在实验室须知

扇贝下脚料中牛磺酸提取方法的优化研究食工0601班李星指导老师：王贞强研究内容•目的与意义•实验材料与方法•结果与讨论•结论一、目的意义•（1）牛磺酸是人体重要的氨基酸之一，具有促进代谢，调节脂类吸收，提高免疫力等生理功能。•（2）我国是个巨大的潜在市场，有关部门已经把牛磺酸作为氨基酸营养强化剂。目前，我国牛磺酸用量也正以0.8%的速度增长。（3）扇贝下脚料中含有丰富的牛磺酸，利用其提取牛磺酸有利于扇贝的综合利用。本实验以扇贝下脚料为原料，对牛磺酸提取方法进行研究，获得最佳工艺条件，具有重要意义。二、实验材料与方法•1.实验材料与试剂•本实验以海湾扇贝（卵黄、裙边）为原料，所用试剂为牛磺酸，乙酰丙酮（AR），甲醛（AR），亚铁氰化钾（AR），乙酸锌（AR）等。2.实验仪器与设备•UV-2800H紫外分光光度计上海尤尼柯仪器有限公司•QTSX6150型超声波清洗器天津市瑞普电子仪器公司•SH2-D(Ⅲ)循环水式真空泵巩义市英峪仪器厂•HH-2电子恒温水浴锅黄烨市综合电器厂3.实验方法实验流程：称取原料（卵黄、裙边）和水→加盐→水浴（超声）提取→提取液→过滤→定容→去脂除杂→抽滤→取滤液→加显色剂显色→测定吸光度3.1显色剂配制及显色原理本实验显色剂选择乙酰丙酮:甲醛=1.5:1。取1.2ml乙酰丙酮与0.8ml甲醛混合后将该溶液定容到50ml.在酸性条件下，牛磺酸（2-氨基乙磺酸）与乙酰丙酮和甲醛经加热反应生成黄色配合物，本实验选择在无背景吸收的400nm处进行测定3.2实验条件的确定水浴提取法实验条件的选择：（1）温度：一定条件下，设为70、80、90、100℃。（2）加盐量：一定条件下，设为2、4、6、8%。（3）时间：一定条件下，提取时间扇贝卵黄为10、15、20、25min，扇贝裙边为20、30、40、50min。•超声波提取法实验条件的选择：（1）温度：一定条件下，设为60、70、80、90℃（2）加盐量：一定条件下，设为2、4、6、8%。（3）时间：一定条件下，超声时间扇贝卵黄为5、10、15、20min，扇贝裙边为10、15、20、25min。（4）功率：一定条件下，功率分别为60、70、80、90W。三、结果与讨论1牛磺酸标准溶液的工作曲线0204060801001201401600.000.020.040.060.080.100.12YAxisTitleXAxisTitle图1牛磺酸溶液的标准曲线•拟合的线性回归方程为：y=9.4×10-5+7.9×10-4x，r=0.998，在5～150mg/L范围内呈现良好的线性关系。其中y为吸光度值，x为牛磺酸浓度。2不同提取方法对牛磺酸测定结果的影响2.1不同温度对牛磺酸提取量的影响图2不同温度对牛磺酸含量的影响（左：水浴；右：超声）00.511.522.560708090温度（℃）含量(mg/g)00.20.40.60.81708090100温度(℃)含量(mg/g)00.10.20.30.40.50.60.70.80.91708090100温度(℃)含量(mg/g)00.511.522.560708090温度（℃）含量(mg/g)（一）（二）（三）（四）2.2不同时间对牛磺酸提取量的影响图4不同时间对牛磺酸提取量的影响（左：水浴；右：超声）00.511.55101520时间（min）含量（mg/g）0.1150.120.1250.130.1350.1410152025时间（min）含量（mg/g）1.21.251.31.351.41.451.51.5520304050时间（min)含量(mg/g)00.511.522.510152025时间（min）含量（mg/g）（一）（四）（二）（三）2.3不同加盐量对牛磺酸提取量的影响图3加盐量对牛磺酸提取含量的影响00.511.522.533.52%4%6%8%加盐量含量(mg/g)水浴裙边水浴卵黄超声裙边超声卵黄2.4不同功率对牛磺酸提取量的影响图5不同功率对牛磺酸提取含量的影响00.20.40.60.811.21.41.61.860708090功率(W)含量(mg/g)超声裙边超声卵黄3牛磺酸提取工艺条件的优化•（一）水浴法提取扇贝卵黄中牛磺酸•（二）超声法提取扇贝卵黄中牛磺酸•（三）水浴法提取扇贝裙边中牛磺酸•（四）超声法提取扇贝裙边中牛磺酸表2L9（34）正交设计方案及实验结果试验号ABCD含量（mg/g）１２３４５６７８９均值１均值２均值３极差１１１２２２３３３1.1651.0201.0970.145１２３１２３１２３1.0421.1651.0760.123１２３２３１３１２1.0071.9551.0800.180１２３３１２２３１1.0381.4101.0500.9861.0890.9861.1010.9991.191A（min）B（℃)C（%）水平1水平2水平31015208090100468表1正交试验的水平与因素•从表中结果可知，水浴卵黄各因素的影响次序为加盐量（C）＞时间（A）＞温度（B），各因素影响不显著（F=0.05），最佳工艺条件A1B2C2即时间为10min，温度为90℃，加盐量6%。表3正交试验的水平与因素表A（W）B(℃)C（%）D（min）水平1水平2水平3708090708090468101520因素ABCD含量（mg/g）１１１１１0.448２１２２２0.524３１３３３0.909４２１２３0.422５２２３１0.858６２３１２0.614７３１３２0.704８３２１３0.730９３３２１0.768均值１0.6270.5240.5970.691均值２0.6310.7040.5710.614均值３0.7340.7640.8240.687极差0.1070.2400.2530.077表4L9（34）正交设计方案及实验结果•从表中分析可知，超声卵黄各因素的影响次序为加盐量C＞温度B＞超声功率A＞超声时间D，最适宜的工艺参数为A3B3C3D1，即功率为90W，温度为90℃，加盐量为8%，时间为10min表5正交试验的水平与因素温度A（℃)时间B（min）加盐量C（%）水平1水平2水平38090100203040468表6L9（34）正交设计方案及实验结果试验号ABCD含量（mg/g）123456789均值１均值２均值３极差1112223331.1490.7680.7040.4451231231230.9090.8710.8410.0681232313120.8370.8750.8090.0721233122311.0891.1531.2040.8580.7420.7040.7810.7170.614•从表中分析可知，水浴裙边各因素的影响次序为温度（A）＞加盐量（C）＞时间（B），各因素影响不显著（F=0.05），最佳工艺条件为A1B1C3，即温度为80℃，时间为20min，加盐量为8%。表7正交试验的因素水平表A(℃)B（W）C（min）D（%）水平1水平2水平3708090708090101520468表8L9（34）正交设计方案及实验结果因素ABCD含量（mg/g）111111.819212222.063313332.255421232.332522310.948623122.332731321.422832131.281933211.076均值１2.0461.8581.8111.281均值２1.8711.4301.8241.939均值３1.2591.8881.5421.956极差0.7870.4580.2820.675•从表中分析可知，超声裙边各因素的影响次序为温度A＞加盐量D＞超声功率B＞超声时间C，最适宜的工艺参数A1B3C2D3，即温度为70℃，功率为90W，时间为15min，加盐量为8%。00.20.40.60.811.2水浴卵黄超声卵黄水浴裙边超声裙边含量(mg/g)4对比试验四、结论•（1）牛磺酸的线性回归方程为：y=9.4×10-5+7.9×10-4x，r=0.998，在5～150mg/L范围内呈现良好的线性关系。•（2）用卵黄提取牛磺酸试验中，水浴法优于超声法，水浴法最佳工艺条件为：水浴温度为90℃，加热时间为10min，加盐量为6%；•（3）用裙边提取牛磺酸试验中，超声法优于水浴法，超声法最佳工艺条件：温度为70℃，功率为90W，时间为15min，加盐量为8%；•（4）由对比试验可知，两种不同原料提取牛磺酸，水浴卵黄法优于超声裙边法。谢谢