Study on microwave-assisted extraction of coal

合集下载

微波辅助提取黄芪多糖的工艺研究_龚盛昭

微波辅助提取黄芪多糖的工艺研究_龚盛昭
第 32 卷 第 8 期 2004 年 8 月
华南理工大学学报 (自然科学版)
J ournal of South China University of Technology (Natural Science Edition)
Vol . 32 No. 8 August 2004
文章编号 : 1000- 565X (2004) 08- 0093- 04
2. 3 提取时间对黄芪多糖微波辅助提取效 果的影响
改变每次提取的微波辐射时间 , 按液料质量比 为 12∶1加入蒸馏水 ,用澄清的饱和石灰水调节 p H = 9 ,微波功率为 300 W 时提取两次. 提取液浓缩后 , 用 10 %盐酸调节 p H 值 , 然后用乙醇沉析 , 将沉淀干 燥 ,即得黄芪粗多糖. 影响结果如图 3 所示.
第 8 期
龚盛昭 等 : 微波辅助提取黄芪多糖的工艺研究
95
充分的情况下 ,会改变表观传质系数 ,从而影响传质 速率. 液料质量比的提高必然会在较大的程度上提 高传质推动力 ,但也提高了生产成本及后续处理的 难度 ,所以液料质量比也不宜太高.
由图 2 可知 , 液料质量比对黄芪多糖产率有一 定影响 ,随液料质量比的增大 , 多糖产率增大. 但当 液料质量比为 12∶1以上时 , 多糖产率随液料质量比 增大而增大的幅度已很小 , 故选择液料质量比为 12∶1左右为宜.
液 ,用旋转蒸发仪真空浓缩到 30 mL 左右 , 用 10 %
盐酸调节 p H 值 , 使 p H = 7 , 加入 90 mL 95 %的乙
醇 (使醇浓度达到 70 %以上) 以析出多糖 , 过滤 , 用
乙醇洗涤多次 ,沉淀真空干燥后即得黄芪粗多糖 ,并
按下式计算粗多糖产率.

人参中人参皂苷提取分离研究进展

人参中人参皂苷提取分离研究进展

人参中人参皂苷提取分离研究进展一、本文概述Overview of this article人参,作为传统中药材的瑰宝,自古以来便在中医药理论中占据着举足轻重的地位。

人参中的人参皂苷是其主要的药效成分,具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤、抗衰老等多种生物活性,因此,对人参中人参皂苷的提取分离研究一直备受关注。

本文旨在全面综述近年来人参中人参皂苷提取分离的研究进展,从提取方法、分离技术、结构鉴定及生物活性研究等方面进行深入探讨,以期为人参资源的深入开发利用提供理论支持和实践指导。

Ginseng, as a treasure of traditional Chinese medicine, has held a pivotal position in the theory of traditional Chinese medicine since ancient times. The ginsenosides in ginseng are its main pharmacological components, which have various biological activities such as anti-inflammatory, antioxidant, anti-tumor, and anti-aging. Therefore, the extraction and separation of ginsenosides in ginseng has always been of great concern. This article aims to comprehensively review theresearch progress in the extraction and separation of ginsenosides from ginseng in recent years, and conduct in-depth discussions on extraction methods, separation techniques, structural identification, and biological activity research, in order to provide theoretical support and practical guidance for the in-depth development and utilization of ginseng resources.本文首先回顾了人参皂苷的基本结构和分类,阐述了其在人参中的分布和含量。

微波辅助提取女贞子中齐墩果酸工艺研究_汪茜

微波辅助提取女贞子中齐墩果酸工艺研究_汪茜

女贞子为木犀科常绿乔木女贞(Ligustrum lu cidum Ait)的干燥成熟果实。

具有补肝肾,强腰膝,明目乌发的功能。

女贞子主要含有齐墩果酸等三萜类脂溶性活性成分[1-3]。

微波技术在中药提取生产中,可应用于生物碱、黄酮、多糖、苷、挥发油等植物有效成分的提取,在中药提取中具有效率较高等优点[4-7]。

本文首次用运用微波辅助提取法提取女贞子中的主要成分———齐墩果酸,利用微波辅助提取女贞子中齐墩果酸工艺研究Analysis of the effective components in Ligustrum lucidum Ait withmicrowave-assisted extraction the content by HPLCWANG Qian 1,2,JIANG Zhen-ju 1*(1.School of Bioengineering,Xihua University,Chengdu 610039;2.West China School of Pharmacy,Sichuan University,Chengdu 610041)Abstract:Pvulgaris as materials,ethanol was used as the solvent to study the technique conditions forextracting Oleanolic acid from Ligustrum lucidum Ait under microwave radiation in the paper.The extraction conditions for extracting Oleanolic acid from Ligustrum lucidum Ait were discussed,and the influencing factors such as microwave power,solvent concentration,the ratio of material to liquid and extraction time has been studied.The optimum technology conditions were as followed:70%ethanol as solvent,microwave power of 350W,the ratio of material to liquid was 5:55and extraction time of 90s.In the condition,the extraction contents of extracting Oleanolic acid from Ligustrum lucidum Ait was 1.10%.Microwave method has advantages of shorten extraction time and higher extraction efficiency,which will be broad application foreground.Key words:Ligustrum lucidum Ait;oleanolic acid;microwave-assisted extraction汪茜1,2,蒋珍菊1*(1.西华大学生物工程学院,成都610039;2.四川大学华西药学院,成都610041)摘要:以女贞子为原料,采用乙醇作为提取溶剂,研究在微波辐射下提取齐墩果酸的工艺条件;选择微波功率、溶剂浓度、料液体积比、微波提取时间等影响因素进行了研究。

植物中花青素提取方法探讨_陈小婕

植物中花青素提取方法探讨_陈小婕
收稿日期:2012-07-26 * 通讯联系人 作 者 简 介 :陈小婕(1988-),女,硕士研究生,研究方向:营养与食品科学。
了对比分析,并对不同方法的未来发展方向和趋势
进行了展望,旨在为花青素的实验室提取和工业化
生产提供必要的参考依据,为植物中花青素更为广
泛而深入的研究奠定基础。
1 花青素性质及功能
Study on the extraction methods of anthocyanins in plants
CHEN Xiao-jie,YIN Wen-ya* (West China College of Public Health,Sichuan University,Chengdu 610041,China)
虽然与甲醇、乙醇相比,丙酮作为提取剂时可以 避免果胶的干扰,同时可在比较低的温度下浓缩。但 G Spagna等[16]研究表明,丙酮为提取剂时,需要用氯 仿除去提取物中的丙酮,不仅会污染环境,也不利于 人体的健康。因此丙酮在工业化推广中局限很大。
此外,花青素提取中还可以应用柠檬酸、乙酸、 盐酸等酸性试剂。同时,目前常用几种试剂以一定体 积比相结合的方法提取花青素,可以弥补不同试剂 的缺点,提高花青素的得率和提取效率。 2.1.4 传统提取法的影响因素 溶剂提取花青素的 过程中受到多种因素的影响,例如试剂的选择、原料 大小、料液比等。
试剂种类 甲醇 乙醇 丙酮 柠檬酸
表1 不同提取试剂优缺点对比
Table 1 The comparison of merits and demerits in different extraction solvent
优点 分子较小,可以与花青素充分接触,提取效率较高,
易于花青素的实验室分析和鉴定

微波辅助提取荸荠皮中多酚类物质的工艺研究_陈秋娟

微波辅助提取荸荠皮中多酚类物质的工艺研究_陈秋娟

图 1 微波功率对多酚提取率的影响
2. 1. 2 乙醇浓度对荸荠皮中多酚类物质提取率的影响。从 图 2 可知,随着乙醇浓度的升高,多酚类物质提取率逐渐增 大,当乙醇浓度为 70% 时达到最大值,接着又迅速下降。主 要原因可能是当乙醇浓度达到 70% 时,多酚类物质的极性与 溶剂的极性相近,致使多酚类物质从细胞中充分溶出。然而 增大或者减小乙醇的浓度,溶剂的极性与多酚类物质的极性 不接近,会影 响 多 酚 类 物 质 的 溶 出。因 此,选 择 乙 醇 浓 度 70% 为最佳提取浓度。
主要仪器与设备: SP-722 型见光分光光度计,上海光谱 仪器有限公司; 格兰仕 P80D23N1P-G5( WO) 型微波炉,佛山 市顺德区格兰仕微波沪电器有限公司; JA2103N 型电子分析 天平,上海民桥精密科学仪器有限公司。 1. 2 方法 1. 2. 1 标准曲线的制作。称取 10. 0 mg 没食子酸溶于 100
基金项目 作者简介
收稿日期
广西教育厅立项项目( 201010LX533,201010LX545) 。 陈秋娟( 1983 - ) ,女,广西南宁人,讲师,硕士,从事天然产 物分离及分析研究,E-mail: 2002090099@ 163. com。 2013-06-14
ml 容量瓶中,制成 100 μg / ml 的没食子酸标准溶液。分别移
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2013,41( 24) : 10144 - 10146
责编辑 李菲菲 责任校对 卢瑶
微波辅助提取荸荠皮中多酚类物质的工艺研究
陈秋娟,罗杨合,张 志,杨军君 ( 贺州学院化学与生物工程学院,广西贺州 542899)
摘要 [目的]探讨提取条件对荸荠皮中多酚类物质提取率的影响,确定最佳提取工艺。[方法]以荸荠皮为原料,采用微波提取其中的 多酚类物质,通过单因素试验和正交试验,探索微波功率、乙醇浓度、微波提取时间、料液比 4 个因素对多酚类物质提取的影响,确定多 酚类物质提取最佳工艺。[结果]微波提取荸荠皮中多酚类物质的最佳工艺条件: 微波提取功率 400 W,乙醇浓度 70% ,微波提取时间 6 min,料液比 1∶40 g / ml,在此条件下,荸荠皮中多酚类物质的提取率为 3. 15%。[结论]该研究为荸荠皮的进一步开发利用提供了理论 依据。 关键词 荸荠皮; 多酚类物质; 微波辅助; 提取 中图分类号 S 645. 3 文献标识码 A 文章编号 0517 - 6611( 2013) 24 - 10144 - 03

山药多糖的研究进展

山药多糖的研究进展

山药多糖的研究进展王瑞娇; 马凡怡【期刊名称】《《化学研究》》【年(卷),期】2019(030)005【总页数】4页(P547-550)【关键词】山药; 多糖; 提取; 活性【作者】王瑞娇; 马凡怡【作者单位】河南大学天然药物与免疫工程重点实验室河南开封475004【正文语种】中文【中图分类】R284.2多糖是山药中有效成分之一,具有抗肿瘤、抗氧化、抗衰老、增强免疫、降低血糖等作用.山药多糖主要由葡萄糖、半乳糖及甘露糖组成,但其结构尚不明确.山药多糖的构效关系是目前研究的热点.1 山药多糖的提取和分离山药多糖的提取方法主要有水浸提法[1-7]、超声辅助法[5]、超滤浓缩提取法[8]、微波辅助法[10]和酶法[11]等.温度、时间、pH值三种提取条件会对其多糖产率、相对分子量、单糖组成、构象和潜在的生物活性造成影响,尤其温度对多糖结构的影响是最大的(见表1).2 山药多糖的生物活性2.1 抗氧化山药多糖普遍具有抗氧化活性[3, 5-9],且其抗氧化能力的大小和山药多糖相对分子量、糖醛酸含量有关.相对分子量小的山药多糖水溶性较好,与自由基接触的面积大[5],其抗氧化能力较强.糖醛酸的抗氧化作用归因于它们的供氢能力.在多糖中,糖醛酸基团的存在可以触发异头碳的氢原子,较高的含量意味着较强的氢原子供给能力,因此有较低相对分子量和较高糖醛酸含量的山药多糖显示出较强的抗氧化活性.表1 山药的提取Table 1 Extraction of Dioscorea opposita Thunb提取方法提取比例/W:V提取温度/℃提取时间/h其他多糖产量/%相对分子量/Da单糖组成多糖含量/%功能及生物活性参考文献水浸提法1∶880320%醇沉淀 4.6651 25065.80∶19.60∶7.92∶4.89 a63.2540%醇沉淀 2.143523071.10∶19.30∶3.75∶3.89 a64.4360%醇沉淀 0.483479061.60∶22.60∶5.47∶7.05 a80.1380%醇沉淀 1.70363169.60∶13.60∶12.60∶3.17 a56.37乳化、流变性能[1-2]水浸提法1∶8801.55.1916 6191.52∶1 b抗氧化、抗菌[3]水浸提法1∶2010020.51.09:0.51:1.0:3.03:1.77 c免疫调节[4]水浸提法1∶40251.5超声4.3440 30066.87∶10.52∶3.66∶0.28∶2.77∶15.92 d0.841∶40251.53.8536 50048.38∶8.71∶6.46∶0.84∶3.08∶32.15 d0.621∶40501.511.5448 700, 1076 40079.09∶0.46∶15.71∶0.25∶0.08∶4.12 e17.501∶40801.512.3912 000,100 420081.18∶15.10∶0.22∶0.08∶2.99 f6.51还原能力、抗氧化、降血糖[5]水浸提法1∶156****0001∶13.057∶26.56∶6.07∶2.22g410001∶0.024∶0.05∶0.084∶2.59∶0.13∶0.14 g230001∶0.82∶3.86∶2.68∶12.88∶1.29∶0.54 g抗氧化、降血糖、抗肿瘤[6]水浸提法1∶1510030.5∶1.2∶0.3∶0.3 h63.2抗氧化[7]超滤浓缩提取20过滤88.750.8∶24.2∶11.8 i抗增殖[8]降解提取降解13 20005.32% j63.8794 0006.04% j66.4836 0006.54% j68.219 0008.68% j68.33抗氧化、抗诱变、脂质过氧化作用[9]注:a Glu∶Gal∶Man∶Xyl (w/w); b Glu∶Gal(mol/mol); cMan∶GalA∶Glu∶Gal∶Arab (mol/mol); d Rha∶Gal∶Xyl∶Arab∶GlcA∶GalA (w/w); e Rha∶Glu∶Gal∶Xyl∶Arab∶GalA (w/w); f Rha∶Gal∶Xyl∶Arab:GalA (w/w); g Man∶Rha∶GlcA∶Glu∶Gal∶Xyl∶Arab (mol/mol); hMan∶Glu∶Gal∶GlcA (mol/mol); i Glu∶Man∶Gal (w/w); j uronic acid (w/w).其中 Glu:葡萄糖;Gal:半乳糖;Man:甘露糖;Xyl:木糖;GalA:半乳糖醛酸;Arab:阿拉伯糖;Rha:鼠李糖;GlcA:葡萄糖醛酸;uronic acid:糖醛酸. YANG等[3]发现纯化的山药多糖含有糖醛酸,可以清除羟基自由基和超氧自由基,其清除能力随着多糖浓度的增加而提高,但这种能力低于维生素C(Vc). JU等[7]得到的山药多糖含有12.4%的糖醛酸,具有清除羟基自由基的能力,清除效果随着浓度的增加而增加,他们的研究还表明山药多糖是羟基自由基的良好清除剂,并且对猝灭超氧自由基也有相似的清除作用.ZHAO等[5]通过四种方法提取山药多糖,如表2所示,得到相对分子量和组成有所差异的山药多糖UAE、CWE、WWE、HWE,其中UAE和CWE相对分子量分别为4.03×104和3.65×104 Da,水解产物的糖醛酸(GlcA和Gal A)含量分别为18.69%和35.23%.UAE和CWE的相对分子量较低、糖醛酸含量较高,与它们具有良好的抗氧化活性相呼应. ZHU等[6]纯化得到三种多糖CYZ、CYS-1、CYS-2,相对分子量分别为2.2×104、4.1×104和2.3×104 Da,CYS-2的糖醛酸含量明显高于CYS-1 和CYZ,其抗氧化活性按CYS-1、CYZ、CYS-2 粗多糖的顺序增加.ZHANG等[9]所得山药多糖用不同浓度的H2O2和维生素C降解,得到不同相对分子量的山药多糖DP、LP1、LP2和LP3,相对分子量大小分别为1.32×105、9.4×104、3.6×104和9×103 Da,且LP3含有更多的糖醛酸,其抗氧化能力明显高于其他样品.表2 几种山药多糖的组成和生物活性Table 2 Biactivities of polysaccharides山药多糖相对分子量(×104 Da)GlcA(%)GalA(%)AGI IC50(μg/mL)AAIIC50(mg/mL)UAE4.032.7715.9235.827.41CWE3.653.0832.1527.413.66WWE 4.87,107.64ND4.12263.7519.75HWE1.20,100.42ND2.99274.3647.572.2 抗肿瘤山药多糖同样具有抗癌活性[6, 8].ZHU等[6]从山药中提取到CYS-1、CYS-2及CYZ三种多糖,并研究了其对黑色素瘤细胞的抑制作用.结果发现,CYZ对B16小鼠黑色素瘤细胞没有明显的抑制作用;CYS-2在高剂量时具有显著的抑制作用,在中剂量具有明显的抑制作用; CYS-1在中高剂量范围内对B16小鼠黑色素瘤细胞具有显著的抑制作用;但粗多糖却显示出比任何纯化的多糖更强的抑制活性.究其原因可能是因为粗多糖是聚合物,组成较为复杂,有其他成分共同作用,对黑色素瘤细胞产生影响的不单只有多糖.但其协同抑制作用仍需要进一步研究.XUE等[8]实验得到山药多糖CYP在体外对BGC-823细胞的增殖产生剂量依赖性抑制.当CYP浓度从12.5 μg/mL增加至800 μg/mL时,抑制率从20.5 %增加至52.3 %.但在高浓度的CYP水平下,抑制率的增加率下降,可能是因为高浓度的药物会引起耐药性.CYP抑制癌细胞生长的复杂机制尚不明确.2.3 抗菌YANG等[3]研究了不同山药多糖浓度下对多种菌的抗菌活性,发现其对枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌和尼氏杆菌均没有抑制活性,但对大肠杆菌显示出一定的抑制活性,且其抑制活性随样品浓度的增加而提高,最小抑制浓度(MIC)为2.5 g/L.2.4 抗炎LI等[4]发现山药多糖NSCYP对促炎细胞因子如IL-6和TNF-α有一定的影响,通过实时PCR定量IL-6和TNF-αmRNA的含量,发现用200~800 mg/L NSCYP 处理16 h后,与对照组脂多糖(LPS)相比,RAW264.7细胞中IL-6和TNF-αmRNA的转录显著增加,与RT-PCR结果一致,在NSCYP处理下释放到培养基中的IL-6和TNF-α细胞因子显着高于载体对照组. NSCYP诱导IL-6和TNF-α的产生是剂量依赖性的,与LPS处理相当,但作用要强.2.5 增强免疫山药多糖可增强免疫活性的表达[12].LI等[4]对山药多糖NSCYP的增强免疫功能进行了研究,发现其可通过TLR4-NF-κB信号通路对巨噬细胞发挥免疫调节活性,可作为一种潜在的免疫调节剂.2.6 降血糖糖尿病,是身体不再产生足够的胰岛素或无法利用胰岛素的一种慢性疾病[13-14].糖尿病主要分为两类,其中Ⅰ型糖尿病即胰岛素依赖型糖尿病,而Ⅱ型糖尿病主要是胰岛素作用无效[15].近年来许多中药多糖包括山药多糖[16]都被发现有降血糖作用.ZHAO等[5]研究了山药多糖的降低血糖作用,发现餐后血糖的突然增加与通过α-葡糖苷酶和α-淀粉酶将多糖分解代谢为葡萄糖的淀粉水解有关.他们针对患有Ⅱ型糖尿病的个体中α-葡糖苷酶和α-淀粉酶进行研究,通过α-葡萄糖苷酶抑制试验(AGI)和α-淀粉酶抑制试验(AAI)测定山药多糖对这些酶的抑制率.如表2所示,在AGI测定中CWE、UAE、WWE和HWE表现不同的IC50值,介于27.41 mg/L~274.36 mg/L之间,而AAI测定样品的IC50值范围为3.66~47.57 g/L.与其他植物如Livingstone马铃薯相比,山药多糖显示出良好的AGI和AAI活性和降血糖能力,可以作为潜在的降血糖药物.其中HWE相对分子量较大,糖醛酸含量最低,具有最低的降血糖作用.WWE的糖醛酸含量和抗糖尿病活性略高于HWE.CWE具有最高的糖醛酸含量和较小的相对分子量,其AGI和AAI活性最佳.UAE的相对分子量较小,糖醛酸含量较高,降血糖作用接近CWE,与抗氧化呈现相同的变化规律. 2.7 抗突变ZHANG等[9]在不同浓度的过氧化氢和抗坏血酸中,将相对分子量为1.32×105 Da的山药多糖(DP)降解为相对分子量分别为9.4×104、3.6×104、9×103 Da的LP系列(LP1、LP2、LP3)降解多糖.他们利用微核中无定形片段或滞后染色体结果的检测,观察有丝分裂的抑制率,来验证其抗突变活性.结果显示,LP2和LP3的IC50值分别为65.6 mg/L和48.3 mg/L,相对分子量小的LP3显示出最高的抑制率.3 结论山药多糖的单糖组成、相对分子量大小和糖醛酸含量等对其作用机制、功能活性都会产生影响,而相对分子量小、糖醛酸含量高的山药多糖活性更佳.目前,虽然有关山药多糖的研究正不断深入,但仍需进行大量的药理和毒理学实验,以进一步拓展其功能性应用,为山药多糖的开发利用提供新的理论支撑,并带动医药、食品、化妆品等领域的发展.参考文献:【相关文献】[1] MA F, ZHANG Y, LIU N, et al. Rheological properties of polysaccharides from Dioscorea opposita Thunb. [J]. Food Chemistry, 2017, 227: 64-72.[2] MA F, ZHANG Y, WEN Y, et al. Emulsification properties of polysaccharides from Dioscorea opposita Thunb. [J]. Food Chemistry, 2017, 221: 919-925.[3] YANG W, WANG Y, LI X, et al. Purification and structural characterization of chinese yam polysaccharide and its activities [J]. Carbohydrate Polymers, 2015, 117: 1021-1027. [4] LI M, CHEN L, CHEN S, et al. Non-starch polysaccharide from Chinese yam activated RAW 264.7 macrophages through the Toll-like receptor 4 (TLR4)-NF-κB signaling pathway[J]. Journal of Functional Foods, 2017, 37: 491-500.[5] ZHAO C, LI X, MIAO J, et al. The effect of different extraction techniques on property and bioactivity of polysaccharides from Dioscorea hemsleyi [J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2017, 102: 847-856.[6] ZHU Y, LI Y, ZHANG C, et al. Structural and functional analyses of three purified polysaccharides isolated from Chinese Huaishan-yams [J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2018, 120: 693-701.[7] JU Y, XUE Y, HUANG J, et al. Antioxidant chinese yam polysaccharides and its pro-proliferative effect on endometrial epithelial cells [J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2014, 66: 81-85.[8] XUE H, LI J, LIU Y, et al. Optimization of the ultrafiltration-assisted extraction of chinese yam polysaccharide using response surface methodology and its biological activity [J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2019, 121: 1186-1193.[9] ZHANG Z, WANG X, LIU C, et al. The degradation, antioxidant and antimutagenic activity of the mucilage polysaccharide from Dioscorea opposita [J]. Carbohydrate Polymers, 2016, 150: 227-231.[10] 李建刚, 李庆典. 微波提取山药多糖的研究[J]. 中国酿造, 2012, 31(10):103-105.LI J G, LI Q D. Study on microwave-assisted extraction of chinese yam polysaccharides [J]. China Brewing, 2012, 31(10):103-105.[11] 张卫明, 单承莺, 姜洪芳, 等. 酶解法测定山药多糖含量的研究[J]. 食品科学, 2009, 30(20): 403-405.ZHANG W M, SHAN C Y, JIANG H F, et al. Enzymatic hydrolysis treatment for determination of polysacchrides in chinese yam [J]. Food Science, 2009, 30(20): 403-405.[12] ZHAO G, KAN J, LI Z, et al. Structural features and immunological activity of a polysaccharide from Dioscorea opposita thunb roots [J]. Carbohydrate Polymers, 2005, 61(2): 125-131.[13] WU J, SHI S, WANG H, et al. Mechanisms underlying the effect of polysaccharides in the treatment of type 2 diabetes: A review [J]. Carbohydrate Polymers, 2016, 144: 474-494.[14] MOOTOOSAMY A, MAHOMOODALLY M F. Ethnomedicinal application of native remedies used against diabetes and related complications in Mauritius [J]. Journal of Ethnopharmacology, 2014, 151(1): 413-444.[15] CHEN Q, ZHU L, TANG Y, et al. Preparation‐related structural diversity and medical potential in the treatment of diabetes mellitus with ginseng pectins [J]. Annals of the New York Academy of Sciences, 2017, 1401(1): 75-89.[16] ZHENG Y, BAI L, ZHOU Y, et al. Polysaccharides from chinese herbal medicine foranti-diabetes recent advances [J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2019, 121: 1240-1253.。

煤与生物质微波共热解特性实验研究

煤与生物质微波共热解特性实验研究王南;余江龙;Arash Tahmasebi;黄峰;徐静【摘要】通过自制的微波热解实验台架,采用微波加热方式,考察微波吸收剂加入比例、微波输出功率及热解时间等实验条件对花生壳与神华5 #褐煤微波共热解特性的影响.采用SEM和FTIR分析微波热解前后样品的表面形貌及化学结构,利用GC-MS对液体产物进行分析.结果表明,微波加热条件下,增加微波吸收剂加入比例和微波输出功率,共热解程度加深,液体焦油与热解气产率大幅增加,而固体半焦产率则随之下降.【期刊名称】《煤炭转化》【年(卷),期】2015(038)004【总页数】7页(P27-32,47)【关键词】褐煤;生物质;微波共热解;焦油;半焦【作者】王南;余江龙;Arash Tahmasebi;黄峰;徐静【作者单位】辽宁科技大学化学工程学院,辽宁省先进煤焦化技术重点实验室,114051辽宁鞍山;辽宁科技大学化工学院,辽宁科技大学高新技术研究院,辽宁省先进煤焦化技术重点实验室,114051 辽宁鞍山;辽宁科技大学化学工程学院,辽宁省先进煤焦化技术重点实验室,114051辽宁鞍山;辽宁科技大学化学工程学院,辽宁省先进煤焦化技术重点实验室,114051辽宁鞍山;辽宁科技大学化学工程学院,辽宁省先进煤焦化技术重点实验室,114051辽宁鞍山【正文语种】中文【中图分类】TQ530.2我国煤炭资源十分丰富,煤种齐全,储量居世界第三位,是世界第一产煤国,并且是世界上少数以煤炭为主导的一次能源国家.[1-8]生物质是富氢物质,作为一种可再生的清洁能源,可做煤的供氢剂.生物质与煤共热解不仅可以提高煤的热解转化率和焦油产率,使自然资源得到有效利用,且可以降低生产成本.[9]微波加热作为一种全新的加热方式,具有独特的传热传质规律和较好的加热均匀性,可以避免二次反应的发生,能够更好地控制反应过程且容易获得最终目标产物.[10]微波能量在物料内部就能被吸收并转化为热量.微波加热对物料进行大规模处理时过程迅速,成本降低,节约能源.[11]因此,煤与生物质微波共热解研究可以为煤与生物质清洁利用技术的研发提供理论依据,微波共热解技术具有重要的科研价值及较好的应用前景.倪献智等[12]对生物质与褐煤进行低温共热解实验,初步证明生物质热分解与褐煤热分解之间有一定的相互作用,其作用结果使生物质中的一部分碳被固定于半焦中,且使半焦的单位吸附量显著增加;Uslu et al[13]研究证明,经微波热解处理后的煤脱除黄铁矿硫的比例增加,可达到55.7%;Dominguez et al[14]对咖啡壳进行微波辐射,使热解产生的合成气体产物中含有丰富的氢,其中CO和H2的含量达到72%,而常规加热只有52%.本研究利用自制微波热解实验台架,在固定床石英反应器上考察生物质与褐煤微波共热解特性,并研究了不同微波热解时间、微波功率以及微波吸收剂的添加量对热解产物产率的影响,探讨生物质与煤热解反应特性及其机理,这对于提高我国煤与生物质的资源化发展、实现煤与生物质的清洁高效利用具有重要意义.实验样品为神华5#褐煤和花生売.首先,用小型颚式破碎机将褐煤破碎,用标准筛筛分,粒度为0.063 mm~0.125 mm;利用密封锤式破碎(缩分)机将花生売进行破碎;其次,用变频行星式球磨机将已破碎的生物质进一步研磨,再在研钵中将剩余较大颗粒研磨至粉末状;将粉碎的原煤与花生売放入氮气保护的干燥箱中于105 ℃下烘干4 h.制取半焦所用煤样为粒度0.063 mm~0.125 mm的印尼褐煤,以10 ℃/min的升温速率将煤样由室温升至700 ℃,在700 ℃恒温1 h,制得半焦作为反应的微波吸收剂.样品装入密封袋,并放入充满氮气的塑料瓶内,瓶口缠上胶带密封;最后放入冰箱冷藏保存.样品的工业分析与元素分析见第28页表1.实验采用经过自制改造的家用美的牌机械式微波炉.在N2气氛下,样品质量为9 g,生物质和褐煤与半焦分别按照质量比为5∶1∶0.25,5∶1∶0.5,5∶1∶1和5∶1∶3(下文均为质量比)混合均匀加入到石英反应器中,微波输出功率分别为390 W,540 W和700 W,热解时间分别为1 min,3 min,5 min,7 min,9 min和10 min进行微波热解实验.实验装置见图1.首先,向微波炉中通入N2 30 min,流量为400 mL/min,实验过程中利用K型铠装热电偶对样品温度进行测量,每隔10 s记录一次样品温度;最后,对热解产生的半焦和焦油进行称量和收集,并计算产物产率.本实验考察微波吸收剂加入比例、微波输出功率和热解时间等反应条件对生物质与煤微波共热解的影响,确立生物质与煤微波共热解实验的最优条件,并验证优化反应条件下生物质与煤热解的处理效果.由于微波热解具有选择性,同时本实验所选取的花生売与神华5#褐煤吸收微波的效果不是很明显,因此,需要加入微波吸收剂才能使其达到共热解的程度,并且加入添加剂是一种可灵活调节热解过程的方法.半焦作为一种焦炭类微波吸收剂,电导率大,导致介电损耗大,具有较好的微波吸收能力,升温速率效果好,所以本实验选取印尼褐煤半焦作为微波吸收剂,对热解产物产率和选择性进行调控,获得特定目标产物,进而优化热解过程.GC-MS分析采用美国Agilent公司7890A/5975C型气质联用仪,Agilent HP-5MS,5% Phenyl Methyl Silox型毛细管柱(30.0 m×25.0 μm×0.25 μm);以氦气为载气,流速为1.0 mL/min,分流比为20∶1,进样口温度为300 ℃;EI源,离子化电压70 eV,离子源温度为230 ℃;质量扫描范围为50 amu~500 amu.升温程序:初始温度为40 ℃,以15 ℃/min的速率升至100 ℃,停留2 min,然后,以10 ℃/min的速率升至280 ℃,停留25 min.半焦红外分析使用傅立叶红外光谱仪.采用KBr压片法制样,将煤样在红外灯下烘烤约30 min,以消除水分对光谱的影响.以质量比1∶100将样品和溴化钾载体置于玛瑙研钵中,充分研磨均匀后,将样品压制成厚为0.3 mm,直径为13 mm的薄片,置于傅里叶红外光谱仪样品室进行测试,波数范围为400 cm-1~4 000 cm-1,分辨率为4 cm-1,累计扫描次数为32次,得到红外光谱.半焦微观形貌表征使用JEOL JSM-6480型扫描电子显微镜进行分析,其加速电压为30 kV,低真空度为1 Pa~270 Pa,最大放大倍数为300 000,通过聚焦的非常细的电子束作为照明源,以光栅状扫描方式照射到试样表面上,并以入射电子与物质相互作用所产生的信息来成像,以此来分析物质的显微结构.2.1.1 温度变化曲线温度测量是微波共热解实验的重要影响因素,在微波炉内共热解过程中温度变化规律见第29页图2.由图2可以看出,温度随时间的变化曲线呈现抛物线形状.热解时间为10 min,不同微波输出功率条件下的温度曲线见图2a.由图2a可以看出,随着微波输出功率的增加,反应体系温度会有很大程度的提高.在微波输出功率为700 W时,2 min 之前反应体系温度由室温17 ℃迅速增至900 ℃左右,并且在6 min左右达到1 000 ℃以上,升温速率比常规热解有较大幅度的提高.这是因为:一方面,微波吸收剂吸收微波能转化成热能,反应过程中积聚的热量促使热解反应得以进行;另一方面,热解过程是放热的,当热解反应吸热和放热达到平衡时,反应体系的温度就维持在一个平稳状态.因此,4 min后的温度曲线趋于平缓.随着热解反应的持续进行,6 min之后升温速度很慢,再加上升温过程中热量还在散失,升温速率越慢散失的热量就越多,导致热解温度略有下降.热解时间为7 min,不同微波吸收剂加入比例条件下的温度曲线见图2b.由图2b可知,随着微波吸收剂加入比例的增加,反应的整体温度呈现上升趋势,在加入比例较低时温度波动较大.3 min之前温度急剧上升,可以达到900 ℃,热解反应依然在较短时间内完成了升温过程,促使热解反应快速进行.同时也验证了微波输出功率与微波吸收剂加入比例是微波共热解的决定性因素,控制二者作为调节升温速率的参数,可以使物料能快速升温并发生热解,从而能够充分发挥微波共热解的优越性.2.1.2 微波吸收剂加入比例对共热解特性的影响微波输出功率为700 W,热解时间为7 min,不同微波吸收剂加入比例条件下共热解产物的产率变化情况见图3.由图3可以看出,随微波吸收剂半焦比例的增大,共热解产物固体半焦产率呈下降趋势,由56.2%下降到30.7%,下降趋势较大.相反,共热解产物中焦油与热解气产率呈现上升趋势,焦油产率由4.4%上升到6.5%,气体产率由39.4%上升到62.8%,气体产率增大幅度同焦油产率增加幅度比较一致.由样品的元素分析看出,煤的n(H)/n(C)为0.07,生物质的n(H)/n(C)为0.14,是煤氢碳物质的量比的两倍.因此,在生物质与煤微波共热解反应过程中:一方面,微波吸收剂加入比例的增加,可以促使生物质内部的氢释放出来,并有可能转移到煤中;另一方面,微波吸收剂半焦本身既是吸波介质又是热载体.作为吸波介质,可在较短的时间内上升到较高温度,热量会迅速传递给煤样,从而有利于生物质与煤的共热解反应进行.2.1.3 微波输出功率对共热解特性的影响热解时间为10 min,微波吸收剂加入比例为5∶1∶1,不同微波输出功率条件下共热解产物的产率变化情况见图4.由图4可知,随着微波功率的增加,生物质与煤的共热解程度加深,焦油的产率随着功率的增加而缓慢增加,而气体产率的增加较为迅速,呈线性趋势.由于增大微波输出功率导致热解升温速率的提高,促使挥发物的组成和数量发生较大变化,主要是气体与焦油产率的增加.焦油的生成主要来自两次裂解,首先是大分子结构的裂解;其次是裂解生成的有机质发生的二次裂解.气体产率的增加来自焦油在较高温度下发生的二次热解反应以及半焦中挥发分的析出.由此可见,微波输出功率对生物质与煤的共热解产生了较大影响,进而得出微波输出功率是影响生物质与煤微波共热解的主要因素之一.2.1.4 热解时间对共热解特性的影响微波输出功率为700 W,微波吸收剂加入比例为5∶1∶1,不同热解时间条件下共热解产物的产率变化情况见图5.由图5可以看出,随着热解时间的增加生物质与煤共热解程度加深,在1 min~7 min内热解反应速度较快,焦油产量随着时间的增加而缓慢增加;气体产率在7 min之前增加较快,在7 min之后增加缓慢.这是由于生物质与褐煤共热解大致分为三个阶段:第一阶段,样品在1 min左右开始脱除水分,产率曲线变化较明显;第二阶段,在2 min~7 min内生物质中的木质素和纤维素等组分以及褐煤中的挥发分等发生热解反应,故气体产率大幅度升高;第三阶段,在7 min之后生物质中的木质素等组分及褐煤中挥发分大部分热解完全,因此气体产率曲线上升趋势较缓慢.由于微波加热的整体性与选择性,使样品直接吸收微波使电磁能转化为热能,在较短时间内达到较高温度并且受热均匀,从而提高了生物质与煤共热解的转化率.因此,增加热解时间会促进生物质与煤微波共热解反应.2.2.1 液体产物焦油分析微波输出功率为700 W,热解时间为7 min,不同微波吸收剂加入比例条件下液体焦油组分含量的变化情况见图6.生物质与煤微波共热解的液体产物焦油成分复杂,种类较多,将其进行总结并归类.由图6可知,生物质与煤微波共热解得到的焦油中含量较高的组分为苯酚及其衍生物、苯及其衍生物、杂环化合物、烃类化合物以及脂肪族含氧化合物.其中苯酚及其衍生物的含量占比例较高,其次是苯及其衍生物以及杂环化合物.随着微波吸收剂加入比例的增大,苯酚及其衍生物的含量有所升高,即由40.26%升至56.32%;苯及其衍生物的含量变化幅度不大,在微波吸收剂加入比例较小时含量较高;而杂环化合物的含量却略有上升.这是因为微波吸收剂加入比例的增大,促使微波共热解反应程度加深,热解过程中煤中断裂的小分子与生物质裂解活性分子结合,从而使一些高附加值化工产品如苯酚得到一定的富集,有利于焦油的分离提纯及深度加工.热解时间为10 min,微波吸收剂加入比例为5∶1∶1,不同微波输出功率条件下液体焦油组分含量的变化情况见图7.由图7可以看出,随着微波输出功率的增加,苯及其衍生物的含量增加幅度较大,由7.04%提高到21.35%;杂环化合物的含量也出现了上升的趋势;而烃类化合物的含量则随着微波输出功率的增加而明显下降,由43.09%降到7.08%.这说明微波输出功率的提高,一方面促使烃类化合物转变成为其他类的化合物,增加了苯和苯酚及其衍生物的生成;另一方面加快生物质中木质素的热解,而苯和苯酚及其衍生物这类芳香族化合物主要来源于木质素的分解.同时证明了微波输出功率对微波共热解产物焦油组分中的苯及其衍生物与烃类化合物的生成有重要影响.微波输出功率为700 W,微波吸收剂加入质量比为5∶1∶1,不同热解时间条件下液体焦油组分含量的变化情况见图8.由图8可知,生物质与煤微波共热解所产生焦油的主要组分是苯和苯酚及其衍生物.苯及其衍生物的含量由13.38%增至21.35%;烃类化合物的含量降低幅度较大,即由36.56%降至7.08%;苯酚及其衍生物的含量最高达到56.32%.这是由于煤中含有大量的烷链桥与醚桥结构以及较多的饱和烷烃支链,这些桥结构联结着多酚基芳环,随着热解时间的延长,微波共热解程度的加深,C—C和C—O键发生断裂与生物质裂解产生的活性分子相结合,形成酚类.酚类在一定条件下还会进行脱烷基和脱羟基等分解反应,形成苯及其衍生物,可以用于制备塑料、药物及燃料等合成的重要中间体,并且也是焦油加工的重要产品.因此,在一定范围内增加热解时间对苯及其衍生物的生成有较大影响.2.2.2 固体产物半焦的SEM分析原煤和生物质以及在微波吸收剂加入比例分别为5∶1∶0.25和5∶1∶1条件下固体产物半焦的SEM微观形貌照片见图9.由图9a和图9b可以看出,原煤与生物质的表面结构较疏松,有较多大孔,上面附着许多煤与生物质颗粒.经过微波共热解实验后,所得产物的半焦表面有明显的缩聚裂纹(见图9c和图9d).这是由于生物质与煤共热解过程中,快速热解后的半焦由于挥发分的大量逸出使颗粒表面变得高低不平,即产生的气体和焦油不断溢出所致,其表面附着许多脱落的小颗粒,随温度的升高,半焦表面的灰分出现部分团聚现象.由此可得,随着微波吸收剂加入比例的增加,生物质与煤中的挥发分会受热、膨胀以及破裂析出,从而造成半焦颗粒表面中等尺度孔的数量急剧增加.因此,在一定程度上增加微波吸收剂加入比例,可以促使生物质与煤微波共热解反应更加趋于完全.2.2.3 固体产物半焦的FTIR分析图10为不同微波吸收剂加入比例条件下,生物质与煤微波共热解固体产物半焦的红外光谱.由图10可以看出,在3 500 cm-1~3 000 cm-1(—OH),2 980 cm-1~2 800 cm-1(—CH3),1 775 cm-1~1 500 cm-1(CO和CC),1 300 cm-1~1 000cm-1(O—CH3和C—O),900 cm-1~650 cm-1(C—H和C—C)处化学键发生明显的变化.所有官能团的含量都随着微波吸收剂加入比例的增加而逐渐降低.随着微波吸收剂加入比例的增加,热解程度逐渐加深,因此其挥发分的析出更加彻底,同时,官能团逐渐断裂释放出小分子气体.其中3 300 cm-1处的—OH,1 600cm-1处的CO引起的峰值,随着微波吸收剂加入比例的增加依然存在,强度和原煤相比明显减弱,这充分说明加入微波吸收剂后共热解过程这些有机基团发生了热分解,转变成为焦油和气体小分子.而生物质在共热解程度较深时起到了供氢的作用,有利于气体与液体产物的生成,这也与实验所得结果相吻合.由图10还可知,增加微波吸收剂的量在一定程度上会促进生物质与煤的微波共热解.图11为不同微波输出功率条件下,生物质与煤微波共热解固体产物半焦的红外光谱.由图11可以看出,微波输出功率为390 W和540 W时各峰之间的差异不大,但是二者与700 W相比较有明显的差距.3 300 cm-1处的—OH官能团在样品中的含量随着微波输出功率的升高迅速降低,这主要是由于随着热解的逐渐加深,半焦中的水分已析出,且酚类和醇类物质逐渐消失.1 300 cm-1~1 000 cm-1处的O—CH3官能团含量逐渐下降,随着热解的逐步进行,O—CH3被完全分解,CH3官能团从取代官能团中断裂.一般认为1 775 cm-1~1 500 cm-1区域的化学键可以估算固体半焦的芳香性,该处化学键的强度随着微波输出功率的增大而不断降低,说明半焦的芳香性下降,微波共热解产物半焦样品的化学结构也在发生改变.由此可以得出,微波输出功率是影响微波共热解的决定性因素之一.1) 采用微波加热的方式,对生物质与褐煤进行共热解反应,可以使反应体系温度迅速升高,热解反应进行速度加快.增加微波吸收剂加入比例、微波输出功率及热解时间,可使微波共热解反应更趋于完全,液体焦油与热解气产率大幅增加,而固体半焦产率则随之下降.微波输出功率与微波吸收剂比例是影响微波共热解行为的关键因素,在本实验条件下,煤与生物质微波共热解最佳反应条件为:微波吸收剂的加入比为5∶1∶1,微波输出功率为700 W,热解时间为10 min.2) 微波共热解得到的焦油中含量较高的组分为苯酚及其衍生物、苯及其衍生物、杂环化合物、烃类化合物以及脂肪族含氧化合物.微波吸收剂加入比例对苯酚及其衍生物含量影响较大;微波输出功率及热解时间对苯及其衍生物、烃类化合物含量的变化有较大影响.3) 微波共热解后的样品表面有明显的裂纹生成,这是由于气体和焦油的溢出使半焦颗粒表面中等尺度孔的数量急剧增加.4) 随着微波共热解程度的加深,含氧官能团发生变化,半焦中—OH,CO伸缩振动基团及O—CH3官能团均随之减小.【相关文献】[1] Wang Dehai,Yu Jianglong,Chang Liping,et al.Effects of Addition of Mo on the Sulfidation Properties of Fe-based Sorbents Supported on Fly Ash[C]∥Taiyuan:the 8th International Symposium on Gas Cleaning at High Temperatures.2010:25.[2] Yu Jianglong,Chang Liping,Xie Wei,et al.Two-step Hot Coal Gas Desulphurization Process Integrated with Direct Production of Elemental Sulfur Using Iron-based Sorbents:a Conceptual Study[C]∥Johannesburg,South A frica:24th Annual International Pittsburgh Coal Conference,2007.[3] Xie Wei,Chang Liping,Wang Dehai,et al.Removal of Sulfur at High Temperatures Using Iron-based Sorbents Supported on Fine Coal Ash[J].Fuel,2010,89(4):868-873.[4] 郭树才.煤化工工艺学[M].第2版.北京:化学工业出版社,2006:1-38.[5] 戢绪国,步学朋,黄戒介,等.新型高温煤气净化技术的实验研究[J].煤气与热力,2008,28(3):28-30.[6] 王德海,常丽萍,谢巍,等.高温煤气脱硫的动力学研究现状及进展[J].煤化工,2009,37(4):20-25.[7] 谢巍,常丽萍,余江龙,等.煤气净化中H2S干法脱除的研究进展[J].化工学报,2006,57(9):2010-2020.[8] 赵苏杭,袁宏伟,刘晶敏.高温煤气脱硫技术进展[J].煤质技术,2008,23(2):43-46.[9] 李世光,徐绍平.煤与生物质的共热解[J].煤炭转化,2002,25(1):7-12.[10] Zhao Xiqiang,Zhang Jian,Song Zhanlong,et al.Microwave Pyrolysis of Straw Bale and Energy Balance Analysis[J].Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,2011(92):43-49. [11] Tahmasebi A,Yu Jianglong,Li Xianchun,et al.Experimental Study on Microwave Drying of Chinese and Indonesian Low-rank Coals[J].Fuel Processing Technology,2011(92):1821-1829.[12] 倪献智,丛兴顺,马小隆,等.生物质热解及生物质与褐煤共热解的研究[J].煤炭转化,2005,28(2):39-47.[13] Uslu T,Atalay Ü.Microwave Heating of Coal f or Enhanced Magnetic Removal of Pyrite[J].Fuel Processing Technology,2003,85:21-29.[14] Dominguez A,Menendez J A,Fernandez Y,et al.Conventional and Microwave Induced Pyrolysis of Coffee Hulls for the Production of a Hydrogen Rich Fuel Gas[J].Anal Appl Pyrolysis,2007,79:128-135.。

微波间断加载作用下煤中瓦斯解吸响应特征实验研究

微波间断加载作用下煤中瓦斯解吸响应特征实验研究王志军;李宁;魏建平;马小童【摘要】In order to clarify the impact of loaded microwave irradiation on desorption characteristics of gas coal,the fundamental principles on promotion of gas desorption in coal seam by microwave irradiation were analyzed and discussed.The comparative experiment research on the desorption characteristics of gas in coal under the effect of discontinuous microwave loading and without microwave irradiation was carried out by the developed experimental device of gas desorption under microwave radiation.The results showed that the microwave radiation had an obvious promotion effect on the gas desorption in coal,the longer the time of microwave radiation,the higher the desorption quantity and the desorption ratio.When the time of discontinuous microwave loading was 40s,the desorption quantity of gas in coal increased by 290%,the desorption ratio reached 87%,and the maximum increasing rate of desorption speed was 1 020%.%为揭示煤中瓦斯解吸过程中加载微波作用对解吸特性的影响,分析探讨了微波辐射促进煤层瓦斯解吸的基本原理,研制了微波作用下煤中瓦斯解吸实验装置,对微波间断加载作用及无微波作用条件下煤中瓦斯解吸特性进行了对比实验研究.实验表明:微波作用对煤中瓦斯解吸具有明显的促进作用,微波作用时间越长,解吸量越大,解吸率越高.在微波作用40 s条件下,微波间断加载作用使得煤样瓦斯解吸量增加290%,解吸率达到87%,解吸速度最大提高率为1 020%.【期刊名称】《中国安全生产科学技术》【年(卷),期】2017(013)004【总页数】5页(P76-80)【关键词】微波作用;甲烷;解吸;热效应【作者】王志军;李宁;魏建平;马小童【作者单位】河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,河南焦作 454003;河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作 454003;中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心,河南焦作 454003;河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,河南焦作 454003;河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作 454003;河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,河南焦作 454003;河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作 454003;河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作 454003【正文语种】中文【中图分类】TD712.60 引言渗透率低、解吸速度慢是目前制约我国瓦斯抽采的主要因素[1]。

中药材农残检测前处理方法浅析

中药材农残检测前处理方法浅析摘要:中药材是中华民族的瑰宝、是中医药事业发展的基石。

中药材在保护人民群众健康方面起着重要作用。

但中药材中的农药残留严重影响了中药质量的安全性、有效性及稳定性,制约了中医药产业的快速发展。

样品的前处理方法是决定农残检测结果准确性的关键步骤,本文归纳总结了近年来中药材农残检测前处理的方法。

关键词:中药材;农药残留;前处理中药材资源是中医药产业发展的根本。

中药材的质量直接制约中药饮片和中成药的质量,从而影响人民群众的生命安全和中医药产业的前途命运。

因此中药材质量检测尤为重要,其中农残检测就是不可或缺的一项[1]。

由于中药材农残检测具有基质复杂多样、待测成分种类繁多、多为微量、痕量组分及会受到大分子(蛋白质、脂肪等)和小分子(氨基酸、有机酸、磷脂等)共同干扰等特点,检测难度较大。

而样品前处理技术是农残检测过程中易直接影响检测结果的重要环节,合适的样品预处理技术能最大程度降低干扰,进行目标物质的提取,对于复杂中药材体系中农残的分析具有重要的研究意义。

目前常用的前处理方法有直接提取法、固相萃取法、QuEChERS法、凝胶渗透色谱法、微波萃取法等[2]。

1 直接提取法直接提取法是经典的中药材农残检测前处理方法,仪器简单,操作简便、高效,且易与其他方法联合应用,是最常用的方法之一。

黄慧君等[3]人采用简单、高效的直接提取技术联合固相萃取法的前处理净化方法,建立了气相色谱-质谱/质谱联用法(GC-MS/MS)和液相色谱-质谱/质谱联用法(LC-MS/MS)检测中药材中33种禁用农药残留量。

分别选用直接提取法和不同的固相萃取技术对陈皮、肿节风、炒莱菔子进行样品基质净化前处理,三种中药材分别代表了不同种类的样品基质特性,为具备相似特性的中药材前处理方法选择提供了思路。

2固相萃取法固相萃取(solid phase extraction,SPE)技术[4]是20 世纪 70 年代发展起来的一种样品预处理分离富集技术,具有成本低、易于自动化、分析速度快和回收率高等优点,被广泛应用于分析化学、制药工业分析、临床医学分析、食品分析、环保分析等领域。

白蒺藜中酪氨酸酶抑制剂的微波提取工艺_龚盛昭

化的发生,还能攻击肝细胞的各种膜相结构,引起脂质过氧化链式反应,形成一系列脂质过氧化物。脂质过氧化物再通过影响胶原代谢,导致肝纤维化的形成。所以,研究枳子抗肝纤维化的作用,进行羟自由基清除率的测定十分必要。邻二氮菲氧化法检测羟自由基简便,但要求样品为水溶液,而枳子抗肝纤维化的有效部位不能完全溶于水,却能溶于乙醇。所以,对原来的方法进行了优化。由实验可见,此方法在一定程度上反应枳子清除羟自由基的能力。乙酸乙酯部位与总提取物的羟自由基清除率之间差异很小,而剩余物的羟自由基清除率为负值(无清除作用),说明有效部位集中于乙酸乙酯部位,为以后开发枳子总黄酮的制剂提供了依据。参考文献:[1] 谢宗万,余友岑1全国中草药名鉴1上册[M]1北京:人民卫生出版社,1996.[2] 张洪,刘秀玲,文为1优化枳子的提取工艺[J]1华西药学杂志,2005,20(2):121[3] 施震,张洪1枳子提取物抗实验性肝纤维化[J]1中国医院药学杂志,2002,22(9):534[4] 方志红,崔剑巍,胡义扬1中药抗自由基损伤与抗肝纤维化[J]1中西医结合肝病杂志,2004,14(4);249[5] 金鸣,蔡亚欣,李金荣,等1邻二氮菲-Fe2+氧化法检测H2O2/Fe2+产生的羟自由基[J]1生物化学与生物物理进展,1996,23(6):553[6] 蔡仲军,陈仕江,马开森,等1珠芽蓼清除羟自由基作用研究[J]1中国药物与临床,2004,4(2):96收稿日期:2005-06

基金项目:广东佛山市产学研专项资金项目(2003A36),广东轻工职业技术学院科研基金项目(200509)作者简介:龚盛昭(1970-),男,湖南江永,副教授,博士,从事天然产物的开发和应用研究。E-mail:shengzhao2002@yahoo.com.cn。

白蒺藜中酪氨酸酶抑制剂的微波提取工艺龚盛昭1,2,杨卓如1(1.华南理工大学化工学院,广东广州510640;2.广东化工制药职业技术学院轻化妆品系,广东广州510610)

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

JoURNAL oF CoAL SCIENCE&ENGINEERING (CHINA) PP 74—78 ISSN l 006—9097 

V0I.13 No.1 Mar.2007 

Study Oil ‘ assisted,,xtraction of coaloil mierowave-asslstetl e tractioil oI coal 

CHEN Hong(1 ̄红)’一,LU Jun.qing(逯俊庆)’,GE Ling—mei(葛岭梅)’,LI Jian—wei(李建伟)’ (1.Department of Chemistry and Chemical Engineering,Xi’an University of Science and Technology,Xi’an 710054,China; 2.Petrochemical Engineering Institute,Shenyang University of Technology,Liaoyang 111003,China) 

Abstract The effect of diferent factors on coal extraction yield-temperature,solvent,coal type and irradiation time were investigated for diferent China coals under micro- wave.assisted extraction(MAE).The results show that the optimum temperature for etha- nol,acetone and THF are 393,373 and 373 K respectively and the extraction yield of THF is higher than that of other two solvents under MAE.Extraction with several single organic solvents were conducted for the 5 typical China coals--Shenfu,Tongchuan,Panzhihua, Yitai and Huating coal under microwave.assisted extraction and Soxhlet extraction.Re- suits indicat that extraction yield of ethylenediamine,ethanoI,acetone,tetrahydrofuran under MAE are all higher than that of Soxhlet extraction and MAE required less time. Tongchuan coal extracts of ethanol and acetone which were extracted bv MAE and Sox— h let extraction were analyzed by GC/M S. 

Keywords MAE,coal,extraction yield,GC/MS analysis 

It is well known that more than 30%of world en— ergV supply comes from coal,and the demand for coal will inevitably increase in the next decades.especially in developing countries LlJ.A1though the use of coal as energy may continue and will be indispensable.“non— fuel’'use of coal is another aspect of coal utilization. Clean and high e珩ciency conversion of coal is one of inlegrated utilization.which has made it imperative to study macromolecular structure of coa1.Coal ex仃ac— tion in organic solvents is one of traditional and useful methods to investigate the chemical structures of coals. Most of the tests on extraction have been performed to select satisfed solvents and extraction methods.Most of the solvents such as pyridine,THF(tetrahydrofuran), cyclohexanone,etc.and many methods for example Soxhlet extraction,fractional extraction,ultrasonic —assisted extraction methods,etc.have been studied.It has been reported that N..methy1..2. pyrrolindinone (NMP)dissolveed more than 60%of coal at its boiling temperature J.Iino et a1.reported that a l:l mixture fbv volume)of carbon disulfide and NMP(C S2/NMP mixed solvent)gave more than a 60%extraction yield for some bituminous coals even at room temperature Miura et a1.reported that about a 70%extraction yield was obtained with tetralin for Illinoisn No.6 coal using a flowtype extraction RecentlN papers from some laboratories have promoted the view that the microwave heating of raw materials is a progressive treatment technology and microwave heating methods may be SUCCESSfully applied in the field of coal sci— en [51. ’ 一 

Howeve ̄few PaDers about microwave—assisted extraction of coal are reported.This paper presents the effect of temperature.solvent.coal type and irradiation time on extraction yield with microwave..assisted ex.. traction of 5 kinds China coa1.And the microwave. assisted extraction implies a higher extraction ration than that of Soxhlet extraction. 

1 Experimental section 1.1 Coal samples and solvents Five kinds of coal used in tests covering a variety ofcarbon contents were taken from diferentplaces in 

*Supposed by the National Natural Scientific Foundation ofChina(40472082) Tel:86-29—85583549,E—mail:hongchen1967@126.com 

维普资讯 http://www.cqvip.com (7ttEN I long,et a1.Study 011 microwave—assisted extraction of coal 75 the mainland of China.Their ultimate and proximate analyses are shown in Table 1.The coal was ground to a particle size of 100-200 mesh and then demineral— 

ized by hydrochloric acid and hydrofluoric acid solu— tion,followed by vacuum—drying under at 3 73 K for two hours prior to the experiments. 

Table 1 Ultimate and proximate analyses of five kinds coal 

1.2 Microwave.assisted extraction and Soxhlet extraction A China—made MDS一6 auto—frequency modula. tion microwave digestion/extraction oven wim tem. peramre and pressure controlling was used for micro. wave—assisted extraction experiment.The maximum microwave power is 1 000 W.and the controllable up limit of temperature is 523 K(inside vesse1)and 5.0 MPa respectively.Ethano1.acetone.THF and ethylenediamine were used as solvents.MAE was per formed at range of3l3 to 473 K using different single solvent.4 grams of coal and 40 mL of solvent were introduced together into the vessel made 0f PTFE (Polytetrafluoroethylene).and then the vesse1 was set in a rotating pan fixed at the bottom of the MDS一6 digestion/extraction oven and extracted for 1 5 minutes with diferent solvents.The end r 1 5 minutes for the experiment)of extraction was controlled by the auto—programming system.After this,the coal and solvent mixtures were centrifuged at 2 000 rev/min for 1 0 min,and the extracts were separated from solvent through the R205 rotatory evaDorator and were ana一 1yzed by GC/MS.4 grams of coal and 400 mL of sol— vent were Soxhlet extracted for 1 2 hours and extracts were separated from solvent through the R2O5 rotatory evaDorator and were also analyzed by GC/MS.The extraction yield was calculated based on the weight of extracts and dry ash—free(daf)basis from the weight of coal: Extraction yield(wt%,daf)=extract(g)/coal(g,daf) 1.3 GC/MS analysis Analyzed with GC/MS(HP 6890/5973).The condition of GC S was:low polar capillary chroma— togram column(30.0 mx220 pmx O.25 um).Helium as carry gas.injector temperature:503 K.The tern— perature rising program:initial temperature 353 K, 20 K/min up to 453 K:16 K/min up to 503 K(main— 

相关文档
最新文档