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功能性成分提取及分离原理

第二节功能性成分提取及分离原理

桑叶中的功能性成分

桑叶中含有五大功能活性物质，这些功能物质赋予桑树具有降血糖，降血压，降胆固醇，抗肿瘤，抗过敏，抗氧化，抗毛细管渗透，利尿等功能。

（1）黄酮类化合物。桑叶中黄酮类化合物占桑叶干重的1%～3%，是植物界中茎叶含量较高的一类植物，不仅可以清除体内氧自由基，还可清除酶类所不能清除的自由基具有抗衰老作用。

桑叶中含有多种黄酮类化合物，是所有植物茎叶中黄酮类化合物含量较高的一种。100g 桑叶干品中黄酮类化合物主要含异槲皮甙200～500mg、槲皮甙30mg、槲皮苦素100mg。此外，还有芳香甙（芦丁）、二氢山荼素、槲皮素- 3- 三葡萄糖苷、桑甙等。桑叶中的黄酮类化合物对人体具有明显的抗溃疡、解痉、抗菌、抗炎、降血脂、抗衰老等生物活性和生理活性作用。因而，分析与提取不同生长时期桑树叶中黄酮类化合物对于开发桑树资源有重要意义。

（2）植物甾醇。桑叶中含有一定量的植物甾醇。100g 桑叶干品中含谷甾醇46mg, 豆甾醇3mg, 比绿茶中的含量（100g 绿茶干品中含谷甾醇约13mg, 几乎不含豆甾醇）高3～4倍。植物甾醇是一种有效且安全的降低胆固醇的功能因子。

（3）γ-氨基丁酸。100g 桑叶干品中功能食品因子γ-氨基丁酸平均含量为226mg，它能作为神经传递物质且具有降血压作用，其前身物质谷氨酸含量高达23.23mg，它在维持脑组织功能及糖、蛋白质代谢中起重要作用。

（4）1- 脱氧野尻霉素（DNJ）。桑叶干品中含有一种独有的生物碱，即1-脱氧野尻霉素（DNJ），其含量达0.1%。目前发现在植物中只有桑叶中含有DNJ。1-脱氧野尻霉素是一种天然的α-葡萄糖苷酶活性抑制剂，可用于糖尿病的治疗。两千多年来，桑椹、桑叶、桑白皮一直就是糖尿病患者的传统中药。

（5）桑叶中还含有超氧物歧化酶Cu- ZnSOD、脂肪酸、香豆素、有机酸( 包括延胡索酸、柠檬酸、酒石酸、琥珀酸等) 、原创木酚、水杨酸甲酯、伞形花内酯、胡芦巴碱以及鞣质、香精等特殊的功能成分。

一、主要功能性成分提取方法

1、生物碱类提取方法

近年来，国内外对生物碱类成分的研究日趋深入，其提取工艺文献研究报道较多主要有煎煮法、浸渍法、渗漉法、超声法和回流法等，其中煎煮法受热时间长、温度高、生物碱易被破坏；浸渍法和渗漉法生产工艺长、溶媒用量大、提取液处理工艺繁琐、生物碱提取率低。对桑枝的研究多见于药理方面，对其总生物碱提取分离及纯化工艺则很少有报道，我们知道桑枝含有的生物碱DNJ为吡啶类，并且针对其在桑枝中的含量，可以选取适当的方法进行分离纯化[63-77]。（1）大孔树脂吸附法

现在国内外学者多利用大孔吸附树脂来纯化生物碱，大孔吸附树脂是一类不含离子基团的网状结构高分子聚合物吸附剂。具有吸附性强、解吸附容易、机械强度好、可反复使用和流体阻力小等优点，目前该技术在中药有效成分和有效部位的分离纯化、开发复方的提取精制、中药的化学成分分析、中药新药开发等方面的应用越来越受重视。金继曙等应用DA201型大孔树脂分离白芍总苷，取得较好效果，张红等采用大孔吸附树脂法对喜树碱进行了分离精制的研究。但是，大孔吸附树脂应用于中草药有效成分分离、纯化至今仍缺乏较系统地研究，工艺条件与参数不确切，对其整个工艺优化过程和建立内在质量控制指标的研究报道不多。

（2）高效逆流色谱技术

高效逆流色谱技术是一种液-液分配分离技术，分离效果好、溶剂用量少、应用范围广，不需要固体支持剂(载体)，不存在被分离组分的不可逆吸附，避免了样品的损耗和变性，其溶剂系统的选择可在较广泛的范围内进行，到目前为止高速逆流色谱技术应用于研究氨基酸、嘌呤、吡啶、吲哚类植物激素、抗生素、酸、低肽混合物和中草药中的黄酮类、生物碱、蒽醌衍生物等各类活性成分的分离取得了较好的效果。如王新宏等采用氯仿-(磷酸-磷酸钠)缓冲液(1:1)(pH6~7) 分离苦参生物碱效果较好，蔡定国等利用高效逆流色谱对白果内酯进行了制备性分离纯化，江和源等应用高速逆流法分离查黄素单体成分，经过比较后选择溶剂系统为乙酸乙酯-正己烷-甲醇-水，体积比( 3∶1∶1∶6)，并优化了分离茶黄素的条件。

（3）超声波萃取技术

超声波处理是属于利用外场辅助处理的一种技术，由超声波发生器发出的高频率振荡信号，通过换能器转换成高频机械振动而传播到溶剂中，也就是超声空化产生的强大剪切力能使植物细胞壁破裂，使细胞更容易释放内容物，而微扰效应促进溶剂进入提取物细胞，加速成分进入溶剂。可缩短萃取时间和提高萃取率，并且还不破坏提取物的结构，超声萃取的选择性主要是通过溶剂的选择性来实现的，用超声萃取的方法提取生物碱、苷类、黄酮类、蒽醌类、天然香料和植物油等各类成分均有研究报道。现有研究表明，用20kHz 超声波处理黄芩20min，黄芩苷提出率均比煎煮法提取90min高50%以上，所得的黄芩苷样品的性状无差异。从黄连根茎中提取小檗碱用20kHz超声波处理30min与酸性浸泡24h、碱性浸泡24h的提出率比较，结果表明超声波提取法的提取率最高，并对结构没有影响。

（4）超临界萃取法

超临界流体萃取技术是近年来发展起来的一种新型化工分离技术，被誉为21世纪的溶剂萃取技术。超临界流体是处于临界温度和临界压力以上的流体，

兼有气体和液体的双重特点，既具有和气体相当的高扩散系数和低黏度，又具有和液体相近的密度，对物质具有良好的溶解力，可被用作溶剂进行萃取分离，可作为超临界萃取的溶剂种类很多，例如丙烷、乙烷、乙烯、甲醇、水等。卞俊等在对洋金花中的东莨菪碱进行CO2-SFE时，考察了Ca(OH)2、氨水、三乙胺不同碱化试剂对萃取效果的影响，结果表明氨水的碱化效果最好。当然，除了以上一些方法外，还有絮凝澄清法膜分离技术、半仿生提取法，而对于其中哪一种方法最适合桑枝中DNJ的提取有待于检验，从文献资料分析对DNJ的提取及分离纯化研究并不多普遍存在提取率低并且没有一整套的提取纯化工艺，期望从中摸索出最佳的提取工艺和能够大量处理总生物碱的分离方法以及简便、快捷、实用的纯化方法，从而为实现桑枝生物碱的工业化大生产及其质量控制奠定基础，并且以便于其在食品、医药等方面得到充分的发展。

2、黄酮类化合物的提取与分离方法

参考：桑叶黄酮类化合物提取、分离鉴定及其抗氧化活性的研究

（1）室温浸渍提取（RTM）

室温浸渍提取主要是利用黄酮类化合物与混入的杂质极性不同。选择不同溶剂在常温下进行提取，以达到溶出黄酮类化合物的方法。方法简单易行，但提出率较低，最好采用多次浸渍以减少由于药渣吸附导致的损失，提高提取率。催为正以春蚕后期或霜降前桑树枝条上的第1-3位新叶加工的桑叶粉为原料，阴干，粉碎，分别用正丁醇、90%乙醇和水浸提，并喷雾干燥而得到具有医疗保健作用的桑叶提取物（主要成分是桑叶黄酮类化合物）。

（2）索式提取法（SE）

索式提取法主要是根据植物体内不同的黄酮类化合物的极性不同，可以考虑使用不同极性的溶剂加热进行提取。溶剂一般是使用水、含水乙醇、甲醇等极性溶剂加热进行提取。提取液减压浓缩冷却后，有时即析出粗结晶。

（3）超临界流体萃取法（SFE）

超临界流体萃取技术是利用超临界流体对中草药有效成分进行提取分离的新型技术，其原理是利用某种液体在临界点附近一定区域内具有溶解能力强、流动性好、传递性能高的特点来提取中草药的目标成分。常用的超临界流体是CO2。

（4）超声波提取法（UE）

超声波提取技术室今年来应用到中草药有效成分提取分离中的一种方法，其原理是利用超声波的空化作用加强植物有效成分的浸出提取。另外，超声波的次级效应（如机械振动、乳化、扩散、击碎、化学效应等）也能加速目标成分的扩散释放并充分与溶剂混合，利于提取。超声波提取法具有设备简单，操作方便，提取时间短，产率高，无需加热有利于保护热不稳定成分等优点。

（5）微波辅助提取法（MAE）

微波辅助提取技术室利用微波能来提高提取率的新发展起来的技术。被提取的极性分子在微波电场中快速转向及定向排列，从而产生撕裂和相互摩擦引起发热，可以保证能量的快速传递和成分利用，易于溶出和释放。

（6）硅胶层析法（SGC）

硅胶层析主要用于其吸附能力分离极性较低的黄酮类化合物如异黄酮、黄烷醇类、二氢黄酮（醇）和高度甲基化的（乙酰化的）黄酮和黄酮醇。硅胶在加水活化后也可用于极性较大的黄酮类化合物如苷类、多羟基黄酮类化合物。

（7）大孔吸附树脂柱层析法（MARC）

大孔吸附树脂柱层析于20世纪70年代末逐步应用到中草药有效成分的提取分离。大孔树脂的特点是吸附容量大、再生简单、效果可靠，适用于大规模生产。

（8）聚酰胺层析法（PC）

聚酰胺柱层析是由酰胺基与羟基形成氢键而发挥吸附作用，而其脂肪长链作为分配层析的载体。聚酰胺的吸附能力主要取决于黄酮类化合物分子中的羟基的数目、位置以及溶剂与黄酮类化合物或与聚酰胺之间形成氢键缔合能力的大小。

（9）葡聚糖凝胶柱层析法（SGC）

葡聚糖凝胶柱层析是由高度交联的葡聚糖，在它上面可以根据分子的大小使化合物得到分离。对于黄酮类化合物的分离主要常用两种型号的凝胶：Sephadex-G型和Sephadex-LH20型。分离游离黄酮时，主要靠吸附作用。凝胶对黄酮类化合物的吸附程度取决于游离酚羟基数目；但分离黄酮苷时，则分子筛的性质起主导作用。在洗脱时，黄酮苷类大体上是按分子量由大到小顺序流出柱体。

（10）其他方法

其他还有酶法、超滤、双水相萃取技术、超高压提取技术和高速逆流色谱法等新型提取分离技术，其在黄酮类化合物提取分离方面都有一定的应用前景，但这些技术应用于桑叶黄酮类成分提取分离的研究尚无报道。

3、GABA提取方法

4、植物甾醇提取方法

植物中有效成分的提取分离是根据植物中有效成分的存在状态、极性、溶解性等设计一条科学、合理、可行的提取、分离工艺。提取、分离植物有效成分有利于降低原药物毒性、提高药物疗效、改进剂型、控制产品质量、扩大药用植物资源、进行化学合成和结构改造、探索植物有效成分的治病机理，对促进中药新药研究及国内医疗事业都有重要意义［1］。

随着现代科学技术的飞速发展，植物中有效成分提取技术也日新月异，一些现代提取分离技术不断被应用到实际生产中，加速了中药产业的发展。各种植物有效成分提取分离技术和方法各有其特点，但由于植物结构的复杂性和差异性，

各种方法的适用性也各有差异，不可能简单作出优缺点比较。

传统方法

传统工艺采用溶剂分离法、溶剂萃取法、沉淀法、透析等方法进行药物提取液的除杂精制，在传统的然植物有效成分提取过程中，固液萃取( 即浸提技术)对于存在于植物细胞不同位置和细胞器中的目标产物，若将其从细胞内浸取到液相中，目标分子将经历液泡和细胞器的膜透过、细胞浆中的扩散、细胞膜和细胞壁的透过等复杂的传质过程。若细胞壁没有破

裂，浸取是靠细胞壁的渗透作用来完成的，浸取速率慢。细胞壁破坏以后，传质阻力减小，目标产物比较容易进入到萃取剂中，并依据相似相容的原理而溶解，达到萃取的目的［2］。药用植物提取液除含有效成分之外，还含有植物蛋白、鞣质、菌体、酶以及常规过滤未能除去的微粒。传统方法不同程度地存在过程繁复、生产周期长、溶剂消耗大且回收困难、设备投资大等缺点。

超声提取技术

超声作用可以改变植物的组织，破碎细胞，加速溶解有效成分，促进扩散和传质超声提取适用于多种天然植物的有效成分的提取，如生物碱、萜类化合物、黄酮化合物、脂质核挥发油等。超声提取伴随强度很大的声波的传播会出现声空化、声冲流、声辐射力以及声致发光等许多非线性过程，具有空化效应、热效应、机械效应和化学效应等特点［3］。全学军等［4］对超声提取植物中有效成分的动力学作了研究，认为无扩散阻力的缩合模型能较好的描述植物粉末的有效成分的超声提取过程，其控制步骤主要是植物粉末颗粒中核-壳界面层细胞的破碎过程。谭洁冶等［5］利用超声波法从裙带菜中提取褐藻多糖酸脂( FSP) ，比传统提取法处理时间短、提取温度低、保持有效成分活性的同时也减少了色素和蛋白质等杂质的析出，简化了提取纯化的流程，是一种良好的提取多糖的方法。超声也可以用于辣椒红素、黄酮类物质的提取。

微波协助萃取

微波协助萃取( MAE) 技术是提取中草药有效成分和去除农药残留的有效手段之一，不仅具有很高的经济效益，而且有望改变中草药传统的服用方式。微波是波长介于1 mm ～ 1 m ( 频率在300 MHz ～300 GHz) 的特殊的电磁波，它位于电磁波谱的红外辐射和无线电波之间，为防止民用微波能对于微波雷达和通讯的干扰，国际上规定农业、科学和医学等民用

微波有L ( 频率890 ～ 940 MHz) 、S ( 频率2 400 ～2 500 MHz) 、C( 频率5 725 ～ 5 875 MHz) 和K( 频率21 300 ～ 22 250 MHz) 4 个波段。目前915 MHz 和2 450 MHz 2 个频率已经广泛为微波加热所采用。微波在传输过程中遇到不同的物料会根据物料性质不同而产生反射、穿透、吸收现象，极性分子接受微波辐射能量后，通过分子偶极以每秒数十亿次的高速旋转产生热效应［6-7］。

目前，国内外MAE 技术的研究才刚刚起步，发展非常的迅速，已经成为当前和今后新型提取技术研究的热点之一。随着我国中药现代化进程的加快和国际交流的进一步扩大，必将为MAE 技术的发展提供新的更好的契机。针对如何以中药复方的特点设计MAE 方案及能够在仪器设备的设计上实现突破，需要相关的科技工作者共同努力，大胆创新，更深入的研究［8］。

超临界流体萃取技术

超临界流体萃取( SFE) 技术是以超临界流体CO2，NH3，H2O，C2H5OH，C2H6等代替常规有机溶剂，利用流体( 溶剂) 在其临界点附近的某一区域内，与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能而进行的萃取分离技术。CO2

由于适中的临界条件、无毒、无燃爆危险等诸多优点成为最常用的超临界流体［9］。近年来，超临界CO2萃取技术已广泛用于制药、食品、饲料、化妆品等领域的天然植物有效成分的萃取。

植物中的一些生物碱类、胡萝卜素、萜类等化合物因其极性小，可以通过超临界CO2得到有效提取;啤酒花中酒花浸膏的提取和纯化，烟草中烟碱的脱除，天然物质中香料、精油、色素的提取和纯化，植物籽中籽油的提取和纯化等无极性和弱极性的物质多数也可以通过超临界CO2进行分离。纯的超临界CO2体系极性较小，不适用于极性物质的提取［10］。

萃取分子量较小的极性分子时，可以通过加入乙醇、丙酮和水等极性物质来改善萃取效果。为了使超临界CO2适用于极性大分子的萃取，Huie 等［11］将无毒的全氟聚醚碳铵表面活性剂和水按一定比列添加到超临界CO2中，形成CO2包水的微乳液滴，这种微乳液滴的特性与水的特性相近，可以萃取某些大分子量的蛋白质。Mcciain 等［12］将非离子表面活性剂和水添加到超临界CO2体系中，可形成胶束，胶束核心可以作为大分子强极性化合物的溶解质，憎水部分则溶于超临界CO2中。这些研究把SFE 的应用领域扩展到水溶液体系，为超临界流体分离天然植物中高极性的大分子化合物提供了可以借鉴的方法。

酶法提取工艺原理

在药用植物有效成分提取过程中，当存在于细胞原生质体中的有效成分向提取介质扩散时，必须克服细胞壁及细胞间质的双重阻力，应用纤维素酶作用于药用植物材料，使细胞壁及细胞间质中的纤维素、半纤维素等物质降解，减小细胞壁、细胞间质等传质屏障对有效成分从胞内向提取介质扩散的传质阻力，促进有效成分提取率提高［13］。该过程的实质是通过酶解反应强化传质过程，该反应过程的因素有酶的种类、反应温度、酸碱度、水分、光线、金属离子微生物等; 酶的加入方法、加入时间、药材是否浸泡、浸泡时间、是否需要搅拌、搅拌的速度等都能影响酶解的反应的效果，都应该选择合适的指示剂进行严格的筛选。此外，酶解反应的时间、次数及激动剂或抑制剂的存在都能影响酶解的效率［14］。

酶处理技术在部分中药提取以及提取液的分离纯化中的应用结果表明，酶反应在较温和的条件下植物组织分解，使有效成分暴露出来，较大幅度地提高了药物有效成分的提取率，提高了产品的纯度［15］。因此，酶反应法用于植物有效成分的提取和提取物的分离纯化，具有操作简单、成本低廉、大生产的可能性。由此可见，随着酶反应技术在中药中应用的进一步深入，必将为提高中药提取效率、改进剂型、创新新药提供新的技术手段，为中药制剂现代化注入新的内容和活力。膜法超滤工艺

超滤( UF) 是指在常温下，利用不对称微孔结构半透膜分离介质，料液以一定的压力、流量，以错流方式进行过滤，使溶剂及小分子物质通过，高分子物质和微粒子如蛋白质、水溶性高聚物、细菌等被过滤膜阻留，从而达到分离纯化浓缩的目的，是膜分离技术在中草药应用中的具体体现。超滤( 10 ～ 100 nm，分子量范围1 ～100 kD) 可用于溶液脱大分子、大分子溶液脱小分子、大分子分级［16］。

超滤作为一项膜分离技术，可在常温下进行操作，不需要反复加热和相态转变，有利于保持中药有效成分的生物活性和物理化学稳定性，并有阻留细菌和热原的作用。它不仅可用于混合液中悬浮和分散物质的纯化和分离，而且也可用于溶液中低聚物和大分子物质的截除，因此越来越多的人致力于超滤技术在中药成分中的分离、除杂、浓缩等方面的应用与研究［17］。超滤是一种新型分离技术，分

离过程无相变，无需加入其它试剂，产品质量高，操作条件温和，设备简单，费用较低。根据提取液特点，通过制备具有适当孔径的超滤膜，达到对提取液除杂精制的目的，对药用植物提取液分离精制，取得满意效果。

超高压技术

超高压技术是近年来发展较快的一种新型的加工技术，具有快速、高效、耗能小、提取温度低、操作简单以及绿色环保等特点，是一种新型的提取技术，广泛地应用于热敏和易焦糊食品的低温灭菌、病毒灭活、疫苗制取、淀粉和蛋白质改性、食品加工、制药等诸多领域，为生物、医药和食品工程的科学研究、产品开发、工艺改革提供了新的平台。近几年，超高压技术开始应用于中药有效成分的提取［18］。

刘春娟进行了常温高压提取黄蔑多糖的研究，发现高压提取技术有许多独特的优势。朱俊杰等利用超高压技术进行了破壁提取灵芝抱子多糖的研究，发现该方法在降低提取费用的同时提高了灵芝抱子多糖提取得率。陈瑞战等研究了常温下超高压提取西洋参根中皂苷，并将超高压提取法与热回流提取、微波提取、超声提取、超临界CO2萃取等提取法进行了比较。

分子蒸馏技术

分子蒸馏技术( MD) 又称为短程蒸馏( SPD) ，是一种对高沸点、热敏性物料进行有效分离的手段，自20 世纪30 年代以来，得到了世界各国的重视［19］。分子蒸馏的分离原理是利用液体分子受热从液面逸出后，由于其分子有效直径不同，其平均自由程不相同，也就是不同种类的分子从统计学观点看，逸出液面后，不与其它分子碰撞［20］的飞行距离是不相同的; 分子蒸馏的分离作用则是利用不同种类分子逸出后其平均自由程不同的性质来实现的。分子蒸馏装置就是通过降低蒸发空间的压力0． 013 3 ～ 1． 330 0 Pa，使冷凝表面靠近蒸发表面，当其间的垂直距离小于轻气体分子的平均自由程而大于重分子的平均自由程时，从蒸发表面气化的轻气体分子就可以不与其它分子碰撞，直接到达冷凝表面而冷凝。分子蒸馏器的结构有很多形式，但发展到现在主要有离心薄膜式和转子刮膜式两种结构形式。分子蒸馏一般经过以下4 个步骤:①分子从液相主体向蒸发面扩散; ②分子从蒸发面( 加热面) 上自由蒸发;③分子从蒸发面向冷凝面飞射，在飞射过程中，可能与残存的空气分子碰撞，也可能相互碰撞，但只要有合适的真空度，使蒸发分子的平均自由程大于或等于两面( 蒸发面与冷凝面) 之间的距离即可，过高提高真空度毫无意义; ④分子在冷凝面上冷凝，冷凝面形状合理且光滑，从而完成对该物质分子的分离提取。

第三节功能性成分分离提取工艺

桑叶为我国药典正式收录的中药材，富含多酚类物质，因其化学结构具有活泼的羟基氧，能在多酚氧化酶作用下终止生物体内自由基的链锁反应，起到清除自由基和消除自由基毒性的作用，从而表现出抗衰老、抗辐射、防治肿瘤及增加机体免疫力等多种生物活性。研究表明，桑多酚主要包括绿原酸、槲皮素、芸香苷等。桑叶多酚的最优提取条件为：乙醇浓度为70%，料液比为1：40，pH 值为4，在此条件下提取的桑叶多酚含量为16.11mg/g，比柴建萍等[3]报道的不同桑树品种多酚含量平均高10倍以上，比刘春莲等[4]和刘咏等[5]报道的不同品种不同部位桑叶中多酚含量稍高。

黄酮类化合物广泛存在于植物的各个部位,尤其是叶部含量较高.黄酮类化合物对人体具有明显的抗溃疡、解痉、抗菌、抗炎、降血脂和镇痛等生物活性和生理活性作用。黄酮类化合物是一种天然抗氧化剂, 它具有清除人体中超氧离子

自由基的生理活性作用。一种桑叶黄酮提取方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将桑叶粉碎，用乙醇回流提取，合并浸取液，静置，过滤，滤液浓缩得乙醇提取物浸膏；(2)控制温度60～80℃，用水对乙醇提取物浸膏反复提取，至提取液无黄酮显色反应，合并提取液，静置，过滤，浓缩得浓缩液；(3)浓缩液用酸调pH 值至微酸性；(4)加入无机盐调整溶液的盐含量至1％～5％；(5)上述样品用非极性或弱极性大孔吸附树脂柱层析，先用水充分淋洗，再用30～70％乙醇淋洗2～5个柱体积，收集淋洗液，浓缩、干燥即得产品。

黄酮类化合物的精制工艺流程

桑叶→煮沸(三次)→过滤→合并滤液→大孔树脂吸附→水洗至无色→80%乙醇洗脱→洗脱液浓缩至干→粗黄酮→无水乙醇溶解→过滤→浓缩至干→精制桑叶总黄酮。

桑叶总生物碱的制备

取桑叶干燥粗粉适量，加入25 % 的盐酸乙醇溶液适量，混匀，静置60 m in ,过滤，重复提取一次，合并二次提取液，减压浓缩，蒸馏水定容10 m L,大孔树脂HPD10过柱,纯水洗脱,洗脱液减压浓缩,冷冻干燥得样品桑叶总生物碱。

第四节功能性成分终端产品的开发

食品添加剂：可开发研制着色剂和抗氧化剂。其中，着色剂利用桑叶的主要成分叶绿素研制的天然的优质食品着色剂。抗氧化剂主要利用桑叶的主要成分黄酮、萜类、羟基蒽醌、酚类化合物等，因其具有改变氧化态或烯醇式与酮式官能团互变异构的化学特性。微波乙醇提取物抗氧化性最强，可与B H T媲美，水提取物次之，乙醇提取物最小。柠檬酸有较好的协同抗氧化作用。另外，桑叶经过提取等工艺还可以作为一种营养强化剂。

超声提取分离技术

超声分离提取技术摘要：超声提取技术是一种具有极强物理和声化学效应的分离方法，在生物医药，食品，精细化工等方面有着广泛应用。本文主要介绍了超声提取分离技术的原理、特点以及应用前景等。关键词：超声波；分离提取；应用 The Technology of Ultrasonic Separation and Extraction Abstraction:The technology of ultrasonic extraction is a way of separation with great physical and acoustochemistry effect.It is widely applied among biological medicine,food science,fine chemical industry and other aspects.This article mainly introduce the theory,characteristic and application prospect of the ultrasonic separation and extraction. Keywords:ultrasonic;separation and extraction;application 1.前言超声波是一种振动频率大于20000Hz的弹性波，在物质介质中的相互作用效应可分为热效应、空化效应和机械传质效应。超声波振动能产生强大的能量，给予媒质点以很大的速度和加速度，使浸提剂和提取物不断震荡，形成空化效应，有助于溶质扩散，加速植物中的有效成分进入溶剂，同时作用于植物叶肉组织可高效粉碎细胞壁，从而释放出其内容物，提高有效成分的提取率[1-2]。超声波热效应是通过介质的微粒间和分界面上的摩擦以及介质的吸收等使超声能量转化为热能，提高介质和生物体的温度，从而有利于有效成分的溶出；超声波的机械振动发生的位移、速度变化不大，但其加速度却相当大，能显著增大溶剂进入提取物细胞的渗透性，从而强化了萃取过程。超声波的空化效应通过形成强声波作用产生液胞的振荡、伸长、收缩乃至崩溃等，往往使生物组织受到严重的损伤和破裂，从而加速有效成分的溶出和浸提[3-4]。超声波提取法是利用超声波的空化效应、机械传质效应和热效应，以提高细胞内容物的穿透力和传输能力，增大物质分子运动频率和速度，提高有效成分的浸出率。与传统提取分离方法相比，如熬煮法、压滤法、化学法、溶剂浸提法、生物酶法等，超声提取法具有提取效率高、提取时间短、有效成分活性高等优点[5]。传统的机械破碎法难以将细胞有效破碎，提取效率低。而化学破碎方法易造成提取物结构的改变和活性降低或失活。超声提取技术是一种具有极强物理和声化学效应的分离方法，其在溶液中形成的冲击波和微射流可以形成空化效应，达到破碎细胞和最大限度地保存和提高反应分子反应活性。将超声提取技术应用于提取茶叶的有效成分，操作简便快捷、无需加

2019届中考化学真题分类汇编：金属和金属材料_含解析

金属和金属材料 1.（2018天津）人体内含量最高的金属元素是（） A.铁 B.锌 C.钾 D.钙【答案】D 【解析】人体内含量最高的金属元素是钙，故选D。 2.（2018北京）下列含金属元素的物质是（） A.H2SO4 B.Al2O3 C.NO2 D.P2O5 答案：B 解析：在答案中只有铝(Al)属于金属元素，其他的H、S、O、N、P均为非金属元素，故B正确。 3.（2018江西）常温下为液态的金属是 A.汞 B.金 C.银 D.铝【答案】A 【解析】常温下，铝、银、金等大多数金属都是固体，但金属汞熔点最低，常温下为液态。故选A。点睛：大多数金属具有延展性、具有金属光泽、是热和电的良导体，其中延展性最好的金属是金，导电性最好的金属是银，绝大多数金属的熔沸点高，熔点最高的是钨，绝大多数的金属硬度大，硬度最大的是铬。 4.（2018河北）图3所示的四个图像，分别对应四种过程，其中正确的是（） A.①分别向等质量Mg和Cu中加入足量等质量、等浓度的稀硫酸 B.②分别向等质量且足量的Zn中加入等质量、不同浓度的稀硫酸 C.③分别向等质量且Mg和Zn中加入等质量、等浓度的稀硫酸 D.④分别向等质量的Mg和Zn中加入等质量、等浓度且定量的稀硫酸【答案C 【解析】①Cu不与稀硫酸反应生成氢气；②足量的Zn与20%的稀硫酸反应生成氢气多；③、④Mg比Zn活泼，加入等质量、等浓度的稀硫酸，Mg产生氢气快，最后氢气质量相等。故选C。 5.（2018重庆A）常温下向一定质量的稀盐酸中逐渐加入镁条，充分反应(忽略挥发)。下列图像正确的是（）

A.①② B.②③ C.①④ D.②④ 【答案】C 【解析】①常温下向一定质量的稀盐酸中逐渐加入镁条，反应开始前溶液质量大于0，随着反应的进行，溶液质量不断增加，直至稀盐酸反应完，溶液质量达到最大，之后溶液质量不变；②镁与稀盐酸反应放热，随着反应的进行，温度不断升高，稀盐酸反应结束后，溶液温度开始下降；③镁与稀盐酸反应生成氢气，反应开始前氢气质量等于0，随着反应的进行，氢气体积不断增加，直至稀盐酸反应完，氢气体积达到最大，之后氢气体积不变；④根据质量守恒定律可知反应前后氢元素个数、质量均不变，即反应前后氢元素质量不变。故选C。 6.（2018海南）为了探究金属与酸反应的规律，某实验小组进行了如下实验，取等质量的铁片、镁片、锌片，分别与等体积、等浓度的稀盐酸反应，用温度传感器测得反应温度变化曲线如下图所示。 (1)请分析反应中温度升高的原因:_________________； (2)根据曲线总结出金属活动性的相关规律:__________。【答案】(1).金属与酸反应放出热量(2).相同条件下，金属越活泼，与酸反应放出的热量越多(必须指明条件相同【解析】(1)金属与酸反应过程中放出热量，使温度升高；(2)根据金属活动性规律可知：相同条件下，金属越活泼，与酸反应放出的热量越多。 7.（2018安徽）废旧电路板中主要含有塑料、铜和锡（Sn）等，为实现对其中锡的绿色回收，某工艺流程如下。

超声波提取分离的原理

超声波在天然成分提取分离的应用原理初探摘要超声因其具有多种物理和声化学效应，其在食品工业中有广泛的应用，包括超声提取、超声灭菌、超声干燥、超声乳化、超声过滤、超声清洗等。本文主要就超声波提取分离的原理、优点作一综述，并对其以后在提取分离中的发展进行展望。关键词超声波提取分离原理 1 超声波概述 1.1超声波的概念超声波指的是频率在2×104—2×109Hz的声波，是高于正常人类听觉范围的弹性机械振动。超声波与电磁波相似，可以被聚焦，反射和折射，其不同之处在于前者传播时需要弹性介质，而光波和其他类型的电磁辐射则可以自由地通过真空。众所周知，超声波在介质中主要产生二种形式的机械振荡，即横向振荡（横波）和纵向振荡（纵波），而超声波在液体介质中只能以纵波的方式进行传播。由于超声波频率高，波长短，因而在传播过程中具有定向性好、能量大、穿透力强等许多特性[1]。超声波与媒质的相互作用可分为热机制、机械（力学）机制和空化机制3种。[2]超声波在媒质中传播时，其振动能量不断被媒吸收转变为热量而使媒质温度升高，此效应称之为超声的热机制；超声波的机械机制主要是辐射压强和强声压强引起的；在液体中，当声波的功率相当大，液体受到的负压力足够强时，媒质分子间的平均距离就会增大并超过极限距离，从而将液体拉断形成空穴，在空化泡或空化的空腔激烈收缩与崩溃的瞬间，泡内可以产生局部的高压，以及数千度的高温，从而形成超声空化现象。空化现象包括气泡的形成、成长和崩溃过程。可见，空化机制是超声化学的主动力，使粒子运动速度大大加快，破坏粒子的力的形成，从而使许多物理化学和化学过程急剧加速，对乳化、分散、萃取以及其它各种工艺过程有很大作用。对于超声波的研究及其在各个行业中的应用，研究较多，可是对于其应用的机理研究的却很少，能过查阅华南农业大学图书馆，SCI数据库，我们发现，对于超声波的研究有4680篇，可是对于其机理的研究却只有206，所占比例不到5%。如下图1。且大多数只停留在试验室阶段。

中药提取分离技术

中药提取分离纯化中草药提取液或提取物仍然是混合物，需进一步除去杂质，分离并进行精制。具体的方法随各中草药的性质不同而异，以后将通过实例加以叙述，此处只作一般原则性的讨论。一、溶剂分离法：一般是将上述总提取物，选用三、四种不同极性的溶剂，由低极性到高极性分步进行提取分离。水浸膏或乙醇浸膏常常为胶伏物，难以均匀分散在低极性溶剂中，故不能提取完全，可拌人适量惰性填充剂，如硅藻土或纤维粉等，然后低温或自然干燥，粉碎后，再以选用溶剂依次提取，使总提取物中各组成成分，依其在不同极性溶剂中溶解度的差异而得到分离。例如粉防己乙醇浸膏，碱化后可利用乙醚溶出脂溶性生物碱，再以冷苯处理溶出粉防己碱，与其结构类似的防己诺林碱比前者少一甲基而有一酚羟基，不溶于冷苯而得以分离。利用中草药化学成分，在不同极性溶剂中的溶解度进行分离纯化，是最常用的方法。广而言之，自中草药提取溶液中加入另一种溶剂，析出其中某种或某些成分，或析出其杂质，也是一种溶剂分离的方法。中草药的水提液中常含有树胶、粘液质、蛋白质、糊化淀粉等，可以加入一定量的乙醇，使这些不溶于乙醇的成分自溶液中沉淀析出，而达到与其它成分分离的目的。例如自中草药提取液中除去这些杂质，或自白及水提取液中获得白及胶，可采用加乙醇沉淀法；自新鲜括楼根汁中制取天花粉素，可滴人丙酮使分次沉淀析出。目前，提取多糖及多肽类化合物，多采用水溶解、浓缩、加乙醇或丙酮析出的办法。此外，也可利用其某些成分能在酸或碱中溶解，又在加碱或加酸变更溶液的pH 后，成不溶物而析出以达到分离。例如内酯类化合物不溶于水，但遇碱开环生成羧酸盐溶于水，再加酸酸化，又重新形成内酯环从溶液中析出，从而与其它杂质分离；生物碱一般不溶于水，遇酸生成生物碱盐而溶于水，再加碱碱化，又重新生成游离生物碱。这些化合物可以利用与水不相混溶的有机溶剂进行萃取分离。一般中草药总提取物用酸水、碱水先后处理，可以分为三部分：溶于酸水的为碱性成分（如生物碱），溶于碱水的为酸性成分（如有机酸），酸、碱均不溶的为中性成分（如甾醇）。还可利用不同酸、碱度进一步分离，如酸性化台物可以分为强酸性、弱酸性和酷热酚性三种，它们分别溶于碳酸氢钠、碳酸钠和氢氧化钠，借此可进行分离。有些总生物碱，如长春花生物碱、石蒜生物碱，可利用不同rH值进行分离。但有些特殊情况，如酚性生物碱紫董定碱（corydine）在氢氧化钠溶液中仍能为乙醚抽出，蝙蝠葛碱（dauricins）在乙醚溶液中能为氢氧化钠溶液抽出，而溶于氯仿溶液中则不能被氢氧化钠溶液抽出；有些生物碱的盐类，如四氢掌叶防己碱盐酸盐在水溶液中仍能为氯仿抽出。这些性质均有助于各化合物的分离纯化。二、两相溶剂萃取法： 1．萃取法：两相溶剂提取又简称萃取法，是利用混合物中各成分在两种互不相溶的溶剂中分配系数的不同而达到分离的方法。萃取时如果各成分在两相溶剂中分配系数相差越大，则分离效率越高、如果在水提取液中的有效成分是亲脂性的物质，一般多用亲脂性有机溶剂，如苯、氯仿或乙醚进行两相萃取，如果有效成分是偏于亲水性的物质，在亲脂性溶剂中难溶解，就需要改用弱亲脂性的溶剂，例如乙酸乙酯、丁醇等。还可以在氯仿、乙醚中加入适量乙醇或甲醇以增大其亲水性。提取黄酮类成分时，多用乙酸乙脂和水的两相萃取。提取亲水性强的皂甙则多选用正丁醇、异戊醇和水作两相萃取。不过，一般有机溶剂亲水性越大，与水作两相萃取的效果就越不好，因为能使较多的亲水性杂质伴随而出，对有效成分进一步精制影响很大。

常见的化学成分分析方法及其原理98394

常见的化学成分分析方法一、化学分析方法化学分析从大类分是指经典的重量分析和容量分析。重量分析是指根据试样经过化学实验反应后生成的产物的质量来计算式样的化学组成，多数是指质量法。容量法是指根据试样在反应中所需要消耗的标准试液的体积。容量法即可以测定式样的主要成分，也可以测定试样的次要成分。重量分析指采用添加化学试剂是待测物质转变为相应的沉淀物，并通过测定沉淀物的质量来确定待测物的含量。容量分析滴定分析主要分为酸碱滴定分析、络合滴定分析、氧化还原滴定分析、沉淀滴定分析。酸碱滴定分析是指以酸碱中和反应为原理，利用酸性标定物来滴定碱性物质或利用碱性标定物来滴定酸性待测物，最后以酸碱指示剂（如酚酞等）的变化来确定滴定的终点，通过加入的标定物的多少来确定待测物质的含量。络合滴定分析是指以络合反应（形成配合物）反应为基础的滴定分析方法。如EDTA与金属离子发生显色反应来确定金属离子的含量等。络合反应广泛地应用于分析化学的各种分离与测定中，如许多显色剂，萃取剂，沉淀剂，掩蔽剂等都是络合剂，因此，有关络合反应的理论和实践知识，是分析化学的重要内容之一。氧化还原滴定分析：是以溶液中氧化剂和还原剂之间的电子转移为基础的一种滴定分析方法。氧化还原滴定法应用非常广泛，它不仅可用于无机分析，而且可以广泛用于有机分析，许多具有氧化性或还原性的有机化合物可以用氧化还原滴定法来加以测定。通常借助指示剂来判断。有些滴定剂溶液或被滴定物质本身有足够深的颜色，如果反应后褪色，则其本身就可起指示剂的作用，例如高锰酸钾。而可溶性淀粉与痕量碘能产生深蓝色，当碘被还原成碘离子时，深蓝色消失，因此在碘量法中，通常用淀粉溶液作指示剂。沉淀滴定分析：是以沉淀反应为基础的一种滴定分析方法，又称银量法（以

金属材料检测标准大汇总

金属材料检测标准大汇总文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

金属材料化学成分分析 GB/T 222—2006钢的成品化学成分允许偏差 GB/T 系列钢铁及合金X含量的测定 GB/T 4336—2002碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法(常规法) GB/T 系列海绵钛、钛及钛合金化学分析方法X量的测定 GB/T 系列铜及铜合金化学分析方法第X部分：X含量的测定 GB/T 5678—1985铸造合金光谱分析取样方法 GBT 系列铝及铝合金化学分析方法 GB/T 7999—2007铝及铝合金光电直读发射光谱分析方法 GB/T 11170—2008不锈钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法(常规法) GB/T 11261—2006钢铁氧含量的测定脉冲加热惰气熔融-红外线测定方法 GB/T 系列镁及镁合金化学分析方法第X部分X含量测定金属材料物理冶金试验方法 GB/T 224—2008钢的脱碳层深度测定法 GB/T 225—2006钢淬透性的末端淬火试验方法(Jominy 试验) GB/T 226—2015钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法 GB/T 227—1991工具钢淬透性试验方法 GB/T 1954—2008铬镍奥氏体不锈钢焊缝铁素体含量测量方法 GB/T 1979—2001结构钢低倍组织缺陷评级图 GB/T 1814—1979钢材断口检验法 GB/T 2971—1982碳素钢和低合金钢断口检验方法 GB/T —2012变形铝及铝合金制品组织检验方法第1部分显微组织检验方法

GB/T —2012变形铝及铝合金制品组织检验方法第2部分低倍组织检验方法GB/T 3488—1983硬质合金显微组织的金相测定 GB/T 3489—1983硬质合金孔隙度和非化合碳的金相测定 GB/T 4236—1984钢的硫印检验方法 GB/T 4296—2004变形镁合金显微组织检验方法 GB/T 4297—2004变形镁合金低倍组织检验方法 GB/T 4334—2008金属和合金的腐蚀不锈钢晶间腐蚀试验方法 GBT 4335—2013低碳钢冷轧薄板铁素体晶粒度测定法 GB/T —2015不锈钢5%硫酸腐蚀试验方法 GB/T 4462—1984高速工具钢大块碳化物评级图 GB/T 5058—1985钢的等温转变曲线图的测定方法(磁性法) GB/T 5168—2008α-β钛合金高低倍组织检验方法 GB/T 5617—2005钢的感应淬火或火焰淬火后有效硬化层深度的测定 GB/T 8359—1987高速钢中碳化物相的定量分析X射线衍射仪法 GB/T 8362—1987钢中残余奥氏体定量测定X射线衍射仪法 GB/T 9450—2005钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核 GB/T 9451—2005钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定 GB/T 10561—2005钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法GB/T 10851—1989铸造铝合金针孔 GB/T 10852—1989铸造铝铜合金晶粒度 GB/T 11354—2005钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验 GB/T 13298—2015金属显微组织检验方法

超声波提取基础原理,特点与应用介绍

超声波提取原理、特点与应用介绍超声波指频率高于20KHz，人的听觉阈以外的声波。超声波提取在中药制剂质量检测中（药检系统）已广泛应用。《中华人民共和国药典》中，应用超声波处理的有232个品种，且呈日渐增多的趋势。近年来，超声波技术在中药制剂提取工艺中的应用越来越受到关注。超声波技术用于天然产物有效成分的提取是一种非常有效的方法和手段。作为中药制剂取工艺的一种新技术，超声波提取具有广阔的前景。超声波提取是利用超声波具有的机械效应，空化效应和热效应，通过增大介质分子的运动速度、增大介质的穿透力以提取生物有效成分。 1、提取原理（1）机械效应超声波在介质中的传播可以使介质质点在其传播空间内产生振动，从而强化介质的扩散、传播，这就是超声波的机械效应。超声波在传播过程中产生一种辐射压强，沿声波方向传播，对物料有很强的破坏作用，可使细胞组织变形，植物蛋白质变性；同时，它还可以给予介质和悬浮体以不同的加速度，且介质分子的运动速度远大于悬浮体分子的运动速度。从而在两者间产生摩擦，这种摩擦力可使生物分子解聚，使细胞壁上的有效成分更快地溶解于溶剂之中。（2）空化效应通常情况下，介质内部或多或少地溶解了一些微气泡，这些气泡在超声波的作用下产生振动，当声压达到一定值时，气泡由于定向扩散（rectieddiffvsion）而增大，形成共振腔，然后突然闭合，这就是超声波的空化效应。这种气泡在闭合时会在其周围产生几千个大气压的压力，形成微激波，它可造成植物细胞壁及整个生物体破裂，而且整个破裂过程在瞬间完成，有利于有效成分的溶出。（3）热效应和其它物理波一样，超声波在介质中的传播过程也是一个能量的传播和扩散过程，即超声波在介质的传播过程中，其声能不断被介质的质点吸收，介质将所吸收的能量全部或大部分转变成热能，从而导致介质本身和药材组织温度的升高，增大了药物有效成分的溶解速度。由于这种吸收声能引起的药物组织内部温度的升高是瞬间的，因此可以使被提取的成分的生物活性保持不变。此外，超声波还可以产生许多次级效应，如乳化、扩散、击碎、化学效应等，这些作用也促进了植物体中有效成分的溶解，促使药物有效成分进入介质，并于介质充分混合，加快了提取过程的进行，并提高了药物有效成分的提取率。 2、超声波提取的特点（1）超声波提取时不需加热，避免了中药常规煎煮法、回流法长时间加热对有效成分的不良影响，适用于对热敏物质的提取；同时，由于其不需加热，因而也节省了能源。（2）超声波提取提高了药物有效成分的提取率，节省了原料药材，有利于中药资源的充分利用，提高了经济效益。（3）溶剂用量少，节约了溶剂。（4）超声波提取是一个物理过程，在整个浸提过程中无化学反应发生，不影响大多数药物有效成分的生理活性。（5）提取物有效成分含量高，有利于进一步精制。 3、超声波技术在天然产物提取方面的应用与水煎煮法对比，采用超声波法对黄芩的提取结果表明，超声波法提取与常规煎煮法相比，提取时间明显缩短，黄芩苷的提取率升高；超声波提取10、20、40、60min均比煎煮法提取3h的提取率高。应用超声波法对槐米中主要有效成分芦丁的提取结果表明，超声波处理槐米30min所

初三化学知识点复习金属和金属材料

金属和金属材料【单元分析】本单元知识中金属活动性顺序表的应用，以及金属的保护和利用是中考的热点，其中金属活动性顺序也是本单元复习的难点【复习目标】 1．了解一些常见的金属的性质和用途 2．理解，并会应用金属活动性顺序表 3．了解和掌握金属的保护和利用 4.知道金属材料及合金的特性 5.知道金属锈蚀的条件及防护方法。【重点】：金属活动性顺序表；知道金属锈蚀的条件及防护方法。【难点】：金属活动性顺序表的应用。【考点透视】命题落点根据金属的性质推断其应用，根据金属活动性顺序判断金属的化学性质。由金属锈蚀的条件对金属进行保护和利用。【考点清单】一、基本考点考点1．几种重要的金属及合金（1）金属的物理特性：常温下除汞（液体）外都是固体，有金属光泽，大多数为电和热的优良导体，有延展性、密度较大、熔点较高。（2）合金：①概念：在一种金属中加热熔合其他金属或非金属，而形成的具有金属特性的物质称为合金。②合金的性质能：合金的很多性能与组成它们的纯金属不同，使合金更易适合不同的用途，日常生活中使用的金属材料，大多数为合金。③重要的铁合金：生铁和钢都是铁的合金，其区别是含碳量不同。④生铁的含铁量为2%~4.3%，钢的含碳量为0.03%~2%。考点2．金属与氧气的反应大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同，越活泼的金属，越容易与氧气发生化学反应，反应越剧烈。

考点3．金属活动性顺序及置换反应（1）金属活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au （2）金属活动性顺序的作用：①判断金属与酸的反应：a. 一般说来，排在氢前面的金属能置换出酸中的氢，排在氢后面的金属不能置换出酸中的氢；b. 酸不包括浓硫酸和硝酸，因为它们有很强的氧化性，与金属反应不能生成氢气，而生成水。②判断金属与盐溶液反应。在金属活动性顺序里，只有排在前面的金属，才能把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。③判断金属活动性强弱：在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。考点4．金属矿物及铁的冶炼（1）金属矿物（矿石）：①概念：工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。②常见的矿石：赤铁矿（Fe 2O 3）、黄铁矿（FeS 2）、菱铁矿（FeCO 3）、铝土矿（Al 2O 3）、黄铜矿（CuFeS 2）、辉铜矿（Cu 2S ）。（2）铁的冶炼：①原理：利用高温条件下，焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来。如用赤铁矿石炼铁的化学方程式为：。②原料：铁矿石、焦炭、石灰石及空气。③设备：高炉。④炼铁时选择铁矿石的标准：a.铁矿石中铁元素的质量分数大（即含铁量高）；b.炼铁过程中产物对空气不能造成污染；满足以上两个条件的矿石是理想的绿色矿石。考点5．金属的腐蚀和防护（1）铁生锈的条件：铁生锈的主要条件是与空气和水蒸气直接接触。铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生复杂的化学反应，铁锈的主要成分是 Fe2O3·xH2O 。（2）铁的防锈：原理是隔绝空气或水，使铁失去生锈的条件。防锈措施：防止铁制品生锈，一是保持铁制品表面的洁净和干燥，二是在铁制品表面涂上一层保护膜，防止铁与氧气和水的反应，例如：①刷一层油漆；②涂上一层机油；③电镀一层不易生锈的金属，如镀锌等； ④经加工使金属表面生成一层致密的氧化膜，如烤蓝；⑤在金属表面覆盖搪瓷、塑料等。考点6．金属资源的保护（1）矿物的储量有限，而且不能再生。（2）废旧金属的回收和利用可以减少对环境的污染，还可以节约金属资源。（3）保护金属资源的有效途径：①防止金属腐蚀；②回收利用废旧金属；③合理有效地开采矿物；④寻找金属的替代品。二、能力与综合考点 Fe 2O 3+CO====2Fe+3CO 2 高温

超声波原理与应用

超声波提取原理与特点超声波提取是利用超声波具有的机械效应，空化效应和热效应，通过增大介质分子的运动速度、增大介质的穿透力以提取生物有效成分。机械效应超声波在介质中的传播可以使介质质点在其传播空间内产生振动，从而强化介质的扩散、传播，这就是超声波的机械效应。超声波在传播过程中产生一种辐射压强，沿声波方向传播，对物料有很强的破坏作用，可使细胞组织变形，植物蛋白质变性；同时，它还可以给予介质和悬浮体以不同的加速度，且介质分子的运动速度远大于悬浮体分子的运动速度。从而在两者间产生摩擦，这种摩擦力可使生物分子解聚，使细胞壁上的有效成分更快地溶解于溶剂之中。空化效应通常情况下，介质内部或多或少地溶解了一些微气泡，这些气泡在超声波的作用下产生振动，当声压达到一定值时，气泡由于定向扩散（rectieddiffvsion）而增大，形成共振腔，然后突然闭合，这就是超声波的空化效应。这种气泡在闭合时会在其周围产生几千个大气压的压力，形成微激波，它可造成植物细胞壁及整个生物体破裂，而且整个破裂过程在瞬间完成，有利于有效成分的溶出。热效应和其它物理波一样，超声波在介质中的传播过程也是一个能量的传播和扩散过程，即超声波在介质的传播过程中，其声能不断被介质的质点吸收，介质将所吸收的能量全部或大部分转变成热能，从而导致介质本身和药材组织温度的升高，增大了药物有效成分的溶解速度。由于这种吸收声能引起的药物组织内部温度的升高是瞬间的，因此可以使被提取的成分的生物活性保持不变。此外，超声波还可以产生许多次级效应，如乳化、扩散、击碎、化学效应等，这些作用也促进了植物体中有效成分的溶解，促使药物有效成分进入介质，并于介质充分混合，加快了提取过程的进行，并提高了药物有效成分的提取率。超声波提取的特点超声波提取时不需加热，避免了中药常规煎煮法、回流法长时间加热对有效成分的不良影响，适用于对热敏物质的提取；同时，由于其不需加热，因而也节省了能源。超声波提取提高了药物有效成分的提取率，节省了原料药材，有利于中药资源的充分利用，提高了经济效益。溶剂用量少，节约了溶剂。

中草药的提取与分离方法

中草药的提取与分离方法中草药所含成分十分复杂，既有有效成分，又有无效成分和有毒成分。为了提高中草药的治疗效果，就要尽最大限度从复杂的均相或非均相体系中提取有效成分，然后通过分离和去除杂质以达到提纯和精制的目的。植物有效成分分离方法很多，其中历史较长,应用较多的是溶剂提取法、水蒸汽蒸馏、萃取、结晶、吸附等。随着科学技术的发展，在中药提取方面出现了许多新技术、新方法，主要是超临界流体萃取技术，超声提取技术，微波萃取技术，酶法等。 1.2.1溶剂提取法溶剂的选择：运用溶剂提取法的关键，是选择适当的溶剂。溶剂选择适当，就可以比较顺利地将需要的成分提取出来。选择溶剂要注意以下三点：①溶剂对有效成分溶解度大，对杂质溶解度小； ②溶剂不能与中药的成分起化学变化；③溶剂要经济、易得、使用安全等。有机化合物分子结构中亲水性基团多，其极性大而疏于油；有的亲水性基团少，其极性小而疏于水。这种亲水性、亲脂性及其程度的大小，是和化合物的分子结构直接相关。一般来说，两种基本母核相同的成分，其分子中功能基的极性越大，或极性功能基数量越多，则整个分子的极性大，亲水性强，而亲脂性就越弱，其分子非极性部分越大，或碳键越长，则极性小，亲脂性强，而亲水性就越弱。各类溶剂的性质，同样也与其分子结构有关。例如甲醇、乙醇是亲水性比较强的溶剂，它们的分子比较小，有羟基存在，与水的结构很近似，所以能够和水任意混合。丁醇和戊醇分子中虽都有羟基，保持和水有相似处，但分子逐渐地加大，与水性质也就逐渐疏远。所以它们能彼此部分互溶，在它们互溶达到饱和状态之后，丁醇或戊醇都能与水分层。氯仿、苯和石油醚是烃类或氯烃衍生物，分子中没有氧，属于亲脂性强的溶剂。溶剂提取法的原理：溶剂提取法是根据中草药中各种成分在溶剂中的溶解性质，选用对活性成分溶解度大，对不需要溶出成分溶解度小的溶剂，而将有效成分从药材组织内溶解出来的方法。当溶剂加到中草药原料（需适当粉碎）中时，溶剂由于扩散、渗透作用逐渐通过细胞壁透入到细胞内，溶解了可溶性物质，而造成细胞内外的浓度差，于是细胞内的浓溶液不断向外扩散，溶剂又不断进入药材组织细胞中，如此多次往返，直至细胞内外溶液浓度达到动态平衡时，将此饱和溶液滤出，继续多次加入新溶剂，就可以把所需要的成分近于完全溶出或大部溶出。中草药成分在溶剂中的溶解度直接与溶剂性质有关。溶剂可分为水、亲本性有机溶剂及亲脂性有机溶剂，被溶解物质也有亲水性及亲脂性的不同。水：水是一种强的极性溶剂。中草药中亲水性的成分，如无机盐、糖类、分子不太大的多糖类、鞣质、氨基酸、有机酸盐、生物碱盐及甙类等都能被水溶解。为了增加某些成分的溶解度，也常采用酸水及碱水作为提取溶剂。酸水提取，可使生物碱与酸生成盐类而溶出，碱水提取可使有机酸、黄酮、蒽醌、内酯、香豆素以及酚类成分溶出。亲水性的有机溶剂：也就是一般所说的与水能混溶的有机溶剂，如乙醇、甲醇等，以乙醇最常用。乙醇的溶解性能比较好，对中草药细胞的穿透能力较强。难溶于水的亲脂性成分，在乙醇中的溶解度也较大。还可以根据被提取物质的性质，采用不同浓度的乙醇进行提取。用乙醇提取比用水量较少，提取时间短，溶解出的水溶性杂质也少。亲脂性的有机溶剂：也就是一般所说的情形水不能混溶的有机溶剂，如石油醚、苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯等。这些溶剂的选择性能强。但这类溶剂挥发性大，多易燃，一般有毒，价格贵，设备要求较高，透入植物组织的能力弱，需长时间反复提取，故此法较少用。 1.3.2水蒸气蒸馏法适用于能随水蒸气蒸馏而不被破坏的中草药成分的提取。此类成分的沸点多在100℃以上，与水不相混溶或仅微溶，且在约100℃时存一定的蒸气压。当与水在一起加热时，其蒸气压和水的蒸汽压总和为一个大气压时，液体就开始沸腾，水蒸气将挥发性物质一起带出。例如中草药中的挥发油，某些小分子生物碱——麻黄碱、萧碱、槟榔碱，以及某些小分子的酚性物质。

菜籽油化学成分分析

菜籽油化学成分分析油酸、亚油酸。油酸、亚油酸为动物和人体必需的脂肪酸, 而本身木能合成, 只能从食物中摄取。其中亚油酸尤为重要, 它是细胞组织的构成部分, 线粒体和细胞膜的结构, 新生组织生长, 受伤组织的修复都需要。亚麻酸. 它是一种高度不饱和脂肪酸，在菜油组成中占十分之一左右, 与气、光、热、温接触易于氧化。芥酸。芥酸为十字花科植物种籽所特有, 莱籽油中含有近一半的芥酸, 它的凝固点高, 在4 ℃时就易硬化, 不易挥发, 特别是冷操时易形成固态, 在人体内的消化率亦低,

B_谷甾醇是食用菜籽油中的主要植物甾醇, 它的含量高低直接影响菜籽油的品质. 类胡萝卜素是使大多数油脂呈色的主要物质。该色素及其氧化衍生物是高度不饱和的多聚异戊间二烯烃, 属脂溶性, 不溶于水。目前已确知有75 种类胡萝卜素, 其中最重要的类胡萝卜素是β-胡萝卜素。在植物油中, β-胡萝卜素可以作为抗氧化剂抑制单线态氧氧化, 对油脂稳定性起保护作用。食用植物油含有不皂化物, 其主要成分为甾醇、4-甲基甾醇、三菇烯醇, 这 3 类物质随油脂种类及加工不同而变化, 表现在种类和含量上的差异。菜籽油含有0.8- 0.9 % 的不皂化物, 甾醇约为5.5 9 %, 三菇烯醇约0.0 3%。在甾醇中, 芸苔甾醇(Brassiceasterol) 占5 -19% ,其含量远远高于其它油脂。菜籽油不皂化物分离为甾醇、4-甲基甾醇、三菇醇和烃四类。菜籽油不皂化物中街醇含量为57.9 %。甾醇中的成分符合十字花科植物种子油脂成分规律, 即β-谷甾醇为主(56.8 % ) , 它是良好的

液晶母体材料; 双键位置以△5-为主, 其中有β-谷甾醇(56.8 % ) , 菜油甾醇(28 % ), 菜籽甾醇( 13 % ) , △ 5-燕麦衡醇(1.9 % ) 。△7-甾醇含量极微。在甾醇中C28的甾醇即菜油甾醇和菜籽甾醇共占41%。菜籽油中除极少量饱和脂肪酸棕搁酸、硬脂酸(约2 %一3% )外, 其它几乎全是不饱和脂肪酸, 其中20 % 左右亚油酸及亚麻酸。芥酸含量一般在45 %以上。生育酚含量: 毛菜油为0.130% , 经脱胶碱炼后为0.119% ,经脱色后为0.083% , 经脱臭后为0. 069%; 流向副产物中的生育酚为毛油中的47.1%。经脱胶碱炼、脱色和脱臭后, A-生育酚含量下降率分别为33. 1%, 49. 3%和1. 7% 。生育酚是维生素E 在自然界的主要存在形式。天然生育酚主要来源于植物油脂。生育酚是菜籽油中重要的微量生理活性成分及抗氧化剂。 α-生育酚在四种生育酚中的生物活性最高, 非α-生育酚的生物活性只有它的几十分之一至几分之一, 人及动物体内的维生素 E 活性几乎完全归功于α-生育酚。

超声波提取法

四、超声波提取法（一）超声波的概念 1.超声波的概念 ?超声波是指频率高于可听声频率范围的声波，是一种频率超过17KHz的声波。超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等的传播规律，与可听声波的规律并没有本质上的区别。超声波属于机械波，是机械振动在弹性媒质中的传播 ?当声音在空气中传播时，会推动空气中的微粒作往复振动，即对微粒做功。声波功率就是表示声波作功快慢的物理量。当强度相同时，声波的频率越高，它所具有的功率就越大。由于超声波的频率很高，所以与一般的声波相比，超声波的功率是很大的（一）超声波的概念 ?超声波很像电磁波，能折射、聚焦和反射，但超声波又不同于电磁波，电磁波可在真空中自由传播，而超声波的传播则要依靠弹性介质。超声波在传播时，使弹性介质中的粒子产生振荡，并通过弹性介质按超声波的传播方向传递能量 ?超声波可以产生空化效应、热效应和机械效应（二）超声波提取原理 ?超声萃取（Utrasonic Solvent Extraction，USE）技术是由溶剂萃取技术与超声波技术结合形成的新技术，超声场的存在提高了溶剂萃取的效率 ?超声波是指频率为20千赫~50兆赫左右的电磁波，它是一种机械波，需要能量载体--介质来进行传播。超声萃取又称超声提取，即指从某一原料中提取所需的物质或成分 ?超声作用于液液、液固两相、多相体系表面体系以及膜界面体系会产生一系列的物理、化学作用，并在微环境内产生各种附加效应，如湍动效应、微扰效应、界面效应和聚能效应等，从而引起传播媒质特有的变化（1)空化效应 ?当大量的超声波作用于提取介质时，体系的液体内存在着张力弱区，这些区域内的液体会被撕裂成许多小空穴，这些小空穴会迅速胀大和闭合，使液体微粒间发生猛烈的撞击作用 ?此外,也可以液体内溶有的气体为气核,在超声波的作用下,气核膨胀长大形成微泡,并为周围的液体蒸气所充满,然后在内外悬殊压差的作用下发生破裂, 将集中的声场能量在极短的时间和极小的空间内释放出来 1、空化效应 ?当空穴闭合或微泡破裂时，会使介质局部形成几百到几千K的高温和超过数百个大气压的高压环境，并产生很大的冲击力，起到激烈搅拌的作用，同时生成大量的微泡，这些微泡又作为新的气核，使该循环能够继续下去，这就是空化效应 ?空化效应中产生的极大压力造成被破碎物细胞壁及整个生物体的破裂，且整个破裂过程可在瞬间完成，因而提高了破碎速度，缩短了破碎时间，使提取效率显著提高

金属材料成分分析方法探讨

金属材料成分分析方法探讨摘要：金属材料化学成分的含量及形态决定着金属的性能，准确分析金属材料的化学成分对鉴别材料性能及用途起着重要作用。利用传统化学法进行成分分析存在着过程复杂、效率低下的缺点，本文主要介绍分光光度法、原子吸收光谱法、原子发射光谱法、X射线荧光光谱法、滴定分析法等常见分析方法在金属材料化学成分分析中的应用，并对金属材料成分分析技术的发展趋势做了简单的介绍。关键词：金属材料；成分分析；重要性；方法引言金属材料涉及领域广泛，大类包括纯金属、合金、金属间化合物以及特种材料等，在航空航天、现代机械等方面发挥着极其重要的作用。金属材料的发展对国家发展、国防建设有着十分重要的作用，因此，社会对其需求量在不断增长。随着科学技术的进步以及行业发展的要求，各种复杂的金属材料应运而生，同时，金属材料分析方法也随之不断发展，从传统方法到现今多种多样的分析技术，通过对金属材料的成分分析，全面了解金属材料的性能和内部构造，方便金属材料的设计研发。一、金属材料成分分析的重要性 1、对金属材料的性能成因有深入的了解金属材料成分分析可以帮助了解金属材料表征特性的成因，并且能够在大量分析数据的基础上发现金属特性的规律，为以后设计研发更加复杂的金属材料提供理论依据。金属材料性能从微观上有五个十分重要的影响因素，分别是金属晶粒的类型、大小、数量、分布以及形状。由于金属材料微观组织上的原子结构、晶体结构以及原子间的结合键存在很大的不同，在宏观上表现为金属材料性能的差异。 2、为金属材料加工方法的合理选择提供依据对金属材料的化学成分进行分析之后，能够更好地了解分析金属的成分组成和基本特性，充分了解其性质，然后结合相关理论和工作经验确定合适的材料加工方法，来保证金属材料性能表达的最大化，达到事倍功半的金属制造效果。所以说，金属材料成分分析能够帮助选择合适的金属材料加工方法。 3、为金属材料热处理方法及设备的选择提供依据为了使金属材料的性能得到充分的发挥，需要在完成金属材料加工之后，对金属材料进行热处理，同时，还能够对生产过程中产生的组织缺陷进行消除。然而，热处理的方式及工艺控制参数的确定需要有一定的科学依据，要根据金属材料的成分来确定热处理方法和设备。 4、保证金属材料应用的安全和经济金属材料成分分析有利于金属材料性能的充分发挥，达到人们预期的使用效果，同时能够合理搭配金属的组成成分，降低金属制造成本，达到效益的最大化。二、金属材料成分分析方法 1、分光光度法金属材料成分分析的传统方法中最常见的是分光光度法，是一种根据Lambert（朗伯）-Beer（比尔）定律，通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度或发光强度，对该物质进行定性和定量分析的方法。采用的检测仪器为紫外分光光度计，可见分光光度计（或比色计）、红外分光光度计或原子吸收分光光度计。在分光光度计中，将不同波长的光连续地照射到一定浓度

微波和超声波提取原理

微波是电磁波，频率在300兆赫到300千兆赫的电磁波(波长1米- 1毫米），通常是作为信息传递而用于雷达、通讯技术中。微波加热的特点 1、加热速度快常规加热如火焰、热风、电热、蒸汽等，都是利用热传导的原理将热量从被加热物外部传入内部，逐步使物体中心温度升高，称之为外部加热。要使中心部位达到所需的温度，需要一定的时间，导热性较差的物体所需的时间就更长。微波加热是使被加热物本身成为发热体，称之为内部加热方式，不需要热传导的过程，内外同时加热，因此能在短时间内达到加热效果。 2、均匀加热常规加热，为提高加热速度，就需要升高加热温度，容易产生外焦内生现象。微波加热时，物体各部位通常都能均匀渗透电磁波，产生热量，因此均匀性大大改善。 3、节能高效在微波加热中，微波能只能被加热物体吸收而生热，加热室内的空气与相应的容器都不会发热，所以热效率极高，生产环境也明显改善。 4、易于控制微波加热的热惯性极小。若配用微机控制，则特别适宜于加热过程加热工艺的自动化控制。 5、低温杀菌、无污染微波能自身不会对食品污染，微波的热效应双重杀菌作用又能在较低的温度下杀死细菌，这就提供了一种能够较多保持食品营养成份的加热杀菌方法。 6、选择性加热微波对不同性质的物料有不同的作用，这一点对干燥作业有利。因为水分子对微波的吸收最好，所以含水量高的部位，吸收微波功率多于含水量较低的部位这就是选择加热的特点。烘干木材、纸张等产品时，利用这一特点可以做到均匀加热和均匀干燥。值得注意的是有些物质当温度愈高、吸收性愈好，造成恶性循环，出现局部温度急剧上升造成过干，甚至炭化，对这类物质进行微波加热时，要注意制定合理的加热工艺。 7、安全无害在微波加热、干燥中，无废水、废气、废物产生，也无辐射遗留物存在，其微波泄漏也确保大大低于国家制定的安全标准，是一种十分安全无害的高新技术。超声波是声波：频率高于人的听觉上限（约为20000赫）的声波，称为超声波，或称为超声。超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律，与可听声波的规律并没有本质上的区别。但是超声波的波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米。与可听声波比较，超声波具有许多奇异特性：传播特性——超声波的波长很短，通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍，因此超声波的衍射本领很差，它在均匀介质中能够定向直线传播，超声波的波长越短，这一特性就越显著。功率特性——当声音在空气中传播时，推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下，声波的频率越高，它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高，所以超声波与一般声波相比，它的功率是非常大的。空化作用——当超声波在液体中传播时，由于液体微粒的剧烈振动，会在液体内部产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合，会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用，从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用，会使液体的温度骤然升高，起到了很好的搅拌作用，从而使两种不相溶的液体（如水和油）发生乳化，并且加速溶质的溶解，加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。