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脂類生化產(chǎn)品制備技術(shù)第一節(jié)脂類的概述脂類包括的范圍很廣簡單地講脂類化合物確實是普遍存在于生物體中的脂肪及類脂類的能夠被有機溶劑提掏出來的化合物這些物質(zhì)在化學(xué)成份和化學(xué)結(jié)構(gòu)上也有專門大不同可是它們都有一個一起的特性即不溶于水,性溶劑中用這種溶劑可將脂類化合物從細胞和組織中提膜的重要物質(zhì)幾乎細胞所含有的全數(shù)磷脂類都集中在生免機械損傷和避免熱量散發(fā)等愛惜作用脂類作為細胞表面物質(zhì),與細胞的識別(cellrcogntion)、種特異性(speciessspecificity)和組織免疫(tissueimmunity)等有緊密些物質(zhì)包括某些維生素(vitamins)和激素(horITlone8)等;的3個羥基中有脂有不同的溶解性質(zhì)如腦磷脂不溶于丙酮而溶于氯仿和不溶于乙醚這些溶解性質(zhì)的不同常作為提取分離磷脂化合物的依據(jù)類固醇化合物都不溶于水而溶于有機溶劑。第二節(jié)脂類的分類脂類可按不同的方式分類比較理想的分類方式是依照組成脂類的要緊成份進行分類依照這一原那么可將脂類分為復(fù)合脂類(complexlipids)和簡單脂類(simplelipids)兩大類。復(fù)合脂類包括與脂肪酸結(jié)合在一路的各類脂類,有酰基甘油(acylglycerol,要緊有卵磷脂、腦磷脂、豆磷脂等)、磷酸甘油脂類(phospho—glycerides)、鞘脂類(sphingolipids)、蠟)等。簡單脂類包括不合脂肪酸的脂類(要緊有亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸、甘碳五烯酸)和甘二碳六烯酸(DHA)等,有萜類(terpenes,要緊有鯊烯)甾類化合物s要緊有膽固醇谷固醇、膽酸和膽汁酸、蟾毒配基(bufogenins等、前列腺素類(,prostaglandins及其他如膽紅素、輔酶Qo、人工牛黃、人工熊膽等。第一節(jié)脂類的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一、單純脂脂肪是脂肪酸的甘油三元酯天然脂肪大多數(shù)是混酸脂肪酸有以下的共性。1.多數(shù)鏈長為14至個碳原子,都是偶數(shù)。最多見的是16或18個碳原子12個碳以下的飽和脂肪酸要緊存在于哺乳動物的乳脂中。2.飽和脂肪酸中最普遍的是軟脂酸和硬脂酸。飽和脂肪酸組分要緊為十八碳烯酸其中有1個雙鍵的稱為油酸有2個雙鍵的稱為亞油酸有3個雙鍵的稱為亞麻酸,不飽和脂肪酸中最普遍的是油酸。3.在高等植物和低溫生活的動物中,不飽和脂肪酸的含量高于飽和脂肪酸。4.不飽和脂肪酸的熔點比一樣鏈長的飽和脂肪酸的熔點低。5.高等動植物的單不飽和脂肪酸含有一個不飽和鍵的脂肪酸的雙鍵位置一樣在C9和C1。碳原于之間,多不飽和脂肪酸(含有一個以上不飽和鍵的脂肪酸)中的第一個雙鍵也始于△。6.高等動、植物的脂肪酸幾乎均是順式結(jié)構(gòu),只要極少數(shù)有順反異構(gòu)體從1978年指出甘碳五烯酸有利于人的軀體健康以來,研究與開發(fā)w—3多不飽和脂肪酸發(fā)此刻海洋動物和海洋浮游植物中含量較豐碩。天然多不飽和脂肪酸的要緊散布和含量見表7-1。飽和脂肪酸的組分主若是十六烷酸或稱軟脂酸十八式-—可用一條鋸齒形的碳氫鏈來表示其構(gòu)型。脂肪酸分子中,非極性的碳氫鏈是“疏水”的,極性基團羧基是“親水”的。由于疏水的碳氫鏈占有分子體積的絕大部份,因此,中極性基團羧基的存在,仍能被水所潤濕。比較小(十六碳以下)的,也溶于冷乙醇中,其丙酸、丁酸等能溶于水。熔點和凝固點無不同。經(jīng)常使用分析脂肪皂化價的高低的方式來了解脂肪程度。從乙酰價的高低,能夠看出脂肪酸中所含羥基的量。 二、復(fù)合脂磷脂有甘油磷脂和神經(jīng)鞘磷脂甘油磷脂主若是卵磷脂和腦磷脂。磷脂分子中,以酯鍵形式和膽堿相結(jié)合RR一亞油酸亞麻酸及花生四烯酸等。自然狀態(tài)的磷脂分子中都有2條比較柔軟的長碳氫質(zhì)有效地分開三萜式脂在生物體中存在著由假設(shè)干個異戊二烯碳架組成的出此刻甲基側(cè)鏈。如從鯊魚肝中分離出來的鯊烯,是6個異戊二烯組成的不飽和脂肪烯烴分子中的雙鍵滿是反式的:第四節(jié)脂類的作用與用途天然脂類是普遍存在于生物體內(nèi)的一類物質(zhì)具有多方面的生理生化功能脂類生化產(chǎn)品要緊有不飽和脂肪酸類、磷脂類、膽酸類等。一、磷脂類生化產(chǎn)品磷脂能維持膽汁中膽固醇的溶解度可期待用于膽固醇結(jié)弱,另外腦磷脂還有止血作用。二、膽酸類生化產(chǎn)品的分泌量及成份。乳化脂肪有利于胰脂酶對月旨肪的水助于脂肪和脂溶性維生素的消化吸收,作用迅速,靜注30min上行性膽道感染和排除結(jié)石,同時應(yīng)給予阿托晶等解痙藥,或?qū)⒘蛩徭V灌人十二指腸松弛膽道口類結(jié)石的溶解藥,要緊用于無病癥或病癥較輕的X射線顯示膽囊功能良好的膽固醇類結(jié)石的患者或有手術(shù)禁忌反映,適用于高血脂癥、急慢性肝炎、肝硬化、膽結(jié)石、感病毒感染引發(fā)的傳染性疾患。三、色素類生化產(chǎn)品色素類生化產(chǎn)品有膽紅素膽綠素血紅素原卟啉、素是人工牛黃的重要成份它是由四個吡咯環(huán)組成之線性化合物為抗氧劑有清除氧自由基的功能可用于消炎,也是天然牛黃的重要成份之一,含量達72%~6.5%;造天然牛黃的獨創(chuàng)藥物,作用與天然牛黃相似,可鎮(zhèn)定、膽莢片等消炎類中成藥均含該成份原卟啉可增進細胞呼其衍生物劑,臨床上用于醫(yī)治多種癌癥。四、不飽和脂肪酸類生化產(chǎn)品麻酸、花生四烯酸,二十碳五烯酸及二十二碳六烯酸等。前列腺素是多種同類化合物之總稱具有普遍的生理作用和藥理作用,其中前列腺素和E2,(PGEl和僅幾,即可表現(xiàn)誕生人乃至以為前列腺素可能成為第三代避孕藥也有效于醫(yī)醫(yī)治心血管疾病、高血壓、操縱腎內(nèi)水和鈉離子的排泄,腺素具有舒張血管和松弛滑膩肌的作用用于中期或足月懷胎引產(chǎn)、中期流產(chǎn),給藥途徑以陰道或子宮局部為宜,可減酸及二十碳六烯酸均有降血脂作用,可用于醫(yī)治高血脂癥,預(yù)防動脈粥樣硬化。五、輔酶Q類生化產(chǎn)品輔酶Q是一類生物體中普遍存在的脂溶性醌類化合動物是10個異戊烯單位,故稱輔酶1。輔酶Q是組成線粒體呼吸鏈的成份之一,為傳遞電子、質(zhì)子的氫遞體,能激活細胞呼吸,加速產(chǎn)生P,是心肌代謝的激活劑?;謴?fù)正常,改善心電圖及郁血等自覺病癥。與強心苷、腸潰瘍、牙周炎等六、膽固醇類生化產(chǎn)品該類藥物包括膽固醇、麥角固醇及F—谷固醇。膽是機體多種甾體激素及膽酸原料麥角固醇是機體維生素D2的原料;B-谷固醇可降低血漿膽固醇。七、人工牛黃人工牛黃是據(jù)天然牛黃(牛膽結(jié)石)的組成而人工配制醇及無機鹽等是百多種中成藥的重要原料藥具有清熱、昏不語小兒驚風及咽喉腫脹等外用醫(yī)治療瘡及口瘡等。第五節(jié)脂類的提取分離方式在提取分離脂類化合物的進程中要依據(jù)脂類化合物劑和操作條件脂質(zhì)化合物的自然形態(tài)是以結(jié)合的形式存當弱的分子間引力與其他脂質(zhì)分子或蛋白質(zhì)分子的疏水合的脂,一樣用非極性溶劑提取,如乙醚、氯仿、苯等。與生物膜相結(jié)合的脂質(zhì),要用相對極性較強的溶劑提取,以斷開蛋白質(zhì)分子與脂類化合物分子之間的氫鍵或靜電水解,使脂質(zhì)分子從復(fù)合物中割裂出來再提取。天然脂類是一類超級復(fù)雜的混合物要取得較純的脂質(zhì),在目前情形下,要緊從天然資源中提取、分離制備,供醫(yī)藥及其他方面的應(yīng)用比化學(xué)合成方式容易本錢低。一、脂類化合物提取分離法1.機械壓榨法在制取油脂類化合物中,通經(jīng)常使用壓榨法即通過各類壓榨機在105~106Pa的壓力下將流動性較大的油從材料破碎的細胞中擠壓出來經(jīng)常使用這種方式從油料作物的種子中制取油(花生油、豆油等)2.水代法在民間仍然沿用一種簡單、便利的收油水猛烈攪拌水進入細胞和蛋白質(zhì)結(jié)合而將油頂替出來。率高市場上出售的馳譽中外的小磨香油確實是用水代法提取的。3皂化法甘油二酯(甘油酯)與酸或堿共煮或經(jīng)脂酶逆。當用堿(氫氧化鉀或氫氧化鈉)水解三酰甘油時,三酰甘油水解成能溶于水的脂肪酸鈉或鉀(即香皂)和甘油,此肪酸不被皂化部份如固醇等通過皂化反映后與甘油酯分取油酸和脂肪酸,即用皂化法。4.溶解度法溶解度法是依據(jù)脂類生化產(chǎn)品在不同溶劑中溶解度不同進行分離的方式如游離膽紅素在酸性條件溶于氯仿種成份得以分離。5.有機溶劑萃取法自然界中,脂類的形態(tài)是以結(jié)烴鏈以相當弱的分子間引力與其他脂類分子或蛋白質(zhì)分胺糖苷等方式與多糖分子共價相結(jié)合選擇提取溶劑時,疏水結(jié)合的脂類一樣用非極性溶劑提取如乙醚氯仿、提取,以斷開蛋白質(zhì)分子與脂類分子間的氫鍵或靜電力。共價結(jié)合的脂類不能用溶劑直接提取,要先用酸或堿水解,使脂類分子從復(fù)合物中割裂出來再提取。在生物脂類化合物的提取分離中經(jīng)常使用有機溶劑萃取方式它要緊依照不同油脂化合物在不同溶劑和不同采納幾種有機溶劑組合的方式進行以醇為組合溶劑的必納氯仿:甲醇:水二1:2:0.8(V/V)組合劑提取脂類和甲醇:水:1:0.g,水溶性雜質(zhì)分派進入甲醇-水相,時可在低于室溫條件下操作關(guān)于不穩(wěn)固的脂類化合物,浸提取脂類化合物中采納的有機溶劑,要保證新蒸餾過、不含過氧化物。在提取高度不飽和脂質(zhì)類化合物時,溶劑中要通入氮氣驅(qū)除空氣,操作中應(yīng)置于氮氣下進行。不可使脂類化合物的提取物完全干燥或在干燥狀態(tài)下長保留可溶于新蒸餾的氯仿:甲醇:2:1(V/V)的溶劑中,充滿溶劑,于—5~0C保留,時刻較長者1—2年,必需加入抗氧化劑,保留于—40℃。二、純化法1.丙酮沉淀法利用不同的脂類在丙酮中的溶解度離大部份磷脂不溶于冷丙酮中性脂類那么溶于冷丙酮,備純晶。2.層析分離法吸附層析是在制備規(guī)模上分離脂質(zhì)混合物的分離是依據(jù)單個脂質(zhì)組分的相對極性而進行的,是由分子中極性基團的數(shù)量和類型所決定的也受分子中的非極性基團的數(shù)量和類型阻礙一樣通過極性慢慢增大的溶劑進行洗提可從脂類混合物中分離出極性慢慢增大性磷脂用一根柱是不能使其完全分離的需要進一步利用薄層層析或另一柱層析分級分離,才能取得純的單個脂類組分。經(jīng)常使用吸附劑有硅酸氧化鋁氧化鎂和硅酸鎂等。離子互換層析是經(jīng)常使用的純化方式脂類分非離解的、兩性離子的和酸式離解不同進行分離純化,如DEAE-纖維素可對各類脂類進行一樣分離TEAE纖維素那么對分離脂肪酸和膽汁的酸等專門有效。 3.尿素包括法尿素通常呈四方晶形,當與某些脂肪簇化合時,會形成包括一些脂肪族物質(zhì)的六方晶型許多直鏈脂肪酸及其甲酯均易與尿素形成包括化合物(或稱絡(luò)合物)而達到純化的目的。飽和脂肪酸比不飽和脂肪酸易與尿素化合形成穩(wěn)固絡(luò)合物。在實際操作時,將尿素和混合脂肪酸或其甲酯混在一路先溶于熱的甲醇或甲醇乙醇混合液中,冷卻至室溫或12以結(jié)晶再將絡(luò)合物和母液別離與水混合,再按常規(guī)用乙醚或石油醚萃取,即可得成品。適用于直鏈脂肪酸及其酯、支鏈或環(huán)狀化合物的分離,也應(yīng)用不飽程度不同的一種重要方式。4.結(jié)晶法飽和脂肪酸在室溫下通常呈固態(tài),可在適宜的溶劑中,置于室溫或低于室溫結(jié)晶,過濾,收取結(jié)晶制得。不飽和脂肪酸熔點較低而溶解度較高,需在低溫0~90C)下結(jié)晶,相應(yīng)低溫下過濾,分離。結(jié)晶法是一種緩和的分離程序適宜于易氧化的多烯酸、飽和脂肪酸與單烯酸劑有甲醇、乙醚、石油醚和丙酮等,每克經(jīng)常使用5~10ml溶劑稀釋5蒸餾法利用不同脂類的沸點差進行的分離方式。用于C12~C20脂肪酸亞麻酯混合物。最普遍使用的蒸餾程序是減壓(1.33—133.3Pa)下分餾。自進入20世紀90造方式不斷創(chuàng)新和改進,已采納酶轉(zhuǎn)化法、發(fā)酵法、完全細胞培育法(如用酵母菌綱梭狀菌C.a(chǎn)bsonum轉(zhuǎn)化CDCA為UDCA)及發(fā)酵法和合成法相結(jié)合,減少副產(chǎn)物、提高收率、簡化工藝等,都是很有有效價值和進展前途的制造方式。第六節(jié)脂類的提取分離技術(shù)二、A、DHA的制備1,8,1,14,17-eicosapentaenoicacid,和二十二碳六烯酸,,,,,dDHA等屬于w-3系多不飽和s和DHA的雙鍵都始自甲基端第三個碳原子即屬w-3系的分子式為0H30O2,分子量為302.4;DHA的分子式為C22H32O分子量為32847A和DHA為魚油多不飽和脂肪酸的要緊組成成份。和DHA多不飽和脂肪酸為黃色透明的油狀液意混溶,在水中幾乎不溶。由于分子中有多個雙鍵存分解、聚合、轉(zhuǎn)位重排、異構(gòu)油多不飽和脂肪酸進行酯化制成乙酯或甲酯,并制成軟膠囊或以某種手腕進行固化。多不飽和脂肪酸分子中的雙鍵可與碘發(fā)生加成反映,因此多不飽和脂肪酸的相對含量與碘值有關(guān)每百克脂肪或脂肪酸所能吸收碘的克數(shù),既稱為碘值,碘值越高不飽和脂肪酸的含量也越高不飽和脂肪酸在空氣中暴露,易被氧化為過氧化物等有害物質(zhì)檢查其過氧化值也是操縱其質(zhì)量的重要指標。關(guān)于多不飽和脂化物,再分解成醛、酮或低價”表示含游離脂肪酸的多少。所謂酸價,即中和油脂中所含的游離脂肪酸所需的氫氧化鉀的毫克數(shù)。酸價與產(chǎn)品質(zhì)量的好壞有關(guān)。和DHA除存在于深海魚類的脂肪中外,在淡水魚類的脂肪中,也含有不飽和脂肪酸,但多為C18。鯉魚油A和DHA含量僅占2%~4%。陸地動植物脂肪中,一樣多為C16和C18脂肪酸,尤其是C18脂肪酸最多。另外和DHA還存在于藻類中金藻綱黃藻綱、硅藻綱、紅藻綱、褐藻綱、的A,有的占總脂肪酸質(zhì)量的40%以上。甲藻綱中的藻含有較高DHA。這些藻類,對含有4—5個或更多雙鍵的不飽和脂肪酸的合成,有獨特的合成能力1993年和1994年M—等報導(dǎo)了用黃綠等金鞭藻Lsochrysisgalbana在恒化器中進行培育,大規(guī)模生產(chǎn)和DHA。比海洋魚油中提取有明顯的優(yōu)勢,資源豐碩、易患、產(chǎn)品沒有魚油氣和藻類產(chǎn)生A、DHA多不飽和脂肪酸有專門大潛力能夠開發(fā)新的生物資源。自從1978者Dyerberg摩人心血管病發(fā)病率極低的緣故是他們食用大量海生動物,從中攝取了較多的AD,通過量年的研究發(fā)現(xiàn)A、DH有多種生理功能和藥理作用,如抑制血小板聚集、調(diào)整血脂、改善血腦功能,增進經(jīng)歷、提高生物和脂肪酸乙酯要緊用于病的防治,還可用作促智藥,另外還具有抗血栓和抗動脈粥樣硬化等作用。我國海洋漁業(yè)占世界第3位,有較豐碩的魚油資源,丸含血脂的海洋藥物。還有多烯康膠丸、魚油降脂:等疾病。A和DHA不/在臨床上大顯身手最近幾年來又被普遍應(yīng)用于保健品行業(yè)。在保健食物市場上,有“腦黃金制品如市場上銷售的多靈多魚腦精膠丸、海力生腦元神膠丸、精靈DHA膠丸忘不了DHA膠丸DHA生命源海盜DHA魚精、巨人腦黃金膠丸、聰聰母液等,均含有A等要緊營養(yǎng)成份,倍受青青年及老年人的青睞,其產(chǎn):具有較強的競爭力已被營養(yǎng)學(xué)界證明具有健腦益智、強心和明目的作用,可為新型健腦功能食物。據(jù)1992年美國農(nóng)業(yè)部資料,世界魚油產(chǎn)量18萬噸,最大生產(chǎn)國是日本,41萬噸,秘魯為30萬噸,智利為16。4萬噸。最大的魚油入口國是荷蘭,為18;噸,英國為.5萬噸,德國為12萬噸。許多國家把魚油進行精細加工,制成各級受歡迎,顯現(xiàn)了世界“魚熱。和DHA對人體的醫(yī)療保健作用也來越倍受關(guān)注國內(nèi)外已研制出多種制備方式和多種魚油產(chǎn)品,但都因提取時長、本錢高、操作復(fù)雜、工藝條件不易操縱和DHA易發(fā)生異構(gòu)化而受到的和DHA但純度高、色澤好,而且于生產(chǎn)實踐。一)原料及試齊1.鯡魚下腳料選用新鮮或冷凍的鯡魚下腳料為原料。2.尿素化學(xué)式CO(NH2)。尿素是碳酸的中性酰胺,又叫脲或碳酰胺,最初在1773年從尿中取得。它是人類和許多動物蛋白質(zhì)代謝的最后產(chǎn)物,成人每日排泄的尿中約含30g性的鹽:CO(NH2):+尿素在土壤中慢慢被尿素酶水解成銨離子為植物吸收,因此要緊用作肥料。素可用二氧化碳和氨在化學(xué)純試劑。3甲醇化學(xué)式為CH30H無色透明液體有酒精氣味,沸點64.C,易燃,強烈毒性,飲用10ml璃等,甲醇最初從木材干餾取得,因此也叫木醇或木精。那個地址用作溶劑,選用化學(xué)純試劑。4.乙醇見第二章第六節(jié)“一、蠶蛹復(fù)合氨基酸的制備。那個地址用作溶劑,選用化學(xué)純試劑。5.氫氧化鈉見第二章第六節(jié)“一、蠶蛹復(fù)合氨基酸的制備。那個地址用于酯化,選用化學(xué)純試劑。6.鹽酸見第二章第六節(jié)“一、蠶蛹復(fù)合氨基酸的制備。那個地址用于酸化,選用化學(xué)純試劑。7.氯化鈉見第三章第七節(jié)“一、蛋白胨的制備那個地址用作溶劑,選用化學(xué)純試劑。二乙酯化制備工藝在堿性催化劑存在時,通過用乙醇置換油脂中的甘油,制取脂肪酸乙酯,反映式如下:魚油乙酯化的目的在于將魚油中的高不飽和脂肪酸二十二碳六烯酸(DHA)分離出來。1.工藝線路2.操作步驟(1魚油的提取將鯡魚下腳料絞碎置于不銹鋼反映鍋中,然后加1庀量(水,調(diào)pH至8.5~90,在攪拌下加熱至85~90℃,維持45min后,加5%的粗食鹽,攪拌使溶,繼續(xù)維持13mi。用雙層尼龍布過濾,壓榨濾渣,歸并濾液與壓榨濾液,趁熱過濾,搜集上層液,得魚油。(2)酯化:將魚油傾人不銹鋼回流反映罐中,加溫到72~76℃,然后在攪拌條件下按1:0.4的量加入配制好的幾(4%)的NaOH-QH50H溶液進行酯化,反映30min左右檢測pH值如已達到13~14那么反映完全終止,然后用尼龍布過濾,搜集濾液。(3酸化將濾液傾人另一不銹鋼反映鍋中在攪拌條件下,按魚油量的0.156倍加配制好的:1的C2H50H-HCl溶液進行酸化反映。操縱溫度在7012以下酸化20min左右然后停止攪拌靜止沉降20min后放出基層甘油、水和鹽分,取上以的速度離心10mi層液即為A。該步可得乙酯化魚油收率為0%~120%,經(jīng)氣相色譜分析,A純度僅為30%左右。三尿素包合制備工藝尿素包合制備A和DHA素[(NH2)CO)能夠形成包合物時,尿素通過一N,與相鄰尿素分子的氧形成氫鍵,組成直徑約內(nèi)壁具有管狀的成尿素包合復(fù)合物。尿素分子以螺旋狀方式組成包合物的框架每單元晶格有6尿素分子。含支鏈的脂肪酸因截面積大不能進入管道中進入管道中的直鏈脂肪酸與尿素借分子間引力引力愈大,包合物愈穩(wěn)構(gòu)不規(guī)那么,由于分子間距離不平穩(wěn)使引力減弱,包合物穩(wěn)固性下降。故碳鏈短或雙鍵多的脂肪酸不易與尿素形成穩(wěn)固的包合物二者當中不飽和鍵對包合物的阻礙尤其顯著。A及DHA別離含5個和6個雙鍵,很難與尿素形成穩(wěn)固的包合物,而魚油中飽和及低度不飽夠夠?qū)⒏卟伙柡偷闹舅岷虳HA仍留在濾液中,達到濃縮提純的目的。尿素包合可將魚油中的A和濃縮到60%以上,適合于工業(yè)化生產(chǎn)。壓和強酸強堿等條件,對不飽和脂肪酸的穩(wěn)固性阻礙小,不至于發(fā)生異構(gòu)化反映。1.工藝線路2.操作步驟(1魚油的提取將鯡魚下腳料絞碎置于不銹鋼反映鍋中,然后加1/2量水調(diào)pH85~90在攪拌下加熱至85~℃,維持45min后,加5%的粗食鹽攪拌使溶持n壓榨濾渣,歸并濾液與壓榨濾液,趁熱過濾,搜集上層液,得魚油。(2酯化將魚油傾人不銹鋼回流反映罐中加溫到72~76C,然后在攪拌條件下按1:0.4的量加入配制好的1mo/L(%)的NaOH-C2H50H溶液進行酯化,反映30min左右檢測pH值如已達到13~14那么反映

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