可溶性材料范文（精选10篇）
可溶性材料 第1篇
自1977年碘掺杂导电聚乙炔(PA)被Shirakawa[1]合成以来,导电聚合物就成为人们研究的热点。随后,各种导电聚合物如聚苯胺(PANI)、聚吡咯(PPy)、聚噻吩(PTH)以及聚对苯乙烯(PPv)等陆续被人们所关注。在这些众多的导电聚合物中,PANI因其原料低廉且易得、结构多样、独特的掺杂机理、良好的热稳定性、较高的电导率而被重视[2]。更多有关聚苯胺的链结构、导电机理、溶解性以及聚苯胺的衍生物/复合物等多方面的研究正被中外学者所关注[3,4]。但聚苯胺为共轭的刚性链结构,在有机溶剂中溶解度低、成膜性差,难以成型加工,影响了其实用化进程[5]。能够有效改善PANI溶解性的方法主要有3种,即共价原子取代、功能质子酸掺杂和与水溶性聚合物共聚(共混) [6]。聚合物导电复合材料是由导电材料和聚合物基材组成,它兼顾聚合物的易加工性和导电材料的导电性[7],可用作抗静电材料、导电膜、导电涂料、导电塑料以及相转移催化剂等[8,9]。聚乙烯醇(PVA)是一种非离子型水溶性的聚合物,透明度较高、质地柔软常用于制备维尼纶合成纤维、织物处理剂、乳化剂、纸张涂层、粘合剂等。Heng等[10]通过混合PANI和PVA制备了PANI/PVA复合材料,并将其运用于有机太阳能电池。P.Dutta等[11]制备并测量了PANI/PVA复合材料的交流和直流导电率。
石墨烯(Graphene)[12]是一种单原子厚度、二维碳原子层的晶体。石墨烯中电子的运动速度能达到光速的1/300,远远超过了电子在一般导体中的运动速度。氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)[13,14]的出现更是引发了将聚合物掺杂到石墨烯层间以此来实现有机/无机纳米复合材料的热潮[15]。与石墨烯相比,GO表面具有丰富的有机官能团,如羟基、羧基等,更有利于与聚合物形成氢键等作用[13,16]。PANI[17,18]、PVA[19]、PPy[20]等与氧化石墨烯进行掺杂合成复合材料都相继被报道过。
本实验将报道一种用GO掺杂PANI/PVA的复合材料,并对复合材料的性能进行了初步研究。
1 实验
1.1 主要原材料及试剂
An(AR),上海晶纯试剂有限公司;过硫酸铵(AR),上海诚心化工有限公司;天然石墨粉,PVA(AR),湖南湘中地质实验研究所,聚合度为1750±50;十二烷基苯磺酸钠、氯酸钾、氨水、水合肼、氢氧化钠、盐酸、硫酸、硝酸、丙酮均为分析纯。
1.2 GO的制备
GO通过Staudenmaier[21]法以及本课题组发明的分离方法[22]制得。将70mL浓硫酸和36mL浓硝酸放入到烧瓶中,冰浴条件下搅拌15min,将天然石墨4g加入到混酸中,加大搅拌力度以避免结块。石墨分散后,慢慢加入氯酸钾44g,避免温度突然剧增,整个体系保持敞开,便于反应产生的气体扩散,反应持续96h。反应结束后,混合物用800mL去离子水洗涤抽滤,将合成的氧化石墨用5% HCl溶液洗涤,用去离子水将溶液洗至中性,产物在室温下干燥,将氧化石墨通过超声分散30min,在去离子水中,剥离得到GO溶液。配置质量分数为5%的NaOH溶液,将其倒入GO溶液中,GO絮凝沉降下来,将沉淀物进行抽滤,用乙醇洗至中性,室温下干燥即制得GO粉末。
1.3 PANI/PVA/GO复合材料的制备
0.51g PVA加入到50mL HCl(1mol/L)中,加热至85℃使其溶解,电磁搅拌1h,然后与100mL溶解了14.35g SDBS的HCl一起加入到三颈瓶中,继续高速搅拌。 5min后,将An(4.6g)和GO(0.051g)混合物(已超声1h)加入其中,50mL过硫酸铵溶液(溶解于1mol/L HCl中)缓慢滴入三颈瓶中(约1h),冰浴条件下反应6h,抽滤,洗涤,60℃真空干燥24h即得到复合材料。
1.4 含GO聚合物的还原及二次用酸掺杂
取0.5g复合物粉末、1mL水合肼、250mL去离子水放在三颈瓶中,加热至95℃,磁力搅拌反应24h,抽滤,洗涤,得到黑色粉末。将制得的粉末放入溶有1g过硫酸铵的HCl(1mol/L)中,继续搅拌24h,抽滤,洗涤,60℃真空干燥24h即可。
1.5 结构表征与性能测试
采用日本理学电机株式会社的D/MAX-ⅢC型X射线衍射仪测试样品,扫描速率为8(°)/min,扫描范围2θ为5～50°;样品喷金后,采用Nova 400 NanoSEM型扫描电镜进行观察;采用日本电子JEM-100SX透射电镜进行扫描分析;采用美国Perkin-Elmer公司Specturum One 型傅里叶红外光谱仪测定样品的FT-IR光谱;采用Perkin-Elmer公司的DETLASERLES TGA7型热重分析仪进行热失重分析(TGA),测试条件为在N2保护气下,升温范围为室温至800℃,升温速率为10℃/min;通过德国ZAHNER公司的IM6型电化学工作站进行循环伏安(CV)曲线分析。
2 结果与讨论
2.1 X射线衍射分析
图1为氧化石墨烯和石墨烯的XRD图。氧化石墨烯在2θ=9.96°处出现了衍射峰,这是因为GO层间的含氧基团使得碳层的相互作用力减小,继而使层间距增大。还原之后的石墨烯在2θ=23°处出现了强的衍射峰,这是由于还原之后,石墨片层的尺寸缩小,晶体的完整性下降[23]。图2为PVA/PANI分别掺杂了1%、5%、10%GO的复合物的XRD图,可以看到复合物在2θ=22～23°处出现衍射峰,且随着GO含量的增加,该峰分开成2个峰,一个出现在2θ=21°,接近于PVA掺杂GO时出现的峰2θ=19～20°[19],另一个出现在2θ=24～25°,靠近于酸性条件下PANI掺杂GO时出现的衍射峰2θ=25°[16],且在2θ=10°处出现了1个小峰,此峰为复合物中GO的衍射特征峰。
2.2 SEM形貌分析
因为GO表面具有的官能团,在图3(a)中可以看到GO的表面出现了明显的皱褶,且各部分有颜色深浅的区别,说明GO除了有单层结构之外,也存在部分单层叠加[24]。将GO自形成的膜(见图(3(b)) 放在玻璃上进行观察,可以在表面皱褶处看到其单层结构。从PANI/PVA/GO复合物的SEM图中可以看出,GO被聚合物所包覆,且复合物的团聚现象(图3(d)) 较未掺杂GO图(图3(c))明显减少,说明GO和聚合物之间具有良好的相容性。
2.3 TEM形貌分析
图4为PANI/PVA/GO、GO、PANI/GO的TME图。从图4(a)中可以看到,GO在透射电镜下为薄层状的结构,具有较好的透光性,说明GO在厚度方向的尺寸很小,达到了纳米级别。图4(b)为PANI掺杂GO的TEM图,黑色部分为PANI,可以看出聚合物尺寸较大;图4(c)中由于加入了PVA和SDBS,PANI的尺寸变小且能较均匀地分散在GO的表面形成复合物。
2.4 FT-IR分析
图5为GO和PANI/PVA、PANI/PVA/GO的红外光谱图。从曲线(a)可以看出,3474cm-1、3360cm-1为GO上的-OH的伸缩振动峰,1641cm-1为C=O的伸缩振动峰,为GO吸附的水分子的变形振动,说明GO中仍含有少量的水分子[25],1407cm-1为C-OH的伸缩振动峰, 1123cm-1为C-O-C的伸缩振动峰, 1043cm-1处为C-O键的振动。曲线(c)在3337cm-1 、2975cm-1、1451cm-1、1089cm-1、880cm-1出现特征振动峰,可以看到曲线(c)出现了GO和PANI/PVA的特征吸收峰。因此,认为由于GO的加入,形成的复合物在结构上有一定的改变。
2.5 热稳定分析
从图6(a)中可以看到GO的热分解分为3步:在100℃之前有较小的失重,主要是氧化石墨烯吸附的水和氧化石墨层间的水分挥发所引起的,这与FT-IR光谱分析的结果一致;在150～360℃之间有一个很大的失重,主要是GO中含氧基团的分解[24];360℃以后是GO碳骨架的煅烧分解。第二阶段中GO的失重最大,占了总失重的20%左右,说明GO的氧化程度比较好。苯胺由于具有刚硬庞大的-NH2极性侧基,会增加空间位阻,绕主价键旋转困难、链的柔性降低,最终造成聚苯胺的玻璃化转变温度高。PANI在300℃失重主要是因为聚合物中的HCl和水分[26],由于聚乙烯醇中引入刚性小呈柔性的-OH侧基,使得PANI/PVA在500℃的失重率有些增加。PANI/PVA/GO中由于GO的加入,复合物的失重率在400℃以下有所增加,但是在200～400℃之间相对很稳定。
2.6 电化学性能分析
图7为复合物在1mol/MH2SO4电解液中扫描速率为80mV/s时的循环伏安图,可以看到PANI/PVA和PANI/PVA/GO复合物的循环伏安曲线都有一对氧化还原峰。而PANI/PVA/GO复合物比PANI/PVA复合物具有更大的氧化峰和还原峰,这是因为GO的加入形成共轭键致使复合物的电荷转移速率更好。图8为复合物经过还原其中的GO再用酸进行二次掺杂之后的循环伏安图,扫描速率从50mV/s到500mV/s,可以看到还原之后复合物的循环伏安曲线的氧化峰和还原峰的峰值约均为还原之前的10倍,含GO复合物经还原之后GO的含氧基团的减少导致复合物的电荷转移速率得到了很大地加快。另一方面可能是PANI复合物在碱性条件下还原,再用酸掺杂,经过二次掺杂,可以令卷曲的高分子链展开,使导电高分子链之间发生相互作用而更加有利于导电网络的形成,有利于链间的电子传输。
2.7 溶解性能
图9(a)为PVA/PANI/GO复合材料,图9(b)为加入了SDBS的PVA/PANI/GO复合材料,可以看到加入SDBS后,复合物在乙醇中的分散性能得到了很大的提高。由于HCl的存在,SDBS的加入相当于在其中引入了十二烷基苯磺酸,整个过程相当于用HCl和十二烷基苯磺酸共同掺杂,既提高了分散性,又能提高复合物的导电性,同时还能提高复合材料的防腐蚀功能[27]。
3 结论
由形貌分析可以看到,在PANI/PVA掺杂GO形成的复合物中聚合物和GO很好地包覆。FT-IR光谱分析结果表明GO的加入改变了复合材料的结构。由复合物的循环伏安曲线可以看出复合物的导电性能经过酸的二次掺杂之后得到了很大的提高,在制备的过程中加入SDBS,也大大提高了复合物的溶解性。这种复合材料的形成,在以后的导电材料应用中,能更好地与其它物质进行结合,使其应用于更广阔的领域。
摘要：通过加入十二烷基苯磺酸钠(SDBS)制备了可溶性的聚苯胺/聚乙烯醇掺杂氧化石墨烯导电复合材料。通过XRD、SEM、TEM、FT-IR、TGA、CV对合成的复合材料进行了表征和分析,结果表明聚苯胺/聚乙烯醇能够插入到氧化石墨烯的层间和包裹在氧化石墨烯的表面形成复合物。用十二烷基苯磺酸钠掺杂的聚苯胺/聚乙烯醇/氧化石墨烯材料具有很好的溶解性和导电性能,将复合物进行还原和再次用酸掺杂之后,发现复合材料的导电性得到进一步提升。
可溶性材料 第2篇
关键词：卡尔费休法；固体水分含量；影响因素
中图分类号：TQ02文献标识码：A文章编号：1007-3973(2010)010-091-02
卡尔-费休法，它是一种利用碘氧化二氧化硫时需要定量的水的原理测定液体、固体和气体样法中的含水量的方法，属于容量分析。它是由卡尔-费休(Karl-Fisher)在1935年首先提出的，具有分析速度快、精度高等优点，通常的被许多国家定为标准分析方法，用来校正其它分析方法和测量仪器。
1、测定原理
在水存在时样品中的水与卡尔费休试剂中的SO2与I2产生氧化还原反应。
I2+SO2+2H2O→2HI+H2SO4。
3 C5H5N+I2+SO2→2氢碘酸吡啶+硫酸酐毗啶
硫酸酐吡啶+CH3OH(无水)→甲基硫酸吡啶
2、卡氏试剂的标定
含水酒石酸钠是一种常用的含水可溶性固体，作为标准物质它的理论含水量为15.66％,在105℃加热15.65±0.02％，长期暴露于湿度为20－70％的空气中增重为0.01－0.09％。实验中常用含水酒石酸钠，甲醇-水标准溶液等类物质进行卡氏试剂的标定，根据国标中规定可作为基准物质对卡尔费休法进行准确性验证。
3、测定过程中的影响因素
(1)实验室温度
随着室内温度的升高。如会加速SO2、过氧化物等易于被I2氧化样品反应的时间。可根据室温的变化来调节测试条件。
(2)实验室湿度
水分仪背部装有气体过滤装置，滴定管末端的干燥管装有硅胶，反应瓶溶剂瓶密封口处加有蜡封，以保证滴定剂发送系统的良好密封，减少卡尔费休滴定试剂吸收室内空气中的水分，消耗过多的卡氏试剂。通常在测定水分较少的样品时要开启除湿机进行除湿，操作者呼出的气体和擦注射器头时的污染等也会由于吸湿现象使滴定终点长时间延长而造成严重的误差。
空气中的氧气和太阳光会明显地促进氧与碘离子的氧化反应，将碘离子氧化为碘，减少了试剂的滴定量，应选用在棕色避光试剂瓶快速滴定，对试剂要采取避光措施，以防止提前到达终点，造成测定结果偏低。
(3)卡尔费休试剂滴定速度
毗啶能与中和卡尔费休法测水反应中会生成的硫酸，保证可逆化学反应向一个方向进行。当硫酸的浓度高于0.05％时可能产生逆反应，影响测定结果。无水甲醇的存在，使这个反应对水有特殊的选择性。因此在快速滴定过程中要注意到试剂和滴定底液中有相应比例和足够的吡啶和甲醇量来保持化学反应的准确的化学计量。
在醛与SO2存大时，双亚硫酸加成，水被消耗掉，大双亚硫酸加成前，水即被滴定完。有机酸与甲醇易起酯化反应，建议快速滴定并使用等当量无水甲醇与吡啶为溶剂。
(4)搅拌速度
整个测定过程中，滴定池中的溶液量大体相同，磁力搅拌器的速度要保持一致，，这样才能得到较好的测定精度。
(5)固体在无水甲醇中的溶解时间和溶解量
研成很细的粉末酒石酸二钠在甲醇中缓慢溶解，3-4分钟才能溶解完全。长时间的溶解会吸收过多空气中的水。资料显示40ml甲醇溶解140mg酒石酸二钠。溶剂中吡啶和甲醇过量或不足都会引起副反应。建议使用20-40ml甲醇和相应比例的试剂组成作为滴定的溶剂。
4、怎样减少这些因素对测定结果的影响
以国产KF－1型水分测试仪为例。
(1)固体在密闭容器溶解制成溶液后加入反应瓶
按照《化工产品中水分含量的测定-卡尔·费休法(通用方法)》GB/T6283-86要求可溶性固体的测定：在干燥密闭小玻璃管中，准确称取样品质量。移去青霉素瓶塞，迅速将其加入到滴定容器中，然后再称量小玻璃管，通过减差确定加入的固体质量。
但实际操作中会遇到这样的情况：1)样品在甲醇中的溶解度和溶解时间不确定；2)加入过程瓶塞的打开引入更多水汽，消耗更多试剂；3)长时间溶解过程使滴定终点延长，无法准确计量。
以酒石酸钠标定卡尔费休试剂的实验为例，称取准确质量的样品按上述方法测定结果偏差较大准确度不能保证。但通过将样品在密闭容器溶解制成溶液后加入则可以较大程度的改变这种现象，具体操作如下：
1)准确称取酒石酸钠在干燥密封良好的小瓶中，注射器快速加入20ml无水甲醇，搅拌予搅拌直至溶解完全。
2)加干燥过的无水甲醇于滴定容器中淹没电极，用注射器准确由进样口快速注入，指示数字回0，溶液颜色由棕红变为浅黄色。搅拌均匀后用微量滴定管快速滴加试剂直至指针达到最大偏转刻并保持1min即为终点，记录用去卡尔·费休试剂的体积，同时做空白试验。
经过实验证明：
可溶性固体在密闭状态下制成溶液后注入反应瓶，可缩短固体的溶解时间，提高滴定准确度，减少实验室空气中湿度对滴定结果的影响，降低对实验室环境湿度的过高要求。
(2)对固体样品、试剂、溶液质量进行准确称量计算
用注射器抽取试样时有可能空气进入注射器形成气泡，难以获得重复的精确的结果。如果对固体样品、试剂、溶液质量都准确称量，计算出空白试剂含水量、样品溶液的含水量则能得到较为准确的结果。以酒石酸钠为例：
样品溶解后用注射器抽取后准确称量，注入反应瓶后取出注射器再次称量m2，则注入溶液质量m=m1-m2，样品中的的水份含量％=(试样溶液中的水含量％×溶液质量，溶剂中的水含量％×溶剂质量)+試样质量
大量实验结果表明：这种方法能有效地减少操作过程中产生的人为误差。空白的作用在于扣除了仪器状态、外部环境、卡氏试剂本身对结果的影响。
分别使用国产KF-1型和进口梅特勒水分仪对可溶性固体酒石酸钠进行测定，结果为15.65％，多次试验结果相对标准偏差<0.5％，符合GB/T6283-86对水分精密度的要求。
5、实验结论
经过大量实验对原有测试方法中部分章节进行改进，有效地减少测试过程中的人为误差，解决了固体水分测试中重现性差，精密度低的问题，同时降低了实验中对环境条件的要求，得到较为满意的结果。
参考文献：
[1]方惠群，电化学分析[M]，北京：原子能出版社，1984
可溶性材料 第3篇
关键词：水溶性PVA,药物载体材料,制剂,应用
聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,简称PVA)是一种用途相当广泛的水溶性高分子聚合物,由聚醋酸乙烯酯经碱催化醇解而得,相对分子质量为20000~200000。聚乙烯醇的物理性质取决于其分子量和醇解度,分子量决定其聚合度。它具有良好的水溶性、成膜性、黏结力、乳化性以及卓越的耐油脂和耐溶剂等性能,且无毒无味、对皮肤无刺激性、不会引起皮肤过敏、弹性及生物适应性良好,因此广泛用于药物载体[1]。几十年来,聚乙烯醇材料得到了极大的发展,目前已经成为世界上产量最大的水溶性聚合物。众所周知,药物载体材料是药物制剂存在的物质基础,是生产药物制剂的必备材料。随着药物制剂朝着“三效”(高效、速效、长效)和“三小”(毒性小、副作用小、剂量小)的方向发展,使得新辅料尤其是具有良好缓释、控释作用的药物载体材料的开发更具意义,其中对PVA材料的开发研究特别引人注目,前景广阔。
1 PVA的型号及其分类
聚乙烯醇的型号根据其平均聚合度、醇解度、主要用途和醇解工艺进行分类命名,名称由缩写代号加牌号组成,缩写代号为PVA。
聚乙烯醇的型号由下列部分组成:聚乙烯醇的平均聚合度用千位、百位2位阿拉伯数字表示;醇解度也用十位、个位2位阿拉伯数字表示;另外有时在数字后用英文字母表示其用途或范围,如B指聚乙烯醇缩丁醛用、F指纤维用、M指药用等。早期,聚乙烯醇主要用于缩醛化生产维尼纶;目前,非纤维用量大幅度上升,其应用范围遍及纺织、造纸、化工、胶粘剂及药学等部门。我国药用级聚乙烯醇是部分水解的聚乙烯醇,其型号有PVA-0588、PVA-1788、PVA-1750、PVA-1799、PVA-0486、PVA-1890等,其中前2位数字代表平均聚合度,后2位数字代表醇解度,如PVA-0588和PVA-1788的醇解度均为88%±2%,平均聚合度则分别为500~600和1700~1800。
2 PVA在药物制剂中的应用
PVA作为药物载体材料主要用于局部用药及眼用制剂中;可用作乳剂中的稳定剂(掺入量0.25%~3.0%(质量分数));还可用作粘性制剂如眼用产品的增黏剂、微胶囊剂中作表面活性剂,同时在人工眼泪、隐形眼镜溶液中起润滑作用;也可用于口服缓释制剂、注射剂及透皮贴剂中;与戊二醛溶液混合可制成微球。
2.1 眼用制剂
PVA材料对眼无毒、无刺激,是一种安全的外用辅料。而眼睛是人体最敏感的器官之一,据调查,眼药膜制剂报道较少,这与膜制剂使用不便、易给患者带来异物感有关。利用PVA-1788材料制成的氢溴酸后马托品药膜既可以起到散瞳作用,又可以克服溶液剂型药物利用率低、给药频繁的缺点,同时还可以克服药膏剂型透明度差、影响视力等不足[2]。一系列的实验研究表明,该膜的刺激性小,置膜10min不再有充血、流泪等现象;散瞳作用好,在18min时出现最大值,且瞳孔能维持12h不收缩,24h后恢复正常,效果很好。PVA材料良好的成膜性、柔软性及与人体好的相容性为载药膜的制备及临床应用提供了广阔的空间。周建标等[3]用PVA-1750作基料制造的托吡卡胺聚丙烯柄眼药膜,可以方便地用于临床作散瞳检查,尤其可应用于青少年假性近视的治疗,托吡卡胺聚丙烯柄眼药膜是一种良好的新型带柄眼用膜剂,其稳定、无刺激、散瞳性好、使用方便的特点受到消费者的喜爱。
近年来,由于真菌感染日趋增加,氟康唑以其抗菌谱广、疗效高、耐受性好而备受青睐,同时眼药膜与眼药水相比具有给药次数减少、药物不易流失的优越特性,因此宋沧桑等[4]成功地以PVA-0588和PVA-1788为基质制备了氟康唑眼药膜,并进行了膜的体外释放特性研究。研究表明,该药膜材料的释放符合一级释放。Smith等[5]将用于视网膜炎治疗药物丙氧鸟苷完全包裹于10%PVA-1799可透性凝胶膜材料中,再以醋酸乙烯酯相对不透性膜三面包裹制成库贮型释药装置。体外实验结果表明,丙氧鸟苷以5.2μg/h恒速释放,植入兔眼玻璃体内能维持药物浓度16mg/L达42天,组织学检查表明在植入物处未见明显炎症反应。
2.2 口服制剂
在口服制剂中,PVA作为药物载体材料常用作缓释载体骨架,按预定时间内向人体提供适宜的血药浓度,减少服用次数并可获得良好的治疗效果。甲硝唑 (Metronidazole,MTZ) 是一种治疗消化性胃溃疡的有效药物,但在体内的作用却很弱,这主要是由于其在病变部位达不到治疗浓度,若增大剂量,又会增强不良反应。何文等[6]以戊二醛作交联剂制备出PVA-1750与N,O-羧甲基壳聚糖(CMCS)配伍的理想骨架缓释载体,以控制MTZ的溶出和释放,使病变部位的药物浓集度可以达到治疗效果。PVA作为MTZ缓释片的控释载体骨架,在阻滞剂N,O-羧甲基壳聚糖含量一定的情况下,片基含量直接决定药物的释放速度,药物在PVA含量较高的片基中释放速度较慢。
胸腺五肽(Thymopentin,TP5)能提高T细胞的免疫能力和双向调节机体失衡的免疫功能,临床上在治疗病毒性肝炎、抗感染、抗肿瘤等方面疗效显著,而腺肽口服缓释制剂的研究正逐步受到人们的关注。张庆云等[7]将TP5溶于PVA-1750材料溶液中,制备成最方便、最简单和更稳定的口服胸腺肽缓释制剂,包封率达67%,具有明显的缓释功能。
2.3 注射剂
在注射剂的制备过程中,通过对PVA材料进行化学改性,可得到一系列的PVA衍生物,具有无毒、价廉等特点。Cerchiara等[8]利用不同烷基链(如碘多巴胺)修饰PVA-1890,并与二氯乙氧基乙烷交联作为亲脂性药物(如β-胡萝卜素)的可注射药物载体,通过物理性混合及喷雾干燥制备可注射药物,在增强免疫及抗氧化上有显著的功能。
骨感染是骨科中常见的疾病,且需注射治疗,前人为此作出了大量工作,一直努力寻找具有组织相容性更好、毒性更小、载药量大及缓慢释放的药物载体材料。PVA就是其中优秀的材料之一,许多学者研究发现,PVA材料具有无毒、组织相容性良好、载药量大、成膜性好、不同分子量具有不同释药速度等优点。叶劲等[9]将鱼腥草注射液与PVA-1750材料通过一系列工艺制成鱼腥草-聚乙烯醇凝胶注射液,通过对兔胫骨骨髓炎治疗的实验,证实此凝胶注射液的日抗菌浓度、释放持续时间对金黄色葡萄球菌引起的骨髓炎疗效十分显著;病理切片显示鱼腥草-聚乙烯醇凝胶注射液对骨髓炎的防治效果较单纯庆大霉素及鱼腥草注射液更优,同时防治效果也较为显著。该注射剂的研发为常规治疗骨髓炎使用抗生素时容易产生耐药性提供了一种新的弥补方法,对拓展清热解毒药物局部应用方法将起到积极的推进作用。而且Peppas等[10]也成功地设计出一种治疗由肿胀引起损伤性声带的PVA-1750凝胶注射液。
2.4 微胶囊剂
微胶囊剂是指把分散的固体物质、液滴或气体完全包封在一层致密膜中形成微胶囊,使进入体内的药片在胃或肠中适时发生最佳疗效,避免服用一些水溶性药物后过早发生作用。通常致密膜是由天然或合成高分子材料制成,作为药物载体材料的PVA就是一类常用的致密膜材料。
PVA材料作为包埋固定化载体的致密膜材料,具有强度高、化学稳定性好、抗分解性能强、对生物体无毒、价格低廉等一系列优点。Yun[11]等以PVA-1788/聚丙烯酸水凝胶材料为包囊致密膜材料、B12为主药制备出微胶囊,其对pH值敏感,且由于PVA-1788/聚丙烯酸水凝胶有较大的膨胀,此微胶囊显示出较快的释放速度。
在中国尿毒症的发病率很高,严重影响患者的健康及生命。血液透析和血液灌流等方法经过几十年的发展,虽然具有一定的成果,但因治疗费用昂贵而无法为广大患者所普遍接受。近年来,微胶囊法治疗有望成为尿毒症治疗领域的新热点。高虹等[12]用非降解性药物载体材料PVA-2450将脲酶菌包埋在具有半透膜性质的微胶囊内,体外模拟尿毒症病人血清试验表明,包埋后的250mg脲酶菌在8h内对50mL血清中50mg尿素的清除率达97.4%。若尿毒症患者每日口服一定剂量的微胶囊化脲酶菌,在微胶囊经过胃肠道时,其内的脲酶菌吸收胃肠道中的尿素,从而降低血液尿素氮的水平,长期服用可减少血液透析次数。由于使用方便、无痛苦,患者在家中即可接受治疗,减轻了患者经济负担,因此是一种值得进一步研究的治疗方法。
2.5 透皮贴剂
透皮贴剂的关键是要克服皮肤对药物的屏障作用,目前一些提高皮肤对药物吸收的方法中,采用添加PVA材料是最为简单适用的方法之一。PVA材料用于经皮吸收系统时[13],一方面药物易于渗出并与皮肤或病灶紧密接触,另一方面水凝胶基质可增加皮肤角质层的水合程度,促进药物的皮肤渗透,提高疗效。目前已采用PVA作为药物材料成功地制备出硝酸甘油、东莨菪碱、可乐定等药物的透皮贴剂。Orienti等[14]选用PVA-1780材料与酰基链(琥珀酰、己二酰、或癸二酰)交联作用产生交联PVA水凝胶,并以此材料制备了亲水性药物(如盐酸普萘洛尔)透皮贴剂。研究发现药物在皮肤中的溶解度随交联度的增加及交联剂(酰基链)长度的减少而增大,由此加强了药物在皮肤中的渗透作用,其中以PVA材料交联的水凝胶透皮给药比药物溶液性能更好。
口腔溃疡作为临床一种常见病、多发病,具有病程长、易复发的特点,一般为混合感染所致。鲍玉琳等[15]以PVA-1750为成膜材料,研制了克霉唑等药物组方的口腔药膜,将药膜用于口腔溃疡的治疗,并与口服药物作对照,临床观察表明口腔药膜具有使用方便、起效更迅速、药物有效利用度更高和疗效更显著等特点,药物可直接作用于患处。因PVA材料具有缓释作用,还可使局部药物浓度保持恒定,从而延长药效,对口腔溃疡的治疗具有独特的效果。
2.6 缓释微球及纳米粒
PVA材料已成为当前制备微球最受重视的材料之一,微球是近年发展起来的新剂型,主要用途是将微球进行动脉栓塞,治疗肝肾恶性肿瘤。若微球中含有抗肿瘤药物,则能大大提高药物的疗效,对于一些不能手术的恶性肿瘤患者更具有特殊的意义。微球载药后,因其具有对特定器官和组织的靶向性及微粒中药物释放的缓释性,成为近年来缓控释剂型研究的热点。PVA材料微球作为缓控释给药体系,可以控制制剂微球的大小、延长药物释放时间、降低药物毒副作用等,具有十分广阔的应用前景。粒径小于 10μm 的PVA材料微球还可经肠道相关淋巴系统吸收进入体内释放药物, 达到治疗和免疫的目的,如促红细胞生成素、干扰素、霍乱毒素B 亚单位以及质粒DNA 等制成的PVA微球,均能经口服吸收[16],因此PVA材料微球控释系统是理想的载药系统。把PVA材料和交联剂(如戊二醛)水溶液分散在油包水型乳液体系中,通过控制不同浓度的戊二醛和酸催化条件,可以交联反应制得不同交联密度的PVA材料载药微球,该微球的释药速度依赖于交联密度。具有优良生物相容性的PVA材料结构中具有可修饰性的羟基,故还可被选作缓释、控释药物的载体。如茶多酚的聚乙烯醇缓释微球[17],不仅可提高茶多酚的稳定性,而且对茶多酚具有缓释作用。
纳米粒(Nanoparticles,NP)作为胶态药物载体有许多独特的优点,已成为国内外医药学的重要研究方向。由于NP所具有的小粒子特征,使其可以穿过生物膜屏障,提高药物的脑内浓度,有望作为脑靶向给药的良好载体。Sahoo等[18]研究了PVA-1890材料对纳米粒制剂的许多特性,如纳米粒子的粒径、电势、分散指数、表面疏水性对封装蛋白质及其体外释放等的影响,发现由于纳米粒表面有较高的亲水性,较高的PVA材料残留量,降低了纳米粒的胞内提取,因此PVA材料残余量是调节PLGA(聚乳酸-聚乙醇酸)纳米制剂特性的重要配方参数。Hu等[19]发现1%PVA-0486与促性腺激素、单硬酯酸甘油酯于50℃水浴下经机械搅拌制备的含促性腺激素的固体脂质纳米粒在模拟胃肠液中12天内明显延长了释放,期间每天有几乎3.81%的药物释放,结果还显示其PVA材料纳米粒延长了亲水性多肽药物的释放。
2.7 其他应用
在中药新剂型方面,以依美斯汀为模型药物制成的 PVA-1890材料溶胀控释系统,其体内和体外实验评价表明:该给药系统几乎以零级释药。给药一段时间后,药物能迅速释放,且在体内显示出长效平稳的血药浓度,因此,PVA材料溶胀控释系统有可能成为每天只给药一次的长效型制剂[20,21]。
PVA材料在高分子复合凝胶领域里也起到了重要作用。Oha等[22]将PVA-1799与三嵌段共聚物(聚环乙烷-聚环丙烷-聚环乙烷)混合,并通过氢键分子内反应合成了高分子复合凝胶,以此设计出一种新型温度敏感性的药物传递系统。PVA材料还可用于制备水凝胶,将PVA-1799与聚乙烯基吡咯烷酮共混并与戊二醛进行交联[23],形成轻度交联的网络结构,这种水凝胶具有适当的粘性,因其具有网络结构且增加粘度则可延缓药物的吸收,因此能达到缓释释放的目的。而且这种水凝胶是水性的,可发挥水凝胶对皮肤、组织的良好生物医学性能。
另外,PVA材料在栓塞剂、巴布膏剂、用作涂膜剂的成膜材料上都有一定的应用。Heath P等用PVA材料合成了一种具有超顺磁性的生物相容性磁性薄膜[24]。
3 展望
中国经济正处于较快发展的时期,又是 PVA 材料生产大国,随着人们生活水平的不断提高,新型药物制剂的研究发展必将更大地依赖于药物材料的发展。PVA作为一种无毒无害的水溶性高分子药物载体材料,在今后的应用中将起到重要作用。目前国内外对PVA的改性研究十分活跃,这必将推动PVA 作为药物载体材料的进一步开发与利用。现今应用制剂领域的PVA材料规格并不多,仅集中在增稠剂、凝胶剂、乳化剂、稳定剂和填充剂等方面。如何通过改善加工工艺、物理调节、化学改性等各种手段控制获得各类适宜不同药物载体材料特性要求、微观结构要求和安全增效的PVA材料是拓展PVA材料应用领域如泪膜、人工肾膜、脉冲式缓释囊和靶向性药物球等的关键,所以研究开发出各种性能优异的改性 PVA 材料具有十分重要的意义。
可溶性材料 第4篇
关键词 咖啡 ；果皮 ；可溶性膳食纤维 ；酶法提取
分类号 TS273
Coffee Peel Soluble Dietary Fiber Extraction Technology
via Response Surface Methodology Optimization
and Functional Characteristics Analysis
HU Rongsuo1，3） ZHOU Jing2） DONG Wenjiang1，3）
ZHAO Jianping1，3） LU Minquan1，3） ZONG Ying1，3）
（1 Spice and Beverage Research Institute， CATAS， Wanning， Hainan 571533， China；
2 Institute of Tropical Bioseience and Biotechnology， CATAS， Haikou， Hainan 571101， China；
3 Key Laboratory of Genetic Resources Utilization of Spice and Beverage Crops， Ministry of Agriculture， Wanning， Hainan 571533， China）
Abstract The aim of enzymatic method extract coffee peel soluble dietary fiber was to provide reference of high quality dietary fiber industrialization development. Single factor and response surface methodology as an approach to optimize the extraction technology of coffee peel soluble dietary fiber， while their functional characteristics were briefly analyzed. The results showed that： the optimum extraction process of cellulase extraction was as follows： ultrapure water （V）∶coffee peel powder （m） =100 mL∶6 g， cellulose enzyme activity adding amount was 22 FPU/mL， enzyme solution temperature was 40℃， enzyme solution time was 2 h， in this process condition the coffee peel soluble dietary fiber yield was 9.72 %. The functional characteristics was as follows： retention ability yield was （35.72±0.33） g/g， swelling force yield was （94.85±0.23） mL/g， bound moisture force yield was （26.97±0.54） g/g.
Keywords coffee ； peel ； soluble dietary fiber ； enzymatic method
膳食纤维（dietary fiber，DF）是一类不为人体消化利用的非淀粉多糖，包括可溶性膳食纤维（soluble dietary fiber，SDF）和不溶性膳食纤维（insoluble dietary fiber，IDF）两大类[1]。SDF具有比IDF更强的生理功能，如降血脂[2]、调节血糖[3]、预防结肠癌[4-5]、预防便秘、糖尿病[6]、调节机体免疫[7]和减肥[8]等，因此称之为人体必需的“第七营养素”。然而许多天然膳食纤维中SDF含量较低，无法达到高品质膳食纤维（SDF≥10%）的要求[9]。
云南省咖啡种植面积已突破12万hm2，年产副产物40万t以上，除少量作为肥料还田外，大量堆积废弃。既是资源的浪费，又会造成环境污染。对咖啡副产物综合利用研究，目前国内只见综述性论文发表[10]，而国外对咖啡副产物研究较为系统深入，咖啡果皮、咖啡渣、咖啡银皮、咖啡壳等均有涉猎。在膳食纤维方面仅有咖啡银皮研究，其水溶性膳食纤维含量达到总膳食纤维的86%，并将其应用到焙烤食品中[11]。
本研究利用响应面酶法提取咖啡果皮中的膳食纤维，酶法提取具有操作简单、条件温和、对环境破坏小、产品品质高的特点，是提取咖啡果皮膳食纤维最佳方式之一。并利用响应面法优化，以获得利用商用酶提取膳食纤维提取的最佳工艺条件，旨在为咖啡果皮高品质水溶性膳食纤维的产业化开发应用提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 实验材料
云南小粒种咖啡果皮由云南农业大学热带作物学院协助收集。纤维素酶为Celluclast 1.5 L，自黑曲霉（Aspergillus niger）中提取，购自诺维信公司（Novozymes）公司，无水乙醇、盐酸、丙酮等均为分析纯，配制用水为超纯水。
1.1.2 主要仪器与设备
Master-s-plus UVF超纯水系统，上海和泰有限公司；XMTD-8222型水浴锅，上海精宏实验设备有限公司；AL 104型电子天平，瑞士Mettler-Toledo公司；HB 10 digital型旋转蒸发仪，德国iKA公司；Z36HK型离心机，德国Hermle公司。
1.2 方法
1.2.1 原料的预处理
收集采用湿法加工的咖啡果皮，采用日晒法干燥，将咖啡果皮水分降至12%以下，保存备用。
提取前将咖啡果皮烘干至水分含量5%左右，粉碎，过20目筛，保存备用。
1.2.2 纤维素酶酶活测定
酶活测定采用滤纸酶活法检测纤维素酶总酶活，测定方法采用杜敏的方法[12]。
1.2.3 纤维素酶法提取可溶性膳食纤维
准确称取咖啡果皮粉，按一定料液比加入超纯水，加入一定量的纤维素酶后水浴提取，过滤，滤液真空浓缩至5～10 mL倒出，加水冲洗浓缩瓶，收集浓缩液和冲洗液，定容至10 mL，加入40 mL无水乙醇，静置沉淀1 h，抽滤，于80 ℃烘干滤渣，称重，计算得率[13]。
1.2.4 SDF得率计算
SDF得率（%）=[SDF质量（g）/咖啡果皮质量（g）]×100%
1.2.5 实验设计
单因素实验：固定其他条件，分别探讨料液比、酶用量、酶解温度和酶解时间对SDF提取得率的影响。各因素实验重复3次，取平均值。
结合单因素实验结果，根据BoX-Behnken实验设计原则，应用响应面法优化SDF提取条件。
1.2.6 膳食纤维的化学特性测定
1.2.6.1 持水力[14-15]
称取一定量SDF放入烧杯中，按1∶20 （质量体积比）比例加入去离子水，充分混匀，室温下静置24 h，在定量滤纸上沥干样品水分，并将其迅速转入表面皿中称重。按下式计算持水力：
持水力=[样品湿重（g）-样品干重（g）]/样品干重（g）
1.2.6.2 膨胀力[14-15]
称取一定量样品，按l∶20（质量体积比）比例加入去离子水，充分混匀，室温下放置24 h，读取量筒中液体样品的体积。按下式计算膨胀力：
膨胀力=[溶胀后纤维体积（mL）-干品体积（mL）]/样品干重（g）
1.2.6.3 结合水力[14，16]
称取一定量SDF放入烧杯中，按1∶20（质量体积比）比例加入去离子水，充分混匀，室温下静置24 h，在定量滤纸上沥干样品水分，将湿样移入离心管中，在6 000 r/min 条件下离心5 min 后弃去水分，所获得湿样所含水分即为结合水，其与干样的重量之比即为结合水力。按下式计算结合水力：
结合水力=[离心后样品湿重（g）-样品干重（g）]/样品干重（g）
1.2.7 数据统计分析
采用DPS软件对单因素实验结果进行显著性分析。应用Design Expert 8.0.5软件的BoX-Behnken实验设计建立数学模型，并进行响应面分析。
2 结果与分析
2.1 纤维素酶总酶活测定
葡萄糖溶液标准曲线见图1。
Celluclast 1.5 L为商用复合纤维素酶，含有内切葡聚糖酶（EG）、外切葡聚糖酶（CBH）和纤维素二糖酶（BG）等多种成分，其酶活未知，因此测定其总酶活，即滤纸酶活（Filter paper activity，简称FPA）。采用Ghose方法[17-19]，进行酶活检测。
葡萄糖标准曲线见图1，其线性回归方程y=0.217 8X-0.017 5，R2=0.997 0，由此可知葡萄糖质量为2.0 mg时的吸光度值为0.418 4。
使用纸条纤维酶法检测，滤纸酶活检测曲线见图2，其线性回归方程y=0.863 5X+0.252 9，葡萄糖生成2.0 mg时，酶浓度为1.980 mL/L。带入公式（FPA=0.185/生产2 mg葡萄糖时酶浓度）[20]，得出纤维素酶Celluclast 1.5 L在自然pH值，50℃下的滤纸酶活为93.4 FPU/mL。
2.2 SDF提取单因素实验
为了提高响应面实验准确性，按实验方法中所述进行单因素实验，结果见表1。
由表1可知，料液比在0.5（即1∶20）、酶解温度50℃和酶解时间3 h时SDF得率有最大值，虽然随着酶活添加量的增加SDF增加，但在30 FPU/mL之后增加幅度小，因此酶活添加量选择30 FPU/mL和其它3个最大值作为响应面分析零点，进行下一步分析。
2.3 SDF提取的响应面优化
2.3.1 响应面实验因素水平的选取及结果
结合单因素实验结果，以料液比（A）、纤维素酶活添加量（B）、酶解温度（C）、酶解时间（D）为自变量，SDF提取率（Y）为响应值，设计四因素三水平的二次回归方程拟合自变量和SDF得率之间的函数关系。各实验因素与水平见表2，响应面实验设计及结果见表3。
2.3.2 模型的建立和显著性检验
利用Design Expert软件对表2中的结果进行多元回归拟合，得到SDF得率对纤维素酶活添加量、pH值、超声温度、超声时间的回归模型：
Y=9.37+0.13A-0.19B-0.084C+0.092D-0.34AB-0.52AC-0.16AD+0.035BC+0.21BD+0.49CD-0.85A2-0.49B2-0.26C2-0.13D2
响应面实验结果方差分析见表4。
模型的方差分析（表3）表明，失拟项不显著（p=0.208 8>0.05），而模型p<0.01，模型差异高度显著，模型确定系数R2=0.847 5，调整确定系数Adj R2=0.695 0，表明模型能较好地反映各因素与响应值的变化关系，可用于预测实际SDF的提取率。在α=0.05显著水平上剔除不显著项，得到简化方程：
Y=9.37-0.52 AC+0.49 CD-0.85 A2-0.49 B2
2.4 主效应分析
各因素的P值可以反映出各因素对实验指标的重要性，P值越小，表明该因素对实验结果影响越大[20]。由表3可知，4个实验因素对SDF提取率影响大小依次为酶活添加量>料液比>酶解时间>酶解温度。
2.4.1 单因素效应分析
回归方程中的4个因素任意3个固定在零水平，将实验因素分别固定在-1、-0.5、0、0.5、1五个水平，各因素不同水平的SDF提取率，并以此作图，结果见图3。
由图3可知，随自变量变化，各因素效应呈开口向下的抛物线状。在中心极值点处，咖啡果皮SDF提取率最高，偏离极值点SDF提取率下降，但下降幅度各异，其中A（料液比）下降最大，其次为B（酶活添加量），而D（酶解时间）下降最小。
2.4.2 两因素间交互效应分析
响应面及等高线图能够直观地反映出各个因素及其交互作用，利用Design Expert软件即可以作出两因素交互作用的响应面图及其等高线图，结果见图4。通过主效应分析可知酶解温度和酶解时间对SDF得率的影响较小，同时通过单因素效应分析可知两者对得率的影响小，且较为接近，因此两因素间交互效应分析不再进行酶解温度和酶解时间比较。
2.5 最优组合的确定及验证
利用Design Expert软件对模型求解，得到咖啡果皮中SDF最优提取条件：酶活添加量22.00 U/mL、料液比0.06、酶解时间2.00 h、酶解温度40.00℃，模型预测值为9.72%。为验证模型的适用性与可靠性，结合实际可操作性，在加酶量22.00 U/mL、料液比0.06、酶解时间2.00 h、酶解温度40.0℃进行验证性实验，所得SDF平均提取率为9.78%，与预测值基本相符。
2.6 膳食纤维功能特性研究
对咖啡果皮SDF持水力、膨胀力、结合水力能力进行功能检验，结果见表5。
由表5 可知，SDF 的持水力、膨胀力、结合水力能力都较好。说明SDF对于预防便秘和结肠癌的发生具有积极的作用。
3 讨论与结论
SDF提取方法较多，如物理法、化学法、酶法、化学酶法、物理酶法等，各方法均有优缺点。酶法反应条件温和，速度快，专一性强，所得SDF纯度高、无异味，因此酶法是工业化生产高品质SDF最佳提取方法之一。本实验所使用的为商用复合纤维素酶，该酶获得较易，价格便宜，操作性强，本实验所得的结论可为SDF工业化提取提供参考。
咖啡果皮SDF最佳得率达到9.72%，接近高品质SDF（≥10%）的要求。本实验仅对纤维素酶参数进行了验证，刘铭等[21]发现醇沉也会对SDF提取造成影响，小于6 h时SDF得率呈上升趋势；Zhang Juan[22]等用6种方法提取SDF，发现酶法提取得率（6.34%）相对于物理酶法（68.71%）等几种方法提取率低，因此本实验检测咖啡果皮SDF得率也并非最高得率。
对咖啡果皮SDF持水力、膨胀力、结合水力进行了初步研究，效果良好，说明该SDF具有良好的应用前景，但其最佳提取方法、组成和功能特性尚需进一步研究。
参考文献
[1] Guo W W， Beta T. Phenolic acid composition and antioxidant potential of insoluble and soluble dietary fibre extracts derived from select whole-grain cereals[J]. food research international， 2013， 51（2）： 518-525.
[2] 麦紫欣，关东华，林敏霞，等. 膳食纤维降血脂作用及其机制的研究进展[J]. 广东微量元素科学，20ll，18（1）：11-17.
[3] Post R E， Mainous A G， King D E， et al. Dietary fiber for the treatment of type 2 diabetes mellits：a meta-analysis[J]. American board of family medicine， 2012， 25（1）： 16-23.
[4] Peter M C， Rachel R. Huxley， et al. The Epidemiologic Evidence and Potential Biological Mechanisms for a Protective Effect of Dietary Fiber on the Risk of Colorectal Cancer[J].Current nutrition reports， 2013， 2（1）： 63-70.
[5] 杨 杨，陶 陶，姬 诺，等. 膳食纤维在结肠癌防治中的作用[J]. 医学综述，2010，16（10）：1 494-1 497.
[6] Zhang M， Bai X， Zhang Z S. Extrusion process improves the functionality of soluble dietary fiber in oat bran[J]. Journal of Cereal Science， 201l， 54（1）： 98-103.
[7] 申利红，王建森，李 雅，等. 植物多糖的研究及应用进展[J]. 中国农学通报，20ll，27（2）：349-352.
[8] Seidner D L， Lashner B A， Brzezinski A， et a1. An oral supplement enriched with fish oil， soluble fiber， and antioxidants for corticosteroid sparing in ulcerative colitis：a randomized， controlled trial[J]. Clinical Gaslroenterology and Hepatology， 2005， 3（4）： 358-369.
[9] Elleuch M， Bedigian D， Roiseux O， et a1. Dietary fibre and fibre-rich by-products of food processing：Characterisation， technological functionality and commercial aE， plications：Areview[J]. Food Chemistry， 2011， 124（2）： 411-421.
[10] Pourfarzad A， Mahdavian-Mehr H， Sedaghat N. Coffee silverskin as a source of dietary fiber in bread-making：Optimization of chemical treatment using response surface methodology[J]. Food Science and Technology， 2013， 50（2）： 599-606.
[11] 石 磊. 咖啡加工副产物在牲畜饲料中的应用[J]. 中国畜牧兽医文摘，2014，30（9）：195-196.
[12] 杜 敏. 酶水解漂白针叶木纤维结构和性能的研究[D]. 西安：陕西科技大学，2013.
[13] 刘焕云，张香美，王双振. 菠萝渣可溶性膳食纤维的提取工艺优化和功能特性分析[J]. 热带作物学报，2014，35（4）：801-804.
[14] 张会香，杨世军，郑伟婵. 雪莲果中SDF的提取工艺及特性研究[J]. 食品研究与开发，2014，35（10）：13-16.
[15] 梅 新，木泰华，陈学玲，等. 超微粉碎对甘薯膳食纤维成分及物化特性影响[J]. 中国粮油学报，2014，29（2）：76-81.
[16] Sangnark A， Noomhorm A. Effect of particle sizes onfunctional properties of dietary fibre prepared from sugar cane bagasse[J]. Food Chemistry， 2003， 80： 221-225.
[17] Ghose T K. Measurement of cellulase activity[J]. Pure & Applied Chemistry， 1987， 59（2）：257-268.
[18] Mandels M， Andreotii， Roche C. Measurement of saccharifying cellulose[J]. Biotechnol， Bioeng. Symp， 1976 （6）： 21-34.
[19] 高培基. 纤维素酶滤纸酶活测定方法的改进[J]. 植物生理学通讯，1986（2）：46-48.
[20] 邓 红，仇农学，孙 俊，等. 超声波辅助提取文冠果籽油的工艺条件优化[J]. 农业工程学报，2007，23（11）：249-254.
[21] 刘 铭，李秀婷，潘凌风，等. 芒果皮可溶性膳食纤维的提取及性质研究[J]. 中国食品添加剂，2014（1）：81-87.
不同苦瓜种子可溶性蛋白的研究 第5篇
苦瓜(Momordica charantia L)具有食用和药用的双重价值。主要含一些皂苷类和蛋白多肽类。苦瓜皂甙降低血糖,苦瓜子甙A、Momordin I抗肿瘤,苦瓜汁具有致突变性、免疫调节及广谱抗菌作用.此外还有番茄红素等多种类胡萝卜素、一些糖类化合物,单萜化合物及钙、铁等无机物[1]。
近年来,人们已从苦瓜中分离到多种药用成分,其中最具有代表性的可溶性蛋白质是苦瓜子核糖体失活蛋白(ribosome inactivating protein,RIP)[2,3],这些蛋白成分具有抗突变、抗肿瘤、抗病毒和抗艾滋病等功能,因而引起了人们广泛的关注。
研究者先后从苦瓜中分离到多种核糖体失活蛋白,包括苦瓜抑制剂(Momordica charantia inhibitor,MCI)、苦瓜凝集素[4](Momordica charantia lectin,MCL)、α—苦瓜素(α—Momorcharin)、β—苦瓜素(β—Momorcharin)、γ—苦瓜素(γ—Momorcharin)、δ—苦瓜素(δ—Momorcharin)、MAP30(momordica anti-HIV protein of 30KD)等。其中MCI、MCL、α—苦瓜素、β—苦瓜素等的分子量均在30KD左右,是碱性的糖蛋白。
苦瓜RIP的研究无论在理论上,还是在应用开发上都有重要意义。由于苦瓜RIP都有很强的核糖体失活功能,可以用作研究r RNA结构与功能的分子探针。目前已发现的I—型RIP均为分子量在30KD左右的糖蛋白,而在苦瓜中则发现了同样具有核糖体失活功能的一些小分子RIP,如γ—苦瓜素,最近Parkash等还从苦瓜的种子中分离到一种分子量为9.7KD的小分子RIPcharantin,对这些小分子RIP的结构与功能的进一步研究必将丰富人们对RIP的作用机制的认识。
苦瓜中的MAP30[5]除了具备核糖体失活功能外,还有一些独特的功能,例如破坏DNA拓扑结构的活性和抑制HIV—1整合酶的活性等,对这些活性的分子机理的研究有可能为抗病毒和抗肿瘤提供一种新机制。
在应用开发上,苦瓜RIP具有多方面的用途,并有广阔的应用前景。若将苦瓜RIP与单抗偶联后形成“免疫毒素”,不仅利于进入肿瘤组织,还可降低由“弹头”引起的副作用,可以准确地导入肿瘤细胞,高效杀伤靶细胞。所以这种嵌合蛋白在骨髓移植、自身免疫缺陷及AIDS等疾病的治疗方面都有着广泛而又有很好的开发前景。
1 实验材料及仪器设备
1.1 仪器。
JA5003A型电子天平。(上海精天电子仪器有限公司)、eppendorf型高速冷冻离心机(上海科析试验仪器厂)、eppendorf型1ml.5-10μl20-200μl微量取液器及枪头(上海科析试验仪器厂)、恒温水浴槽(Constant temperature water bath)(上海科析试验仪器厂)、Mini PROTEAN 3 CELL型垂直板型电泳槽(BIO-RAD)、PowerPac Basic电泳仪(BIO-RAD)、UNIVERSAL HOODⅡ紫外凝胶分析系统,其他有:冰箱、药匙、称量纸、研钵、玻璃棒、大小烧杯若干,5ml/10ml移液管若干,滴管,PH试纸(PH6.4-8),镊子等。
1.2 药品和试剂。
SDS(十二烷基磺酸钠)(北京百星高科技术开发有限公司)、Acr(丙烯酰胺)(成都科龙化工试剂厂)、Bis(亚甲基双丙烯酰胺)(北京鼎国生物技术有限公司)、过硫酸铵(成都科龙化工试剂厂)、巯基乙醇、甘油(丙三醇)、溴酚蓝(上海三爱思试剂有限公司)、考马斯亮蓝R-250(中国医药集团上海化学试剂公司)、甲醇、冰乙酸(成都金山化学试剂有限公司)、氯化钠(重庆北碚化学试剂厂)、氯化钾(成都科龙化工试剂厂)、磷酸二氢钠(重庆北碚化学试剂厂)、磷酸二氢钾(重庆北碚化学试剂厂)、磷酸氢二钠(重庆北碚化学试剂厂)、蛋白质Marker成分:Phosphorylase 97KD;Albumin66KD;Glutamic dehydrogenase 53KD;Glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase 36KD;Trypsinogen 24KD(北京鼎国生物技术有限责任公司)试剂均为AR。
1.3 实验材料。
品种、产地、商标、性状如下:鑫源牌长白苦瓜(产地湖南,重庆科尔星种子公司出品);飞龙一号长白苦瓜(产地蓝山县,飞龙种子公司出品);大青苦瓜(产地湖南,重庆科尔星公司出品);翠绿苦瓜(产地河北,青县蔬菜育种中心出品);李氏牌长白苦瓜(李氏种业公司出品)长白苦瓜籽壳为浅黄褐色,种皮色青绿;翠绿苦瓜粒较大,种皮为白色,略发黄,种壳偏黄;大青苦瓜种壳及种皮色均较前两者为白,粒大小近似长白苦瓜。均购自重庆南坪农贸市场集市。
2 方法与结果
2.1 试剂配制。
PBS缓冲液(pH7.2-7.4)、磷酸盐缓冲液(,0.2mol/L,pH7.2)、凝胶缓冲液、1%TEMED、凝胶贮液、10%过硫酸铵、样品溶解液、电极缓冲液、染色液、脱色液,均按中国药典配制。
2.2 苦瓜种子可溶性蛋白的提取。
称取不同品种苦瓜种子各2g,分别编号为:1#鑫源牌长白苦瓜,2#飞龙一号长白苦瓜,3#大青苦瓜,4#翠绿苦瓜,5#李氏长白苦瓜。将五个品种苦瓜种子分别加入4mlPBS缓冲液,在研钵中研磨提取。磨碎后置于4℃环境中过夜浸提。弃去沉淀,于4℃5000r/min离心10min,取上清液,于4℃10000r/min离心10min,取上清液,即得粗提液。
2.3 不同品种苦瓜种子可溶性蛋白的分析。
运用SDS-PAGE法测定不同品种苦瓜子蛋白相对分子质量[6],做垂直板型制胶模具及电泳槽进行实验,其过程为:制胶模具→灌胶→模具安装与加样→电泳→染色、脱色、干燥。
(1)数据采集:将凝胶干燥后,用直尺测量条带中心与电泳起点的距离,见表1。
(2)迁移率计算:mRx=dx/l mRx:条带x的迁移率;dx:条带x迁移距离(条带x与电泳起点的距离);l:染料迁移距离(染料与电泳起点的距离)染料迁移距离53mm。见表2。
(3)迁移率对分子质量作图——标准曲线。在半对数坐标纸上以marker分子量与迁移率作图(纵坐标lgMr为蛋白质相对分子质量对数,横坐标mR为分子相对迁移率),得到标准曲线lgMr=82-157.14mR。可通过标准曲线计算得出样品中各种蛋白质的相对分子质量Mr。当然也可通过比较它和一系列已知Mr的蛋白质在SDS-凝胶电泳时的迁移率就可以了。
实验结果表明:实验采用的五个品种或品牌苦瓜(鑫源牌长白苦瓜、飞龙一号长白苦瓜、李氏牌长白苦瓜、翠绿苦瓜和大青苦瓜)种子样品,在可溶性蛋白组成方面品种有一定的特异性,除都含有57.7KD、55.4 KD、32.5KD、30.4KD、20.1KD和15.4KD蛋白外,在大青苦瓜与翠绿苦瓜中还存在有一种14.8KD蛋白(其它三种长白苦瓜未见此蛋白);在组分含量方面也具有品种或品牌差异性,几个品牌的长白苦瓜30.4KD与32.5KD的蛋白质含量均较少,但55.4KD和57.7KD蛋白的含量却比翠绿苦瓜和大青苦瓜高。
3 小结与讨论
3.1 关于提取时所用缓冲液,前人已有多种方案,如使用PBS缓冲液、乙酸溶液、磷酸盐缓冲液及氯化钠溶液等。本实验分别使用PBS缓冲液、0.15mmol/L乙酸溶液与0.9%氯化钠溶液抽提,进行SDS-PAGE电泳对比,几种缓冲液中,以PBS缓冲液的提取效果最好,对蛋白质的损害也最小。乙酸溶液的提取效果最差,对蛋白质的损害最大。氯化钠溶液居中。
3.2 本次实验提取的苦瓜子可溶性蛋白,分子质量范围较广,有一部分在以往文献中未曾发现报道。如57.7KD、55.4KD、20.1KD、1 5.4 KD、14.8KD数种。在以后的研究中可以对这些蛋白质的生物活性进行进一步探讨。
摘要：苦瓜(Momordica charantia L)具有食用和药用的双重价值。而苦瓜种子所含的可溶性蛋白组分(一类统称为苦瓜子核糖体失活蛋白)则具有及其重要而广泛的药用价值,在防治爱滋等病毒感染和治疗恶性肿瘤方面有望成为一种难得的新型药物。为了探知不同品种苦瓜种子可溶性蛋白组分的的异同,为新药原料选择提供理论依据,配合苦瓜种子资源开发,而采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺电泳法(SDS-PAGE),对五个品种苦瓜(鑫源牌长白苦瓜、飞龙一号长白苦瓜、李氏牌长白苦瓜、钰禾牌翠绿苦瓜和渝特牌大青苦瓜)种子的可溶性蛋白组分进行了分析、比较及提取溶剂的优选研究。实验结果表明:实验采用的五个品种或品牌苦瓜种子样品,在可溶性蛋白组成方面品种有一定的特异性,除都含有57.7KD、55.4KD、32.5KD、30.4KD、20.1KD和15.4KD蛋白外,在大青苦瓜与翠绿苦瓜中还存在有一种14.8KD蛋白(其它三种长白苦瓜未见此蛋白);在组分含量方面也具有品种或品牌差异性,几个品牌的长白苦瓜30.4KD与32.5KD的蛋白质含量均较少,但55.4KD和57.7KD蛋白的含量却比翠绿苦瓜和大青苦瓜高。因此,在有关苦瓜种子蛋白研究和新药开发时应重视品种或品牌的选择。实验结果还显示:PBS缓冲液的提取对蛋白质的损害最小,可以作为首选提取溶剂;乙酸溶液的提取对蛋白质的损害最大,不宜选用;氯化钠溶液居中。
关键词：苦瓜种子,品种,可溶性蛋白,SDS-PAGE,提取溶剂,比较研究
参考文献
[1]邓向军,徐斌,董英.苦瓜化学成分的研究进展[J].时珍国医国药,2006,17(12):2449-2451.
[2]孙海燕,胡家恕,汪俏梅.苦瓜的核糖体蛋白[J],细胞生物学杂志,2004,26(3):247-250.
[3]傅明辉.苦瓜籽蛋白的分离纯化及其抗氧化活性研究[J].药物生物技术,2001,8(5):248-250.
[4]王海仁,孙晓阳,王庆华,等.苦瓜凝集素的制备及部分性质的研究[J].生物化学杂志,1995(12):737-739.
[5]王先远,高兰兴.苦瓜提取物MAP30抗病毒的研究进展[J].氨基酸和生物资源,2000,22(2):6-8.
豆渣中可溶性膳食纤维提取工艺研究 第6篇
大豆来源的膳食纤维因其安全性已成为当前研究的一个热点。目前豆渣中可溶性膳食纤维的提取方法主要有加热提取法和酶法等，普遍缺点是成本高，提取率低，产品纯度较低，实现产业化较难。本研究以市售豆渣为原材料，通过先加压预处理，然后进行乙醇沉淀，在碱液浓度为4%条件下提取可溶性膳食纤维，获得了较为理想的提取结果。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂与仪器
豆渣(市售)。
1.2 试剂与设备
无水乙醇、碳酸钠(本试验采用试剂均为分析纯);分析天平、真空恒温干燥箱、R201旋转蒸发器、DK-98-1A电热恒温水浴锅、蒸馏装置、高压灭菌锅等。
1.3 豆渣中SDF的提取工艺
将豆渣粉碎后，以水冲洗以除去其表面附着的蛋白质。称取样品5g，按一定的固液比加水后调节pH值，再用高压灭菌锅进行加压预处理，促使其纤维结构改变和内部的糖苷键等水解，以达到增加可溶性物质比率。然后加入4%的碳酸钠溶液并调节pH值，通过水浴加热，在一定温度条件下回流过滤，利用乙醇对滤液进行沉淀后蒸发溶剂，于90℃下干燥得SDF。按下面公式计算提取率：
2 结果与讨论
2.1 温度对SDF提取结果的影响
在提取时间为1.5h、固液比为1∶10和pH值为12的条件下，研究了提取温度对豆渣中SDF提取率的影响，结果如图1所示。
由图1可知：提取温度在50～90℃的范围内，SDF提取率呈明显上升趋势。考虑到过高温度对设备的要求也会相应提高，同时还要兼顾提取结果的实际需要，所以选择3个水平做正交试验，温度分别为50、70和90℃。
2.2 固液比对SDF提取结果的影响
在提取时间为1.5h、提取温度为90℃和pH值为12的条件下，研究了固液比对豆渣中SDF提取结果的影响，结果如图2所示。
由图2可知：固液比在1∶10以下时，SDF提取率上升明显，超过1∶10后SDF提取率趋于稳定。因此，选择3个水平做正交试验，碱液浓度为1∶8、1∶10、1∶15。
2.3 时间对SDF提取结果的影响
在提取温度为90℃、固液比为1∶10和pH值为12的条件下，研究了提取时间对豆渣中SDF提取结果的影响，结果如图3所示。
由图3可知：提取时间对SDF提取结果也有着显著影响。提取时间在1.5h以下时，SDF提取率随着提取时间增加而显著提高。当超过1.5h后，SDF的提取率不再增加，甚至有减少趋势。故此选取时间为1、1.5、2h 3个水平进行正交试验。
2.4 正交试验分析
根据前述单因素试验结果，利用正交设计对SDF提取的各项工艺参数进行了优化。确定因素水平范围为：温度(A)依次为50、70、90℃;固液比(B)依次为1∶8、1∶10、1∶15;时间(C)依次为1、1.5、2h。结果与极差分析见表1。
通过表1极差分析可知：影响SDF提取结果的各因素主次关系为：A(提取温度)>C(时间)>B(固液比)，正交试验的最佳条件为A3B2C2，即温度为90℃、固液比为1∶10、时间为1.5h。以此最佳条件进行验证试验，得出SDF的产率可达43.9%。
3 结论
在影响豆渣SDF提取率的3个因素(提取温度、固液比和提取时间)中，提取温度是主要因素，其次是时间，再次是固液比。根据对比分析得到豆渣中SDF提取的最优工艺参数是：温度为90℃、固液比为1∶10、时间为1.5h，在此条件下豆渣中可溶性膳食纤维的提取率可达43.9%。
摘要：通过加压预处理, 碱液浓度为4%条件下, 利用乙醇沉淀方法对豆渣中所含可溶性膳食纤维 (SDF) 进行提取, 经单因素试验和正交试验得出最佳提取工艺参数:温度为90℃、固液比为1:10、时间为1.5h, 此工艺下豆渣中可溶性膳食纤维的提取率可达43.9%。
关键词：豆渣,可溶性膳食纤维,乙醇沉淀,提取
参考文献
[1]孙云霞．豆渣中水溶性膳食纤维提取方法的研究[J]．食品研究与开发，2003, 24 (3) :34~35．
[2]姜竹茂，陈新美，缪静．豆渣中制取可溶性膳食纤维的研究[J]．中国粮油学报，2001, 16 (3) :52~55.
[3]徐广超，姚惠源．豆渣水溶性膳食纤维制备工艺的研究[J]．河南工业大学学报：自然科学版，2005, 26:54~57．
[4]吴晖，侯萍，苏浩，等．大豆水溶性膳食纤维的提取研究[J]．现代食品科技，2008, 24 (4) :336~339．
学校课桌油漆涂层可溶性铅含量分析 第7篇
1 对象与方法
1.1 对象
采用方便抽样法, 抽取南平市延平区学校小学及幼儿园32所 (含乡镇学校2所) , 每所抽取3~5张课桌 (由于学校课桌一般是成批采购, 故每批抽取1张) , 每张课桌取1份样品。先用滤纸擦拭课桌油漆层以除去表面脏物, 刮削表面油漆涂层, 作为1份涂层样品。共计采集样品105份, 其中幼儿园68份, 小学37份。同时抽取15所小学及幼儿园, 每校抽取1~3张有油漆的课桌。每张课桌用直径12.5 cm的定性滤纸来回擦拭桌面3次 (相当儿童用手接触课桌油漆) , 向内折叠包好, 作为一份擦拭样品, 同时折叠一张带到现场的滤纸 (未试擦桌面的) 作为空白样品。共计采集擦拭样品34份, 空白样品3份。
1.2 方法
1.2.1 涂层样品处理
准确称取油漆涂层10~200 mg于100 mL烧杯中, 加入5 mL 0.07 mol/L的盐酸, 振摇1 h, 温热 (37℃) 30 min, 放置过夜, 过滤, 定容。
1.2.2 擦拭样品处理
擦拭样品及空白样品用10 mL 0.07 mol/L的盐酸 (相当于唾液的酸度) 浸泡, 振摇1 h, 温热 (37℃) 30 min, 放置过夜。
取上述2类处理液, 用AA-6601F原子吸收分光光度计, 分别分析其可溶性铅含量。
2 结果
2.1 涂层样品
在105份样品中, 3份可溶性铅含量低于10 mg/kg, 最大值为15 617.3 mg/kg, 中位数为1 375.8 mg/kg。经作频数图, 发现是偏态数据, 峰顶在1 500 mg/kg附近。105份样品中, 91份铅含量超过国家标准 (90 mg/kg) [3], 超标率为86.7%, 其中幼儿园超标率为89.2% (58/68) , 小学为58.3% (33/37) , 差异有统计学意义 (χ2=12.00, P<0.05) 。
由表1可知, 黄色、蓝色油漆可溶性铅中位数分别为3 911.8 mg/kg, 4 437.8 mg/kg, 明显高于其他颜色油漆, 与广州市市售油漆可溶性铅调查结果相近[1]。
2.2 擦拭样品
在所有34份样品中, 3份可溶性铅含量小于1.0 μg, 其余31份最大为109 μg, 平均17.3 μg。空白样品可溶性铅小于1.0 μg。
3 讨论
本次调查显示, 涂层样品中可溶性铅中位数超过国家标准15倍, 且总体样品超标率达到86.7%, 最大值超标173倍, 说明学校课桌油漆涂层中的可溶性铅含量较高 (由于我国目前尚未有课桌油漆涂层铅标准, 本文参照《国家玩具安全技术规范》[3]) 。由此判断, 学校课桌油漆涂层存在一定的铅危害。
幼儿园样品超标率为89.2%, 小学超标率为58.3%。可见幼儿园课桌油漆铅危害大于小学。采样时也发现, 多数幼儿园由于经费不足, 课桌常用简易方法油漆, 或采用劣质油漆, 更增加了铅的污染。
一张直径为12.5 cm的定性滤纸张开相当于儿童一双手掌大小面积, 用它来回擦拭桌面3次, 相当于儿童一次性接触桌面油漆所粘附可溶性铅的含量。从调查结果可看出, 儿童一次性接触桌面油漆, 平均可粘附17.3 μg的可溶性铅。若儿童接触桌面油漆未洗手就拿食物吃或把手指伸入口中, 这些铅就可进入人体, 并且被吸收。消化道是儿童吸收铅的主要途径, 成人消化道对铅的吸收率为5%~10%, 儿童则高达42%~53%[4]。成人摄入体内的铅约99%最终将随大小便排出体外, 而儿童铅的排泄率仅有66%左右, 仍有约1/3留在体内[5]。每天摄入少量的铅, 最终会被人体吸收蓄积造成危害。
0~6岁儿童中枢神经系统处于快速生长、分化、发育、完善、成熟阶段, 血脑屏障能力差, 铅易于进入脑内, 损害海马等脑区的发育[6]。虽然我国儿童血铅标准定为100 μg/L, 但只要血铅值 ≥50 μg/L[7], 就可能引起儿童脑细胞损伤, 造成智商下降, 影响学习。若是把刮削的油漆直接吃下, 就有更大的铅危害。因此, 建议学校在新购置课桌时应先检测铅含量, 或不用含铅油漆做桌面涂料。学校也应加强对铅危害性及污染性的宣传, 多教育学生, 爱护课桌, 不用小刀或手指刮课桌油漆层;接触油漆后一定要洗手再吃东西, 养成良好的卫生习惯, 最大限度地减少儿童日常生活的铅暴露, 降低儿童铅中毒的发生。
摘要：目的 了解学校课桌油漆涂层可溶性铅含量, 为预防儿童铅中毒提供依据。方法 抽取延平区32所小学和幼儿园, 采取刮削和滤纸擦拭2种方式进行取样。刮削课桌油漆涂层作为涂层样品, 共计采集样品105份;用滤纸擦拭课桌油漆面, 作为擦拭样品, 共采集34份样品。用原子吸收分光光度计分析样本的可溶性铅含量。结果 在所有涂层样品中, 3份可溶性铅含量低于10 mg/kg, 最大值为15617.3 mg/kg, 中位数为1 375.8 mg/kg;在所有擦拭样品中, 3份可溶性铅含量低于1.0μg, 其余31份样品中最大为109μg, 平均为17.3μg。结论 学校课桌油漆涂层中可溶性铅含量较高, 有关部门应采取相应措施降低儿童铅中毒的发生。
关键词：卫生设施,铅,学生保健服务
参考文献
[1]林国桢, 彭荣飞, 杜琳, 等.广州市售油漆铅含量检测结果与分析[J].广东微量元素科学, 2006, 13 (10) :56-61.
[2]詹平, 陈华.环境卫生学[M].北京:科学出版社, 2008:244.
[3]国家质量监督检验检疫总局.GB6675-2003国家玩具安全技术规范[S].北京:中国标准出版社, 2003.
[4]戚其平, 杨艳伟, 姚孝源, 等.中国城市儿童血铅水平调查[J].中华流行病学杂志, 2003, 24 (3) :162.
[5]梁振山, 张发贵, 杨华平.环境铅污染及其所致的儿童铅中毒[J].河南预防医学杂志, 2002, 13 (3) :183-187.
[6]颜崇淮, 沈晓明.我国儿童铅中毒防治的现状与任务[J].中国实用儿科杂志, 2006, 21 (3) :161.
鸡腿菇中可溶性多糖提取条件优化 第8篇
1 实验部分
1.1 试剂与仪器
无水乙醇(分析纯);浓硫酸(分析纯);苯酚(分析纯);葡萄糖(分析纯)。
DGG-9070B型恒温鼓风干燥箱,上海森信实验仪器有限公司;BS210S电子天平,北京赛多利斯天平有限公司;HHS数显恒温水浴锅,上海博迅实业有限公司医疗设备厂;723N型可见分光光度计,上海精密科学仪器有限公司;植物粉碎机,上海江信科技有限公司。
1.2 材料
鸡腿菇,产地丽水,置于(50±1) ℃下的恒温箱内烘干,冷却后在植物粉碎机中粉碎,过60目筛装入磨口试剂瓶中,备用。
1.3 分析方法[7]
准确配制100 μg/mL的葡萄糖标准溶液,分别精确吸取0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL、1.0mL的葡萄糖标准溶液,至25 mL的比色管中,加蒸馏水至1.0 mL。以1.0 mL蒸馏水作空白溶液,在以上试剂中分别加入0.5 mL 5%的苯酚溶液和2.5 mL浓硫酸,充分摇匀,放置20 min至冷却。在波长490 nm测定吸光度。以质量浓度为横坐标,吸光度为纵坐标绘制标准工作曲线(见图1),得回归方程:
A=11.62C+0.0703,R2=0.993
1.4 鸡腿菇中可溶性多糖的提取[8]
称取一定量过60目筛的鸡腿菇,按料水比(W :V=1 :15)加入蒸馏水,于70 ℃水浴中加热1 h,离心过滤。滤液用Sevage试液(氯仿:正丁醇= 4 :1, 体积比) 按1 :5 充分混匀, 剧烈振荡30 min,在3500 r/min下离心10 min,收集上清液,弃去水与有机相间的蛋白变性层,上清液再按上述步骤重复处理,至氯仿与水层之间无胶状物产生。提取液加无水乙醇至乙醇浓度65%沉淀, 4 ℃静置12 h,过滤,冷冻干燥,即得粗多糖。
2 结果与分析
2.1 料液比对鸡腿菇多糖得率的影响
准确称取4份1.0 g鸡腿菇粉末,按照料液比1:20、1:30、1:40、1:50分别提取鸡腿菇多糖,在60 ℃下浸提4 h后测多糖提取率。实验结果见图2。图2分析可见,多糖的提取量随着料液比的增加而逐渐增加,当料液比大于1:30时多糖的提取量增加不显著,因而从节省原料和降低试验成本考虑选择料液比为1:30。
2.2 温度对鸡腿菇多糖得率的影响
准确称取4份1.0 g鸡腿菇粉末,在50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃条件下分别提取鸡腿菇多糖,在料液比1:30下浸提4 h后测多糖提取率。实验结果见图3。从图3分析可见,水浴温度为70 ℃时的多糖提取率最高,低于70 ℃时由于温度较,低提取不完全,多糖的提取率较低;当温度高于70 ℃时提取率开始下降。
2.3 提取时间对鸡腿菇多糖得率的影响
准确称取4份1.0 g鸡腿菇粉末,在70 ℃料液比1:30下提取鸡腿菇多糖,浸提时间分别为3 h、4 h、5 h、6 h,并测多糖提取率。实验结果见图4。从图4分析可见,随着浸提时间的逐渐增加多糖的提取率也逐渐增加,于4 h时达到最大值。
2.4 提取次数对鸡腿菇多糖得率的影响
准确称取4份1.0 g鸡腿菇粉末,按料液比1:30,在70 ℃ 条件下浸提4 h,分别操作1、2、3、4次并测多糖提取率。实验结果见图5。从图5分析可见,提取次数增多提取率有所增加,提取2次以上提取率增加较少,考虑操作成本以提取2次左右为宜。
2.5 正交实验结果分析
通过单因素实验,取影响枸杞多糖提取的主要因素料液比(A)、浸提温度(B)、时间(C)、提取次数(D)作正交实验。每个因素设定三个水平,在平行操作下按L9(34)[12]正交设计。以多糖提取得率为标准对提取条件进行优化。正交实验结果(见表1)。
从表1分析可见,影响鸡腿菇多糖提取得率的影响因素的顺序为:浸提温度>浸提时间>提取次数>料液比。其中对鸡腿菇多糖得率影响最大的是浸提温度。所以最佳提取条件为A1B2C2D2,即料液比1:30,浸提温度70 ℃,浸提时间4 h,提取次数3次。
2.6 验证试验
为了验证正交实验结果的正确性与可行性,进行了如下验证实验。准确称取鸡腿菇粉末1.0 g,置于三颈烧瓶中,在所得最佳提取条件下进行提取。试验数据见表2。
3 结 论
本实验采用热水浸提法和醇沉法提取杏鲍菇多糖的方法,具有成本低、经济、操作简单等优点,为了提高多糖的提取率,对水提的方法进行了单因素实验和正交实验的优化工艺研究。根据单因素实验和正交实验得到了提取鸡腿菇中多糖的最佳条件为A1B2C2D2,即料液比1:30,浸提温度70 ℃,浸提时间4 h,提取次数三次。经过验证实验进一步表明:在此最佳条件下多糖的得率可达6.21%。
摘要：以鸡腿菇为原料,采用水溶剂提取法对其所含的可溶性多糖的提取条件进行研究。实验结果表明:提取温度,料液比,提取时间和提取次数对鸡腿菇中多糖的提取均有较大的影响,通过正交实验法得到可溶性多糖提取的最佳条件:温度70℃、料液比1∶40、提取时间4 h、提取次数3次。
关键词：鸡腿菇,可溶性多糖,提取,条件优化
参考文献
[1]刘文洁,胡辉.食用菌多糖的生产技术[J].农牧产品开发,2000(05):20-21.
[2]何文.鸡腿菇营养价值高,开发前景广阔[J].资源开发与市场.2000(04):20.
[3]杨宁波,张建民.鸡腿蘑营养成分及应用价值[J].特种经济动植物,2000(05):31.
[4]贾蕊,刘风兰.鸡腿菇研究现状及发展前景[J].食品科学,2006(11):169-173.
[5]邢福国,王海霞,韩春超,等.鸡腿蘑多糖免疫功能的初步研究[J].食品科学,2003,24(6):139-141.
[6]何文.鸡腿菇营养价值高开发前景广阔[J].资源开发与利用,2000(04):11-12.
[7]韩秋菊.鸡腿菇多糖提取工艺条件的研究[J].陕西农业科学,2012(03):65-67.
可溶性材料 第9篇
关键词：黄瓜白粉病；0.5%几丁聚糖可溶性液剂；防治
中图分类号 S435 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）16-0061-01
白粉病又名“白毛”[1]，是温室黄瓜、塑料大棚黄瓜和陆地春黄瓜生产上的一种常见的病害，除为害黄瓜外，还可为害西葫芦、南瓜、甜瓜、冬瓜、西瓜、丝瓜等作物。此病主要侵染叶片，亦为害茎部和叶柄，一般不为害果实。发病初期，叶片上产生白色粉斑，随后布满整个叶片，白粉状物逐渐变成灰白色或红褐色，叶片也随之变为枯黄。叶片上的白粉状物是病菌的菌丝体、分生孢子梗及分生孢子，有时发病后期叶片上产生黑褐色小点，为病菌的有性世代闭囊壳。
1 材料与方法
1.1 材料 试验地设在密云区城关镇李各庄村蔬菜日光温室，试验地土壤为壤土，肥力中等，田间管理水平均匀一致，栽培方式采用每畦双行种植，每小区栽种黄瓜110～120株。试验对象为黄瓜白粉病（Sphaerotheca fuliginea），供试作物为黄瓜，品种为戴多星。
1.2 试验设计 试验共设5个处理：0.5%几丁聚糖可溶性液剂（成都特普科技发展有限公司提供）500倍液，0.5%几丁聚糖可溶性液剂（成都特普科技发展有限公司提供）300倍液，0.5%几丁聚糖可溶性液（成都特普科技发展有限公司提供）100倍液，430g/L戊唑醇悬浮剂（拜耳作物科学（中国）有限公司）3 000倍液，另设清水对照（CK）。小区面积24m2，设4次重复，采用随机区组排列。在黄瓜白粉病发病前开始施药，采用“没得比”背负式压缩喷雾器，针对黄瓜植株均匀喷雾施药。
1.3 调查分析 根据农药田间药效试验准则，施药前（5月5日）调查病情基数，最后一次施药后第7天（5月26日）进行药效调查。每小区随机取5点调查，每点调查10株，每株调查全部叶片。记录总叶数和叶片发病级数。试验结果采用邓肯氏新复极差（DMRT）法进行统计分析。病情分级标准：0级：全株无病；1级：病斑占整个叶面积的5%以下；3级：病斑占整个叶面积的6%～15%；5级：病斑占整个叶面积的16%～25%；7级：病斑占整个叶面积的26%～40%；9级：病斑占整个叶面积的41%以上。根据农药田间药效试验准则计算公式，计算病情指数和防治效果。防治效果计算公式如下：
病情指数（%）=∑[（各级病叶数×相对级数值）]/（调查总叶片数×9）×100；
防治效果（%）=[1-（CK0病指数×pt1病指数）/（CK1病指数×pt0病指数）]×100
2 结果与分析
2.1 不同药剂防治黄瓜白粉病效果 由表1可知：0.5%几丁聚糖可溶性液剂对黄瓜白粉病有一定的防治效果，其100倍液处理防治效果好于其500倍液、300倍液处理和对照药剂430g/L戊唑醇悬浮剂3 000倍液处理，如末次药后7d平均防效：0.5%几丁聚糖可溶性液剂500倍、300倍、100倍处理、对照药剂430g/L戊唑醇悬浮剂3 000倍液处理分别69.6%、81.8%、87.7%和84.4%；0.5%几丁聚糖可溶性液剂300倍、100倍处理及对照药剂430g/L戊唑醇悬浮剂3 000倍液处理三者间无显著差异，三者与0.5%几丁聚糖可溶性液剂500倍处理间差异达极显著水平。
2.2 对供试作物的影响 观察发现试验药剂对作物安全无药害，试验期间未发现对产品的质量和产量的不良影响，试验期间作物未发现试验药剂对其他病虫害的作用。在试验剂量下，未见供试药剂对其他非耙标生物有影响。
3 结论
0.5%几丁聚糖可溶性液剂防治黄瓜白粉病，宜在白粉病发病前或发病初期开始施药，施药浓度以300～100倍（有效成分16.7～50mg/kg）为宜，可针对黄瓜植株均匀喷雾施药，每7d一次，连续3次，可以取得较好的防治效果。
参考文献
可溶性材料 第10篇
关键词：羊草,可溶性蛋白,茎,叶
羊草 (Leymus chinensis) 是广泛分布于我国东北、华北及新疆等地的多年生根茎型禾本科牧草, 品质优良, 适口性好, 蛋白质含量在禾本科牧草中居于前列[1], 具有耐寒、耐旱、耐盐碱、耐践踏及放牧不限季节等特点, 是一种高产优质牧草。在同一气候带, 生境条件差异是影响植物生长、发育和分布的重要因素。蛋白质是衡量牧草质量的一个最好标准, 试验通过对扎龙自然保护区不同生境羊草可溶性蛋白进行比较研究, 试图从可溶性蛋白质水平上探讨不同生境羊草之间是否存在差异, 找到羊草最适宜生长的生境, 从而在这一生境下扩大对羊草的人工栽培, 对丰富生态学理论及指导生产实践均有重要意义。
1 材料与方法
1.1 材料
2009年5月中旬, 在黑龙江省扎龙自然保护区选择生境条件一致的大面积羊草单优势群落地段, 分别选择土壤类型为草甸土、沙土、碱土地, 取羊草地上部分。
1.2 方法
1.2.1 可溶性蛋白质的提取
将样品用水冲洗后, 从3种样品中分别取地上部分包括叶、茎各0.3 g, 加Tris-HCL缓冲液 (pH值8.0) 1 mL 冰上充分研磨, 0 ℃ 8 000 r/min离心10 min, 取上清液, 4 ℃保存。
1.2.2 电泳
采用聚丙烯酰胺凝胶垂直平板电泳分析样品全蛋白。分离胶和浓缩胶浓度分别为10%和5%, 上样量均为10 μL。稳压电泳, 浓缩胶电压为200 V, 分离胶电压升至300 V。待溴酚蓝指示剂下移至距胶底部1 cm时停止电泳。考马斯亮蓝染色0.5～1 h, 常规脱色[2]。
1.2.3 数据处理与统计分析方法
应用Band Scan软件进行电泳谱带检测, 手工检带, 除去因胶版上亮点、点样孔、条带粘连引起的计算机误检。清晰可辨的电泳条带全部用于统计分析。谱带迁移率, Rf=谱带迁移距离/溴酚兰迁移距离。谱带相似性系数= (2两个品种间共有的谱带数) /两个品种的谱带数之和[3]。
2 结果与分析
2.1 3种生境羊草叶、茎可溶性蛋白质谱带分析 (见图1)
1.沙土叶;2.草甸土叶;3.碱土叶;4.沙土茎;5.草甸土茎; 6.碱土茎。
在相同条件下, 对3种生境下羊草叶可溶性蛋白进行分析, 发现草甸土谱带最为丰富, 为5条, Rf=0.151, 0.369, 0.562, 0.684和0.737;沙土为3条, 少了Rf=0.684, 0.737处2条谱带;碱土为4条, 少了Rf=0.737处1条谱带。在Rf=0.684处沙土谱带着色较浅, 碱土与草甸土着色较深。3种生境羊草叶在Rf=0.151处都有1条着色非常深的谱带, 说明该蛋白为3种生境羊草叶在该时期表达丰度最高的蛋白。谱带的总体着色程度没有明显差异, 说明3种生境羊草叶中可溶性蛋白总量基本相同。
3种生境羊草茎分析结果显示, 沙土与碱土谱带数目相同, 为9条, Rf=0.311, 0.349、0.382, 0.441, 0.468, 0.559, 0.596, 0.684, 0.790, 草甸土少了Rf=0.596, 0.079处2条谱带。碱土在Rf= 0.71处谱带活性强、色深, 说明该蛋白表达丰度高于其他两种生境。谱带总体着色程度没有明显差异, 说明3种生境下羊草茎中可溶性蛋白总量基本相同。
羊草可溶性蛋白图谱存在明显的组织器官特异性。其中叶、茎共有谱带2条, 即Rf=0.562, 0.684。叶谱带较少, 最多为5条, 茎谱带较多, 最多为9条。说明茎中所含可溶性蛋白种类较多, 更适于进行羊草可溶性蛋白分析。
2.2 谱带相似性系数分析 (见表1)
注:1.沙土叶;2.草甸土叶;3.碱土叶;4.沙土茎;5.草甸土茎; 6.碱土茎。
统计不同生境羊草叶、茎可溶性蛋白谱带数, 根据公式进行相似系数计算, 得到相似系数矩阵 (见表1) 。从表1可以看出, 3种生境叶相似性系数在0.750～0.889之间;茎相似性系数在0.875～1之间, 相似性系数均较大, 说明3种生境羊草叶、茎可溶性蛋白差异较小。
植物体不同器官分别执行不同的生理功能, 试验结果显示, 同一生境羊草的不同器官之间可溶性蛋白相似性系数较低, 沙土叶、茎相似性系数为0.167, 草甸土为0.333, 碱土为0.308, 差异较大。
3 讨论
蛋白质分子的差异可以表现为基因的差异, 也可能是相同基因的不同表达。羊草是耐寒、耐旱、耐盐碱、耐践踏和营养价值很高的优良牧草, 广泛分布在我国东北平原、华北地区和内蒙古东部高原。从不同生境羊草可溶性蛋白图谱表现来看, 不同生境羊草可溶性蛋白活性差异不大, 图谱较稳定。从可溶性蛋白水平上来看, 3种生境羊草之间并不存在显著差异。这说明由于生态环境的差异, 引起羊草随地理生态条件变化发生不同程度的种内分化, 但在总体上保持着较大程度的一致性, 这与同工酶的研究结果相同[4,5,6,7]。
植物的可溶性蛋白表现有着组织器官特异性及发育阶段的特异性, 这对利用可溶性蛋白进行品种鉴定和分类是一个不利因素, 但它也存在着相对的稳定时期和适宜的采样部位, 这使得其应用具备了可行性、科学性[8,9]。因此, 选择适宜的器官和时期有利于提高可溶性蛋白分析的精确度。以前, 多数学者通常把叶作为可溶性蛋白分析材料, 在本试验中发现, 羊草茎可溶性蛋白谱带较多, 活性较强, 更适于用作可溶性蛋白分析的材料。
植物同一种类或品种的不同器官属同一起源, 但具有不同结构, 故基因构成既有共性, 又有不同点, 这就决定了它们的可溶性蛋白表现既有共同点又有各自特点。本试验结果表明, 羊草同一生境的不同器官间可溶性蛋白的谱带数、Rf值、谱带的宽窄及其颜色的深浅具有明显差异性, 其中茎的谱带数明显多于叶, 说明可溶性蛋白在羊草各器官中的基因表达具有特异性。
参考文献
[1]张玉芬, 周道玮.羊草分化及育种研究进展[J].中国草地, 2002, 24 (2) :54-58.
[2]DONG M.Clonal growth in plants in relation to I source heterogene-ity:Foraging behavior[J].Acta Bot Sin, 1996, 38:828-835.
[3]汪家政, 范明.蛋白质技术手册[M].北京:科学出版社, 2000.
[4]熊全沫.同工酶电泳数据的分析及其在种群遗传上的应用[J].遗传, 1986, 8 (1) :1-5.
[5]陈世龙.内蒙古东部地区不同类型草原中羊草的同工酶研究[J].中国草地, 1994 (6) :47-50.
[6]张丽萍, 陈丽颖, 李建东.东北松嫩草原羊草的过氧化物酶同工酶及酯酶同工酶的研究[J].草业科学, 1992, 9 (2) :699-702.
[7]汪敏, 钱吉, 郑师章.羊草不同地理种群的同工酶研究[J].应用生态学报, 1998, 9 (3) :269-272.
[8]ABHA J, ROY A K, KAUSHAL P, et al.Isozyme banding patternand estimation of genetic diversity among Guinea grass germplasm[J].Genetic Resources and Crop Evolution, 2006, 53:339-347.
[9]卞阿娜, 方份.菊花7个品种过氧化物酶同工酶分析[J].漳州师范学院学报:自然科学版, 2003, 16 (1) :78-81.
