自选植物化学实验指导2.docVIP

实验1 果胶的提取与精制 实验目的与要求 掌握酸提醇沉法、盐析法提取果胶操作技术。 掌握纯化精制果胶的方法。 基本原理 果胶广泛分布于植物果实、根、茎和叶中，是细胞壁的一种组成部分。果胶是高分子糖类化合物，是一种植物性天然胶体物质，在同苹果、山楂和柑桔类等的果实中较为丰富。它在植物体中，以原果胶、果胶和果胶酸三种形式存在，原果胶是可溶性果胶与纤维素缩合而成的高分子化合物，不溶于水。原果胶用稀酸处理或与果胶酶作用时可转变为可溶性果胶。果胶的相对分子质量在5万至30万之间，其基本结构是D-吡喃半乳糖醛酸以α-1，4-糖苷键连接的长链，其中，糖醛酸上的羧基，可能不程度地以甲酯化形式以及部分或全部成盐的形式存在。果胶酸则是果胶在果胶酶或稀酸作用下水解的产物。不少人认为在果胶主碳链上还连接有其它糖类，如L-阿拉伯糖，D-半乳糖，L-鼠李糖，D-山梨糖等，而且有时含乙酰化的羧酸。这些中性糖可能以共价键合或部分缔和的形式相连接。 一般植物中的果胶甲氧基含量，约占全部多聚半乳糖醛酸结构（包括被酯化的羟基）的7-14%。甲氧基含量高于7%的果胶，称为高甲氧基果胶，即普通果胶。普通果胶中甲氧基含量越多，胶冻能力越大。甲氧基含量低于7%的果胶称为低甲氧基果胶，几乎无胶凝力，但有多价离子如Ca2+、Mg2+、Al3+等离子存在时可生成凝胶，多价离子起了果胶分子交联剂的作用。 自然界中果胶多以不溶于水的果胶原形式存在于植物中，不同植物或同一植物的不同部位，果胶含量相差很大。到目前为止，已发现果胶含量较高并可作为工业化生产原料的植物为数不多，其中以柑桔皮、苹果皮、西瓜皮、向日葵花盘、针叶松皮、蚕沙等含量较高，特别是柑桔皮中果胶含量可达10％-30％等。另外，豆腐柴叶果胶含量高达20.22％，含量高于其它原料，具有开发价值。 原果胶能在稀酸溶液中水解生成可溶于水的果胶，而果胶不溶于酒精或与铝生成沉淀，利用此基本原理，人们将它从萃取液中沉淀而分离。果胶的工业提取方法主要是酸提取乙醇沉淀法、离子交换法、酸提取盐沉淀法及微生物法，以酸提取乙醇沉淀法和酸提取盐沉淀法使用较多。主要过程为：将原料进行预处理后，用稀盐酸水解，水浴恒温，并不断搅拌，过滤，将滤液用旋转蒸发仪进行浓缩，再用乙醇或铁盐和铝盐进行沉淀，以析出果胶。这两种方法都有各自的优缺点，酸提取乙醇沉淀法生产工艺简单，所得果胶纯度高，色泽好，但乙醇用量太大，而我国乙醇价格偏高，致使生产成本较高。酸提取盐沉淀法常采用铝盐或高价铁盐等作沉淀剂，生产成本较低，但用铝盐沉淀产率较低，沉淀颗粒较小，难以分离，用高价铁盐产率较高，但沉淀颜色较深。有人曾改用铁铝混合溶液沉淀形成果胶酸盐的絮状沉淀，得到的产品沉淀色泽好，产率提高。但总体来说，用酸法提取．由于材料中(如柑桔皮)钙、镁等离子及其它杂质的含量较高，影响了果胶的溶解和纯度，所以得率较低，质量较差。如果采用离子交换树脂法，可以提高果胶得率和质量。目前，我国仍然依赖进口满足国内果胶需求；特别是化学试剂级的果胶，价格极其高昂。 果胶为白色或浅黄色的粉末，微甜且稍带酸味，无固定溶解度和熔点，能溶于水，但不溶于乙醇等有机溶剂，溶于水成粘稠状液体，对石蕊试纸呈现酸性。 果胶与适量的糖和有机酸一起煮，可形成柔软而有弹性的胶冻。果胶最重要的特性就是它具有胶凝作用，这一显著特性使它具有广泛的用途。在食品工业、日用化工及制药工业中，可以作为胶凝剂、稳定剂、轻泻剂等。在食品工业中，常被用来制造果酱、果冻、婴儿食品、冰淇淋、果汁、软糖巧克力、糖果等的稳定剂。在医药工业中，用来配制轻泻剂，止血剂，铅、汞、钴等金属中毒的良好解毒剂和预防剂，血浆代用品以及用来延长抗菌素的作用等。在纺织工业中，可以代替淀粉而无需其他辅助剂；在木材加工业中，用它作胶合剂；在轻工业生产中可用来制造化妆品以及替代琼脂作某些微生物的培养基，并可用作油和水之间的乳化剂。其他方面的用途仍在不断开发之中。 仪器与试剂 仪器：烧杯，超声仪，色谱柱，表面皿，干燥器，抽滤瓶1只，布氏漏斗1只，尼龙袋或龙头细布袋一只，控温水浴，搅拌器，滤纸，研钵，量筒，容量瓶，称量瓶。 样品与试剂：干桔皮适量（或柑桔皮，向日葵秆，向日葵秆内芯等），0.1 mol/L HCl，白糖，柠檬酸，结晶硫酸铝，H型732（0.01×7）阳离子交换树脂（或大孔树脂D101），1 mol/L HCl，1mol/L CaCl2，95%乙醇，60％乙醇，0.5％盐酸，0.1 mol/L NaOH，60％乙醇盐酸(含2%)的混合液，蔗糖，柠檬酸 实验内容与步骤 材料处理［1］ 果胶提取 方法一 离子树脂交换法 称取干橙皮10g，置1000 mL烧杯中，加入300 mL水，用HCl调节pH为2.0，在800C水浴中超声波促提30 min，在此过程中，维持pH为2.