ph值和温度对有机硅多酚的影响

ph值和温度对有机硅多酚的影响

路青是蔷薇科多年生草本植物的干燥枝条。它是一种天然的抗生素药物。研究表明,在路边青的根、茎、叶中含有丰富的植物多酚和黄酮化合物,其中挥发油中含丁香油酚15.82%,甲基丁子香酚醚2.99%,具有良好的药理作用和抗氧化活性。植物多酚是一种多酚羟基化合物的混合物,有很强的清除自由基能力,广泛用于食品添加剂和天然抗氧化剂领域。由于植物多酚中特殊的多酚羟基结构,受热时极易氧化分解,因此,多酚的热稳定性研究对路边青的应用有重大的意义。本实验考察路边青多酚在不同pH值条件下的紫外光谱性能和热稳定性能,探讨其热降解动力学特征,以期为路边青的开发利用提供参考。1材料和方法1.1实验试剂和仪器路边青为8月采集于湖南衡山,新鲜路边青植株采回后按参考文献进行预处理,用植物粉碎机粉碎成约20目备用。D-101大孔吸附树脂天津市光复精细化工研究所;石油醚天津科密欧化学试剂公司;NaOH、浓盐酸天津市化学试剂厂;没食子酸、酒石酸钾钠湖南湘中地质实验研究所;硫酸亚铁、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾湖南试剂厂。UV-2450型紫外-可见分光光度计日本岛津公司;PHS-3C型pH计上海精密科学仪器有限公司;KQ-250E型超声波清洗器昆山市超声仪器有限公司;SHB-III循环水式多用真空泵、DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器郑州长城科工贸有限公司;JA2003N型电子天平上海精密仪器厂;中量制备仪天津玻璃厂。1.2方法1.2.1路灯蓝酚超声提取路边青多酚按参考文献用超声辅助提取,提取液用60%乙醇定容到100mL备用。1.2.2多酚质量浓度测定取路边青多酚样品液50mL于100mL圆底烧瓶中,分别放入30、40、50、60、70℃恒温水浴锅中持续加热,每隔1h取样用紫外-可见分光光度计测定样品液在540nm波长处的吸光度,计算多酚质量浓度,平行测定3次取平均值。1.2.3测定波长的确定取路边青多酚提取液1mL于25mL容量瓶中,加4mL蒸馏水和5mL酒石酸亚铁溶液,分别用pH2~10的缓冲液定容至刻度,放置5min后,在波长200~800nm范围内扫描,并测定540nm波长处的吸光度。1.3道路绿多酚的热分解动力学路边青多酚的热降解动力学参考文献用酒石酸亚铁法测定。2结果与分析2.1ph值对多酚质量浓度的影响图1表明,多酚提取物经酒石酸铁显色后,在540nm波长处出现明显的吸收;pH2~10范围内,随着pH值的增加,样品液的吸光度增大;由于吸光度与多酚质量浓度呈正比关系,所以,随pH值增加,多酚质量浓度不断增大。其中pH2~6内吸光度增加较快,pH6~10基本上不变,说明路边青多酚在酸性条件下不稳定,弱碱性范围内较稳定。由于提取液的pH值为6左右,所以本实验控制pH6~7。2.2反应时间对多酚质量浓度的影响多酚化合物含有2个以上酚羟基,具有很强的还原性,在受热情况下极易氧化。由图2可知,不同温度条件下,随反应时间延长多酚的质量浓度减小;相同时间随温度的升高,多酚质量浓度不断减小。说明路边青多酚极易被氧化,是一种优良的天然抗氧剂。2.3街道绿多酚提取物的热分解动力学特性2.3.1热降解反应动力学按照方法1.2.2节测定路边青多酚提取液在不同温度下的吸光度,结合回归方程计算多酚质量浓度。按照积分法求热降解反应动力学方程及反应级数。设一级反应的速率方程式为:式中:cA是反应时间为t时的质量浓度/(mg/mL);t是反应时间/h;k是反应速度常数/h-1。将(1)式在边界条件下积分得:根据图2实验结果,计算对应的ln(cA/c0),结合(2)式,将ln(cA/c0)对t作图(图3)。由曲线的线性关系确定热降解反应的反应级数和动力学方程式。并由直线斜率求得反应的速率常数。一级反应动力学的cA/c0-t见图3。由图3可知,路边青多酚在30、40、50、60、70℃温度下的ln(cA/c0)-t有良好的线性关系,热降解一级动力学参数如表1所示。由表1可知,热降解反应在5个温度下的一级反应速率常数分别为0.0096、0.0115、0.0153、0.0175h-1和0.02h-1;动力学曲线的线性关系都较好,反应速率常数随温度的升高不断增大,说明热降解反应速度随温度的增大不断加快。所以,热降解反应遵守一级动力学模型。2.3.2热降解反应特性在化学反应中,当反应温度的变化范围不是很大时,其表观速率常数与温度的关系一般都遵循Arrhenius方程(式(3))所示:式中:k为速率常数;k0为指前因子;Ea为活化能/(kJ/mol);T为反应温度/K;R为理想气体常数,其值为8.314kJ/(mol·K)。对式(3)取对数得:根据表1数据,将速率常数取对数得lnk,温度取倒数1/T,并作lnk-1/T图,结果见图4。由图4可知,路边青多酚的热降解一级动力学lnk-1/T有较好的线性关系,表观活化能数据见表2。由表2可知,lnk-1/T曲线的回归方程得出直线斜率为1.8878,结合公式(4)直线斜率Ea/R可计算出路边青多酚热降解反应的表观活化能(Ea)为15.6952kJ/mol。反应表观活化能数据可以说明路边青多酚很容易发生热降解反应。所以,路边青多酚是一种良好的抗氧剂。3温度对多酚质量浓度的影响路边青多酚具有还原性强,高效低毒、纯天然的特点,是一种优良的食品抗氧剂。结果表明:在30℃条件下,多酚质量浓度在pH6~10范围内较稳定;在30~70℃范围内,多酚质量浓度