率为32%~62%, 对人红细胞脂质过氧化的抑制率为31%~75%。果胶 (OP) 酸果蔓的果实中分离出可治疗大肠炎, 原因为其可降低中性粒细胞和抗氧化作用[3]。从银合欢的种子中提取的多糖化合物的衍生物 (PE) , 可有效清除羟自由基、H2O2和超氧阴离子, 提高巨噬细胞的增殖和吞噬作用, 抑制巨噬细胞株经脂多糖刺激后所产生的NO和TNF-α。小白酒草中提取的多糖化合物, 可抑制过 (氧化) 亚硝酸盐 (有很强的氧化作用, 对血小板具有毒性作用) 损伤血小板蛋白内的硝化反应和O2-的生成, 并对血小板的聚集有抑制作用, 原因在于其可明显减少氧化作用[4]。
5 生物碱类
山莨菪碱是中国科学家1965年从茄科植物唐古特莨菪中提取出的生物碱, 可使I/R肝脏内的LPO、ALT、LDH含量有所降低, 提高GSH-PX、SOD活力。胡椒碱是一种源自植物的生物碱, 有解热、抗炎、抗抑郁和抗肿瘤作用。有研究表明胡椒碱在低浓度时是自由基清除剂, 在高浓度时成为一种很强的超氧化物清除剂 (MIC50为1.82mmol/L时) 。胡椒碱可增加GSH和Na+-K+-ATP酶的活性, 通过抑制肠黏膜上致癌物质诱导的过氧化产物来实现。胡椒的醇提物或单体胡椒碱可延长腹水癌生存期, 其对腹水淋巴瘤和埃利希腹水癌细胞有明显的细胞毒作用, 来实现抑制实体瘤生长。Gagaminine具有抑制脂质过氧化作用, 属甾体类生物碱[5]。麻黄碱 (麻黄草中提取) 有强抗氧化活性, 可使心肌收缩力增强心搏出量增加, 冠脉、脑、肌肉血管扩张流量增加, 肾、脾等内脏和皮肤、黏膜血管收缩血流量降低。粉防己碱 (防己科植物粉防己的主要生物碱) 有强抗氧化活性, 保护心肌缺血再灌注损伤、抗肺动脉高压、抗心肌细胞肥大等作用。
6 其他
麦芽醇和马桶花酮属吡喃类物质, 麦芽醇可清除H2O2、Fe2+体系产生的超氧阴离子、H2O2等。从射干中提取的异丹叶大黄素 (ISOR) 属芪类化合物, 可提高SOD、GSH-PX活力, 抑制活性氧对线粒体和DNA的损伤。天然虾青素夏威夷雨生红藻萃取, 有极强的抗肿瘤、抗氧化性能, 可清除体内自由基, 改善微循环, 减小冠状动脉和大动脉的血管壁的厚度, 抑制动脉硬化。当归有效成分川芎嗪, 可提高SOD、CAT、GSH-PX活性, 抑制LPO生成, 具有抗凝、抑制血小板聚集, 降低血黏度, 改善微循环、降低耗氧量的作用。大蒜素逆转CCl4介导的肝损伤, 降低肝MDA含量。
关键词：微循环障碍,天然药物,抗氧化成分,自由基
参考文献
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天然有机硒的提取方法研究 篇8
1 硒的生物学活性
Schrauzer[5]首次发现食用性硒可以避免鼠坏死性肝变质发生,并认为其是一种必需的营养物质。硒通过保护机体生物细胞膜,防止致癌物与DNA等生物大分子结合,从而避免DNA等生物大分子的损伤,硒还可以刺激机体产生免疫球蛋白及抗体,增强机体免疫力[6],对治疗乙肝也具有很好的效果[7]。多项研究表明缺硒可使神经细胞、甲状腺功能受损[8]。同时硒具有解除重金属中毒的能力[9]。硒还有多种免疫与生物学功能,尤其是它具有预防心血管病、对抗病毒性疾病以及抗衰老等作用[10]。硒具有抗氧化、提高畜禽的免疫能力、增强动物繁殖力以及参与机体内产热代谢、提高抗应激能力等功能[11]。Olson等[12]研究证实,缺乏硒蛋白的雄性大鼠精子结构发生异常。Ebert R等[13]研究发现,含硒蛋白在骨新陈代谢中起着重要的作用,缺硒与动物模型骨质减少和人类的骨关节病相关。美国科学家最新研究还证明艾滋病人体内血浆硒水平普遍低于正常人[14]。硒对体外艾滋病病毒HIV复制有强大抑制作用,引起HIV不可逆基因突变,缺硒会增加疾病易感性,促进疾病发生和发展,与死亡率的变化显著相关[15]。另外动物实验表明,有机硒可以对放射线引起的肺损伤产生一定的防护效应[16]。维生素E与硒能促进水泡涤虫亚单位疫苗的免疫效果[17],每日补充适量的硒联合脊髓灰质炎活疫苗可加强机体清除病毒能力[18]。
虽然有机硒化物在自然界含量低,但却表现了很高的生物学活性[19]。有机硒易吸收,其吸收率是无机硒的20倍,而且毒性弱[20]。有机硒在提高动物机体硒酶的产生和活力、动物繁殖性能、免疫力以及动物产品的质量等方面都有显著作用[21]。有机硒可在肌肉内合成肌肉硒蛋白W,可增加母猪和新生仔猪硒浓度[22]。有机硒能显著提高动物组织、奶和蛋的硒水平,有机硒在降低脂质与肌红蛋白的氧化,稳定肉色、提高肉色评分方面的作用也要优于无机硒[23,24]。有机硒特别是植物中普遍存在的硒蛋氮酸,可在人体中储存,需要时可合成人体所必需的硒酶。
2 天然有机硒的分布
2.1 植物有机硒
2.1.1 植物硒蛋白
植物依据对硒的吸收情况分为硒积蓄植物(超过1000μg/g)和硒非积蓄植物。在硒非积蓄植物中硒主要以硒代氨基酸的形式与蛋白质结合,以Se-蛋氨酸的形式存在,即结合蛋白;在硒积蓄植物中以硒代胱硫醚和甲基硒半胱氨酸Se C存在,而硒结合蛋白很少。植物硒结合蛋白迄今为止仅见于衣藻蛋白的报道[25]。1989年王卫真等从大蒜中分离出硒蛋白,证实为Se-半胱氨酸和硒蛋氨酸。吴永尧等[26]从富硒大米中提取硒蛋白,并证明硒主要是以硒代蛋氨酸和硒代半胱氨酸形式与蛋白结合。黄峙等[27]从富硒螺旋藻中提取纯化了硒别藻蓝蛋白。硒藻蓝蛋白的初步晶体学研究尚未揭示其中硒的存在状态和结合位点。张明等[28]在西兰花和红羽中检测到Se-甲基-硒半胱氨酸和硒蛋氨酸,在绿羽和圣女果中分别检测到Se-甲基-硒半胱氨酸和硒蛋氨酸。
2.1.2 植物硒多糖
硒在硒多糖中的存在形式可能有-Se H和R1Se O2R2两种,其中后者同时含有硒氧单键和硒氧双键。研究表明,大蒜硒多糖是一种甘露聚糖,可能是以硒酸酯的形式存在;箬叶硒多糖是一种硒酸脂多糖。
2.1.3 植物硒核酸
研究表明,植物中除硒蛋白以外,一部分有机硒是以RNA结合态的形式存在。植物中发现的Se-RNA确切形式都是t-RNA,结构为5-甲胺基-2-硒代尿嘧啶,这些结果说明了核酸中还存在硒。但还未发现DNA或RNA直接键合的硒,含硒核酸中还有许多要探索的问题。
2.2 动物有机硒
硒在动物体内主要以硒蛋白的形式存在,硒蛋白即以硒代半胱氨酸进入的蛋白质,是由4个亚基组成的四聚体,每1个亚基含1分子硒代半胱氨酸。哺乳动物体内存在100多种硒蛋白,主要功能硒蛋白有:硒结合谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione Peroxidases)通过采用谷胱甘肽(GSH)作为电子供体来降低机体内的H2O2和有机氢过氧化物[29]。1型碘甲腺原氨酸5,2脱碘酶(Type I iodothyronine 5’2 deiodinase)主要存在于哺乳动物的肝、肾、甲状腺[30]。催化甲状腺激素T4向其活性形式T3转化,开辟硒非抗氧化功能。硒蛋白P(Selenoprotein P)是一种广泛分布于大脑、肝脏和动物组织的胞外蛋白[31]。硒蛋白W(Selenoprotein W)是广泛存在于哺乳动物体内的一种硒代半胱氨酸结合蛋白,功能不明确[32]。硫氧还蛋白还原酶(Thioredoxin Reductase TR)是存在于哺乳动物体内的一种含硒蛋白[33],在细胞增殖过程中发挥作用。线粒体囊硒蛋白(Mitochondrial Capsule Selenoprotein)存在于精子细胞线粒体中,能防止精子细胞氧化损伤。
2.3 微生物有机硒
在微生物中发现的低分子量硒化合物有硒代半胱氨酸、硒代蛋氨酸、二甲基硒化合物、二甲基二硒化合物、单质硒等5种,存在于微生物体内的高分子量硒化合物主要包含硒酶、含硒蛋白等。
现已开发富硒微生物产品,目前涉及到的微生物主要限于细菌中的乳酸菌,真菌中的食用菌(金针菇、平菇和香菇、猴头菌、灵芝)、酵母,藻类中的螺旋藻等。研究表明:富硒金针菇子实体中硒多糖中可溶性硒多糖均为β-糖苷键连接的吡喃多糖,其中水溶性硒多糖与普通多糖结构相似,而碱溶性硒多糖中由于硒酸酯的形成改变了原有多糖的吡喃环糖苷键的构型。硒与灵芝多糖结合形成硒多糖,其活性中心的结构为O=Se=O[34]。硒酵母中含硒化合物以有机结合硒为主,主要包括含硒酶、含硒蛋白质及含硒多糖类。黄峙等[35]从富硒螺旋藻提取液中分离出硒藻蓝蛋白、硒藻多糖。螺旋藻硒多糖由D-甘露糖、D-葡萄糖、D-半乳糖和D-葡糖醛酸组成。
3 天然有机硒的提取方法
随着有机硒的提取技术和方法的发展,我们可以获得较高纯度的有机硒化合物,有效提高了有机硒产品生物学功能及硒产品的质量。目前主要有机硒提取方法有溶剂提取法、柱分离技术、生物学方法等。
3.1 溶剂提取法
3.1.1 水提法
称取一定量的富硒样品脱脂干粉,加入适量双蒸水,在沸水浴中提取,重复2次,合并3次所得提取液,即得水溶性硒多糖提取液。称取一定量的富硒样品脱脂干粉,加入适量双蒸水,室温下搅拌提取,离心后取上清液。再在残渣中分别加入一定量水搅拌重复提取2次,合并3次所得提取液,即得水溶性硒蛋白溶液。热水浸提法在硒多糖提取中虽然操作简单,但是由于提取不充分,提取率相对较低。武芸等[36]用水提法提取黑木耳水溶性多糖硒占黑木耳总硒的5.12%。邓桂春[37]用此法从富硒蛹虫草中提取水溶性粗硒多糖的得率为5.76%。而在硒蛋白提取中由于样品不同所得水溶性蛋白中硒含量也不相同。武芸等用水提法提取黑木耳水溶性蛋白,其中水溶性蛋白质中硒的质量分数可高达79.07mg/kg,说明水溶性蛋白质中含有较多的微量元素硒。而张驰等[38]从荸荠中提取的水溶性蛋白质中硒的含量最低,只有17.16μg/g。张驰等[39]从魔芋中提取的水溶性蛋白中的硒含量仅为0.164μg/g。钟鸣等[40]从蛹虫草提取的水溶性蛋白占总蛋白硒的20.47%~24.60%。
3.1.2 盐提法
此法适用于盐溶性硒蛋白的提取。在提取水溶性硒蛋白后的残渣中加一定浓度Na Cl溶液,室温下搅拌提取,离心后取上清液。再在残渣中分别加入一定量相同浓度的Na Cl重复提取2次,合并3次所得提取液,即得盐溶性硒蛋白溶液。武芸等用盐提法提取黑木耳盐溶性蛋白,其中盐溶性蛋白质中硒的含量可高达35.32mg/kg。张驰等从荸荠中提取的盐溶性蛋白质中硒的含量达871.62μg/g。余芳等从富硒绿茶中提取的盐溶性蛋白质中硒的含量1.53μg/g。钟鸣等从蛹虫草提取的水溶性蛋白占总蛋白硒的55.13%~56.80%。
3.1.3 酸提法
在提取水溶性硒多糖后的残渣中先后加入适量一定浓度的HCl溶液进行提取,操作同水提法提取多糖硒,可得酸溶性硒多糖提取液。在提取盐溶性硒蛋白质后的残渣中加入一定浓度的pH6.0的磷酸二氢钠-磷酸二氢钾缓冲液,搅拌提取,离心后取上清液。再在残渣中分别加入一定量相同浓度的pH6.0的磷酸二氢钠-磷酸二氢钾缓冲液重复提取2次,合并3次所得提取液,即得弱酸溶性硒蛋白溶液。武芸等用酸提法提取黑木耳酸溶性多糖硒占黑木耳总硒的12.65%,酸溶性蛋白中硒的含量可高达21。78.32mg/kg。
3.1.4 醇提法
此法适用于醇溶性硒蛋白的提取。在盐溶性蛋白硒提取后的残渣中加适量一定浓度的乙醇室温下提取,离心,取上清液(保留沉淀),加一定量的双重蒸馏水,4℃静置过夜。离心,转速同上。取沉淀,冻干,一定浓度的乙醇溶解,降低乙醇浓度对蛋白质沉淀分级,用一定浓度的乙醇定容。张驰等从荸荠中提取的醇溶性蛋白质中硒的含量高达3 709.3μg/g。钟鸣等从蛹虫草提取的醇溶性蛋白占总蛋白硒的15.30%~16.49%。
3.1.5 碱提法
在提取水溶性硒多糖后的残渣中先后加入适量一定浓度的Na OH溶液提取,操作同水提法提取多糖硒,可得碱溶性硒多糖提取液。在提取弱酸或者醇溶性硒蛋白后的残渣中加入一定浓度的p H8.5磷酸二氢钠-磷酸二氢钾缓冲液,搅拌提取,离心后取上清液。再在残渣中分别加入一定量的p H8.5的磷酸二氢钠-磷酸二氢钾缓冲液重复提取2次,合并3次所得提取液,即得弱碱溶性硒蛋白溶液。武芸等用碱提法提取黑木耳碱溶性多糖硒占黑木耳总硒的4.78%,酸溶性蛋白中硒的含量可高达44.17mg/kg。王莲芳等[41]、张晓晖等[42]、ergely等[43]、赵镭等[44]分别提取富硒食用菌、富硒绿茶、富硒蘑菇和富硒灵芝中的硒蛋白。钟鸣等从蛹虫草提取的碱溶性蛋白占总蛋白硒的2.99%~3.35%。
3.1.6 有机溶剂萃取法
李四生[44]用甲苯萃取分离了富硒样品中的有机硒。方法如下:取富硒样品0.3~0.5g于烧杯中,加30mL水搅匀,用5%Na OH溶液调节pH为6.0~7.5。将调好pH的样品溶液倒入100m L的分液漏斗中,并加入10mL甲苯,萃取2min,取有机相。同样方法再萃取1次,将两次有机相溶液合并于密闭消解罐中,沸水浴挥干甲苯。利用甲苯萃取两次后,在有机相中加入15%半胱氨酸溶液1mL,摇匀后静置,加入1~2滴亚甲蓝溶液并开始计时,有机硒作用下的亚甲蓝的褪色时间为5~10min,无机硒作用下的亚甲蓝的褪色时间为30~60s。根据褪色时间判断有机相中是否含有无机硒。
3.2 生物学方法
靳挺等用纤维素酶法提取富硒灵芝菌丝体多糖,将1.0g富硒灵芝菌丝体加入50mL水(浸提剂)中,加入0.5%的纤维素酶,酶解2h,然后升温至85℃灭酶,4000r/min离心15min,测定提取液中多糖含量。纤维素酶法工艺简单且价格便宜,因此具有较高的应用价值。
3.3 柱分离技术
高淑云[45]首先采用氯仿分离麻叶千里光有机态和无机态;然后选择正己烷等3种不同极性溶剂作洗脱剂,以硅胶柱进行洗脱;其中有机态洗脱后,硒元素含量分别为:正己烷51 142μg/g、乙酸乙酯31 329μg/g、甲醇21 011μg/g。
4 结语
目前,有机硒资源出现世界性严重短缺,供求矛盾比较突出,尤其在我国表现更甚。虽然我们在有机硒资源的提取工艺方面已取得了很大的进步,但天然有机硒的用途非常广泛,在很多方面天然有机硒资源开发还远远不够,不能满足市场日益发展的需要。因此我们应该立足于现有资源基础,用更加先进的科学技术对天然有机硒提纯工艺进行试验性研究,寻找更加方便有效的有机硒提取工艺,以缓解有机硒资源的供求矛盾。
摘要：天然有机硒主要以硒蛋白、硒多糖、硒核酸及硒酶等生物大分子形式存在,它们大多是低毒的生物活性物质。从天然有机硒的分布规律、提取方法等基础性研究出发,重点介绍天然有机硒的最新分离提取技术,此举对于进一步开发利用天然有机硒具有重要意义。