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關鍵詞:生物工程技術水資源保護運用
當今,環境保護已成為國際關系、經貿合作中的一個極為重要的問題,而水資源的問題更是日以得到重視,其嚴重地影響著我國國民經濟的可持續發展。在我國過去幾十年的經濟發展中,由于忽視了發展中的環境保護,目前環境狀況十分嚴峻。近年來雖采取了大量控
制措施,但水資源質量下降的趨勢仍在繼續,目前,我國社會經濟仍然保持著高度發展的態勢,合理保護水資源的壓力將進一步加重,由人類活動所造成的水污染和環境質量的惡化已成為制約我國社會和
經濟可持續發展的障礙。如何在經濟高速發展的同時控制環境污染,改善水資源質量,以實現社會經濟可持續發展之目標是我國當前亟待解決的重要問題。
1.隨著生物技術研究的進展和人們對水資源保護的認識
現代生物技術不但在凈化環境,減少污染和改造傳統產業等方面發揮出重要的作用,還可以為保護人類生存環境和社會可持續發展做出積極的貢獻,運用現代生物工程技術,可有效地減少水資源的流失及破壞。
2現代生物技術的潛力和優勢
在運用科學技術保護水資源的運用中,不難預料,生物技術將發揮最為重要的作用?,F如今人們越來越認識到,運用現代生物技術是預防、阻止水資源惡化、維護生態平衡最有效措施之一?,F代生物技術在水污染控制、大氣污染治理、有毒有害物質的降解、清潔可再生能源的開發、廢物資源化、環境監測、污染環境的修復等環境保護的各個方面,發揮著極為重要的作用。應用環境生物技術處理污染物時,最終產物大都是無毒無害的、穩定的物質,如二氧化碳、水和氮氣。利用生物方法處理污染物通常能一步到位,避免了污染物的多次轉移。利用環境生物技術可治理用其他方法難以處理的環境介質,即用生物修復技術凈化環境,使受污染的寶貴資源如水資源(包括地面水和地下水)、土壤等得以重新利用,同時還可進一步強化環境的自凈能力[1]?,F代生物技術的發展,尤其是基因工程、細胞工程和酶工
程等生物高技術的飛速發展和應用,在水資源環境保護及污染物治理具有更高的效率。
3現代生物技術在水資源保護的應用
隨著基因工程技術新的開發到來,初步的試驗實踐和生產實踐顯示,運用基因工程消除水資源污染等污染源具有廉價、安全的特點,它正在成為研究和開發的熱點。生物固氮技術為減少化肥用量、增加作物產量、減少環境污染也提供了有效途徑。如利用基因工程,讓非豆科植物可以像豆科植物那樣可以利用空氣中游離的氮。目前,已有兩種技術取得了成效。一是運用現代生物技術的基因重組固氮功能基因導入禾本科植物根際的細菌中去,使其具有固氮能力,為作物提供氮肥。我國科學家培育的小麥根際固氮菌肥,試用于小麥拌種,可使小麥增產近20%,大大減少了氮肥的施用量,有利于農業生態環境的保護[2]。二是利用基因工程和細胞融合技術把固氮基因直接重組到作物細胞的基因組中,從而獲得自身可以固氮的農作物,從根本上解決了固氮問題。目前,實驗通過細胞融合已把豆科植物固氮基因轉導到稻、麥、玉米等細胞中,成功地把肺炎克氏桿菌的固氮基因轉導到大腸桿菌、酵母菌細胞中,把豆科植物的固氮基因導入胡蘿卜細胞內。由此,人們看到了利用現代生物技術培育人們所需要的作物和減少化肥施用保護生態環境的光明前景。
4現代生物技術在污染控制工程中已取得廣泛應用
現代生物技術的污染控制應用主要有活性污泥法、生物膜法、厭氧生物處理法、生物脫氮法、生物除磷法。城市生活垃圾的微生物處理,污泥的微生物處理,禽畜糞便處理與資源化工程,生物修復,微生物脫臭,廢棄物的微生物資源化,固定化微生物技術及其在污染控制中的應用,綠色環保產品的開發和應用[3]。以環境污染的生物治理為主,開展環境微生物學的基礎,應用基礎和應用研究,為重金屬廢水,石油廢水,印染廢水,油脂廢水,農藥廢水,生活污水等提供效果好的,成本低的生物治理技術和設備,以促進我國的環境工程建設。我國在環境污染治理中應用的技術主要有:
4.1固體廢物的生物處理技術
沼氣發酵是有機物在隔絕空氣和保持一定水分、溫度、酸堿度等條件下,微生物分解有機物的過程。堆肥是垃圾、糞便處理方法之一;堆肥是在人工控制的條件下,利用微生物的作用,將堆料中的有機物分解,產生高熱,以達到殺死寄生蟲卵和病原菌的目的;細菌冶金是利用某些微生物的生物催化作用,使礦石或固體廢物中的金屬溶解出來,從而能夠較為容易地從溶液中提取所需要的金屬。
4.2廢水的生物處理技術
生物曝氣濾池處理生活污水及資源化利用技術集生物處理和過濾兩種功能于一體,出水水質優良,是一種高效的新型生物反應器,極適用于生活污水和工業有機廢水的處理及資源化利用。生物工程技術處理油脂化工廢水利用來自于自然界又經培養馴化的功能菌株,根據廢水和污水的不同性質,組成,配制不同菌株,通過發酵培養形成多功能復合型菌液,用于油脂化工,化工有機廢水,食品,印染,生活污水,工業廢水的處理。通過對大中型油田,煉油廠廢水石油污染物樣品采集,降解微生物菌株的分離,篩選,獲得石油降解優勢微生物,針對含油廢水的不同水質特征,選用不同的微生物菌劑處理,使其穩定達標排放。
5結語
隨著大工業生產技術的飛速發展,生物方法所處理或修復的對象也在時刻不停地改變,勢必將推動現代生物技術不斷改革創新。為了使生物技術能滿足新的發展需要。我們必須真正進行探索,并且可能以過去未曾想象到的方式來使用生物或是它們的衍生物,運用現代生物技術預防和治理環境污染,有效地改善生態環境。
參考文獻
[1]曉林.生物科學和生物工程[M].北京:新時代出版社,2002.
[2]胡玉佳.現代生物學[M].北京:高等教育出版社,2001.
研究對象:2008—2011屆生物醫學工程專業四年制畢業生124人。研究材料:2008—2011屆生物醫學工程專業四年制畢業生就業工作情況。研究內容:2008—2011屆生物醫學工程專業畢業生就業流向:①就業單位層次及留校情況;②就業地區分布;③就業流向特點。
二、就業現狀
(一)就業單位層次及留校情況
4屆畢業生到縣級及以上的醫療單位占53.2%,就業于企業單位占29.8%,考研占13.7%。
(二)就業地區分布
畢業生在四川省88.7%;重慶市6.5%;廣西、甘肅、山東、浙江、福建、江西分別為0.8%。瀘州醫學院2008—2011屆生物醫學工程畢業生就業流向呈“三高一中”的特點:一次就業率高,達100%;就業單位層次居中,到縣級及以上的醫療單位比例高(占53.2%),到企業單位的比例居第二(占29.8%)??佳姓?3.7%,而到區級醫療單位為0,這正符合同學們在擇業時首要考慮的因素是工資待遇、事業發展空間和發展機會的重要原因。就業地區在成渝兩地比例高(川內就業的比例88.7%,重慶市6.5%),川外就業比例為4.8%(廣西、甘肅、山東、浙江、福建、江西分別為0.8%),隨生源地的擴大、同學擇業觀念的變化及川內就業壓力的增大,到川外就業的比例可能有增高的趨勢。從事醫療衛生工作比例高(70.2%),說明同學在多年來的醫學教育中樹立了牢固的使命感和強烈的專業意識。但也有相當一部分學生選擇到企業發展、自主創業,這符合時代的發展潮流和社會熱點,這一比例比臨床醫學本科生從事非醫專業的比例明顯增高,說明這一專業的學生就業的領域比后者寬。
[關鍵詞] 生物醫學工程 產業 必要性
一、國外生物醫學工程產業現狀概述
生物醫學工程(是理、工、醫結合的邊緣學科,是多種工程學科向生物醫學領域滲透的產物)產業是目前全球發展最快、貿易往來最活躍的產業之一。根據美國醫療衛生工業制造商協會(HIMA)的報道,世界醫療器械市場容量近年來連續以6%~7%的速度增長,1993年~1999年5年內,由929億美元增加到1570億美元,而2000年則達到2000億美元,2005年全球醫療器械銷售額達到了2500億美元。全球范圍內,BME產業的主要生產地在美國、歐洲和日本,美國是最大的生產、使用和出口國,其次是日本、德國和法國。美國專利局每年批準 BME專利達四五千件,并按年8%的速度增長,而且每年都有數千種新產品投入市場,高技術密集型產品層出不窮。20世紀90年代以來,日本的BME 產業發展速度也很快,年銷售額增長率高于美國,達10%。日本制造的BME產品,安全性和可靠度很高,在世界市場上占有很高的比例,法國政府和醫療器械技術工業組織借助于國際市場出口技術和產品,出口額達醫療器械銷售額的30%,并穩步增長,成為世界第四個醫療器械產業大國。BME產業在保障民眾的身體健康和提高生存質量方面發揮著越來越大的作用,不久的將來,BME產業會形成國際間的大發展。全球范圍內,BME產業的主要產地在美國、歐洲和日本,美國是最大的生產、使用和出口國,其次是日本、德國和法國。
二、我國生物醫學工程產業現狀
我國BME產業發展現狀總體上與國際先進水平還有10年以上的差距,但是,隨著電子技術、計算機技術與生物材料科學的發展及生物醫學工程學科的興起,我國BME工業獲得了進一步發展的理論基礎和技術源泉,從而帶動了整個產業的技術進步和創新發展,走上BME科技產業的道路。從當前整個醫療器械國際市場的分配格局看,美國占40%,歐洲占30%,日本占15%~18%,而我國目前僅占2%,所以,中國需要后來者居上,擴大我們的市場份額。
1.產業結構
目前,全國有醫療器械生產企業6626家,專營企業約3500家。在這些企業中,涉及精密型醫療器械制造的企業約占60%,其中中外合資企業約40家,國外獨資企業約100家;從業人數達到近30萬人,構成了一個跨部門、多學科的新興產業群。
(1)大中型企業是產業的主力軍,但小型企業數量居多。根據國家統計局第一次全國基本單位普查,2891家醫療器械產業中,大型企業(固定資產投資8000萬元以上)為18家,占0.6%;中型企業51家,占1.8%;小型企業2822家(1000萬元以下),占97.6%。
(2)多種所有制企業及新興的企業不斷出現,使產業格局發生了質的變化。越來越多的軍工轉軌企業、科研單位和優秀科技人員投入BME產業中,由于改革開放,吸引了更多的外商到中國辦企業,并將生產技術和產品引進我國。
(3)BME產業重點區域向沿海地區傾斜和延伸。20世紀80~90年代,全國BME產業總產值的80%被上海、北京、天津所占有,但20世紀90年代以后,上海、天津所占有份額有所下降,取而代之的是廣東、江蘇、浙江、山東、遼寧、上海和北京等省市,約占全國BME產業總產值的85%。
2.產品結構
我國目前已能生產包括醫用電子儀器、光學儀器、超聲儀器、激光儀器、放射儀器、醫學影像設備等在內的47大門類,5000余個品種,3萬個規格的產品,而且隨著科學技術的發展還在出現新的門類。其特點是:(1)多層次的醫療裝備市場,決定了多層次的產品結構;(2)產品門類基本齊全,同水平重復現象嚴重,未形成自己的品牌;(3)科學技術的發展和高新技術產品的涌現促進產品結構調整;(4)科技隊伍壯大,人才聚集。
3.生物醫學工程產業對我國社會發展的重要作用
雖然目前我國BME產業經濟收入還不很大,總產值占醫藥工業的10%,不到全球銷售額的2%,且我國BME產業技術水平與國外相比差距還很大。但近年來工業總產值、銷售收入的增長速度很快,年增長率甚至超過某些發達國家。在國家扶植下發展新興企業和企業集團,更多地采用新技術、新工業、新材料,BME產業必將成為我國國民經濟發展中的重要產業。近年來我國BME產品層出不窮,每一個產品的出現都會引起國外廠商的震動,甚至降低進口產品的價格。所以,發展中國的生物醫學工程產品,保護民族工業,抑制進口產品占領中國市場,BME產業將發揮著重要作用。
三、加快發展我國生物醫學工程產業的必要性
1. 我國BME產品檔次低,貿易逆差巨大
根據全國醫保商會提供的數據,我國2000年醫療器械出口6.63億美元,其中大部分是低檔產品,大部分是高檔產品,如核磁共振成像裝置、X光發射器等,進口醫療器械11.23億美元,出口額與進口額相比實現貿易逆差4.60億美元。另據統計,我國90%的心電圖機、80%的中高檔監護設備和100%的高檔成像設備及全自動分析儀等都是國外產品。因此,加快我國BME產業的發展已是關系到國計民生的大事。
2.我國人口眾多,BME產品需求量大
隨著社會的發展與進步,人民生活水平的不斷提高,人們對生存質量和醫療保健越來越重視,因此,對BME產品的依賴性也越來越大。在發達國家,目前藥品與BME產品的市場銷售比例為1∶1,國際平均水平為1.9∶1,而我國的BME產品的銷售卻不及藥品的五分之一。因此,我國的BME產業具有廣闊的發展空間和巨大的潛在市場,到2010年預計為1200億元。
3.我國加入WTO之后面臨的嚴峻挑戰
我國加入WTO后,經濟全球化的發展將進一步沖擊我國的BME產品市場,民族BME產業的發展將面臨更加嚴峻的挑戰。由于我國對醫療器械進口關稅的不斷降低,必須引導大型企業集團調整產業結構,組織力量研制開發高質量的BME產品,培育新興的BME產業,已是刻不容緩。
四、我國生物醫學工程產業未來發展對策
我國科技部已將該產業作為國民經濟的一個新的增長點,制定了“十五” 計劃和2015年前“生物醫學科技產業行動綱要”,提出了發展戰略目標,將該產業形成新興產業,使其年增長率保持在15%~20%,2005年總產值達到了500億元,2005年全球醫療器械銷售額達到了2500億,2015年總產值達1100億~1300億元,2010年我國醫療器械總產值將增加1000億元, 占全球市場份額的5%,2050年我國醫療器械總產值將占全球份額25%,我國將成為世界一流的醫療器械制造強國.。我國生物醫學工程產業的未來發展對策應是:
1.加強政府的政策引導和扶植,制定科學的產業政策
國家和地方政府應不斷制定和完善有關政策、法規,保障BME 產業的持續、健康發展,形成新經濟增長點和支柱產業;加快技術交易市場的建立和完善,為科技成果的轉讓提供條件;根據需求促進國產化BME產品的發展。
2.資金保障
加大對BME產業的資金投入,并使有限的科研基金起到催化劑的作用,引導BME技術研究的發展,對于BME 高新技術企業給予融資便利和稅收優惠;積極吸引外資,加快我國BME 的產業化進程。
3.以企業為主體,加快科技成果的轉化
在技術進步主要是服務于商業競爭目的的情況下,企業應成為產業發展的主體,把科技創新優勢、產品技術優勢、市場營銷優勢、經營管理優勢和企業的社會資源充分整合起來。
4.構建BME產業技術創新體系
以企業為技術創新主體,充分發揮科研院所、大專院校的技術創新骨干作用,實行產、學、研結合,組織學科齊全、隊伍精干、人材結構合理的BME科研和新產品開發隊伍,構建開發有自主知識產權的BME高新技術產品。
5.加強對外合作與交流
積極參加國際間的技術交流與合作,學習國外先進的技術和管理經驗,及時掌握BME技術在國際上發展前沿狀況和趨勢。積極引進、消化、吸收國外先進技術,強化“產品國際化.意識,在新產品開發上要和國際接軌,增強我國BME產品的競爭力,縮小與發達國家之間的差距。
關鍵詞:人工濕地;農村污水;環境污染;生態處理
Abstract: in order to coordinate the construction of the new socialist countryside, to strengthen rural water environment regulation, change the rural sewage disorder to discharge the current situation, to improve farmers' living environment and health level, all levels of the government vigorously promote rural sewage treatment work, artificial wetland ecological wastewater treatment technology is one of the important measures. Based on an engineering example to simple analysis of rural sewage ecological treatment process.
Keywords: artificial wetland; Rural sewage; Environmental pollution; Ecological treatment
中圖分類號: X5 文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
前言
本實例工程位于廣州市蘿崗區,工程性質屬于雨污分流改造工程,即對農村排水系統進行改造,改變污水亂排亂放污染河涌水體環境的情況,達到農村污水雨污分流以及保護環境的目的。由于該工程位置距離周邊的市政污水系統比較遠,污水收集后排往市政污水系統造價較高且實施難度較大(污水管道埋深較大,需采用頂管方式施工),故考慮采用人工濕地污水生態處理工藝對污水進行就地處理,處理后達標水質就近排入河涌。
農村現狀排水特點分析
農村現狀排水體制基本上為合流制,一般都是采用明溝排水,一到晴天排水溝就會惡臭難聞;一到下雨天,某些排水能力不足的溝渠就會污水橫流,環境污染嚴重。
不少農村在新建房屋和舊房衛生設施改造中,雖然建有蓄糞池,但卻沒有排放設施,造成蚊蠅滋生,污水四溢,臭氣逸散,導致周邊環境惡化。
農村周邊河涌往往兼任著灌溉渠功能,隨著農村污水排入河涌污染水體的日漸嚴重,也逐步對農業灌溉水造成了嚴重的污染。
靠近水源保護區的部分農村污水沒有得到有效的處理,其污水直接排入水源地成為水源水的污染源之一。
很多農村生活污水就近排入村內水塘,導致水塘富營養化嚴重,散發惡臭,對周邊環境污染嚴重。
農村生活污水一般包括洗滌、洗漱和廚房廢水以及人、畜、家禽糞尿和禽畜養殖廢水。相對與城鎮生活污水而言,農村生活污水具有分布散、污染物成分簡單、易處理、水量變化大等特點。
污水量及水質
1、污水量
根據相關資料得知工程區域內綜合生活用水量指標為150L/cap?d,生活污水量為總用水量的80%。設計范圍內人口數約為2000人,污水地下水的滲入系數取10% 。由此可算得污水量Q=264m3/天。
2、污水水質
農村生活污水含有機物質、氮磷營養物質、懸浮物及病菌等污染成分,各污染物的濃度分別為:
CODcr=200mg/L,BOD5=120mg/L,NH3-N=25mg/L,SS=150mg/L,TP=2.5mg/L
污水處理工藝
1、工藝選擇
根據村莊所在區位、人口規模、集聚程度、地形地貌、排水特點以及排放要求、經濟承受能力等具體條件,因地制宜地來選擇處理工藝,并充分利用地形地勢、可利用的水塘及廢棄洼地,盡量采用生物、生態組合處理技術實現污染物的生態降解和氮、磷的生態去除,以降低污水處理能耗,節約建設、運行成本。本工程選擇的處理工藝為:
厭氧水解+人工濕地處理工藝
2、處理流程
農村生活污水的處理流程一般先采用物理方法去除呈懸浮狀態的固體污染物質,然后再利用生物或生態方法依次去除懸浮固體、膠體物質及溶解性物質。污水處理流程可分為三個階段:
第一階段主要是去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物(SS),常用沉淀、過濾等物理,配套的處理設施有沉砂池、格柵等。經過本階段處理后的污水,BOD能去除30%左右,但對溶解性污染物質去除效果不明顯。
第二階段主要是降解和去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機性污染物質(BOD和COD物質為主),常用厭氧水解、接觸氧化等生物處理方法。
第三階段主要是進一步去除第二階段所未能有效去除的污染物質,其中包括氮、磷等能夠導致水體富營養化的物質等。常用的方法有人工濕地、穩定塘等生態處理方法,起到強化去除污染物的作用。
本工程工藝處理流程見下圖:
3、處理單元
(1)格柵池
去除污水中體積較大的固體雜物,保護下游設備,柵距20mm。
(2)提升泵坑
由于進水管水位比較低,故需使用提升泵把污水提升進入厭氧池。
(3)厭氧池
厭氧池是利用厭氧微生物的水解和產酸作用,將污水中的固體、大分子和不易生物降解的有機物降解為易于生物降解的小分子有機物,使污水在后續的處理單元以較少的能耗和較短的停留時間下得到處理。
厭氧池工藝參數為:
有效水深:2.85米
水力停留時間:不小于6小時
清理方式:定期人工清掏以保持工藝正常運行,清掏周期一年一次
(4)人工濕地
A.基本原理
人工濕地是一種通過人工設計、改造而成的生態型污水處理系統,主要由基質、水生植物和微生物三部分組成。人工濕地對污水的處理綜合了物理、化學和生物的三種作用,濕地系統成熟后,填料表面和植物根系將由于大量微生物的生長而形成生物膜,廢水流經生物膜時,大量的懸浮物被填料和植物根系阻擋截留,有機污染物則通過生物膜的吸收、同化及異化作用而被去除。濕地系統中因植物根系對氧的傳遞釋放,使其周圍依次呈現出好氧、缺氧和厭氧狀態,保證了廢水中的氮、磷不僅能被植物和微生物作為營養充分而直接吸收,而且還可以通過硝化、反硝化作用及微生物對磷的過量積累作用將其從廢水中去除。
B.人工濕地的分類
根據布水方式的不同或水在系統中流動方式的不同分為以下三種類型:
①表面流人工濕地
②水平潛流人工濕地
③垂直潛流人工濕地
本工程選用的是水平潛流人工濕地。
C.功能
人工濕地具有緩沖容量大、處理效果好、工藝簡單、投資省、運行費用低等特點,不僅可以有效而經濟的凈化水質,充分降解污水中的有機污染物和氮、磷,而且植物能兼容綠化建設,改善生態環境。
D.結構
人工濕地由池體、填料、植物、布水管、集水管和防滲系統等組成。池體一般采用磚混結構,填料采用不同粒徑的碎石,防滲系統宜采用防滲膜。
本工程濕地采用一級人工濕地、二級人工濕地處理工藝,人工濕地規模為880m3,深度為1.2m。濕地填料分五層:分別選用碎石、卵石、粗沙、中沙、種植土,粒徑30~50mm。
E.常用植物
濕地床種植多種植物:再力花、菖蒲、香根草、風車草、鳶尾、梭魚草、鳳眼蓮、荷花、千屈菜、水蠟燭、紙沙草、美人蕉、花葉蘆竹等。本工程選用再力花、香根草、美人蕉、花葉蘆竹四種植物。
濕地植物對污染物的吸收、吸附及其根際效應是實現污水處理的重要途徑,應在植物生長旺季及時收割,在春季、秋季進行換茬,以確保處理效果,冬季要及時清理枯萎植物。殘體應及時運走或作相應合理處理。動植物油類、懸浮物等的積累是影響人工濕地系統正常運行的主要威脅之一,因此應對濕地進水口及其表面的雜質進行清理,防止二次污染。
4、處理效果
經過人工濕地生態處理后出水水質滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》二級標準的規定要求,設計出水水質如下:
CODcr≤100mg/L,BOD5≤30mg/L,NH3-N≤15mg/L,SS≤30mg/L,TP≤1.5mg/L
結論
本工程在農村排水改造中結合工程實際因地制宜地選用人工濕地生態處理工藝對污水進行處理,在出水水質滿足要求的前提下既可以降低工程造價,又可以達到改善農村生活環境的目的。
參考文獻:
[1] 《廣州市農村生活污水處理適用技術指引》(修訂版) 廣州市污水治理工程管理辦公室、廣東省建筑設計研究院,2010.10
關鍵詞:上市公司 財務指標 主成分分析
隨著西部大開發戰略實施,我國西部經濟得到空前的發展。青海作為西部省份,經濟日益增長,上市公司也逐漸成長起來?,F在青海本土上市公司就有十家,行業覆蓋面有機械行業、資源礦產、土特產、藥業和酒業。青海上市公司從上市發展到現在,經歷了較大的變革,同樣也取得了較大的發展。通過查資料,截止2011年末,青海上市公司總資產909億元,同比增長7.8%;凈資產393億元,同比增長10.2%;平均每股收益0.54元,同比增長20%,全國排名第七位;凈資產收益14.44%,同比下降3.86%,全國排名第四位;總市值1223億元,同比下降41.22%,證券化率為75%,高出全國22個百分點;2011年上市公司實現再融資85億元,同比增長26.9%,再融資金額創歷史新高,中小板實現零的突破,資本市場累計融資額達390億元,直接融資與間接融資的比例達到25%;上市公司分紅家數和金額有所增長,資本市場服務地方經濟社會發展的能力不斷提高。但是這些與內地上市公司比起來相差還很遠,上市公司相對來說不是很成熟,因此對青海上市公司進行綜合評價很有必要。文章選取青海省十個上市公司作為樣本,運用主成分分析方法,通過對其財務指標的分析,將青海省十個上市公司進行排名對比,并將每個上市公司自金融危機以來的財務狀況在不同階段進行比較,從而能了解青海各個上市公司在后金融危機的發展狀況。
1. 對青海省上市公司進行主成分分析
1.1 主成分分析方法原理
主成分分析法是一種能客觀評價事物的方法,其思想是將多個因素的線性組合作為主成分,以達到降低影響因素的個數,然后通過主成分來對客觀事物進行打分,以達到對客觀事物的綜合評價。
1.2 主成分分析步驟如下:
Step1:對數據進行處理從而消除量綱的影響。
Step2:在標準化數據矩陣的基礎上計算原始指標的相關系數矩陣
Step3:求相關系數矩陣R的特征值并排序 ,再求出R的特征值的相應的正則化單位向量,根據正則化單位向量算出主成分的線性組合。
Step4:給出一個控制值 ,確定保留的主成分的個數。文章選取 =0.15。
Step5:計算綜合得分。
Step6:對每個樣本根據綜合得分進行排序。
1.3 分析過程
文章選取青海省西部礦業股份有限公司、青海明膠股份有限公司、青海鹽湖鉀肥股份有限公司、西寧特殊鋼股份有限公司、青海華鼎實業股份有限公司、青海賢成礦業事業股份有限公司、青海金瑞礦業發展股份有限公司、東盛科技股份有限公司、三普藥業股份有限公司和青海互助青稞酒股份有限公司這十家的上市公司,對其財務指標進行分析。為更能全面的反映出公司財務狀況,文章分別從盈利能力、運營能力、企業償債能力三個方面指標。其中反映盈利能力方面指標:每股收益(元)、每股凈資產(元)、凈資產收益率(%)、扣除后每股收益(元)(扣除非經常性損益后每股收益)、凈利潤率(%)、總資產報酬率(%)。反映企業償債能力指標:流動比率(倍)、速動比率(倍)、資產負債率(%)、凈資產比率(%)。反映企業運營能力指標應收賬款周轉率(次)、存貨周轉率、固定資產周轉率(次)、總資產周轉率、固定資產比率(%)做主成分分析。
1.3.1 2012年中期青海上市公司財務狀況分析
表一數據為2012年中期青海上市公司財務指標。由表一中可以看出有些指標沒有數據,為了較好的反映上市公司綜合能力,文章選取最近的相同指標近似代替。計算各主成分貢獻率如表二。
這四個主成分關于十五個指標的線性組合為:見圖1。
根據主成分線性組合的符號及系數,可以看出第一主成分除了與資產負債率與固定資產比率成正相關以外,與其他指標都成負相關,而且是除存貨周轉率以外的指標的綜合。第二主成分為除了資產負債率、總資產報酬率和凈資產比率以外的指標綜合。第三主成分是每股收益、扣除后每股收益、應收賬款周轉率、資產負債率、固定資產周轉率、總資產周轉率、凈資產比率的指標綜合。對四個指標進行打分,然后對其求出綜合得分,最后根據綜合得分對各個上市公司進行排名。
從表三中可以看出青?;ブ囡乒煞萦邢薰镜梅峙琶谝?,青海鹽湖鉀肥股份有限公司排名第二,西部礦業股份有限公司排名第三,最后一名為東盛科技股份有限公司。在2012年第一季到中期這段時間青海互助青稞酒股份有限公司、青海鹽湖鉀肥股份有限公司、西部礦業股份有限公司財務狀況較好,而東盛科技股份有限公司財務狀況最差。
1.3.2 青海省上市公司各季度財務狀況分析
文章將其他年度的財務狀況進行同樣的分析,得出青海省上市公司財務狀況得分結果如表四。
為了更好的分析青海省上市公司在后金融危機時期的財務狀況,文章將上市的十個公司財務指標隨著時間序列畫出折線圖,見圖2和圖3。
2. 結論及結論分析
2.1 從表四可以看出,青海省上市公司財務狀況較好的依次是青?;ブ囡乒煞萦邢薰?、青海鹽湖鉀肥股份有限公司、三普藥業股份有限公司、西部礦業股份有限公司,財務狀況最差的是東盛科技股份有限公司。青?;ブ囡乒煞萦邢薰镜梅衷诟鱾€階段的排名都是第一,而且得分沒有負值。相反東盛科技股份有限公司在每個階段的財務狀況都是最差,得分全是負值,應該格外重視。
排在前幾名的公司大部分是資源類,這與青海省是個資源類大省省情密不可分的。青海省擁有豐富的各種礦產資源,特別是稀土礦、鐵礦還有全國最大的鹽湖儲量,這為青海省礦產資源類公司提供了先天的優勢。但從文章分析的結果中看出,并不是所有的礦產資源類上市公司都發展的很好,賢成礦業和金瑞礦業排名并不是很靠前,這兩個上市公司應該參考財務狀況較好的鹽湖鉀肥股份有限公司和西部礦業的經營理念與制度。青海省位于青藏高原,擁有高原特有的青稞作物。青?;ブ囡乒煞萦邢薰驹诰莆幕ㄔO方面很有成效,其獨一無二的酒文化為公司創造了很好的品牌效應,使其成為青海省上市公司里的“后起之秀”。
2.2 圖2、圖3很好的可以看出上市公司財務狀況的發展狀況。10年第一季到20年中期,財務狀況下降的有東盛科技、鹽湖鉀肥、 賢成礦業、青海明膠 ,其它上市公司財務狀況都是上升,其中西寧特鋼上升的較快。 10年中期到10年三季賢成礦業和三普藥業財務狀況上升較快,東盛科技財務狀況只有稍微的上升。10年三季到10年年末,上市公司里財務狀況下降的較少,上升的較多,青海華鼎和三普藥業上升的最快。10年年末到11年第三季之間,青海明膠、鹽湖鉀肥財務狀況一直下降,與之相反的是賢成礦業財務狀況是一直在上升。在11年三季到11年年度,財務狀況上升的有東盛科技、賢成礦業、金瑞礦業和互助青稞,其他上市公司財務狀況都在下。11年度到12一季這個階段,青海省互助青稞酒股份有限公司作為青海省發展較好的公司,財務狀況達到最好。12年一季到12中期,大多數上市公司的財務狀況都上升。
3. 結束語
主成分分析法是一種能客觀評價事物,能避免以個別指標過于片面的來分析事物,綜合反映事物發展狀況的方法。但只能基于以前的指標數據來分析,分析出的結果只能反映以前的財務狀況。雖然結果只能反映在同樣的客觀環境下過去的情況,但結果還是有較好的參考意義。
參考文獻:
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[3]楊德艷、王金永.主成分分析法在公司財務分析中的應用[J].財會研究,2012。
作者簡介:
【摘要】隨著經濟的發展,許多企業在日趨嚴峻的競爭壓力下,把控制成本作為開辟第二利潤源、提升競爭力的手段。作為企業成本控制工作之一的物資供應管理工作,如何在生產材料大幅度漲價的情況下,既保證生產需要的供應,又實現材料成本的控制?本文從供應管理的角度出發,著重論述了物資供應工作三個重點環節在這種控制成本前提下的管理要點。
關鍵詞:控制成本生產企業物資供應管理
近年來,面對激烈的市場競爭,許多企業在開發新產品和開拓市場的同時,把降低材料成本作為提升競爭力的一種手段。材料成本是成本的主要構成要素,自然是控制的重點。在控制成本的前提下,生產企業應如何進行物資供應管理?我認為:要高度關注物資管理的三個重要環節:計劃管理環節、采購管理環節、儲備管理環節,并抓住各環節的重點,才能在控制成本的前提下保證生產物資的供應。
一、計劃管理環節
計劃管理是物資供應工作的起點,也是材料成本的開始。在這個環節,要重點關注三個量的確定。
1.物資需要量。物資需要量是企業各部門在計劃期內為滿足正常的生產經營而需要的物資數量,是物資計劃編制的基礎。它是以企業各用料部門計劃期內提報的需用計劃為基礎、平衡現有庫存為條件,按每種物資具體規格確定的。計算公式為:物資需要量=∑各用料部門需用量。
2.物資供應量。這是個非常重要的指標,關系到本計劃期應該要多少物資才能滿足企業正常的生產需求。計算公式為:物資供應量=物資需要量-現有庫存量。
3.物資采購量。物資采購量是在物資需要量的基礎上,結合企業回收復用、修舊利廢、自制加工、積壓改造的量而確定的。公式為:物資采購量=物資供應量-企業回收復用-修舊利廢量-自制加工-積壓改造量。
二、采購管理環節
采購是企業用資金向市場購買物資以滿足生產需要的一種手段,它涉及物資買價、采購費用等材料成本的構成要素。尤其是買價,占材料成本的比重很大,能導致采購成本的升降。因此,在控制成本的大前提下,降低買價是采購管理環節的重點。降低買價的方法一般有以下幾種。
1、通過及時付款獲取價格折扣。目前,供應市場屬于買方市場,供應商之間競爭激烈。一些供應商為了及時收回貨款,往往在付款方式上有所優惠以鼓勵購買者及時付款。如現金采購,優惠采購金額的5%;10天內付款優惠采購金額的3%;20天內付款優惠采購金額的1%等。企業如采購資金充裕,采用及時付款的方式,能獲取價格折扣,降低材料買價。
2、通過批量采購獲取批量價差。企業的采購如果在量上能形成規模,則可以獲取批量價差,降低物資買價。
3、分析物資價格變動規律,在價格回落時購買。
4、大宗材料和設備,用招標采購或競爭性談判采購。
5、選擇信譽良好的供應商,與之簽訂長期合同。當然,降低買價的方法遠不止這些,任何可以降低買價的手段都是采購考慮的對象,但必須要合情、合理、更要合法。
三、儲備管理環節
所謂儲備,是企業為避免或減少出現停工待料等事故的發生而儲存的各種物料,包括原材料、半成品、成品等不同形態。在控制成本的前提下,儲備管理的目的就是要使庫存物資的數量在能滿足生產需要的情況下盡可能最小化,即數量上合理的最小化。實現零庫存的方法有很多,一般常用的方法有以下幾種。
1.變相儲備。變相儲備就是不采用庫存儲備的形式,以此達到零庫存。
2.由供應商委托就近的營業倉庫或經銷商存儲和保管貨物。營業倉庫或經銷商是一種專業化程度比較高的實體,供應商委托這樣的實體儲存貨物,就是把所有權屬于自己的貨物存放在專業化程度比較高的倉庫中,由后者保管和發送貨物,企業則按照具體的使用數量和事先達成的價格向受托方支付相應的物料款項。
3.協作分包方式。企業的許多物資,可以委托或者承包給供應商加工,不必自己進料生產。這樣,自己的庫存就相應的減少,甚至為零。
4.實行供應商配送方式。一般來說,在沒有一定儲備的情況下,無論是生產物料還是成品的配送,都會影響企業的庫存量。
【關鍵詞】公共衛生服務機構;績效考核;公益性;策略
城鄉基本公共衛生服務機構是我國醫療體系的重要組成部分,承擔著為民眾提供醫療服務的重要職責,醫療服務與民眾切身利益關系最為密切,同時社會關注度也比較高。隨著時代的不斷發展,作為公益性的組織機構,城鄉基本公共衛生服務機構公益性正在不斷減弱,這導致了民眾的諸多不滿,同時也與此類組織機構的基本定位相違背。在廣大居民看病難、看病貴等問題依然突出的情況下,我國正在大力解決基本公共衛生服務不均衡的問題,力爭讓民眾都能享受到良好的公共衛生服務。公益性是基層衛生服務機構的基本價值準則,不以盈利為目的,追求全民健康水平的不斷提升這是其基本經營宗旨,因此加強城鄉基本公共衛生服務機構公益性,利用績效考核來進一步的增強此類醫療機構的公益性具有重要現實意義,同時也是我國醫療衛生事業健康發展的必然要求,是保障居民健康權基本保證。
一、城鄉基本公共衛生服務機構績效考核中存在的問題
我國醫療衛生體制改革的一個基本方向就是堅持公益性,國家這些年在的醫療衛生領域的投入力度不斷加大,建設了一大批城鄉基本公共衛生服務機構,這些機構在解決居民看病難、看病貴方面發揮著越來越重要的作用??冃Э己耸浅青l基本公共衛生服務機構日常管理的重要手段,面對目前這些機構公益性不斷削減的情況下,需要在績效考核方面進行調整。從公益性角度來看,當前城鄉基本公共衛生服務機構績效考核中存在的問題主要表現為以下幾個方面:
1.績效考核指標中缺少公益性指標
績效考核指標是績效考核工作開展的依據,績效考核指標體如何直接決定著績效考核的重心以及方向,從目前城鄉基本公共衛生服務機構績效考核指標體系來看,效益性指標明顯占據主導地位,而公益性指標明顯較少且權重比較低。舉例而言,績效考核指標更多的是考核醫護人員創收多少,而不是服務質量如何,對于城鄉基本公共衛生服務機構人員來說,考核結果往往與經濟待遇掛鉤,如果績效水平比較低,自身的經濟待遇就會受到影響。在這種績效考核指標體系下,城鄉基本公共衛生服務機構工作人員自然忽視公益性,而強調服務行為的經濟性,導致機構的公益性受到負面影響。
2.績效考核主體缺少公眾這一群體
城鄉基本公共衛生服務機構的主要服務對象是公眾,因此公眾低于機構公益性如何最有發言權,目前城鄉基本公共衛生服務機構的績效考核主體包括上級主管部門以及自身,但是唯獨缺少了公眾這一考核評價主體。在公眾考核主體缺失,對于這些機構的公益性沒有發言權的情況下,就更難發揮考核在衛生服務機構公益性提升方面的重要作用。
3.缺少第三方績效評價機制
從目前城鄉基本公共衛生服務機構績效考核信度來看,考核信度不高的問題比較突出,在衛生服務機構績效考核領域沒有引入更具有中立性以及公正性的第三方評價機制,導致了城鄉基本公共衛生服務機構在自身公益性評價方面存在的失真的情況,這會影響到這些機構公益性發揮。
二、城鄉基本公共衛生服務機構績效考核策略
針對目前城鄉基本公共衛生服務機構績效考核中存在的拖累機構公益性的問題,需要我國相關部門積極采取有效措施來進行績效考核問題的解決,構建更加有效的績效考核體系,從而充分發揮績效考核引導、監督作用,促進城鄉基本公共衛生服務機構更好的發揮自身的公益性。具體來說,城鄉基本公共衛生服務機構績效考核工作的開展需要重點做好以下幾個方面的工作:
1.提升公益性指標權重
城鄉基本公共衛生服務機構績效考核指標體系設計中,需要增加公益性指標,提升公益性指標的權重,同時將公益性指標的完成情況與職工薪酬相掛鉤,這樣才能給衛生服務機構人員更多的壓力以及動力去改善服務質量。另外,上級部門根據社區衛生服務機構公益性狀況進行撥款,給予公益性履行較好的機構更多的撥款。
2.納入公眾績效考核主體
城鄉基本公共衛生服務機構績效考核主體方面需要將公眾納入其中,積極開展360度績效考核,注意分析公眾對于公益性指標的評價,讓公眾在社區衛生服務機構績效評價方面有更多的發言權,從而提升這些機構的公益性。
3.引入第三方評價機制
城鄉基本公共衛生服務機構績效考核方面需要積極探索第三方評價機制,選擇那些社會公信力強、有良好中立性,在此工作開展方面具有良好經驗的第三方機構來進行社區衛生服務機構公益性履行方面評價,從而提升評價結果的可信性。
參考文獻:
[1] 王鳳娥.論突出公益性強化城鄉基本公共衛生服務機構績效考核[J].醫學信息,2014年25期
關鍵詞:印染廢水處理;生物流化床;工藝技術
在我國的印染企業中,使用的生產技術是濕法加工及技術,需要使用到清潔水,在生產過程中會產生印染廢水,印染廢水在排入自然環境中,會對周圍的環境造成污染。近些年來,隨著印染工藝的不斷發展,印染工藝的用水量在不斷減少,產生的印染廢水也較少,然而印染的上染率較低,印染廢水在廢水量減少的同時,染料的含量卻沒有相應的降低[1]。針對這種情況,本研究小組自行設計了一種新型的生物流化床,使用新型生物流化床組合工藝技術可以有效的減少印染過程中環流反應器的循環時間,提高了印染廢水的處理效率,并且多項廢水處理指標都達到了國家相應的廢水處理標準。下面筆者將對流化床的應用案例以及工藝技術進行分析。
1 新型生物流化床組合工藝技術應用實例
某企業位于福建省,從事印染工作,在印染生產過程中,采用了面紗、硫化染料以及燒堿等材料與助劑。這些材料與助劑在印染過程中,會通過不同渠道融入到印染廢水中,并且隨著廢水排入自然界中。該企業每日排除印染廢水量1500立方米,印染廢水基本上來源于漿染與漂洗環節。印染廢水具有廢水色度大、水質波動大的特點。由于印染廢水的水質波動變化大,因此需要使用性能較好的生物反應器來實現對廢水的處理。在該企業產生的印染廢水中,有機物的濃度較高,并且廢水中有機物的成分基本上屬于難以分解的類型。其中包括PVA漿料,這種漿料需要在高溫熱水中才能降解,并且隨著水溫的降低,會有膠狀物析出。膠狀物并不會對環境造成污染,但是在膠狀物的包裹之下,許多有害成分得不到有效的降解,將會對環境造成較大的破壞。
2 新型生物流化床組合工藝流程與技術原理
2.1新型生物流化床組合工藝流程
小組通過對企業排放的印染廢水的特點的分析,以及對現有印染廢水生物流化床處理工藝的研究,研制出了新型生物流化床組合工藝,具體的工藝流程為:將水放入格柵內,通過格柵進入集水調節池,然后在集水調節池內進行曝氣;曝氣工藝完成之后,將印染水放入到絮凝沉淀池,在絮凝沉淀池中投入絮凝劑,析出的無機泥垢直接排入到污泥處理站中,在完成絮凝沉淀池的沉淀供以后,廢水進入厭氧流化床,然后進入好氧流化床,在好氧流化床中再次進行曝氣,曝氣中產生的污泥直接排入到污泥處理站或者厭氧流化床中,最后將廢水通入到沉淀分x池,將沉淀分離池中的污泥排入到污泥處理站中,最后將過濾后的水直接排入到周圍的環境中;在污泥處理站中的廢水,加一些清液,然后在經過上述處理流程進行處理。
2.2技術原理
2.2.1預處理
廢水在通過格柵時,一些顆粒較大的廢物會直接阻攔在集水調節池之外,這些大顆粒物體立即送入預處理階段,根據顆粒的不同成分特點,采取針對性的預處理措施進行處理。在印染肺水腫含有一些大顆粒的染料,這些染料具有較強的毒性。在廢水進入集水調節池之后,無法對大顆粒物體進行處理,因此,需要設置絮凝沉淀池,通過加入聚合氯化鋁高分子混凝劑,保證其含氧化鋁(Al2O8)10%以上,堿化度為50―80%,不溶物1%以下??梢杂行У厥勾箢w粒物質分解,去除廢水中的懸浮物,從而降低廢水中有毒物質的含量[2]。在印染廢水中,還含有無法自然降解的PVA,因此,需要在廢水進入周圍的環境之前,設置絮凝沉淀池對其進行酸化處理,從而去除膠體與硫化物。在絮凝沉淀池中,使用大量的絮凝劑可以有效的吸附大分子,形成和有機污泥,從而使其進入污泥處理站,延長其處理的時間。在延長污泥處理時間的同時,還可以可以有效的降低廢水中的色度。
2.2.2生物處理A/O流化床
企業印染污水處理采用的本小組研制的新型生物流化床,基于生物處理A/O流化床技術。該技術時國內外公認的具有最優處理效率的印染污水處理技術。該技術采用的反應器較為簡單,生物處理性能好,結構單體承受沖擊能力強,運行效率高,并且廢水處理的成本低。本小組研究的新型生物流化床是一種射流厭氧流化床,這類流化床具有較多的優點,例如:流化床的出水口設置在反應區的頂部,反應區在出水時,可以實現水流的循環,從而降低了流化床的水流量,改善了流化床內部的運行條件。新型流化床將廢水控制在兩個階段,缺氧階段以及厭氧階段。在缺氧階段,流化床內部的水流量循環能力強,停留的時間短。該階段的作用主要在于,借助兼氧菌的作用,實現對廢水中DO成分的處理,并為下一階段的厭氧處理做準備[3]。為了強化流化床的性能,小組將普通的流化床設置成多個部分,實現流化床內部的多重環流。同時,還可以實現流化床內部物質的快速混合,降低流化床內部的壓力。在流化床頂部的反應區中,設置了出水口,這樣又可以在最大限度上實現對清水與廢水的分離。在流化床內部多段的分離區中,可以實現廢水的固液分離,從而防止廢水在排出到周圍環境中時,會帶走大量的載體以及有害物質。沉淀在流化床底部的污泥,通過自動回流流到流化床處理區,可以最大限度的減少流化床中的污泥淤積。這一過程的實現,避免了傳統流化床容易產生污泥堆積的缺點,有效的促進了適應廢水水質生存的微生物的生長,并且借助生物的力量,來實現對污泥的處理,使流化床的處理效果達到最佳[4]。
2.2.3回用技術
在廢水處理完成之后,完全可以將處理后的廢水投入到印染生產中,這一目標需要通過廢水回收系統達成。在廢水處理站的砂濾池中,需要增設廢水回收系統。廢水回收系統主要通過廢水澄清器來實現。廢水澄清器主要分為兩個部分,一部分為廢水澄清池,還有一部分為無閥濾池。在通過流化床的處理之后,將廢水通入到廢水澄清池,一些大顆粒的物質會自動沉降到澄清池的底部,上部的清水直接進入到無閥濾池,然后經過通道將過濾后的廢水直接應用到印染生產中[5]。如下表1,為技術應用后的污水水質表;運行費用包括人工費、藥劑費等,經計算總運行費用為1.0元/m3;工程總造價為408.5萬元。總之,需注重回用技術的應用,進而使廢水處理效果得到有效增強。
3 結語
新型生物流化床的內部結構較為緊湊,對企業生產空間的占用較小。由于流化床的內部結構,污水在流化床內部停留的時間短,抗沖擊能力強,同時具有良好的污水處理能力,因此,可以在很大程度上滿足現代印染廠的污水處理需求。在厭氧床的設置中,采用了水射流設計,這一設計可以使流化床內部的污水得到充分的混合,同時,污泥長時間停留在流化床的底部,增加了污泥的處理時間,從而可以最大限度的發揮微生物的處理作用。厭氧床的內導流筒采用了多重環流結構,可以強化厭氧床的作用,降低厭氧床運行的能耗,保證流換床反應器的高效運行。在未來的印染行業發展中,行業將不斷降低廢水的排放,實現印染生產與生態技術的結合,不斷實現印染工藝生態化、低碳化的創新,推動我國的可持續發展。
參考文獻:
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中文摘要........................................................... I
英文摘要...........................................................II
目錄............................................................. III
1. 緒論.............................................................1
1.1 前言.........................................................1
1.2 黃酮類化合物的結構...........................................1
1.3 背景.........................................................1
2. 實驗部分.........................................................4
2.1 主要材料和試劑...............................................4
2.1.1 原材料.................................................4
2.1.2 實驗儀器...............................................4
2.1.3 材料與試劑.............................................4
2.2 實驗方法.....................................................4
2.2.1 桑葚中總黃酮的提取.....................................4
2.2.2 總黃酮含量的測定.......................................5
2.2.2.1 蘆丁標準曲線的制備.............................5
2.2.2.2 樣品含量測定...................................6
3. 結果與討論.......................................................7
3.1 單因素實驗...................................................7
3.1.1 乙醇濃度對總黃酮提取率的影響...........................7
3.1.2 提取溫度對總黃酮提取率的影響...........................8
3.1.3 料液比對總黃酮提取率的影響.............................9
3.1.4 提取時間對總黃酮提取率的影響..........................10
3.2 總黃酮提取正交實驗結果與分析................................11
3.3 四種樹脂靜態吸附與解吸......................................13
3.3.1 四種樹脂靜態吸附......................................13
3.3.2 四種樹脂靜態解吸......................................14
3.3.3 四種大孔吸附樹脂的相關參數............................15
3.4 大孔吸附樹脂分離純化實驗分析................................15
3.4.1 pH值對D-101樹脂吸附桑葚總黃酮能力的影響...............15
3.4.2 無機鹽對D-101樹脂吸附桑葚總黃酮能力的影響............16
3.4.3 溫度對D-101樹脂吸附桑葚總黃酮能力的影響..............17
3.4.4 乙醇洗脫劑濃度對解吸率的影響..........................18
3.4.5 乙醇洗脫速率對解吸率的影響............................20
3.4.6 乙醇洗脫用量對解吸率的影響............................21
3.5 大孔樹脂的預處理與強化再生..................................22
3.5.1 大孔樹脂的預處理.....................................22
3.5.2 大孔樹脂的強化再生...................................22
3.6 小結........................................................22
4. 總結與展望......................................................23
致謝...............................................................25
參考文獻...........................................................26
1 緒論
1.1 前言
黃酮類化合物(flavonoids),又名生物類黃酮化合物(bioflavoinoids),是色原酮或色原烷的衍生物。黃酮類化合物多存在于高等植物及羊齒類植物中。苔類中含有的黃酮類化合物為數不多,而藻類、微生物、細菌中沒有發現黃酮類化合物[1]。黃酮類化合物又大多存在于一些有色植物中,如在松樹皮提取物、綠茶提取物、銀杏葉提取物、紅花提取物中,都發現黃酮類化合物的存在。而在植物的各個部分包括根、莖、心材、樹皮、葉、花、果實中,也都發現了黃酮類化合物而植物葉中大部分黃酮類化合物一般是以苷的形式存在,而在很多個種的葉子角質中明顯地存在有微量的配基[2]。
1.2 黃酮化合物的結構
黃酮類化合物具有強大的抗氧化性,自由基清除性和金屬螯合性,有強大的抗氧化活性和脂質過氧化過程的活性[3]。以黃酮(2-苯基色原酮)為母核而衍生的一類黃素。其中包括黃酮的同分異構體及其氫化的還原產物 ,也即以C6-C3-C6為基本碳架的一系列化合物。黃酮類化合物在植物界分布很廣,在植物體內大部分與糖結合成苷類或碳糖基的形式存在,也有以游離形式存在的。天然黃酮類化合物母核上常含有羥基、甲氧基、烴氧基、異戊烯氧基等取代基。由于這些助色團的存在,使該類化合物多顯黃色。又由于分子中γ-吡酮環上的氧原子能與強酸成鹽而表現為弱堿性,因此曾稱為黃堿素類化合物。
根據三碳鍵(C3)結構的氧化程度和B環的連接位置等特點,黃酮類化合物可分為下列幾類:黃酮和黃酮醇;黃烷酮(又稱二氫黃酮)和黃烷酮醇(又稱二氫黃酮醇);異黃酮;異黃烷酮(又稱二氫異黃酮);查耳酮;二氫查耳酮;橙酮(又稱澳咔);黃烷和黃烷醇;黃烷二醇(3,4)(又稱白花色苷元);花(色)[又稱2-苯基苯并吡(喃)]。
1.3 背景
桑葚,別名:桑實、桑果,為桑葉落葉喬木桑樹的成熟果穗。全國大部分地區均產,以南方育蠶區產量較大。4-6月份果穗成熟呈紅紫色時采收。洗凈,捻去雜質,曬干或略蒸后備用。生食以個大肉厚,糖性足者為佳,味微酸而甜。也可加蜜熬膏用。桑葚味甘、寒《滇南本草》:“益腎臟而固精,久服黑發明目”。桑葚中含有豐富的黃酮類化合物,其中又以藥桑椹中黃酮含量最高,黑桑椹次之,白桑椹較低[4]。由于桑葚中富含黃酮化合物和維生素,具有良好的保健作用,可作為優良的維生素類補充食品。桑椹治療咽炎效果好,無毒副作用,是值得推廣使用治療急慢性咽炎的“珍貴食品”,尤其是對中老年病和延緩衰老有重要意義。有關桑椹延緩衰老的實驗表明,機體衰老與氧自由基引發的脂質過氧化作用密切相關。藥桑能有效清除自由基,抗脂質過氧化,這可能與藥桑果含有豐富的天然抗氧化成分VC、 β-胡蘿卜素、硒、黃酮等有關。桑果可通過改善免疫機能而起到抗氧化、延緩衰老及潤膚美容的功效[5]。
桑葚中生物類總黃酮主要為蘆丁、槲皮素、花青素等黃酮類化合物,蘆丁與烏發成分有關,能使頭發變的黑而亮澤?;ㄇ嗨氐赛S酮類化合物作為一種強有力的抗氧化劑,它能夠保護人體免受一種叫做自由基的有害物質的損傷。有助于預防多種與自由基有關的疾病,包括癌癥、心臟病、過早衰老和關節炎,花青素還能夠增強血管彈性,改善循環系統和增進皮膚的光滑度,抑制炎癥和過敏,改善關節的柔韌性。大量研究表明槲皮素具有擴張血管降血壓、防治冠心病、減輕心肌肥厚、抑制血管平滑肌細胞增生肥大、抗血栓形成等多種心血管保護作用。
現代市場上無論是國內還是國外對生物類黃酮的提取的原料主要是大豆類與蔬菜類物質,但到目前為止,從桑葚中提取生物類總黃酮的研究還沒有報導。研究表明,現在農村對桑葚浪費比較嚴重,一般都作廢棄處理,或者到市區以水果類廉價賣出,但是如果把這部分資源利用起來,市場前景是廣闊的,同時也為黃酮的提取提供了一個新的途徑。據調查,桑葚中含黃酮量為0.41%,主要為蘆丁,槲皮素與花青素,桑葚中含有豐富的生物類黃酮,因而從桑葚中提取生物類黃酮可能會具有廣闊的市場前景,同時也是制備與提取生物類黃酮的又一種方法。由于生物類黃酮在特定方面有著顯著的作用與療效,黃酮受到越來越多人的重視與發展生產。而且,現在的黃酮提取主要是大豆類物質與蔬菜類物質,且形式比較單一。桑葚在江浙地區及南方都有生長,這部分資源一直都沒很好利用起來,如果利用起來,可節省生產成本所以開發這個項目具有較好的產業化市場前景。
目前,無論是國際還是國內市場上對生物類黃酮需求量巨大,據統計,目前市場上黃酮生產總量遠遠低于需求量,市場缺口龐大。一些企業生產的量較小,而且價格昂貴,價格之所以貴,主要的原因:一是生產原料不足和原料價格的昂貴;二是含有足夠生物類黃酮含量的原料資源的有限。
我們提供的原料與研究的技術,可以彌補以上的不足,首先,我們用于生產生物類黃酮的原料為我國南方的桑樹林(桑葚) 資源豐富,分布很廣,桑葚的開發利用前景十分廣闊。這種桑葚,利用的資源巨大,將低價的桑葚迅速轉化為系列產品,潛力是巨大的。這樣不僅能為桑農增加經濟收入,為國家創造更多的財富,而且能滿足市場對桑葚保健食品的需求,取得很好的經濟效益和社會效益。桑葚及其制品已在我國南京、上海、杭州等大城市上市,很受消費者歡迎。由此可見,不存在原料不足和原料價格昂貴的問題;其次,如果工藝全自動化,實現產品工業化生產,可以說,未來的產品不僅具有非常理想的市場而且更具有令人滿意的利潤空間。傳統的生物類黃酮制取工藝生產周期長,生產成本重,從原料成本分析,大大加重企業負擔,桑葚本身就是一種藥材,而且營養價值很高,含維生素,氨基酸,礦質元素等含量豐富.采用桑葚,節省成本,另一方面,也給農民帶來一定的經濟收入。
2 實驗部分
2.1 主要材料和試劑
2.1.1 原材料
桑葚(摘自浙江科技學院小和山南麓)
2.1.2 實驗儀器
壓榨機 (上海賽康電器有限公司)
電子分析天平(北京賽多利斯儀器系統有限公司)
集熱式恒溫加熱磁力水浴鍋 DF-101S (鞏義市予華儀器有限責任公司)
數顯恒溫水浴鍋 HH-6 (常州澳華儀器有限公司)
玻璃層析柱 (3.0*30cm)
UV-7504C紫外可見分光光度計 (上海欣茂儀器有限公司)
旋轉蒸發器RE-52(上海亞榮生化儀器廠)
2.1.3 材料與試劑
蘆丁標準品 (南京替斯艾么中藥研究所)
D-101,DM130,DM301大孔吸附樹脂(上海摩速科學器材有限公司)
D-101-I大孔吸附樹脂 (杭州匯華樹脂有限公司)
氫氧化鈉(浙江中星化工試劑有限公司)分析純
無水乙醇(天津市大茂化學試劑廠)分析純
石油醚(60-90目)(杭州大華化學試劑廠)分析純
亞硝酸鈉(杭州高晶精細化工有限公司)分析純
硝酸鋁均(杭州高晶精細化工有限公司)分析純
2.2 實驗方法
2.2.1 桑葚中總黃酮的提取[6]-[9]
將桑葚原料用壓榨機壓榨,用石油醚提取,靜置,去除石油醚部分;將上述剩余部分用50-90%的乙醇作為提取劑,55℃-75℃水浴回流提取3次,提取液靜置,過濾,濾液經減壓回收乙醇得濃縮液;濃縮液用酸調節pH值到微酸性;加入無機鹽使溶液的無機鹽含量為3%-6%左右;上樣液過非極性大孔吸附樹脂柱層析進行吸附;先用去離子水淋洗柱體積,再用50%-80%的乙醇淋洗大孔樹脂,進行解吸附,淋洗液經減壓回收乙醇,真空干燥即得產品。
2.2.2 總黃酮含量測定
2.2.2.1 蘆丁標準曲線的制備[10]:
精密稱取蘆丁標準品20.0mg,加無水乙醇溶解后定容到100.0ml。分別準確移取上述溶液0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0ml;然后各加5%的NaNO2 1.0ml,靜置6min;再各加10%Al(NO3)3溶液1.0ml,靜置6min;最后各加1mol/LNaOH溶液10.0ml,并以水定容至刻度。在510nm 波長下,以試劑空白為參比,測定不同濃度蘆丁溶液的吸光度A。對A與蘆丁濃度C(ug/ml)進行線性回歸處理,當蘆丁濃度在8-48 ug/ml范圍內時,線性回歸方程為:A=0.0121C-0.0019,R2=0.9999。以吸光度值為縱坐標,濃度為橫坐標進行回歸,繪制標準曲線。如下圖1
表1 標準蘆丁溶液—吸光度
標樣編號 1 2 3 4 5 6 7
蘆丁濃度(g/ml) 0.0000 0.008 0.016 0.024 0.032 0.040 0.048
吸光度(A) 0.000 0.094 0.194 0.289 0.386 0.487 0.579
圖1 蘆丁標準曲線圖
2.2.2.2 樣品含量測定
取待測品2份,減壓濃縮至干,用乙醇溶解,按“標準曲線的制備”項下測定樣品絡合前后的差示吸光度值,平行測定三次,取平均值,然后用標準曲線方程計算樣品中總黃酮類成分的含量[11]。
3 結果與討論
3.1 單因素實驗
3.1.1 乙醇濃度對總黃酮提取率的影響
在20g樣品中,分別加入200ml不同濃度的乙醇,60℃恒溫水浴中,提取2小時后,抽慮,旋轉蒸發,最后將溶液定容至50ml,在510nm下測其吸光度A值。得出圖2,總黃酮提取率與乙醇濃度之間的關系。
表2總黃酮提取率與乙醇濃度之間的關系
乙醇濃度(%) 提取率(g/kg)
0 1.14
20 1.92
40 2.12
60 2.37
80 2.45
100 2.38
圖2.乙醇濃度對提取率的影響
從圖中的曲線趨勢可以明顯看出乙醇的提取效果以80%左右的濃 度最好,隨著乙醇濃度的增加,總黃酮的提取率先上升然后在80%左右達到最高,而后下降。結合圖2,因此確定乙醇濃度在60%-90%之間比較合適。
3.1.2 提取溫度對總黃酮提取率的影響
在20g的樣品中,加入200ml的80%乙醇,分別在30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃恒溫水浴中,提取2小時后,抽慮,旋轉蒸發,最后將溶液定容至50ml,在510nm下測其吸光度A值,得出圖3,總黃酮提取率與提取水浴溫度的關系。
表3 總黃酮提取率與水浴提取溫度之間的關系
提取溫度(℃) 提取率(g/kg)
30 2.19
40 2.26
50 2.38
60 2.45
70 2.53
80 2.5
圖3.提取溫度對總黃酮提取率的影響
從圖中的曲線趨勢可以明顯看出提取率隨著提取溫度的增加也不斷的提高,然后也隨之下降,但是溫度過高會將其中的活性成分易被破壞,雜質的溶出量增加,給提純帶來不便,成本加大,也造成溶劑損失。所以綜合各方面因素考慮,提取溫度在50℃-80℃之間會比較適合。
3.1.3 料液比對總黃酮提取率的影響
在20g樣品中,分別加入100ml、150ml、 200ml、300ml 80%乙醇,60℃恒溫水浴中,取2小時后,抽慮,旋轉蒸發,最后將,溶液定容至50ml,在510nm下測其吸光度A值,得出圖4,總黃酮提取率與料液比的關系。
表4 總黃酮提取率與料液比之間的關系
料液比 提取率(g/kg)
10 2.33
15 2.4
20 2.45
30 2.47
圖4 料液比對總黃酮提取率的影響
從圖中的曲線趨勢可以明顯看出提取率在料液比1:10~1:20時,隨著料液比的增加,提取率也較快得增加,但當料液比大于1:20后,提取率增加不大。因此將料液比控制在1:10~1:20之間提取結果會比較理想。從提取效果,減少溶劑用量等方面綜合考慮,用量不宜過大,所以最好是將料液比控制在1:10~1:20之間較合適。
3.1.4 提取時間對總黃酮提取率的影響
在20g樣品中,加入200ml的80%乙醇,60℃恒溫水浴中,分別提取1小時,1.5小時,2小時,3小時后,抽慮,旋轉蒸發,最后將溶液定容至50ml,在510nm下測其吸光度A值,得出圖5,總黃酮提取率與提取時間的關系。
表5 總黃酮提取率與提取時間之間的關系
提取時間(h) 提取率(g/kg)
1 2.35
1.5 2.41
2 2.45
3 2.48
圖5.提取時間對總黃酮提取率的影響
從圖中的曲線趨勢可以明顯看出提取率隨著提取時間的增加也不斷的提高,增幅不大,但是隨著提取時間的增加,料液中的雜質也不斷的分解出來,這樣就會影響提取的效果,因此也不是提取時間越長對提取效果越好,通過實驗分析及考慮時間效益,可以將提取時間確定為1小時~2小時之間。
3.2 總黃酮提取正交實驗結果與分析[12]-[13]
提取工藝條件的正交試驗設計以及桑葚中生物類總黃酮含量的提取采用乙醇提取法提取桑葚中總黃酮效果較好,為了進一步找出乙醇提取法提取的最佳試驗條件,根據前人的實驗結果和文獻分析,我們選擇了水浴提取溫度、提取時間、乙醇濃度、料液比四個因素進行正交實驗設計。根據前面的單因素實驗結果分析,水浴提取溫度定在50℃-80℃為較佳的條件,提取時間在1h-2h為佳,乙醇濃度在60%-90%為較佳的條件,定料液比1:10-1:20為較佳的條件,實驗因素水平見下表6:
表6 實驗因素水平表
水平\因素 提取溫度(℃) 提取時間(h) 乙醇濃度(%) 料液比
1 55 1 60 1:10
2 65 1.5 75 1:15
3 75 2 90 1:20
采用正交表進行實驗,以總黃酮得率為考察指標,測定總黃酮含量。
表7 正交實驗結果
序號 提取溫度(℃) 提取時間(h) 乙醇濃度(%) 料液比 吸光度(A) 提取率(g/kg)
1 55 1 60 1:10 0.298 2.25
2 55 1.5 75 1:15 0.315 2.38
3 55 2 90 1:20 0.312 2.35
4 65 1 75 1:20 0.323 2.44
5 65 1.5 90 1:10 0.317 2.39
6 65 2 60 1:15 0.314 2.37
7 75 1 90 1:15 0.330 2.5
8 75 1.5 60 1:20 0.321 2.42
9 75 2 75 1:10 0.339 2.56
K1 6.98 7.19 7.04 7.20
K2 7.20 7.19 7.38 7.25
K3 7.48 7.280 7.24 7.21
k1 2.327 2.397 2.347 2.400
k2 2.400 2.397 2.460 2.417
k3 2.493 2.427 2.413 2.403
極差 0.166 0.030 0.113 0.017
最佳條件 A3 B3 C2 D2
正交實驗效應曲線圖
由表7可知,在正交實驗設計的范圍內,最佳的實驗方案為A3B3C2D2,即水浴提取溫度為75℃,乙醇濃度為75%,提取時間為2h,料液比為l:15。由表7極差分析可以得出,影響總黃酮提取得率因素的主次順序為ACBD,即水浴溫度>乙醇濃度>提取時間>料液比。提取桑葚總黃酮的最佳工藝條件為A3C2B3D2,即水浴溫度為75℃,乙醇濃度為75%,提取時間為2h,料液比為l:15。此條件下測得桑葚總黃酮的提取率約為2600mg/kg。
3.3 四種樹脂靜態吸附與解吸
3.3.1 四種樹脂靜態吸附
分別量取大孔吸附樹脂D-101、D-101-I,DM130,DM301各5g經過(預處理、水溶脹體積)置錐形瓶中,各加入上述制備的提取液80mL,每份樹脂加20ml提取液,浸泡24 h,充分吸附后,過濾,用少量蒸餾水淋洗樹脂,將濾液與淋洗液合并,作為吸附殘液。分別測定各樹脂吸附殘液以及樹脂吸附前樣品的差示吸收光譜,樹脂吸附量由下式計算[14]-[15]:
吸附量 =
3.3.2 四種樹脂靜態解吸
將靜態吸附后濾出的樹脂分別用80%的乙醇60 mL浸泡24 h,充分解吸后過濾,用少量80%的乙醇沖洗樹脂,合并人濾液中。測定濾液的吸收光譜,樹脂解吸量、解吸率[16]由下式計算:
解吸量
解吸率=
不同型號樹脂對桑葚總黃酮的吸附—解吸性能
大孔吸附樹脂D-101、D-101-I、DM130、DM301對桑葚總黃酮的靜態吸附和靜態解吸效果見表8。
表8 不同型號樹脂吸附—解吸性能的結果比較
樹脂型號 吸附量(mg/g) 解吸量(mg/g) 解吸率(%)
D-101 6.90 6.32 91.6
D-101-I 6.77 5.92 87.4
DM130 6.866 5.56 80.9
DM301 6.65 6.07 91.2
從表8中數據可以看出,三種樹脂的吸附量D-101> DM130> D-101-I> DM301,但是解吸量和解吸率是:D-101> DM301> D-101-I> DM130,經綜合考慮D-101樹脂的吸附—解吸性能較好,故以下對吸附條件優化選擇D-101樹脂。
3.3.3 四種大孔吸附樹脂的相關參數
表9 四種大孔樹脂的相關參數
型號 直徑/mm 表面積/ m2*g-1 平均孔徑/A 外觀 極性
D-101 0.3-1.25 ≥400 90-100 乳白色 非極性
D-101-I 0.3-1.25 ≥600 90-120 乳白色 極性
DM130 0.3-1.25 ≥500 130-140 乳白色 弱 極性
DM301 0.3-1.25 ≥330 90-100 乳白色 中極性
3.4 大孔吸附樹脂分離純化實驗分析
3.4.1 pH值對D-101樹脂吸附桑葚總黃酮能力的影響
準確量取60mL提取液5份,每份樹脂加12ml提取液,一份不凋pH值,另外4份分別調pH值至3.0,4.0、6.0,7.0,制成pH值為3.0、4.0、5.5(原液)、6.0、7.0的5份溶液,溫度都為室溫(25℃),加入14 mL D-101樹脂,靜態吸附24 h,過濾,并用少量水淋洗樹脂,合并濾液及淋洗液,得到不同pH值的吸附殘液,測定吸收光譜,按以上方法計算吸附量[11]。
表10 pH值對D-101樹脂吸附桑葚總黃酮能力的影響
序號 上樣液pH值 吸附量(mg/g)
1 3.0 3.370
2 4.0 3.365
3 5.5(原液) 3.326
4 6.0 3.075
5 7.0 2.956
圖6 pH值對D-101樹脂吸附桑葚總黃酮能力的影響
圖6顯示pH約為3.0-4.0時,D-101樹脂吸附黃酮類化合物能力可被顯著提高。吸附能力提高的原因可能是由于在pH約為3.0-4.0時,黃酮類化合物主要以游離分子狀態存在,在此分子狀態下非極性大孔吸附樹脂D-101可有效地吸附溶質分子。
3.4.2 無機鹽濃度對D-101樹脂吸附桑葚總黃酮能力的影響
準確量取48 mL提取液4份,每份樹脂加12ml提取液,一份不加無機鹽(NaCl),另一份加NaCl,使溶液中NaCl濃度為3%,一份濃度為6%,一份濃度為10%,四份份pH都調到4.0,溫度都為室溫(25℃),靜態吸附24 h,過濾,并用少量水淋洗樹脂,合并濾液及淋洗液,測定吸收光譜,按以上方法計算吸附量。
表11 無機鹽濃度對D-101樹脂吸附桑葚總黃酮能力的影響
序號 (NaCl)濃度(%) 吸附量(mg/g)
1 原液(不加 (NaCl)) 3.365
2 3(%) 3.564
3 6(%) 3.573
4 10(%) 3.578
圖7 無機鹽濃度對D-101樹脂吸附桑葚總黃酮能力的影響
圖7顯示加入無機鹽NaCl濃度時,D-101樹脂吸附總黃酮類化合物能力可被顯著提高。但隨著NaCl濃度的增長,總黃酮吸附量增長速度相差不大。綜合各方面分析,因此選取無機鹽NaCl濃度為3%-6%比較合適。
3.4.3 溫度對D-101樹脂吸附桑葚總黃酮能力的影響
準確量取60mL提取液5份,每份樹脂加12ml提取液,一份為室溫25℃,另外三份分別使水浴溫度為40℃,50℃,60℃,70℃,五份pH都調到4.0,靜態吸附24 h,過濾,并用少量水淋洗樹脂,合并濾液及淋洗液,測定吸收光譜,按以上方法計算吸附量[17]。
表12 溫度對D-101樹脂吸附桑葚總黃酮能力的影響
序號 溫度(℃) 吸附量(mg/g)
1 室溫(25℃) 3.365
2 40 3.452
3 50 3.503
4 60 3.396
5 70 3.388
圖8 溫度對D-101樹脂吸附桑葚總黃酮能力的影響
圖8顯示,吸附量隨著溫度的提高也隨之增加,然后下降,以上數據顯示,50℃時,D-101樹脂吸附的產量最多,所以吸附效果較佳的吸附水浴溫度為50℃。
3.4.4 乙醇洗脫劑濃度對解吸率的影響
一般地,對于非極性樹脂,洗脫劑的極性越小,洗脫力越強。本實驗選擇了乙醇水溶液作為洗脫劑,比較不同濃度的乙醇水溶液的洗脫效果,通過考察解吸量來確定洗脫溶劑[18]。
表13 乙醇洗脫劑濃度對D-101樹脂解吸桑葚總黃酮能力的影響
序號 乙醇濃度(%) 解吸量(mg/g)
1 20 2.568
2 30 2.625
3 40 2.686
4 50 2.954
5 60 2.841
6 70 2.827
7 80 2.850
8 90 2.833
圖9 乙醇洗脫劑濃度對D-101樹脂解吸桑葚總黃酮能力的影響
圖9顯示,解吸量隨著乙醇濃度的提高也隨之增加,然后下降,以上數據顯示,50%的乙醇水溶液洗脫的總黃酮產量最多,所以洗脫效果較佳的乙醇濃度是50%。
3.4.5 乙醇的洗脫速率對解吸率的影響[19]
將總黃酮的樣品溶液100ml 5份,分別上柱,完全吸附后,先用去離子水進行洗柱,然后分別用3倍柱體積50%的乙醇分別以0.5、1.0、2.0、3.0、4.0ml/min的速率進行洗脫,收集洗脫液測定總黃酮含量,計算解吸出的總黃酮的解吸率,結果見圖10
表14 乙醇洗脫速率對解吸率的影響
序號 乙醇洗脫速率(ml/min) 解吸率 (%)
1 0.5 88.65
2 1 86.37
3 2 78.39
4 3 70.88
5 4 65.72
圖10 乙醇的洗脫速率對解吸率的影響
乙醇的洗脫速率越快解吸率越低,因此洗脫時宜慢不宜快,當考慮洗脫速率小則洗脫時間長,故選擇洗脫速率則要根據解吸率及時間綜合考慮,圖10中可以看出,當洗脫速率為0.5ml/min時洗脫效果較好,而洗脫速率為1.0ml/min時洗脫效果也相差不大,因此洗脫速率以0.5-1.0ml/min為最佳洗脫速率。
3.4.6 乙醇洗脫用量對解吸率的影響
將總黃酮樣品的溶液100ml 5份,分別上柱,完全吸附后,再用去離子水進行洗柱,然后分別用1倍柱體積、2倍柱體積、3倍柱體積、4倍柱體積、5倍柱體積50%的乙醇以1.0ml/min的速率進行洗脫,收集洗脫液測定黃酮含量,計算解吸出的總黃酮的解吸率,結果見圖11
表15 乙醇洗脫用量對解吸率的影響
序號 乙醇洗脫用量(柱體積數) 解吸率 (%)
1 1 65.78
2 2 80.29
3 3 86.37
4 4 87.55
5 5 88.48
圖11 乙醇洗脫用量對解吸率的影響
從圖11中可以看出,當乙醇的洗脫用量達到3倍柱體積數時,解吸率接近90%,超過3倍柱體積時,解吸率基本不增加。因此,乙醇的最佳洗脫用量為3倍柱體積數。
3.5 大孔樹脂的預處理與強化再生
3.5.1 大孔樹脂的預處理
商品樹脂均殘留惰性溶劑,故使用前根據應用需要,必須進行不同深度的預處理,在提取器內。加入高于樹脂層10-20厘米的無水乙醇浸泡3-4小時,然后放凈洗滌液,為一次提取過程。用同樣方法反復洗滌至出口洗滌液在試管中加3倍量水不顯渾濁為止,后用清水充分淋洗至無明顯乙醇氣味,即可進行一般使用。凈品樹脂已作深度處理,可直接使用,或按前款3項執行。
3.5.2 大孔樹脂的強化再生
當大孔樹脂正常使用一定周期后,吸附能力降低或受急性嚴重污染時,需要強化再生處理,其方法是加入高于樹脂層10-20厘米的3%-5%鹽酸溶液浸泡2-4小時后,用同樣濃度5-7倍體積量鹽酸溶液淋洗,再用純水充分淋洗,直至出口洗滌液PH值呈中型,然后以5%氫氧化鈉溶液按以上方法浸泡2-4小時,并用同樣方法淋洗至通 完5-7倍體積量氫氧化鈉溶液,再用水充分淋洗直至出水PH值呈中型,即可再次投入使用。樹脂強化再生還需根據污染程度,酌情加減酸、堿濃度及用量[20]。
3.6 小結
選用D-101大孔吸附樹脂可有效地從桑葚中提取生物類總黃酮類有效成分,提取的最優 條件,即:以75%乙醇為提取劑,提取水浴溫度75℃,提取料液比為1:15 ,提取時間為2 h;較優的分離純化條件為:待分離樣品溶液pH值調至3.0-4.0左右,無機鹽(Nacl)的濃度為3%-6%,吸附水浴溫度為50℃,洗脫最佳溶劑為50%的乙醇溶液,洗脫最佳速率0.5-1.0ml/min,洗脫最佳用量為3倍柱體積。用上述提取,吸附、分離純化條件后得到生物類總黃酮的提取率可以達到 2600mg/kg(以蘆丁計),生物類總黃酮的含量接近50%。方法對桑葚中總黃酮工業化生產具有一定的應用價值。總的說來,本文在實驗方法上簡單易操作,提取率高,實驗的重復性好。如果能將這些實驗應用到生產實踐中,使桑葚能夠得到更好的利用,具有一定的實際意義。但在實際應用中還有許多實際問題,還需進一步擴大實驗水平,對工藝條件進一步細化優化,進一步提高提取率,簡化生產工藝,使得人們能夠更有限的利用一些資源。
4 總結與展望
全球對植物提取物制品的需求量日益增多,全球植物藥市場2006年產值將突破350億美元,近年來上市的保健產品中,很大一部分其主要功效成分都屬于黃酮類化合物,涉及功能食品的許多方面,如防衰、防癌、提高免疫力、降脂、降壓食品等,由于黃酮具有防治心腦血管疾病、防癌抗癌等藥理作用,許多國家正在開發相關產品,前景十分看好。本實驗所采用的方法簡單,能建立實驗室小型工藝,藥品,試劑等也容易購得,當然本實驗也存在一些問題,但通過以后的研究一定可以得以改善,得出更優良的方案。另外在黃酮新產品開發和利用中,前景十分看好?,F代市場上無論是國內還是國外對生物類黃酮的提取的原料主要是大豆類與蔬菜類物質,但到目前為止,從桑葚中提取生物類總黃酮的研究還沒有報導,。研究表明,現在農村對桑葚浪費比較嚴重,一般都作廢棄處理,或者到市區以水果類廉價賣出,但是如果把這部分資源利用起來,市場前景是廣闊的,同時也為黃酮的提取提供了一個新的途徑。據調查,桑葚中含黃酮量為0.41%,主要為蘆丁,槲皮素與花青素,桑葚中含有豐富的生物類黃酮,因而從桑葚中提取生物類黃酮可能會具有廣闊的市場前景,同時也是制備與提取生物類黃酮的又一種方法。由于生物類黃酮在特定方面有著顯著的作用與療效,黃酮受到越來越多人的重視與發展生產。而且,現在的黃酮提取主要是大豆類物質與蔬菜類物質,且形式比較單一。桑葚在江浙地區及南方都有生長,這部分資源一直都沒很好利用起來,如果利用起來,可節省生產成本所以開發這個項目具有較好的產業化市場前景。我們用于生產生物類黃酮的原料為我國南方的桑樹林(桑葚) 資源豐富,分布很廣,桑葚的開發利用前景十分廣闊。,這種桑葚,利用的資源巨大,將低價的桑葚迅速轉化為系列產品,潛力是巨大的。這樣不僅能為桑農增加經濟收入,為國家創造更多的財富,而且能滿足市場對桑葚保健食品的需求,取得很好的經濟效益和社會效益。桑葚及其制品已在我國南京、上海、杭州等大城市上市,很受消費者歡迎。由此可見,不存在原料不足和原料價格昂貴的問題;其次,如果工藝全自動化,實現產品工業化生產,可以說,未來的產品不僅具有非常理想的市場而且更具有令人滿意的利潤空間。傳統的生物類黃酮制取工藝生產周期長,生產成本重,從原料成本分析,大大加重企業負擔,桑葚本身就是一種藥材,而且營養價值很高,含維生素,氨基酸,礦質元素等含量豐富.采用桑葚,節省成本,另一方面,也給農民帶來一定的經濟收入。
致謝
首先感謝我的導師黃俊老師,首先我覺得他是一個很親近的人,平易近人,很樂于和學生談心,對工作嚴謹細致、一絲不茍,我的畢業設計剛上去,他就晚上修改了一下,第二天把一些錯誤的跟我詳細講解,也教了我做事的態度和做人的態度,在此我再次深表感謝。雖然充分考慮到了實驗過程中困難以及失敗,但是不免因此而沮喪和失落,感謝指導老師黃俊老師幫助及時糾正錯誤與調整研究方法,解決各種困惑;感謝我的同學在精神和物質上的幫助,實驗的進度和各位的關心幫助是分不開的。再次感謝我的導師黃俊老師,回首四年,轉瞬即過,以后將要踏上社會崗位,同學們都要各奔東西了,真的希望大家一路走好,記住我們在一起的日子。最后感謝我的母校浙江科技學院,還有所有幫助我的朋友們,謝謝!
沈智翔
二OO九年六月四日
于杭州
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