海帶水浸泡對碘溶出影響的研究

海帶水浸泡對碘溶出影響的研究

樣品研究的意義碘被稱為“智力因素”。這是合成甲狀腺激素不可或缺的元素，在人類和動物體的代謝過程中起著非常重要的作用。食物中碘不足可使甲狀腺分泌減少,降低機體的代謝,導(dǎo)致甲狀腺腫大病,引起地方性甲狀腺腫和地方性克汀病,還會造成兒童生長遲緩,智力低下或癡呆。由于碘缺乏而對人體發(fā)育造成的全部影響被稱為“碘缺乏病”(IDD,IodineDeficiencyDisease)。海帶是一種含碘豐富藥食同源的食品原料,也是一種高效安全的首選天然資源補碘劑,醫(yī)學家也將其作為治療甲腫病的藥物。干海帶含碘量可高達2400～7200mg/kg。如何從海帶中提取碘,一直是人們關(guān)心的問題,本文通過浸淋實驗,研究了海帶在接觸到水溶液時,碘釋放量隨浸泡時間、浸泡溫度、浸泡水量、浸泡液的酸堿度的變化,分析了浸出液中的碘量及其隨時間變化的一些規(guī)律和影響因素,為海帶浸泡提取碘提供一定的理論依據(jù),為實現(xiàn)人體自然補碘的有效新途徑提供理論上和技術(shù)上的科學依據(jù)。干海帶:一般的食用海帶,購于杭州水產(chǎn)市場,產(chǎn)地不明。海帶表面附著泥沙等污物,將海帶,凈洗,50℃下烘干,粉碎機粉碎,混勻,待用。1.2不同浸溶量的樣品的制備海帶總碘測定:稱取烘干粉碎混勻的海帶樣品0.5000g(精確至0.0001g),置于鎳坩堝中,用碳酸鉀固定樣品中的碘,經(jīng)干灰化破壞有機物,使碘游離出來。將灼燒殘渣研碎,過濾坩堝中內(nèi)容物,多次用熱水洗滌濾渣,將濾液和洗液收集到50ml容量瓶中,加去離子水到刻度,搖勻,此液即為海帶總碘待測液。浸溶時間的影響:每個樣品稱取0.5g粉末狀海帶,在室溫20℃下,用200ml去離子水浸溶,在10、20、30、40、50、60min、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13h分別過濾取樣測定。每個樣品3個平行樣,取平均值。浸溶水量的影響:每個樣品稱取0.5g粉末狀海帶,在室溫20℃下,用不同量的去離子水:25、50、75、100、125、150、200、250、300、400ml水量進行浸溶4h,過濾取樣測定。每個樣品3個平行樣,取平均值。浸溶溫度的影響:每個樣品稱取0.5g粉末狀海帶,用200ml去離子水在不同的溫度:5、10、20、30、40、50、60、70、80、100、120℃下浸溶4h,過濾取樣測定。每個樣品3個平行樣,取平均值。浸溶液酸堿度的影響:每個樣品稱取0.5g粉末狀海帶,在室溫20℃下,用200ml去離子水在不同的pH值:4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5下進行浸溶4h,過濾取樣測定。每個樣品3個平行樣,取平均值。1.3碘陰離子的測定1.3.1海帶總碘測定溴水氧化-接觸法。1.3.2海帶浸溶液中總碘的測定溴水氧化-接觸法。1.3.3海帶浸溶液中碘陰離子(I-)的測定GB/T13882-92硫氰酸鐵—亞硝酸催化動力學法。1.3.4浸泡后海帶殘渣中碘的測定①-②。751-GW分光光度計(安捷倫科技上海分析儀器有限公司);分子吸收分光光度法通則(紫外和可見光部分);坩堝:鎳質(zhì)30ml;秒表;GB6682去離子水實驗室用水規(guī)定;GB9721化學試劑分析純。2結(jié)果與分析2.1碘的含量測定海帶在干制過程中表面上附著一層泥沙及白色粉狀物,浸溶前需清洗。用無碘水洗滌海帶表面,洗滌液過濾后進行碘的含量測定。洗滌液中主要包括甘露醇及多種無機鹽,用淀粉指示劑試之,顏色變?yōu)樗{色,說明洗滌液里含有無機碘,取樣測定可得海帶清洗液里含碘為118.96mg/l。用溴水氧化-接觸法測定消化后的海帶總碘為4349.7mg/kg。2.2無機碘含量的變化碘在藻體中以無機碘和有機碘兩種形式存在,無論以何種形式,其碘溶出速度與溶出量與時間有密切關(guān)系,因而探索了不同時間海帶碘的浸溶情況,結(jié)果見圖1。由此可見,體系中無機碘I-很快達到最高峰,然后稍有下降,并漸趨平緩,浸溶液中的總碘隨著無機碘I-達到一高峰值,繼續(xù)上升,但上升趨勢平緩。在浸溶初期,易溶于水的無機碘迅速溶出,體系中I-含量升高很快,至2～3h,I-含量到最高值,占海帶總碘量的64.57%,隨著時間的推移,由于無機碘的揮發(fā)性,碘含量有所下降。相反,水溶性不好的有機態(tài)碘,在體系中含量增加趨勢較緩,在10～11h的時候達到一個穩(wěn)定值。對于海帶浸泡出來的總碘來說,含量還是呈上升趨勢,到10～11h的時候,總量趨于一個穩(wěn)定值,占海帶總碘量的66.59%。有文獻指出,在海帶浸泡體系中,I、I-、、有機碘中可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,在本實驗中沒有很明顯的檢測出這種量的轉(zhuǎn)化,也可能碘的這四種形態(tài)之間轉(zhuǎn)化的量比較少,所以在量的表現(xiàn)方面不是很明顯。2.3碘類碘-碘類溶出的量在相同浸泡時間和相同浸泡溫度下,海帶碘溶出速度與溶出量與浸泡水量有密切關(guān)系,因而探索了不同浸泡水量下海帶碘的浸溶情況,結(jié)果見圖2。在25-300ml浸泡水量范圍內(nèi),隨著浸泡水量的增加,浸泡液里溶出的無機碘I-及總碘均呈增加趨勢,而且無機碘Ⅰ-的增加幅度要比總碘增加幅度大。這是因為總碘中含有有機形態(tài)的碘,有機形態(tài)的碘溶出率較低,所以總碘中增加的量主要是無機碘溶出的量。在浸泡水量達到300ml時,溶出的無機碘I-和總碘量都已達到一個穩(wěn)定值,分別占海帶總碘的67.47%、71.02%。繼續(xù)增大浸泡水量,對浸泡液中溶出的無機碘I-和總碘影響不大。由圖2還可以看出,海帶中存在一些固有的組分,占海帶的30%左右,這些組分不溶于水,不隨浸溶水量的變化而變化。2.4溫度和時間對碘i-及總碘水浸液的碘出速度的影響在相同浸泡時間和相同浸泡水量下,海帶碘溶出量與浸泡溫度有一定關(guān)系,因而探索了不同浸泡水量下海帶碘的浸溶情況,結(jié)果見圖3。在溫度5～40℃溫度范圍內(nèi),隨著溫度的升高,無機碘I-及總碘浸出量逐漸升高,到40～45℃時,浸泡液里的無機碘I-溶出量達到一個峰值2878.99mg/kg,占海帶總碘的66.19%,隨著溫度的升高,無機碘I-溶出速度雖然有所增快,但I2的升華速度增加更快,從而表現(xiàn)出在浸泡里凈的無機碘量卻是在逐漸降低。浸泡的溫度超過100℃時,降低趨勢更明顯。對于有機碘來說,則不存在碘升華的問題,溫度升高,其溶出速度加快。所以在總碘量表現(xiàn)來說,碘總量下降的趨勢很平緩。因此可以看出,溫度對碘的浸溶量的影響很明顯。2.5ph值對碘在兩種最海帶碘溶出速度與浸泡液的酸堿度有一定關(guān)系,因而探索了不同浸泡水量下海帶碘的浸溶情況,結(jié)果見圖4、圖5。不同的pH值浸泡液,海帶浸泡出來的碘量也不一樣。在圖4中可以看出,在pH值4～6.5之間,隨著pH的增大,溶出的無機碘I-量也增加,在pH6.5時,溶出的無機碘I-量達到最大值2431.66mg/kg,然后隨著pH值的增大,溶出的無機碘I-量呈下降趨勢,但下降趨勢平緩。而在總碘曲線中,在pH4.5左右,溶出的總碘是整個曲線中碘量最少的,pH>4.5h后隨著pH值的增大,溶出的總碘量逐漸增加,并且在pH4.5～6.5之間增加的趨勢高于在pH6.5～8.5。說明在酸性條件下碘在海帶溶出的碘主要以碘離子的形式存在,而在中性偏堿性條件下海帶以其他形態(tài)的碘溶出。在圖5中可以看到,不管是在哪種pH條件下,至少還有31.89%的碘滯留在海帶中。3浸泡液中的碘含量變化在浸泡海帶的過程中發(fā)現(xiàn),浸泡出的海帶碘量與浸泡時間的長短、浸泡水量、浸泡溫度與浸泡液的酸堿度均有一定的關(guān)系,而浸泡時間與浸泡溫度影響最為顯著。在浸泡時間0～3h內(nèi),有機碘在體系中的含量很低,此時體系中溶出的主要是無機碘。隨著時間的延長,海帶中的有機結(jié)合碘逐漸與水接觸,逐漸溶出,使總碘之中含有了有機碘。因為有機碘是碘與氨基酸共價鍵結(jié)合,化學性質(zhì)非常穩(wěn)定,不被氧化成單質(zhì)碘而升華,因而隨浸泡時間的延長,有機碘含量逐漸升高,使溶出的總碘含量逐漸升高,由于海帶中有一部分不溶的碘形態(tài),使溶出的總碘含量增加呈平緩趨勢,直至到一穩(wěn)定值。在溫度較低時,隨著溫度的升高,海帶中的無機碘溶出速度加快,向海帶體外的擴散速度也加快,因而表現(xiàn)出浸泡液中的無機碘的含量增加。隨著溫度的升高,I2的升華速度加快,因此,當溫度超過50℃后,對無機碘而言,盡管溶出速度加快了,但因升華速度的增加,在浸泡液中剩余的無機碘卻逐漸降低。對于有機碘而言