D-甘露糖提取纯化工艺研究

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糖类化合物亦称碳水化合物,是自然界存在最多、分布最广的一类重要的有机化合物。糖类化合物是一切生物体维持生命活动所需能量的主要来源。它不仅是营养物质,而且还具有肝素的抗凝血作用、血糖的免疫活性等生理功能。甘露糖是一种具有重要功能的六碳糖,存在于植物的细胞中,在医药工业、食品工业、饲料工业和生命科学等的研究中具有重要的作用。本文综述了近几年来D-甘露糖的性能、用途和提取方法,在文献的基础上,设计了一条新的提取D-甘露糖的工艺路线,以棕树籽为原料,经过酸水解、碱中和、酶催化反应、硅胶柱洗脱、离子柱除盐、结晶重结晶等步骤,得到目标产物。最终收率为原料重量的48.4%。具体的路线如下:在原料的筛选中,经过对原料来源难易程度的比较,选择了以棕树籽为原料,对产品水解后的反应液加入β-甘露聚糖酶再水解,使反应液D-甘露糖浓度大幅度提高.并研究了影响反应水解的重要因素,优化的适宜工艺为:原料经过粉碎过60目筛,5%硫酸为酸水解剂,原料与水的重量体积比1∶7,油浴设定温度为100℃,反应时间50min,Ba(OH)2中和成中性,过滤,D-甘露糖浓度为0.256g·mL-1,滤液加入β-甘露聚糖酶再水解,用量为液体体积的1%,再水解时间为50min,再水解温度为60℃。D-甘露糖浓度达到0.639g·mL-1。在分离的工序中,以硅胶和浓缩液混合加热搅拌使其成为粉末后过柱,可以使样品上柱操作容易,不会粘稠而堵塞硅胶柱,收率也有所提高。较适宜的工艺条件是:以酸水解、β-甘露聚糖酶再水解后的提取液为原料,浓缩成原体积的1/3后加入1∶1重量的硅胶粉,加热搅拌蒸发掉剩余水分使成粉末状,上硅胶层析柱,过柱温度为30℃,每次上柱60g粉末样品,正丁醇:乙酸乙酯:异丙醇:水=2∶1∶0.7∶0.3为洗脱液,控制流速范围在2~8mL·min-1,收集220mL流出液。D-甘露糖的过柱收率为96.9%。在除盐的工序中,从001×1、001×4、001×7、201×4、201×7、D290、D151、D113等树脂经摇瓶实验,筛选出了001×4、201×7两种树脂,其脱盐效果最好。较适宜的工艺为:以过柱后的收集液为原料,经浓缩成原体积的2/3后过离子交换树脂除盐,确定了先阳离子交换树脂柱后阴离子树脂交换柱的洗脱顺序,收集液从原来的导电率1950us·cm-1降到125.3us·cm-1,盐度从3.2ppt降到0.2ppt,除盐效果比较满意。除盐后本工序收率为90.1%。在结晶的工序中,通过三种不同的结晶方式比较,确定了产品的结晶方法,具体的工艺如下:以除盐后的收集液为原料,将浓缩液置于一锥形瓶内,量取其5倍体积的95%乙醇加入其中,放入水浴摇床中在75℃下以200r·min-1的速率震荡3小时。取出后室温静置24小时,本工序结晶收率为86.7%。本文实现了整个过程,并对最终提取物的结构进行了检测确认,研究了影响各步反应及提取的关键因素,为生产过程提供了重要的基础数据。
致谢第5-6页
摘要第6-8页
Abstract第8-9页
目录第10-14页
1 前言第14-18页
2 文献综述第18-30页
    2.1 课题背景第18页
    2.2 D-甘露糖简介第18-19页
    2.3 D-甘露糖的应用第19-24页
        2.3.1 甘露糖对脂多糖诱导的大鼠急性肺损伤的保护作用第19-20页
        2.3.2 甘露糖通过甘露糖受体抑制脂多糖诱导的小鼠巨噬细胞炎症第20页
        2.3.3 甘露糖对植物外植体生长和再生的影响第20-21页
        2.3.4 用来合成L-核糖第21-22页
        2.3.5 用来合成莽草酸前体化合物第22-24页
        2.3.6 用来合成三氟甘露糖第24页
    2.4 D-甘露糖的提取方法第24-27页
        2.4.1 以葡萄糖为原料第24-25页
        2.4.2 以咖啡渣为原料第25页
        2.4.3 以棕树籽为原料第25-26页
        2.4.4 以果糖为原料第26-27页
    2.5 D-甘露糖的检测方法第27-29页
        2.5.1 D-甘露糖旋光度测定第27页
        2.5.2 紫外分光光度法第27-28页
        2.5.3 毛细管电泳电化学法第28页
        2.5.4 D-甘露糖的气相色谱法第28-29页
        2.5.5 D-甘露糖的液相色谱法第29页
    2.6 本论文的选题意义第29-30页
3 D-甘露糖的提取第30-40页
    3.1 引言第30页
    3.2 实验部分第30-31页
        3.2.1 原料规格第30-31页
        3.2.2 实验主要仪器第31页
        3.2.3 实验操作第31页
    3.3 产品检测第31-33页
        3.3.1 薄层色谱法第31-32页
        3.3.2 高效液相色谱法第32-33页
    3.4 实验结果和讨论第33-38页
        3.4.1 原料与水配比对反应的影响第33-34页
        3.4.2 温度对反应的影响第34页
        3.4.3 水解剂对反应的影响第34-35页
        3.4.4 酸水解反应时间对D-甘露糖浓度的影响第35-36页
        3.4.5 甘露聚糖水解酶对反应的影响第36-37页
        3.4.6 棕树籽的粉碎问题第37页
        3.4.7 中和液浓缩时要注意的问题第37-38页
        3.4.8 中和条件的选择第38页
    3.5 本章小结第38-40页
4 D-甘露糖的分离第40-46页
    4.1 引言第40-42页
    4.2 实验部分第42-43页
        4.2.1 原料规格第42页
        4.2.2 实验主要仪器第42页
        4.2.3 实验操作第42-43页
    4.3 实验结果及讨论第43-45页
        4.3.1 D-甘露糖洗脱曲线第43-44页
        4.3.2 流速的确定第44页
        4.3.3 温度的确定第44-45页
    4.4 本章小结第45-46页
5 D-甘露糖的脱盐第46-52页
    5.1 引言第46-47页
    5.2 树脂的预处理第47-48页
        5.2.1 树脂的洗涤第47页
        5.2.2 树脂的转型第47页
        5.2.3 树脂的装柱第47-48页
    5.3 实验部分第48-49页
        5.3.1 原料规格第48页
        5.3.2 实验仪器第48-49页
        5.3.3 实验操作第49页
    5.4 实验结果及讨论第49-51页
    5.5 本章小结第51-52页
6 D-甘露糖的结晶第52-63页
    6.1 引言第52-55页
        6.1.1 结晶方法第52-53页
        6.1.2 结晶溶剂第53页
        6.1.3 结晶方法的确定第53-54页
        6.1.4 影响D-甘露糖结晶的条件第54-55页
    6.2 实验部分第55-58页
        6.2.1 原料规格第55页
        6.2.2 实验仪器第55页
        6.2.3 实验操作第55-56页
        6.2.4 产品检测第56-58页
    6.3 结果与讨论第58-59页
    6.4 本章小结第59-63页
参考文献第63-68页
作者攻读硕士期间发表的论文第68页
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