低分子有機(jī)無機(jī)鹽水兩相體系的建立及其對(duì)羅丹明b的分離富集研究_第1頁
低分子有機(jī)無機(jī)鹽水兩相體系的建立及其對(duì)羅丹明b的分離富集研究_第2頁
低分子有機(jī)無機(jī)鹽水兩相體系的建立及其對(duì)羅丹明b的分離富集研究_第3頁
低分子有機(jī)無機(jī)鹽水兩相體系的建立及其對(duì)羅丹明b的分離富集研究_第4頁
低分子有機(jī)無機(jī)鹽水兩相體系的建立及其對(duì)羅丹明b的分離富集研究_第5頁
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第一章前言人們?yōu)榱烁淖兪称返耐庥^,向其中添加色素的歷史已有上千年。添加了色素的食物色彩鮮艷,不僅可以增加視覺效果,還能激起人們的食欲。由于天然色素成本昂貴,所以人們采用先進(jìn)的技術(shù)合成了非常多的人工色素,這些人工合成的色素普遍具有著色能力強(qiáng)、價(jià)格低廉的特點(diǎn)。然而,將非食用色素添加到食品中雖然可以大幅降低成本,但是會(huì)嚴(yán)重?fù)p害人們的健康,長(zhǎng)期食用會(huì)導(dǎo)致致癌。因此,為了保證消費(fèi)者的權(quán)益,建立一種簡(jiǎn)單、快速的提取檢測(cè)食品中的非食用色素是十分有必要的。雙水相萃取技術(shù)是近些年來新興起的一種樣品前處理技術(shù)。其具有一系列的優(yōu)點(diǎn)如:萃取條件相對(duì)溫和、簡(jiǎn)單、高效快速、易于連續(xù)操作等。其原理是依據(jù)目標(biāo)物在雙水相體系兩相間的溶解度不同和選擇性分配。目標(biāo)物進(jìn)入到雙水相萃取體系后,存在多種作用力,使目標(biāo)物具有不同的分配系數(shù)從而達(dá)到分離提純的目的。雙水相萃取體系目前被廣泛應(yīng)用到中藥活性成分的提取中。傳統(tǒng)的雙水相體系如高聚物/高聚物雙水相體系原料昂貴且難以回收。因此,迫切的需要建立新組分的雙水相萃取體系用于大規(guī)模工業(yè)提取。目前以一般有機(jī)物為導(dǎo)向的雙水相萃取系統(tǒng)更具吸引力,因?yàn)樗杀镜?、毒性低、溶劑易回收、后續(xù)操作簡(jiǎn)單[1]。例如,由乙醇、丙酮或異丙醇與無機(jī)鹽組成的雙水相體系已應(yīng)用于天然產(chǎn)物提取[2-4]。由于有機(jī)物/無機(jī)鹽雙水相體系的上述優(yōu)勢(shì),這種雙相體系正逐漸被應(yīng)用于其他領(lǐng)域。常用的分析食品中羅丹明b的方法主要有氣相色譜法[5-7],高效液相色譜法[8-10],紫外分光光度計(jì)法[11-13],熒光分光光度計(jì)法[14]等。由于紫外分光光度計(jì)的操作簡(jiǎn)單,檢測(cè)快速,對(duì)色素有很好的吸收作用,所以被廣泛的應(yīng)用到色素的檢測(cè)當(dāng)中。但由于食品中成分多樣,基質(zhì)干擾復(fù)雜。因此,選擇一種合適的樣品前處理方法很關(guān)鍵。對(duì)于食品中羅丹明b分離常見的樣品前處理方法有超聲提取法[15-17],固相萃取法[18-20],固相微萃取法[21],液-液萃取法[22]。雙水相萃取是在液-液萃取的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,是樣品制備和預(yù)濃縮的新興起的一種方法,其具有操作簡(jiǎn)便[23-25],試劑用量少,耗時(shí)短等優(yōu)點(diǎn),因而在本研究中,我們采用低分子有機(jī)物/無機(jī)鹽雙水相體系來富集食品中的非食用色素羅丹明b,最后采用紫外分光光度計(jì)法對(duì)其進(jìn)行定量檢測(cè)。第二章文章綜述2.1雙水相萃取技術(shù)2.1.1雙水相研究的歷史和背景1896年,馬丁努斯·威廉·拜耶林克在混合淀粉和明膠的水溶液時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)了雙水相體系。然而,它的實(shí)際應(yīng)用是由佩爾-艾克·阿爾伯森發(fā)現(xiàn)的,之后雙水相體系被用于生物活性物質(zhì)提取等。雙水相萃取除了體系優(yōu)于傳統(tǒng)的提取技術(shù)外,還具有環(huán)境友好、成本低、能夠連續(xù)操作、易于放大等特點(diǎn),并且對(duì)于許多種類的實(shí)驗(yàn)特別是生物分子的濃縮和純化是十分有效的。而其他液-液萃取方法由于工藝條件和有機(jī)溶劑可能損害生物活性物質(zhì)而被限制使用。2.1.2雙水相萃取技術(shù)的研究現(xiàn)狀1956年雙水相萃取體系被瑞典的Albertsson初次用來提取生物活性物質(zhì)以后,雙水相體系的應(yīng)用研究才逐漸進(jìn)入人們的視線。雙水相萃取體系的優(yōu)點(diǎn)在于具有新穎,靈活,快速,連續(xù)操作,易于使用和擴(kuò)大規(guī)模等優(yōu)點(diǎn)。并且可以提供溫和的萃取環(huán)境,保持目標(biāo)物的活性,逐漸普遍應(yīng)用到生物工程、中藥有效成分萃取以及抗生素的分離萃取等方面。王金志等[26]采用了一種新的蘆薈大黃素的分離和純化方法,即丙酮/硫酸銨雙水相萃取法。對(duì)丙酮、硫酸銨以及水的用量對(duì)提取效率的影響進(jìn)行了考察,最終確定了蘆薈大黃素分離和純化的最佳條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)水的用量5mL,丙酮的用量5mL,硫酸銨的用量2.5g時(shí),目標(biāo)物質(zhì)蘆薈大黃素的提取純度可以達(dá)到95.23%杜萍等[27]評(píng)估了一種三階段PEG/檸檬酸鈉雙水相萃取體系來凈化口蹄疫病毒(FMDV)。研究通過選擇成相鹽并通過使用添加劑改變PEG的分子量和pH值,獲得獨(dú)特的分離萃取效率,最后通過多級(jí)的雙水相萃取體系來改善FMDV的純度并除去聚合物。結(jié)果表明FMDV在單級(jí)雙水相萃取體系中的分配系數(shù)(K)不隨PEG的分子量線性增加。當(dāng)PEG和檸檬酸鈉的濃度分別為14%和16%時(shí),F(xiàn)MDV的最高K值和回收率分別為989和107.69%。通過使用三階段的雙水相萃取體系,F(xiàn)MDV的純度從0.007增加到0.14,除去PEG,F(xiàn)MDV的總體恢復(fù)率達(dá)到72%。并且在1000g放大實(shí)驗(yàn)中,結(jié)果與10g體系的結(jié)果一致。蔣玉琪等[28]開發(fā)了離子液體超聲波輔助雙水相萃取從菊花的栽培品種中提取和分離異氯酸C(ICGA)。并使用響應(yīng)面方法優(yōu)化對(duì)提取率有影響的參數(shù),包括離子液體的濃度,液固比和超聲時(shí)間。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在研究的離子液體中,1-丁基-3-甲基咪唑溴化物表現(xiàn)出最佳的提取能力。優(yōu)化萃取條件包括液固比為23.44:1,超聲時(shí)間為48.99min,pH=3.0,溫度20℃,離子液體濃度為0.65mol/L。在最優(yōu)條件下,ICGA的最大提取率為98.18%。此外,熱力學(xué)參數(shù)表明,從富鹽相到富含離子液體相的ICGA純化是自發(fā)和放熱過程。結(jié)果表明,該系統(tǒng)簡(jiǎn)便,快速,有效,可作為菊花提取和純化ICGA的有效方法。目前,雙水相萃取作為樣品前處理方法,已經(jīng)應(yīng)用于中藥中活性物質(zhì)[29]的提取中。研究最多的雙水相體系包括高聚物/高聚物雙水相體系,如聚乙二醇/葡聚糖;高聚物/鹽雙水相體系,如聚乙二醇/硫酸鈉。但這些萃取溶劑復(fù)雜、價(jià)格昂貴和不利于回收,使其應(yīng)用受到了一定的限制。2.1.3雙水相體系的形成雙水相體系是由兩種互不相溶的水溶液組成,當(dāng)兩種溶度不同且互不相容的水溶液以一定比例混合時(shí),經(jīng)過靜置等輔助步驟后能夠形成雙水相或多水相體系,或是當(dāng)兩種聚合物、一種聚合物與一種鹽,在一定的條件下進(jìn)行混合時(shí)所形成的體系,都是雙水相體系。在雙水相體系萃取的過程中,兩相間存在著多種作用力如電荷相互作用、分子間的氫鍵、聚合現(xiàn)象、疏水相互作用、范德華力等作用力。這些作用力導(dǎo)致目標(biāo)化合物在兩相間產(chǎn)生電勢(shì)差異,從而實(shí)現(xiàn)相分離。2.1.4雙水相體系的分類常見的雙水相萃取體系如表2-1所示:表2-1常見的雙水相體系雙水相類型組成示例成相基本原理低分子有機(jī)物/無機(jī)鹽乙腈/硫酸銨相間的締結(jié)競(jìng)爭(zhēng)聚合物/聚合物聚丙二醇/聚丙烯空間產(chǎn)生的阻隔效應(yīng)聚合物/鹽聚丙二醇/硫酸鈉鹽析作用離子液體/鹽[BMIM]BF4/硫酸銨鹽析作用表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉/十四烷基三甲基氯化銨膠束平衡共存聚電解質(zhì)/聚電解質(zhì)葡聚糖硫酸鈉/羧甲基纖維素鈉電荷相互作用2.1.5雙水相萃取的基本原理目前,雙水相萃取體系已經(jīng)廣泛應(yīng)用到了生物活性物質(zhì)的分離提純,其中應(yīng)用最成功的是在蛋白質(zhì)的大規(guī)模分離中。雙水相萃取的基本原理是根據(jù)目標(biāo)物在兩相間的選擇性分配不同,從而達(dá)到分離的目的。當(dāng)目標(biāo)質(zhì)進(jìn)入雙水相萃取體系后,由于表面性質(zhì)不同和電荷相互作用的存在,使其在上下相中的分配系數(shù)不同,從而被分離提純出來。被分離的物質(zhì)的分配系數(shù)K是一個(gè)與濃度有關(guān)常數(shù),符合Nernst分配定律:2-1公式中,Ct,Cb分別表示溶質(zhì)在雙水相上下相中的濃度。以低分子有機(jī)物/無機(jī)鹽雙水相萃取體系為例,其萃取過程如圖2-1所示:圖2-1低分子有機(jī)物/無機(jī)鹽雙水相萃取過程2.1.6影響雙水相分配系數(shù)的因素以低分子有機(jī)物/無機(jī)鹽雙水相體系為例,有低分子有機(jī)物的種類及用量、無機(jī)鹽的種類及用量、體系的溫度、溶液的pH值,上下相體積比等條件都會(huì)影響目標(biāo)物的分配。影響目標(biāo)物分離的主要因素如表2-2所示:表2-2影響目標(biāo)物分離的因素目標(biāo)物質(zhì)影響成相鹽影響有機(jī)物的影響上下相的影響環(huán)境因素的影響物質(zhì)的大小成相鹽的種類有機(jī)物的種類上相體積的大小環(huán)境溫度物質(zhì)的溶解度成相鹽的結(jié)構(gòu)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)下相的渾濁度溶液pH物質(zhì)的形狀成相鹽的用量有機(jī)物的用量上下相的比例操作影響物質(zhì)的電荷成相鹽的性質(zhì)有機(jī)物的性質(zhì)上下相的清晰度不連續(xù)實(shí)驗(yàn)影響目標(biāo)物的種類目標(biāo)物的種類也影響雙水相體系的形成。目標(biāo)物的溶解性影響著目標(biāo)物的分配,而不同種類的目標(biāo)物其溶解性有著明顯的差異,溶解性好的在雙水相體系中更容易富集,相反溶解性差的不易形成雙水相。成相鹽的種類和用量考察成相鹽的種類及其用量是形成雙水相的關(guān)鍵,成相鹽的陰陽離子與水的結(jié)合能力不同,在兩相間會(huì)形成不同的電勢(shì)差從而影響目標(biāo)物在兩相間的分配。不同的成相鹽形成雙水相的能力不同,研究表明Na2SO4>MgSO4>(NH4)2SO4>NaCI>Li2SO4,可能的原因是不同的鹽的鹽析能力不同,從而影響雙水相的形成。低分子有機(jī)物的種類和用量不同的低分子有機(jī)物的成相能力不同,對(duì)目標(biāo)物的富集效率也不同,這可能是由于不同的有機(jī)物的傳質(zhì)效率,分相速度有著明顯的差異,從而影響體系的分配。環(huán)境的影響體系的溫度會(huì)影響目標(biāo)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),從而影響其在體系的分配。溫度也會(huì)對(duì)雙水相體系的物理化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生影響,使原來不易成相的物質(zhì)通過升高體系的溫度使其性質(zhì)發(fā)生變化而變成易成相的物質(zhì)。溫度大范圍的變化還會(huì)改變物質(zhì)的密度和粘度,使目標(biāo)物的提取率下降。(5)pH體系的pH值會(huì)影響成相鹽陰陽離子的解離,使成相能力發(fā)生變化,從而影響體系的分配。pH還會(huì)影響目標(biāo)物的穩(wěn)定性,進(jìn)而影響目標(biāo)物的提取率。2.2雙水相相圖雙水相體系的組成和成分的表面性質(zhì)決定了兩相之間的劃分。對(duì)體系分配行為原理的不理解是雙水相體系廣泛應(yīng)用的主要障礙。雙水相相圖很好的解決了這一問題,我們可以從建立的雙水相相圖中直觀的觀察到雙水相體系的成相范圍大小以及不能形成雙水相的范圍大小。圖2-2是一種典型的雙水相體系的相圖。圖2-2典型雙水相相圖雙水相相圖是一條平滑雙節(jié)線,雙節(jié)線下方的區(qū)域,體系為均勻的單相,形成雙水相的兩組分混合后溶液澄清,為均相區(qū);雙節(jié)線上方的區(qū)域,不同的兩組分混合后體系能自動(dòng)分為兩相,為雙水相區(qū);雙節(jié)線上的部分,溶液剛好由澄清變?yōu)榛鞚?,為剛要分相的區(qū)域。連接雙節(jié)線上兩點(diǎn)的直線稱為系線,由三點(diǎn)確定,即M,T,B。系線的長(zhǎng)度越長(zhǎng)兩相間的差異就越大,當(dāng)系線趨于零時(shí),兩相間的差異將消失并形成均相。系線上體系的總濃度不同,但均分成組分相同體積不同的兩相時(shí),兩相體積服從杠桿規(guī)則:VT/VB=BM/MT。2.3雙水相技術(shù)的應(yīng)用雙水相萃取體系是一種液-液分餾樣品處理技術(shù),因其在工業(yè)和學(xué)術(shù)界提取、分離、純化和富集蛋白質(zhì)、膜、病毒、酶、核酸和其他生物分子的巨大潛力而受到關(guān)注。但是,該方法中涉及的分區(qū)行為很復(fù)雜,很難預(yù)測(cè)。目前的研究表明,它還被成功地用于食品中獸藥殘留的檢測(cè)、貴金屬的分離、污水處理和各種其他用途。雙水相體系能夠提供較高的回收率,并且易于擴(kuò)大規(guī)模,這也是非常經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的方法。2.3.1中藥有效成分的提取與分離中藥中的活性成分種類較多,雜質(zhì)干擾明顯,采用傳統(tǒng)的提取分離方法需要經(jīng)過濃縮,回溶等一系列復(fù)雜的操作,繁瑣耗時(shí)、產(chǎn)率偏低,很難達(dá)到所需要的提取率。因此,目前中藥活性成分的提取一般選用雙水相萃取技術(shù)。雙水相萃取技術(shù)作為一種新興的分離純化技術(shù),在中藥活性成分的提取中得到了普遍的的應(yīng)用,其研究主要集中于黃酮、生物堿、多酚和蒽醌等幾類化合物。Tan等[30]建立了離子液體超聲輔助(ILUAE)和雙水相萃取(ATPS)相結(jié)合的方法用于提取金銀花(FLJ)中咖啡??鼘幩幔–QAs)的方法。用響應(yīng)面法優(yōu)化了ILUAE參數(shù),包括白細(xì)胞介素濃度、超聲時(shí)間和液固比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:優(yōu)化后的ILUAE法提取3-O-咖啡??鼘幩幔–1)、3,5-二-O-咖啡酰奎寧酸(C2)、3,4-二-O-咖啡??鼘幩幔–3)的得率最高,分別為28.53、18.21、3.84mg/g。與傳統(tǒng)提取工藝相比,該方法具有相當(dāng)?shù)奶崛÷屎洼^短的提取時(shí)間。應(yīng)用雙水相體系,兩種痕量CQAs,5-O-咖啡酰奎寧酸(C4)和4,5-二-O-咖啡酰奎寧酸(C5)顯著富集,這表明,ILUAE和ATPS是一種高效、環(huán)保的中草藥CQAs樣品提取富集技術(shù)。Xie等[31]建立了微波輔助雙水相萃取-高效液相色譜法同時(shí)提取和測(cè)定無梗巴豆中黃酮類化合物。采用單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面法考察了雙水相的組成、萃取溫度、萃取時(shí)間、粒徑和溶劑料比對(duì)黃酮提取率的影響。最佳萃取條件為:乙醇濃度32%,硫酸銨濃度22%,提取溫度80℃,提取時(shí)間8min,粒度80目,料液比50:1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在此最佳條件下無梗巴豆中的黃酮類化合物提取率和回收率分別為162.7-240.0μg/g和94.14-105.5%。2.3.2農(nóng)獸藥的提取與分離目前,茶葉中的基質(zhì)干擾仍然是多種農(nóng)藥殘留分析的一大挑戰(zhàn)。FeiquanWang等[32]建立了一種改進(jìn)的分散固相萃取法和冷誘導(dǎo)乙腈-雙水相萃取法,開發(fā)了一種簡(jiǎn)單的樣品制備方法。通過有效去除茶多酚和咖啡因等主要干擾物來降低茶葉中多種農(nóng)藥殘留的基質(zhì)效應(yīng)。在改進(jìn)的分散固相萃取工藝中,選用聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)作為基質(zhì)分散吸附劑去除茶葉中的多酚,去除率大于98.3%。采用冷誘導(dǎo)乙腈-雙水相萃取體系,茶葉提取物中咖啡因含量大幅降低81.2%,代表性農(nóng)藥富集系數(shù)達(dá)到0.798-3.167。2.3.3重金屬的分離\o"SearchforHamta,Afshin"Hamta等[33]研究了汞(ⅱ)、鋅(ⅱ)和鈷(ⅱ)的分配行為在聚乙二醇雙水相體系中的測(cè)定。該體系以Na2CO3作為成相鹽,通過混合等重量的30%(重量比)聚乙二醇溶液和10%(重量比)Na2CO3溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。以不同濃度的碘化物為萃取劑,研究了鹽溶液的酸堿度、溫度和初始金屬離子濃度對(duì)離子分配的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,金屬離子的提取主要取決于碘化物的濃度。換言之,金屬離子的提取率隨著碘化物離子量的增加而增加。觀察到汞的萃取率隨著酸堿度的增加而增加,而在鋅和鈷存在的情況下,汞的萃取并不顯著,同時(shí)溫度對(duì)金屬離子的萃取影響較小。汞、鋅和鈷的最大提取率分別為99.3%、98.62%和58.2%。2.3.4生物活性成分的分離與純化雙水相體系萃取具有保持目標(biāo)物萃取活性、操作條件溫和等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于生物活性成分的分離與純化中。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中常常用來提取溶液當(dāng)中的蛋白質(zhì)與酶。JuanHe等[34]利用兩種酸堿度響應(yīng)共聚物(PADB4.99和PMDM7.08)制備了一種可回收的雙水相體系,并應(yīng)用于豬圓環(huán)病毒2型Cap蛋白發(fā)酵液(PCV2Cap蛋白)的純化。利用低場(chǎng)核磁共振研究了相分離機(jī)理。結(jié)果表明,當(dāng)兩種共聚物的濃度為4%-6%(重量比),pH=7.5-8.6時(shí),能成功形成相對(duì)理想的雙水相體系。考察了共聚物濃度、溫度、酸堿度、鹽的種類和濃度等主要參數(shù)對(duì)提取率的影響。結(jié)果表明,在30℃、pH=8.1、50mMLi2SO4的條件下,最佳成相條件分別為4%(重量比)PADB4.99和6%(重量比)PMDM7.08,最佳分配系數(shù)(K)和提取回收率(ER)分別為0.25和94.2%。PCV2Cap蛋白的最高純度為88.4%。此外,通過調(diào)節(jié)溶液的酸堿度至等電點(diǎn),可以回收兩相共聚物,回收率超過97.5%。SuarezRuiz等[35]利用聚乙二醇和磷酸二氫膽堿選擇性分離微藻色素和微藻蛋白質(zhì)。葉黃素97.3±1.0%,葉綠素51.6±2.3%在富含聚合物的相中回收。同時(shí),高達(dá)92.2±2.0%的蛋白質(zhì)在水相中回收?;厥盏牡鞍踪|(zhì)活性完好無變性,色素沒有降解,證明了雙水相體系萃取的溫和性。結(jié)論:雙水相體系可以以溫和的方式有效地將不同的生物分子分離出來。2.4低分子有機(jī)物/無機(jī)鹽體系的應(yīng)用低分子有機(jī)物/無機(jī)鹽雙水相體系具有分相速度快、良好的溶解性、粘度低、原料成本低等特點(diǎn),因此被逐漸廣泛的應(yīng)用到重金屬、生物活性物質(zhì)、維生素、蛋白質(zhì)的分離提純中。低分子有機(jī)物還有沸點(diǎn)低的特點(diǎn),可以采用蒸餾的方式回收成相物質(zhì),這有望解決其他雙水相體系成相物質(zhì)難回收的問題。2.5非食用色素羅丹明b概述色素可以分為食用色素和非食用色素,兩者有著本質(zhì)的區(qū)別。非食用色素大多屬于合成色素如羅丹明b等,羅丹明b價(jià)格低廉,但有毒、有害而且具有一定的致癌性,長(zhǎng)期食用會(huì)影響食用者的身體健康。因此,國(guó)家明令禁止將羅丹明b添加到食品中。國(guó)家在分析檢測(cè)食品中色素的使用時(shí),一旦發(fā)現(xiàn)非食用色素添加到了食品中如將羅丹明b添加到辣椒當(dāng)中等情況,將依法追究相關(guān)使用人員的責(zé)任。下圖是羅丹明b結(jié)構(gòu)圖:圖2-3羅丹明b結(jié)構(gòu)2.5.1羅丹明b的應(yīng)用羅丹明b是一種粉紅色的粉狀化工染料,俗稱“玫瑰紅b”。工業(yè)用途主要有煙花爆竹的制作、有機(jī)玻璃的制作等。因其在溶液中有強(qiáng)烈的熒光,所以常常用于實(shí)驗(yàn)室細(xì)胞熒光染色。羅丹明b屬于非食用色素,我國(guó)以及歐盟都禁止添加到食品中。但羅丹明b是一種工業(yè)合成色素,生產(chǎn)幾乎沒有成本,所以其價(jià)格低廉并且有很好的著色能力。一些不法商販將其代替價(jià)格昂貴的使用色素添加到辣椒粉等食品中。過多的使用會(huì)引起中毒反應(yīng),甚至?xí)掳瑖?yán)重危害消費(fèi)者的健康。2.5.2非食用色素的分離方法與檢測(cè)方法根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,常用的非食用色素的提取分離方法主要有:液液微萃取,固相萃取,分子印跡-固相萃取,濁點(diǎn)萃取等;常用的非食用色素的檢測(cè)方法主要有:酶聯(lián)免疫法,高效液相色譜-質(zhì)譜法以及氣相色譜等。DongmeiChen等[36]建立了液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定12種動(dòng)物源性食品(包括豬的肌肉和肝臟、雞和鴨的肌肉、肝臟和皮膚、魚的肌肉和皮膚以及雞和鴨的雞蛋)中的蘇丹紅一號(hào)、蘇丹二號(hào)、蘇丹三號(hào)、蘇丹四號(hào)及其代謝物如4-氨基偶氮苯和鄰氨基偶氮苯。樣品制備程序包括乙腈超聲輔助提取,正己烷脫脂,最后用固相萃取凈化鋁盒。6種蘇丹紅染料及其代謝物的檢測(cè)和定量是通過反相液相色譜結(jié)合電噴霧電離三重四極桿質(zhì)譜進(jìn)行的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:各種樣品的硫含量分別在0.03-0.12g/kg、0.09-0.19g/kg不等。加標(biāo)樣品從0.2-0.8g/kg的回收率為61.9-87.4%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于19.1%。整個(gè)分析程序的性能符合歐洲質(zhì)譜檢測(cè)委員會(huì)制定的標(biāo)準(zhǔn)。YingSong等[37]首次開發(fā)了在紅酒中提取蘇丹染料的方法,最后用高效液相色譜進(jìn)行檢測(cè)。以1-十二烷基-3-甲基咪唑溴([C12MIM]br)作為萃取劑,加入六氟磷酸銨([NH4][PF6])后目標(biāo)物轉(zhuǎn)移到疏水性固態(tài)離子液體中。對(duì)萃取溶劑的種類和用量、微波功率和輻照時(shí)間、離子交換試劑([NH4][PF6])的用量、樣品溶液的酸堿度和離子強(qiáng)度等幾個(gè)實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果顯示:在最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)條件下,測(cè)定的分析物的線性范圍為0.5-100g/L,相關(guān)系數(shù)為0.9995-0.9999。蘇丹紅一號(hào)、蘇丹二號(hào)、蘇丹三號(hào)和蘇丹四號(hào)的檢測(cè)限分別為0.19、0.18、0.24和0.16g/L。同時(shí)獲得了令人滿意的回收率78.5-106.8%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于9.7%。Nebiye等[38]研究了一種簡(jiǎn)單、靈敏的基于超分子溶劑的分散液液微萃取方法,用于羅丹明b的分離和預(yù)濃縮,然后采用紫外分光光度計(jì)對(duì)其進(jìn)行定量檢測(cè)。該微萃取方法是在室溫下實(shí)現(xiàn)的,并在558nm下采用紫外分光光度法進(jìn)行分析。優(yōu)化了酸堿度、樣品用量、洗脫液用量、離心時(shí)間、超聲時(shí)間等參數(shù)對(duì)提取率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:檢出限和定量限分別為0.49g/L和1.47g/L。預(yù)濃縮因子為30,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為5.8%。2.6創(chuàng)新點(diǎn)(1)本研究首次將低分子有機(jī)物/無機(jī)鹽雙水相萃取體系與紫外分光光度計(jì)結(jié)合起來用于提取和檢測(cè)食品中的非食用色素羅丹明b。本研究采用清濁點(diǎn)滴定的方法對(duì)低分子有機(jī)物/無機(jī)鹽雙水相體系進(jìn)行了雙節(jié)線數(shù)據(jù)的測(cè)定,并進(jìn)行了相圖的繪制。本研究考察了硫酸銨、磷酸氫二鉀、檸檬酸、氯化鈉、磷酸氫二鈉、碳酸氫鈉六種鹽和乙腈、乙醇、異丙醇三種低分子有機(jī)溶劑的形成雙水相的能力。本研究選用乙腈/硫酸銨雙水相體系萃取羅丹明b,并繪制羅丹明b標(biāo)準(zhǔn)曲線,采用固定一種成分的方法考察了乙腈/硫酸銨雙水相體系乙腈的用量、硫酸銨的用量和體系的溫度對(duì)羅丹明b的提取效果的影響。本研究操作簡(jiǎn)便、快速、溶劑可回收利用,降低了成本,為其他體系溶劑回收難的問題給予了可行的辦法。第三章低分子有機(jī)物/無機(jī)鹽雙水相體系成相能力的研究3.1實(shí)驗(yàn)試劑與儀器3.1.1實(shí)驗(yàn)試劑表3-1試劑種類試劑名稱試劑規(guī)格生產(chǎn)廠家氯化鈉分析純天津大茂化學(xué)試劑有限公司硫酸銨分析純國(guó)藥化學(xué)試劑有限公司氯化鉀分析純天津光復(fù)科技有限公司檸檬酸三鈉分析純天津市福晨化學(xué)試劑廠磷酸氫二鉀分析純北京化工廠磷酸二氫鉀分析純北京化工廠硫酸鉀分析純北京化工廠檸檬酸分析純北京化工廠乙腈分析純北京化工廠乙醇分析純北京化工廠異丙醇分析純北京化工廠3.1.2實(shí)驗(yàn)儀器表3-2儀器種類儀器名稱儀器型號(hào)生產(chǎn)廠家數(shù)控超聲波清洗器KQ5200DE昆山市超聲儀器有限公司數(shù)顯恒溫磁力攪拌器85-2常州榮華儀器制造有限公司漩渦混合器XW-80A上海米青科實(shí)業(yè)有限公司環(huán)水式真空泵SHB-2000鞏義予華儀器有限公司超純水制備機(jī)XJb-X日本移液槍H33766E安捷倫公司萬分之一分析天平JA1003上海越平有限公司組織搗碎機(jī)EQ0101北京東信力搏科技有限公司pH計(jì)雷磁PHS-3C上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司3.2無機(jī)鹽分相能力的考察本節(jié)主要考察以硫酸銨、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鈉、氯化鈉、檸檬酸三鈉、碳酸氫鈉為鹽相,以乙腈、乙醇、異丙醇為有機(jī)相,采用的方法是分別稱取一定質(zhì)量的六種無機(jī)鹽加入到燒杯中,加入超純水配制成鹽溶液,恒溫25℃。再向其中逐漸加入有機(jī)溶劑,充分?jǐn)嚢杌旌?,?dāng)?shù)渭佑袡C(jī)溶劑使體系剛好由澄清變渾濁后,向體系滴加一滴超純水可以使體系由渾濁變?yōu)槌吻?,再滴加有機(jī)溶劑體系又可以變渾濁,反復(fù)數(shù)次,則說明鹽與有機(jī)溶劑可以形成雙水相,否則將無法形成雙水相。最后發(fā)現(xiàn)只有硫酸銨、磷酸氫二鉀、檸檬酸三鈉和乙腈,硫酸銨、磷酸氫二鉀、和異丙醇可以形成雙水相,結(jié)果如下表所示。表3-3無機(jī)鹽與有機(jī)溶劑成相情況試劑硫酸銨磷酸氫二鉀磷酸氫二鈉氯化鈉檸檬酸三鈉碳酸氫鈉乙腈是是否否是否乙醇否否否否否否異丙醇是是否否否否3.3低分子有機(jī)物分相能力的考察本節(jié)主要考察乙腈、乙醇、異丙醇的成相能力,采用固定有機(jī)相的方法,量取一定體積的三種有機(jī)溶劑加入到燒杯中,加入超純水配制成溶液,恒溫25℃。向其中逐滴加入配制好的飽和鹽溶液,邊滴加邊攪拌,當(dāng)體系剛好變渾濁后,再向體系滴加一滴超純水可以使體系由渾濁變澄清,再滴加飽和鹽溶液體系又可以變渾濁,反復(fù)數(shù)次,則說明該有機(jī)溶劑可以形成雙水相,否則將無法形成雙水相。3.4研究結(jié)論本章主要研究的是低分子有機(jī)物和無機(jī)鹽的成相能力,結(jié)果可以看出不同的成相鹽和有機(jī)物之間的形成雙水相的能力是不同的。主要是由于體系不同組分的性質(zhì)差異造成的。第四章低分子有機(jī)物/無機(jī)鹽雙水相體系相圖及數(shù)據(jù)擬合雙水相萃取體系是一種基于液-液萃取發(fā)展起來的樣品前處理技術(shù),常用于食品中農(nóng)獸藥殘留的檢測(cè)、貴重金屬的分離、污水處理和各種其他用途。本研究的低分子有機(jī)物/無機(jī)鹽雙水相體系具有價(jià)格低廉易于回收,因其具有較高的回收率,易于擴(kuò)大規(guī)模,所以具有更好的應(yīng)用前景。低分子有機(jī)物/無機(jī)鹽雙水相體系常用的有機(jī)相有乙腈、乙醇、異丙醇等。這些低分子有機(jī)物的粘度非常小,所以在萃取過程中便于物質(zhì)傳質(zhì),沸點(diǎn)低,有利于回收,為雙水相體系成相物質(zhì)的回收提供了參考。并且相對(duì)于其他雙水相成相物質(zhì),低分子有機(jī)物的毒性更小,有利于實(shí)驗(yàn)人員的健康以及避免環(huán)境污染。綜上所述,本章主要研究了三種低分子有機(jī)物,乙腈、乙醇、異丙醇與三種成相鹽,硫酸銨、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鈉構(gòu)成雙水相的能力并測(cè)定了雙節(jié)線數(shù)據(jù)繪制相圖,為工業(yè)應(yīng)用提供參考。4.1實(shí)驗(yàn)試劑與儀器表4-1試劑與儀器試劑與儀器名稱試劑規(guī)格與儀器型號(hào)生產(chǎn)廠家硫酸銨分析純國(guó)藥化學(xué)試劑有限公司檸檬酸三鈉分析純天津市福晨化學(xué)試劑廠磷酸氫二鉀分析純北京化工廠乙腈分析純北京化工廠異丙醇分析純北京化工廠恒溫水浴鍋JHH6A嘉興俊思電子有限公司移液槍H33766E安捷倫公司萬分之一分析天平JA1003上海越平有限公司4.2雙節(jié)線數(shù)據(jù)測(cè)定方法本研究采用清-濁點(diǎn)滴定的實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定了目標(biāo)體系的雙節(jié)線數(shù)據(jù)。精準(zhǔn)稱量一定質(zhì)量(m1)的50%有機(jī)溶劑于燒杯中并控制體系溫度在25℃,向其中加入一定質(zhì)量的40%鹽溶液,充分?jǐn)嚢韬笥^察溶液由澄清剛好變?yōu)闇啙幔涗浖尤氲?0%鹽溶液的質(zhì)量(m2);然后再向體系中加入一定質(zhì)量的超純水,攪拌后體系由渾濁變?yōu)槌吻?,記錄加入超純水的質(zhì)量(m3)。重復(fù)操作上述步驟,計(jì)算每次體系渾濁和澄清時(shí)加入的鹽溶液的質(zhì)量與加入的超純水的質(zhì)量,計(jì)算如下:成相鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù):(其中i=1,2,3,...,n)4-1低分子有機(jī)物質(zhì)量分?jǐn)?shù):(其中i=1,2,3,...,n)4-2分別以w1,w2為橫縱坐標(biāo)作圖,得到的就是低分子有機(jī)物/無機(jī)鹽體系的雙節(jié)線圖。4.3成相鹽的鹽析能力常用的比較成相鹽的鹽析能力的方法主要有以下幾種:通過相圖來研究低分子有機(jī)物/無機(jī)鹽體系中的成相鹽的鹽析能力。通過相圖中的雙節(jié)線來判斷,具體的做法是:在能形成雙水相的前提下,固定Y軸低分子有機(jī)物的量在雙節(jié)線上相區(qū)內(nèi)考察鹽的用量,越靠近雙節(jié)線鹽的用量越少說明鹽的鹽析能力越強(qiáng)。該方法簡(jiǎn)便直觀,可以直接在雙水相相圖中比較成相鹽的鹽析能力。通過實(shí)驗(yàn)過程中的現(xiàn)象來判斷成相鹽的鹽析能力。分析成相鹽的鹽析能力的最直觀的方法就是觀察他們形成雙水相的上相的體積。具體做法是:在能形成雙水相的前提下,采用相同的低分子有機(jī)物的量,相同的無機(jī)鹽的量以及相同的水量,比較他們形成上相的體積大小,上相體積越小說明其成相鹽的鹽析能力越強(qiáng)。這種方法雖然簡(jiǎn)單,但不適用所有的體系。4.4雙節(jié)線數(shù)據(jù)的測(cè)定4.4.125℃乙腈/硫酸銨體系的雙節(jié)線數(shù)據(jù)及相圖通過清濁點(diǎn)滴定的方法我們得到25℃(室溫)下乙腈/硫酸銨雙節(jié)線數(shù)據(jù)如下表4-1所示。表4-225℃下乙腈/硫酸銨雙節(jié)線數(shù)據(jù)序號(hào)(NH4)2SO4(wt%)C2H3N(wt%)H2O(wt%)10.05810.84670.095220.09680.70510.198130.12880.62530.245940.15430.56170.284050.17500.50980.315260.19750.47930.323270.21740.45230.330380.25110.40640.342590.28460.37670.3387100.32340.33640.3402110.32660.31710.3563120.36180.29270.3455130.38620.26780.3460140.40210.25460.3433150.45570.22120.3231160.53390.18510.2810通過以上由清濁點(diǎn)滴定得到的雙節(jié)線數(shù)據(jù)我們繪制了乙腈/硫酸銨雙水相相圖如圖4-1所示。圖4-1乙腈/硫酸銨雙水相相圖從相圖中可以看出雙節(jié)線的下方為單相區(qū)即不能形成雙水相的的區(qū)域,雙節(jié)線上方為兩相區(qū)即可以形成雙水相的區(qū)域。根據(jù)雙水相相圖以及雙節(jié)線數(shù)據(jù)可知,在25℃是乙腈/硫酸銨雙水相體系成相范圍為:乙腈5.81%-53.39%,硫酸銨18.51%-84.67%,水9.52%-36.63%。4.4.225℃乙腈/磷酸氫二鉀體系的雙節(jié)線數(shù)據(jù)及相圖通過清濁點(diǎn)滴定的方法我們得到25℃(室溫)下乙腈/磷酸氫二鉀雙節(jié)線數(shù)據(jù)如下表4-2所示。表4-325℃下乙腈/磷酸氫二鉀雙節(jié)線數(shù)據(jù)序號(hào)K2HPO4(wt%)C2H3N(wt%)H2O(wt%)10.10670.76890.124420.14080.67670.182530.16760.60420.228240.19500.56230.242750.21280.51130.275960.25200.45410.293970.26840.42990.301780.30300.39710.299990.33260.36890.2985100.37330.33630.2904110.44320.29040.2664120.55890.22380.2173通過以上由清濁點(diǎn)得到的雙節(jié)線數(shù)據(jù)我們繪制了乙腈/硫酸銨雙水相相圖如圖4-2所示。圖4-2乙腈/磷酸氫二鉀雙水相相圖根據(jù)相圖以及雙節(jié)線數(shù)據(jù)可知,在25℃是乙腈/磷酸氫二鉀雙水相體系成相范圍為:乙腈10.67%-55.89%,磷酸氫二鉀22.38%-76.89%,水12.44%-30.17%。4.4.325℃乙腈/檸檬酸三鈉體系的雙節(jié)線數(shù)據(jù)及相圖通過清濁點(diǎn)滴定的方法我們得到25℃(室溫)下乙腈/檸檬酸三鈉雙節(jié)線數(shù)據(jù)如表3-3所示。表4-425℃下乙腈/檸檬酸三鈉雙節(jié)線數(shù)據(jù)序號(hào)Na3C6H5O7·2H2O(wt%)C2H3N(wt%)H2O(wt%)10.08350.76820.148320.13710.65210.210830.16380.58430.251940.19090.54480.264350.21460.51040.275060.23550.48000.284570.24790.44220.309980.28540.40730.307390.29890.38770.3134100.31110.36990.3190110.33240.33890.3287120.37770.29950.3228130.41970.27220.3081140.42580.26270.3115150.47570.23410.2902160.47830.22750.2942170.48060.22130.2981180.48500.20980.3052190.49430.20150.3042200.50630.19400.2997通過以上由清濁點(diǎn)滴定得到的雙節(jié)線數(shù)據(jù)我們繪制了乙腈/硫酸銨雙水相相圖如圖3-3所示。圖4-3乙腈/檸檬酸三鈉雙水相相圖根據(jù)相圖以及雙節(jié)線數(shù)據(jù)可知,在25℃是乙腈/檸檬酸三鈉雙水相體系成相范圍為:乙腈8.35%-49.43%,硫酸銨20.15%-76.82%,水14.83%-32.87%。4.4.425℃異丙醇/硫酸銨體系的雙節(jié)線數(shù)據(jù)及相圖通過清濁點(diǎn)滴定的方法我們得到25℃(室溫)下異丙醇/硫酸銨雙節(jié)線數(shù)據(jù)如表4-4所示。表4-525℃下異丙醇/硫酸銨雙節(jié)線數(shù)據(jù)序號(hào)(NH4)2SO4(wt%)C3H8O(wt%)H2O(wt%)10.19440.76610.039520.22330.70410.072630.24790.65140.099640.26910.60600.103050.28750.56650.146060.30360.53190.164570.31780.50130.180980.33070.47390.195490.33440.43930.2263100.36170.40740.2336110.37020.38910.2407120.39240.36390.2437130.39880.34930.2519140.41710.32880.2541150.43340.31060.2560160.44800.29430.2577170.46110.27960.2593180.47300.26630.2607190.49200.25020.2578200.51600.23240.2516通過以上由清濁點(diǎn)滴定得到的雙節(jié)線數(shù)據(jù)我們繪制了乙腈/硫酸銨雙水相相圖如圖3-4所示。圖4-4異丙醇/硫酸銨雙水相相圖根據(jù)相圖以及雙節(jié)線數(shù)據(jù)可知,在25℃是異丙醇/硫酸銨雙水相體系成相范圍為:異丙醇19.44%-51.6%,硫酸銨23.24%-76.61%,水3.95%-26.07%。4.4.525℃異丙醇/磷酸氫二鉀體系的雙節(jié)線數(shù)據(jù)及相圖通過清濁點(diǎn)滴定的方法我們得到25℃(室溫)下異丙醇/磷酸氫二鉀雙節(jié)線數(shù)據(jù)如表4-5所示。表4-625℃下異丙醇/磷酸氫二鉀雙節(jié)線數(shù)據(jù)序號(hào)K2HPO4(wt%)C3H8O(wt%)H2O(wt%)10.10840.80830.083320.14290.71060.146530.17580.65500.169240.23510.58430.180650.25650.54640.178960.29940.49610.204570.33480.45430.122280.38250.40750.210590.42110.36940.2095100.45320.33790.2089110.48010.31130.2086120.51260.28310.2043130.53970.25960.2007140.56950.23590.1946150.59440.21620.1894160.62050.19690.1826通過以上清濁點(diǎn)滴定得到的雙節(jié)線數(shù)據(jù)我們繪制了乙腈/硫酸銨雙水相相圖如圖4-5所示。圖4-5異丙醇/磷酸氫二鉀雙水相相圖根據(jù)相圖以及雙節(jié)線數(shù)據(jù)可知,在25℃是異丙醇-磷酸氫二鉀雙水相體系成相范圍為:異丙醇10.84%-62.05%,磷酸氫二鉀19.69%-80.83%,水8.33%-21.05%。4.5結(jié)論本章共研究了三種無機(jī)鹽與三種有機(jī)溶劑是否可以進(jìn)行清濁點(diǎn)滴定進(jìn)行相圖的繪制。研究發(fā)現(xiàn),乙腈可以與硫酸銨、磷酸氫二鉀、檸檬酸三鈉進(jìn)行清濁點(diǎn)滴定,異丙醇可以與硫酸銨、磷酸氫二鉀進(jìn)行清濁點(diǎn)滴定。由清濁點(diǎn)滴定法測(cè)得了乙腈-硫酸銨、乙腈-磷酸氫二鉀、乙腈-檸檬酸三鈉、異丙醇-硫酸銨、異丙醇-磷酸氫二鉀五種雙水相萃取體系在25℃(室溫)時(shí)的雙節(jié)線數(shù)據(jù),并根據(jù)雙節(jié)線數(shù)據(jù)繪制了雙水相相圖。第五章乙腈/硫酸銨體系萃取羅丹明b羅丹明b是一種人工合成的非食用色素。在過去羅丹明b常被用來作為食品的染色劑,自從2017年10月27日,世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)公布羅丹明b作為3類致癌物,就禁止被添加到食品中了。但仍有不法分子將羅丹明b非法添加到食品中,所以建立一種簡(jiǎn)單、高效的乙腈/硫酸銨雙水相體系萃取羅丹明b并采用紫外分光光度計(jì)對(duì)其進(jìn)行定量分析。5.1實(shí)驗(yàn)試劑與儀器表5-1試劑與儀器試劑與儀器名稱試劑規(guī)格與儀器型號(hào)生產(chǎn)廠家硫酸銨分析純國(guó)藥化學(xué)試劑有限公司乙腈分析純北京化工廠羅丹明b5g/瓶德國(guó)恒溫水浴鍋JHH6A嘉興俊思電子有限公司移液槍H33766E安捷倫公司萬分之一分析天平JA1003上海越平有限公司組織搗碎機(jī)EQ0101北京東信力搏科技有限公司5.2實(shí)驗(yàn)方法5.2.1羅丹明b標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制準(zhǔn)確稱取0.05g羅丹明b標(biāo)準(zhǔn)品加入50mL容量瓶中,稀釋至刻度此時(shí)溶液的濃度為1.000g/L。在準(zhǔn)確吸取此溶液1.0mL與100mL容量瓶中,稀釋至刻度備用,此時(shí)溶液的濃度為10mg/L。5.2.2樣品溶液的配制將一定量的辣椒樣品于60℃烘箱中烘干,之后進(jìn)行組織搗碎,將樣品裝入培養(yǎng)皿中,備用。取處理后的樣品5g于100mL的燒杯中,加入50mL的羅丹明b標(biāo)準(zhǔn)溶液,充分混合烘干制得加標(biāo)樣品,備用。將處理好的加標(biāo)樣品于200mL燒杯中,加入100mL水充分混合靜置后取上清液定容到200mL容量瓶中,制得樣品溶液。5.2.3提取方法根據(jù)相圖的建立分析我們最終選用乙腈/硫酸銨雙水相體系來萃取羅丹明b。按照比例配置50mL的乙腈/硫酸銨雙水相體系與容量瓶中,將其轉(zhuǎn)移到燒杯中加入處理好的辣椒樣液,恒溫水浴30min后,記錄上下相體積比R,以及取樣分析上下相羅丹明b含量,分配系數(shù)K,回收率Y計(jì)算公式如下:5-15-25-3式中:R-上下相比K-分配系數(shù)Y-回收率V0-處理好的辣椒樣液的體積Vt-上相體積Vb-下相體積C0-處理好的辣椒樣液中羅丹明b的濃度Ct-上相中羅丹明b濃度Cb-下相中羅丹明b濃度5.2.4羅丹明b標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制準(zhǔn)備5支10mL比色管備用,分別準(zhǔn)確吸取1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL的10mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液于10mL比色管中,加超純水定容至刻度,在550nm下測(cè)得吸光度,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖5-1。圖5-1羅丹明b標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程:y=0.23053x-0.02871R2=0.99726其中:y是羅丹明b濃度,x是吸光度。5.3結(jié)果與討論5.3.1硫酸銨的質(zhì)量對(duì)萃取的影響雙水相體系的硫酸銨的用量會(huì)影響兩相間的電勢(shì)差,從而影響羅丹明b在兩相間的分配。首先我們優(yōu)化的是無機(jī)鹽的質(zhì)量對(duì)回收率的影響,采用的是固定乙腈的量的方法,來考察無機(jī)鹽的質(zhì)量對(duì)回收率的影響,數(shù)據(jù)如表5-1所示。從圖5-2中可以看出,隨著硫酸銨用量的增加羅丹明b的回收率越高,當(dāng)硫酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到28%時(shí)回收率達(dá)到最大,繼續(xù)增加硫酸銨的量回收率反而略有下降,可能是由于鹽的量過大導(dǎo)致上相體積變大,富集倍數(shù)變小,所以影響了回收率。根據(jù)圖中羅丹明b的回收率我們最終選用硫酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)28%。表5-2硫酸銨質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)羅丹明b萃取率的影響乙腈(wt%)硫酸銨(wt%)水(wt%)Vt(mL)Vb(mL)Ct(mg/L)Cb(mg/L)RKY20.020.060.03.053.47.07540.49830.056214.19910.678822.058.04.052.45.05280.30030.076316.82580.645824.056.04.351.44.65680.40880.083711.39140.656726.054.06.0494.04860.48420.12248.36140.771028.052.06.0474.70390.23900.127619.68160.914730.050.06.0464.40690.39460.130411.16800.8506圖5-2硫酸銨質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)回收率的影響5.3.2乙腈濃度對(duì)萃取的影響與硫酸銨一樣,雙水相體系形成的另一關(guān)鍵乙腈的用量也對(duì)回收率有明顯的影響。乙腈在不同濃度的鹽溶液中的溶解度不同,其用量會(huì)影響雙水相的疏水性,從而影響羅丹明b在兩相的分配。我們采取與上述同樣的方法,固定硫酸銨的量,考察乙腈的質(zhì)量對(duì)回收率的影響,數(shù)據(jù)如下表4-2所示。結(jié)果如圖5-3所示,隨著乙腈質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,回收率有上升的趨勢(shì),當(dāng)乙腈的用量在24%時(shí),羅丹明b的回收率達(dá)到最高值。繼續(xù)增加乙腈,羅丹明b的提取效率略有下降。這可能與乙腈易揮發(fā)的性質(zhì)有關(guān),同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象可知乙腈的用量增大上相體積明顯變大,導(dǎo)致富集倍數(shù)有所下降影響提取效率。所以,根據(jù)羅丹明b的回收率我們最終選用乙腈的質(zhì)量分?jǐn)?shù)24%。表5-3乙腈質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)羅丹明b萃取率的影響硫酸銨(wt%)乙腈(wt%)水(wt%)Vt(mL)Vb(mL)Ct(mg/L)Cb(mg/L)RKY28.016.056.03.052.45.80240.12590.057346.08740.558818.054.04.651.25.11410.13530.089837.79820.742620.052.06.052.54.11930.18250.114322.57150.801622.050.06.053.23.91650.12590.112931.10800.750924.048.08.846.53.02550.10700.189228.27570.860226.046.09.4452.61050.09760.208926.74690.7788圖5-3乙腈質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)回收率的影響5.3.3體系溫度對(duì)萃取的影響確定乙腈/硫酸銨/水三者的最佳配比后,我們考察了體系的溫度對(duì)羅丹明b回收率的影響。溫度會(huì)影響低分子有機(jī)物/無機(jī)鹽雙水相體系的理化性質(zhì)以及羅丹明b的溶解度,因此本研究考察了溫度為20-35℃時(shí)對(duì)羅丹明b提取效率的影響。從圖5-4中可以看出在25℃(室溫)下羅丹明b有最大回收率。最終我們選擇體系溫度為25℃。表5-4溫度對(duì)羅丹明b萃取率的影響乙腈(wt%)硫酸銨(wt%)水(wt%)溫度(℃)Vt(mL)Vb(mL)Ct(mg/L)Cb(mg/L)RKY24.028.048.020.09.047.02.21450.48890.19154.52960.648025.09.047.52.60110.14950.189517.39870.763030.08.6472.22400.48890.18304.54890.613035.08.447.52.62000.52190.17685.02010.7180圖5-4溫度對(duì)回收率的影響5.4結(jié)論本章主要考察的是影響羅丹明b萃取效率的因素,并對(duì)雙水相萃取條件進(jìn)行優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,硫酸銨的用量、乙腈的用量、體系的溫度對(duì)羅丹明b的提取效率影響較大。最終確定最優(yōu)的萃取條件為雙水相體系中乙腈的質(zhì)量分?jǐn)?shù)24%、硫酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)28%、水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)42%,體系的溫度25℃。第六章結(jié)論本文主要研究的是低分子有機(jī)物和無機(jī)鹽的成相能力,結(jié)果表明:可以看出不同的成相鹽和有機(jī)物之間的形成雙水相的能力是不同的。主要是由于體系不同組分的性質(zhì)差異造成的。本研究考察了不同體系是否可以進(jìn)行清濁點(diǎn)滴定。研究發(fā)現(xiàn),乙腈可以與硫酸銨、磷酸氫二鉀、檸檬酸三鈉進(jìn)行清濁點(diǎn)滴定,異丙醇可以與硫酸銨、磷酸氫二鉀進(jìn)行清濁點(diǎn)滴定。由清濁點(diǎn)滴定法測(cè)得了乙腈-硫酸銨、乙腈-磷酸氫二鉀、乙腈-檸檬酸三鈉、異丙醇-硫酸銨、異丙醇-磷酸氫二鉀五種雙水相萃取體系在25℃(室溫)時(shí)的雙節(jié)線數(shù)據(jù),并根據(jù)雙節(jié)線數(shù)據(jù)繪制了雙水相相圖。本研究對(duì)影響羅丹明b萃取效率的因素進(jìn)行考察,并對(duì)雙水相萃取條件進(jìn)行優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,硫酸銨的用量、乙腈的用量、體系的溫度對(duì)羅丹明b的提取效率影響較大。最終確定最優(yōu)的萃取條件為雙水相體系中乙腈的質(zhì)量分?jǐn)?shù)24%、硫酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)28%、水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)42%,體系的溫度25℃。致謝本研究的順利完成離不開長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院的支持。同時(shí)我要感謝我的導(dǎo)師王志兵老師,王老師給我提供了很多實(shí)驗(yàn)專業(yè)技術(shù)上的幫助。特別是王老師對(duì)我實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)態(tài)度上的指導(dǎo),對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和生活都具有很大的幫助。在此我還要感謝食品系的所有老師們,你們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和淵博的專業(yè)知識(shí),不僅使我對(duì)食品前言技術(shù)有了更進(jìn)一步的理解,讓我有機(jī)會(huì)真正接觸到有關(guān)食品的專業(yè)知識(shí)。使我能夠?qū)W以致用,提高自己的實(shí)際動(dòng)手操作能力。我還要特別感謝陪伴我大學(xué)四年的各位同學(xué)們,在我的畢業(yè)論文完成過程中,同組的多位同學(xué)為我提供了幫助,正是因?yàn)橛心銈兊拇嬖诓攀俏业拇髮W(xué)生活充滿色彩,在此表示感謝。最后再次感謝長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)以及所有師生的支持。參考文獻(xiàn)LiY,YangS,ZhangW,etal.Phaseequilibriaandsalteffectontheaqueoustwo-phasesystemofethanol

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2-propanol

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salt[(NH4)2SO4/Na2SO4]

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