从废烟草中提取和初步精制茄尼醇
烟草废弃物资源化
烯 醇(regi eoda o o) 其IO通用 名称 为 Ti sutr n i ch1, S s ep l
烟 草 种 植 与 产 品加 工 在 我 匡 国 民经 济 发 展 中
发 挥着 重要 的作 用 ,烟 草在 我 国农 产 品收入 中,仅
2 烟草废弃物 的利用现状
烟 叶 中含有 多种 化合物 , 括生物 碱 、 白质 、 包 蛋 氨 基酸 、糖类 、有机酸 等物 质 。其 中茄 尼醇 、烟碱 、 有 机酸 、氨 基 酸等 都是 很有 用 的物质 |。大量 资料 2 】 显 示 , 目前 国 内外对 废次烟 叶的综合 利用 主要 是从 中提取 茄尼 醇 、烟 碱和 蛋 白质等 ,也 有用 于制 作活 性 炭 、有机 肥料 及鸡 饲料 的报道 【 】 3 4 2 1 烟草 废弃物 提 取茄尼 醇 . 茄尼 醇是 一种 不饱和 的聚 异戊 二烯 醇 ,属 三倍 半萜
艺基础上提 出了一个烟草废 弃物综合利用 的新方案 。
关 键词 :烟草废弃物;茄尼醇;烟碱;综合利用;资源化
中图分 类号 :X 9 75
文献标 识码 :A
文章 编号 : 1 751(08 109 4 0 .19 0) . 3. 0 2 00 0
Co mp e e sv iz t no o a c a t r h n ie Utia i f b c oW se l o T
废弃烟叶生产医药中间体茄尼醇
废弃烟叶生产医药中间体茄尼醇我国是烟草大国,每年烟草产量在500万吨以上,烟草中含有多种天然化学物质,如烟碱、类脂类、精油类、蛋白质、氨基酸、纤维素等等。
烟草不仅是嗜好消费品,而且是一种宝贵的化工原料和重要的蛋白质来源之一,茄尼醇便是烟草所含有的一种重要生化物质。
茄尼醇是一种倍半萜烯醇,主要存在于烟草、马铃薯、桑树等茄科植物中。
茄尼醇具有抗菌、消炎、止血的功效和较强的抗癌生物活性,可作为某些抗过敏药、抗溃疡药、降血脂药和抗癌药物的合成原料。
茄尼醇是一种很重要的医药中间体,由于其特殊的全反式链节结构,使其成为合成辅酶Q10和维生素K2的不可替代的天然原料,茄尼醇的聚异戊二烯结构可作为维生素K2和辅酶Q10结构单元的侧链。
以茄尼醇为原料合成的茄尼基胺类衍生物具有抗癌、保肝的生理活性,茄尼基胺的盐酸盐则对哺乳动物有抗病毒活性。
许多药物当连接上茄尼醇这样长链烯基,往往可以获得某些优良的性能,例如行之有效的抗癌药SBD,当运用茄尼醇为原料来合成时,其药效就可提高五倍。
近年,国内外高纯度茄尼醇的需求量以每年15%~20%递增的速度显著上升,国内高纯度茄尼醇每年进口量高达1000吨以上。
高纯度茄尼醇主要用于合成辅酶Q10。
辅酶Q10是呼吸链上的递氢体,是细胞内产生能量所必不可少的辅助因子,用于治疗心血管疾病,肝病、癌症等,作为医药保健品在世界各国被广泛使用。
国外从20世纪60年代就开始了对烟叶的综合利用,我国是在20世纪90年代才逐步开始提取利用烟叶里的烟碱和茄尼醇。
中国科学院过程工程研究所在这方面积累了丰富的经验,建立了利用废弃烟叶生产高纯度茄尼醇的技术方法,直接面向产业化生产,同时也在开展辅酶Q10的研发。
从烟草中提取重要生化原料茄尼醇不仅具有可观的经济效益,还能推动我国烟草工业的发展,实现烟草的综合利用,具有非常重要的社会意义。
从废次烟草中提取茄尼醇的新工艺研究
文章编号:1001-7445(2002)03-0240-03从废次烟草中提取茄尼醇的新工艺研究岑波 段文贵 赵树凯(广西大学化学化工学院 广西南宁530004)摘要:茄尼醇是一种重要的医药原料.本文介绍了一种从废次烟草中提取茄尼醇的新的工艺路线 用价廉易得的PE 溶剂代替现有生产工艺上常用的正己烷溶剂 可提高茄尼醇的提取率和溶剂回收率 降低生产成本.关键词:茄尼醇;废次烟草;提取中图分类号:0623 412文献标识码:A茄尼醇是一个四倍半萜醇 结构式为:C CH 3CH 3=CCH 2H C CH 2CH 3=CHCH T L 27C CH 3CH 2=CCH 20HH其分子式为C 45H 740 分子量为630 为白色蜡状固体 溶于乙醚~丙酮~烃类等有机溶剂 不溶于水 无光学活性 存在于烟草~马铃薯或桑叶中[1].分析表明 烟叶中茄呢醇总含量约为3%左右.它本身具有抗菌~消炎和止血作用 同时也是合成维生素K 2和辅酶G 10的主要原料.因此 从烟草(尤其是废次烟草)中提取茄尼醇 不仅能获得一种重要的医药原料 而且能变废为宝 提高烟草工业附加值.现在工业上大多采用正己烷作为萃取剂提取烟叶中的茄尼醇 而正己烷是一种价格较高的有机溶剂 生产成本较高.通过实验 我们找到了一种价廉易得的有机溶剂PE 无论是茄尼醇的提取率还是溶剂的回收率方面均优于正己烷 因而具有较好的应用前景.1实验部分1.1主要原料~试剂及仪器废次烟叶(广西南宁市卷烟厂);正已烷(AR );PE 溶剂;乙酸乙酯(AR );乙醇(AR );茄尼醇标样(纯度95% 山东潍坊茄尼醇厂);BECKMAN 322型高效液相色谱仪(美国);RE 52型旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂)1.2烟末的制备及预处理将废次烟叶去梗后 在100C 的烘箱中烘干2h 除去水分后研磨成粉末.称取40g 烟末 加入350mL 去离子水 在室温下搅拌2h 让烟叶中的水溶性杂质 如无机盐~糖类~尼古丁~柠檬酸~苹果酸等 溶于水中 抽滤后随滤液除去 滤渣留作做茄尼醇提取实验用.1.3茄尼醇的提取1.3.1溶剂选取试验由于茄尼醇为弱极性物质 故选取四种不同的弱极性或极性稍大的溶剂[2]:正已烷(AR )~PE 溶剂~乙酸乙酯(AR )~无水乙醇(AR ) 按下述方法试验 找出最适合提取烟草中茄尼醇的溶剂.第27卷第3期2002年9月广西大学学报(自然科学版)Journal of guangxi university (Nat sci Ed)Vol.27 No.3sept. 2002|收稿日期:20020620;修订日期:20020728作者简介:岑波(1964) 男 广西岑溪人 广西大学讲师.将上面经水处理所得的滤渣装入250mL 的三口瓶中~加入150mL 溶剂~水浴加热~使其温度保持在55C 左右~搅拌回流1.5h .冷却后抽滤~滤渣再用100mL 溶剂进行二次抽提(操作条件同上)~抽滤后将所得滤液同前次所得抽提液合并~称重.用高效液相色谱法(HPLC )对各次实验所得抽提液取样分析~色谱条件同文献[3]~由标样加入法对茄尼醇定性~峰面积归一法定量~计算茄尼醇提取率.用旋转蒸发仪对各次试验所得滤液蒸除溶剂并回收~量其体积~计算溶剂回收率.浓缩物用硅胶柱层析分离~即可得到茄尼醇纯品.综合比较茄尼醇提取率~溶剂回收率和溶剂价格等因素~即可找出最适合的提取烟叶中茄尼醇的溶剂.整个提取流程如下:图1实验流程示意图1.3.2提取条件试验按上述方法找出最合适的溶剂后~改变抽提温度和回流时间~再按上述试验方法进行提取条件试验~比较茄尼醇的提取率和溶剂回收率~找出最佳工艺条件.2结果和讨论2.1溶剂选取试验结果溶剂选取试验的结果列于表1.表1不同溶剂提取烟叶中茄尼醇的结果溶剂正己烷PE 溶剂乙酸乙酯无水乙醇茄尼醇提取率(z /z )% 2.280 1.5170.007-溶剂回收率(V /V )%45.635.248.073.2注:提取率(W /W )%为(茄尼醇/烟末)的重量百分数;溶剂回收率(V /V )%为体积百分数.从上表可知~乙酸乙酯提取量很小~而无水乙醇作提取剂时抽提液中茄尼醇的含量少到未能检测到~原因是它们的极性偏大~而茄尼醇是弱极性的有机物~根据相似者相溶的溶解原则~二者均不适用于茄尼醇的提取.正己烷和PE 溶剂极性很小~均适用于茄尼醇的提取.从表面上看正己烷提取率明显高于PE 溶剂~但实际上由于PE 溶剂沸点较低~比正己烷易挥发~而试验温度又较高(55C )~因而PE 溶剂在抽提过程中已有很大一部分挥发而没有参与对茄尼醇的提取~考虑到这一重要因素~若降低萃取时的温度~使PE 溶剂挥发减少~其提取率必将大大升高.同时考虑到其价格远比正己烷便宜~故认为PE 溶剂在较低温度条件下对茄尼醇的提取~应该优于正己烷.2.2萃取条件试验结果萃取条件试验的结果列于表2.142第3期岑波等:从废次烟草中提取茄尼醇的新工艺研究表2PE溶剂在不同操作条件下对茄尼醇的提取结果操作条件室温搅拌回流3h室温搅拌回流2h室温搅拌回流1h45C搅拌回流2h35C搅拌回流2h25C搅拌回流2h茄尼醇提取率(W/W)% 2.115 2.227 1.954 1.653 2.4OO 2.227溶剂回收率(V/V)%65.265.965.747.865.665.9注,试验时室温为25C从表2可看出回流时间对提取有影响.搅拌时间长(室温3h)提取率反而下降原因是一部分溶剂用于提取烟叶中的其它成分如对一些杂质提取影响了对茄尼醇的提取.搅拌时间短(室温1h)烟叶中的茄尼醇未能充分溶出故提取率偏低.试验表明在室温条件下搅拌回流2h茄尼醇提取率最高.另外提取温度对茄尼醇的提取率和溶剂回收率均产生影响即提取温度过高(45C)提取率和溶剂回收率均不高显然是由于温度过高导致部分溶剂挥发而不参与对茄尼醇提取的缘故.而提取温度偏低(25C)茄尼醇的提取率也不高原因在于温度降低时茄尼醇的溶解度相应下降.试验表明在搅拌时间同为2h提取温度为35C时茄尼醇提取率和溶剂回收率为最高.综合上述二因素提取烟叶中茄尼醇的最佳工艺条件为,抽提温度为35C搅拌回流时间为2h.在这个工艺条件下PE溶剂对茄尼醇的提取率最高且溶剂回收率也较高.3结论废次烟叶经粉碎~水抽提预处理后可用PE溶剂提取其中的很有医药价值的茄尼醇.这是变废为宝提高烟草工业附加值的一条有效途径.相对于传统提取工艺使用的正己烷溶剂PE溶剂在最佳工艺条伴下不仅有较高的茄尼醇提取率和溶剂回收率更为重要的是它的价格远低于正已烷如能工业化生产可使整个生产过程的成本降低因而具有广阔的应用前景.参考文献,[1]段文贵陈小鹏安鑫南.从烟草中提取茄尼醇的方法[J].林产化工通汛2OOO 34(2),21-25.[2]程能林.溶剂手册(第2版)[M].北京,化学工业出版社1994.[3]赵瑾王超杰孙心齐.高效液相色谱法测定烟叶中茄尼醇的含量[J].色谱1997 15(6),544-545.Study on new technology of extracting solanesolf rom abandoned tobacco leavesCEN Bo DUAN Wen-gui ZHA0Shu-kai(College of Chemistry and Chemical Engineering Guangxi University Nanning53OO4 China)Abstract,Solanesol is an important starting material of medicine.This paper introduces a new method to extract solanesol from abandoned tobacco pared with current hexane solvent the PE sol-vent which is used in this new method not only has better ability to extract solanesol but also has higher recovery of solvent.Besides it is much cheaper than hexane.Key words,solanesol;abandoned tobacco;extraction(责任编辑张晓云唐汉民刘海涛) 242广西大学学报(自然科学版)第27卷从废次烟草中提取茄尼醇的新工艺研究作者:岑波, 段文贵, 赵树凯作者单位:广西大学,化学化工学院,广西,南宁,530004刊名:广西大学学报(自然科学版)英文刊名:JOURNAL OF GUANGXI UNIVERSITY (NATURAL SCIENCE EDITION)年,卷(期):2002,27(3)被引用次数:40次参考文献(3条)1.段文贵;陈小鹏;安鑫南从烟草中提取茄尼醇的方法 2000(02)2.程能林溶剂手册 19943.赵瑾;王超杰;孙心齐高效液相色谱法测定烟叶中茄尼醇的含量[期刊论文]-色谱 1997(06)本文读者也读过(10条)1.祖元刚.赵春建.李春英.史权.焦琰.ZU Yuan-gang.ZHAO Chun-jian.LI Chun-ying.SHI Quan.JIAO Yan 鲜法匀浆萃取烟叶中茄尼醇的研究[期刊论文]-高校化学工程学报2005,19(6)2.夏薇.俞迪虎.陈新志废次烟叶浸膏中茄尼醇的提取[期刊论文]-中国医药工业杂志2003,34(7)3.陶云海.任周阳.刘国清.古昆云南废次烟叶中茄尼醇的提取及含量测定[期刊论文]-云南大学学报(自然科学版)2002,24(2)4.李玉山.徐功奎.Li Yushan.Xu Gongkui废次烟叶中茄尼醇的提取工艺研究[期刊论文]-计算机与应用化学2010,27(2)5.赵亚梅.胡小玲.管萍.Zhao Yamei.Hu Xiaoling.Guan Ping茄尼醇的超临界流体萃取及过程优化[期刊论文]-西北工业大学学报2007,25(6)6.顾美娟.顾正桂.季小飞.Gu Meijuan.Gu Zhenggui.JI Xiaofei用萃取和结晶法提取茄尼醇的研究[期刊论文]-计算机与应用化学2008,25(2)7.张明时.黄俊学高效液相色谱法测定烟叶提取物中茄尼醇的含量[期刊论文]-色谱2001,19(5)8.郭毅.倪晋仁.黄文不同方法提取烟叶中的茄尼醇及其生物活性研究[期刊论文]-安徽农业科学2008,36(15)9.赵春建.李春英.付玉杰.祖元刚.ZHAO Chun-Jian.LI Chun-Ying.FU Yu-Jie.ZU Yuan-Gang废次烟叶中茄尼醇的超声提取及HPLC分析测定[期刊论文]-应用化学2005,22(11)10.夏敏.XIA Min废次烟草中茄尼醇提取条件的研究[期刊论文]-安徽农业科学2008,36(35)引证文献(40条)1.赵亚梅超临界CO<,2>流体萃取高纯度茄尼醇的研究[学位论文]硕士 20062.岑琴.周丽莉.王恩忠.赵卉.礼彤.王立红烟叶中茄尼醇的提取与分离[期刊论文]-中国现代应用药学2008(4)3.夏敏废次烟草中茄尼醇提取条件的研究[期刊论文]-安徽农业科学 2008(35)4.林富荣.周永生.陈新志茄尼醇的表征[期刊论文]-江苏化工 2008(4)5.李向科.吕惠生.张敏华人工神经网络对CO2高压萃取茄尼醇过程的模拟[期刊论文]-化学工业与工程2007(4)6.董占能.白聚川.吴立生.张皓东从废次烟叶中提取茄尼醇的研究[期刊论文]-中国资源综合利用 2008(1)7.逄敏洁.李多伟.史江华.肖策.许慧.令狐昱慰.李易非茄尼醇皂化除杂工艺研究[期刊论文]-西北药学杂志2008(1)8.柳先平.陈军辉.李磊.王小如.黎先春高效液相色谱-质谱法测定不同产地不同部位烟叶中茄尼醇[期刊论文]-岩矿测试 2007(2)9.王青豪.张熊禄.叶晨微波辐射从烟草下脚料中提取茄尼醇[期刊论文]-化工时刊 2006(10)10.康锋超临界萃取技术提取烟草中茄尼醇的工艺研究[学位论文]硕士 200411.顾美娟.顾正桂.刘玲多级错流萃取法从粗品茄尼醇皂化液中提取茄尼醇的研究[期刊论文]-现代化工2008(z2)12.李文松.杨运泉.罗和安.段正康.刘文英超临界CO2萃取烟叶中茄尼醇的工艺研究[期刊论文]-植物研究2007(4)13.赵良俊.于萍.马海滨.罗运柏混合溶剂与超声波辅助提取茄尼醇的工艺研究[期刊论文]-精细化工中间体 2007(1)14.边清泉.王秀峰.何志坚.李松烟草提取物中茄尼醇含量测定方法的研究[期刊论文]-绵阳师范学院学报2006(2)15.赵春建.李春英.付玉杰.祖元刚废次烟叶中茄尼醇的超声提取及HPLC分析测定[期刊论文]-应用化学2005(11)16.程传玲.汪文良.管仕栓.林文强.毛多斌烟叶中茄尼醇的提取及检测研究进展[期刊论文]-江苏农业科学2010(4)17.李春英.赵春建.祖元刚气相色谱法测定茄尼醇中有机溶剂残留量[期刊论文]-应用化学 2009(3)18.赵春建.杨磊.祖元刚.夏禄华.肖长文动态皂化萃取法提取茄尼醇的研究[期刊论文]-化学工程 2007(9)19.李明.潘扬烟叶中茄尼醇提取分离纯化与含量测定的研究进展[期刊论文]-医药导报 2006(12)20.董占能.白聚川.吴立生.谢芳琴从烟草废弃物中提取茄尼醇的工艺条件研究[期刊论文]-食品科技2008(7)21.石展望.陈韵从废次烟草中提取茄尼醇的工艺研究[期刊论文]-安徽农业科学 2012(18)22.冯佳佳.林军.顾正桂溶剂提取法制备茄尼醇粗品的工艺条件研究[期刊论文]-南京师范大学学报(工程技术版) 2009(3)23.顾美娟.顾正桂粗品茄尼醇皂化提纯的实验研究[期刊论文]-计算机与应用化学 2008(6)24.宓鹤鸣.位华.柳正良烟草的本草考证及药用研究进展[期刊论文]-药学实践杂志 2005(6)25.舒希凯.林小静.王岱杰.刘代成.耿岩玲.刘静.王晓废弃烟叶中茄尼醇对照品的制备[期刊论文]-山东科学 2011(3)26.安静.刘学芝.余泳昌废弃烟头类物质回收再利用的初步探讨[期刊论文]-绿色科技 2010(12)27.高敏.杨磊.祖元刚高效液相色谱法测定茄科植物废弃物中茄尼醇[期刊论文]-理化检验-化学分册2007(6)28.金凌.柳华贵.钟卫鸿烟草源茄尼醇的生物分离制备及转化应用进展[期刊论文]-科技通报 2007(4)29.祖元刚.赵春建.李春英.史权.焦琰鲜法匀浆萃取烟叶中茄尼醇的研究[期刊论文]-高校化学工程学报2005(6)30.位华烟草中若干药用物质的提取分离与质量分析[学位论文]硕士 200531.肖如武.陈越立烟梗资源综合利用的研究进展[期刊论文]-科技信息 2012(15)32.顾正桂.刘玲.顾美娟.林军采用分离集成技术提取废弃烟叶中精品茄尼醇[期刊论文]-化学工程2010(10)33.鲁蕾.付敏.郭宝星烟梗成分提取及其应用研究[期刊论文]-四川化工 2004(1)34.胡伟.何洪城.谭利娟废次烟草中有效成分研究进展[期刊论文]-湖南林业科技 2005(5)35.钱诚辅酶Q<,7>化合物的合成研究[学位论文]硕士 200636.唐飞宇辅酶Q类化合物的合成研究[学位论文]博士 200537.曹晓玉.杨佳玫.杨虹琦.王玉平.尹丽莉烟草萜烯类化合物种类及其分析方法研究进展[期刊论文]-作物研究 2013(3)38.陈爱国.申国明.梁晓芳.刘光亮.裴军.李峰.吕士芳.王文杰.岳永兴.王先伟茄尼醇的研究进展与展望[期刊论文]-中国烟草科学 2007(6)39.唐磊从废烟草中提取茄尼醇的研究[学位论文]硕士 200640.张征烟叶中茄尼醇微波萃取方法研究[学位论文]硕士 2005引用本文格式:岑波.段文贵.赵树凯从废次烟草中提取茄尼醇的新工艺研究[期刊论文]-广西大学学报(自然科学版) 2002(3)。
烟叶提取物
烟碱和茄尼醇提取工艺简介1.1材料废烟叶,由福建龙岩烟草生产基地提供.烟碱、茄尼醇标准品,购自山东安隆医药生物工程有限公司,纯度分别为98%和97.7%.1.2方法1)烟碱与茄尼醇的提取与纯化方法.取一定量的废烟叶,压成碎片.加入硫酸水溶液提取烟碱,离心,分别收集烟碱提取液与烟叶渣.烟碱粗提物经732阳离子交换树脂富集、汽提蒸馏、石油醚萃取等方法纯化,即获得高纯度烟碱.将上述烟叶渣用丙酮提取,获得茄尼醇粗提物.粗提物经皂化、石油醚一水萃取后,再经大孔树脂柱层析分离、结晶,即获得高纯度茄尼醇.2)烟碱的分析方法.采用鞣酸显色法进行烟碱的定性分析.采用液相色谱法进行烟碱的定量分析(HPLC SHIMADZU,色谱柱Nova—Pak C18 3.9 mm x 150 mm,流动相磷酸氢二钠缓冲液(pH3.8,三乙胺含量为0.2%):甲醇=95:5,检测波长259 nm).3)茄尼醇的分析方法.采用薄层色谱法进行茄尼醇的定性和半定量分析(展开剂:石油醚:乙酸乙酯=4:1).采用液相色谱法进行茄尼醇的定量分析(HPLC SHIMADZU,色谱柱Nova —Pak C18 3.9 turn×150 mm。
流动相:甲醇:乙腈=95:5,检测波长210 rim).2.1废烟叶中烟碱与茄尼醇的含量测定取废烟叶10 g,用200 mL含0.5%硫酸的新鲜硫酸水溶液,在30℃条件下提取3 h.重复提取4次.第1次提取,烟碱提取率可达95.2%.提取2次废烟叶中烟碱提取率达到99.9%.第3次提取时,所得烟碱量小于1 mg,可认为提取2次废烟叶中烟碱已经被基本提尽.取同一批废烟叶10 g,加入100 mL丙酮,表1烟碱与茄尼醇的含量测定【10 g 废烟叶)在50℃条件下提取5 h.重复提取4次.2次提Tab.1 Determination of content of solanesol and取,茄尼醇提取率达到94.3%.第4次提取时,提取液中茄尼醇浓度小于检测极限.烟碱与茄尼醇的含量测定数据见表1.本实验所用废烟叶原料的含水量为8.1%,烟碱与茄尼醇的含量分别为3.34%与1.23%.2.2.1烟碱提取条件的优化烟碱为强极性碱性物质,可采用水为溶剂进行提取.利用硫酸水溶液进行烟碱提取,有利于提高烟碱提取率.对影响烟碱提取率的主要目素(提取液中硫酸用量、提取温度、提取时间、液固比及提取次数)进行了优化研究.经优化的提取条件为:硫酸用量0.5%,30℃,提取时间2 h,液固比20:1,提取次数1次.在该条件下重复实验3次,烟叶烟碱的平均提取率为94.与%,提取物中烟碱含量约为10%一12%(干重).2.2.2烟碱的汽提蒸馏汽提蒸馏不仅可以去除色素,还可以去除其它可溶性杂质.在蒸馏之前,需向洗脱液中加入适量强碱溶液(调pHl3以上),以保证蒸馏过程中烟碱始终以分子状态存在.采用鞣酸显色法快速判定蒸馏结束时间,若蒸出液遇鞣酸无明显白色沉淀出现,则可停止蒸馏。
废弃烟叶中茄尼醇粗品提取工艺研究
称取 25 . g粉 碎 烟 叶 放 入 锥 形 瓶 中 , 确 量 取 石 油 醚 准
烟草 ( ct n bcm L ) Ni i at au . 为茄科 烟 草属 植 物 , oa a 所含
1 2 实验方 法 .
成分 复杂 , 中许 多单 体 化 学 成分 ( 其 如茄 尼 醇 等 ) 人 类 对
是有益 的物质 , 有很高 的药用 价值 … 。 具
121 原材 料预处 理 ..
安徽农学通报 ,n u giSiB l 2 1 1 ( ) A h i r c. u1 00,6 9 . .
废 弃烟 叶 中茄 尼 醇 粗 品提 取 工 艺 研 究
吴 丽君 管 丽 俞 锞 葛传兵 张宽朝
( 1安徽农业大学农学 院, 安徽合肥 2 0 3 2安徽农业大学生命 科学学 院, 30 6; 安徽合肥 203 ) 3 0 6
中图分类号
¥7 52
文献标识码
A
文章编号
10 0 7—73 (0 0 0 7 1 2 1 9—3 0 J 4— 2
S u y o t a t n Te h is o o a e o r m s a d To a c t d n Ex r c i c n c fS l n s lf o Dic r b c o o
适 当尺 寸 , 用 。 备
烟 叶 5  ̄烘 干 , 粉碎 机 粉 碎 至 0C 用 精确
茄 尼醇是 一 种 不 饱 和 的 聚异 戊 二 烯 醇 , 四倍 半 萜 属 醇, 在化学 和药物 化学 中有着 非 常 重要 的作用 , 药 物合 是 成的重要 原料 , 要 存 在 于 烟 草 、 主 马铃 薯 和 桑 叶 中 。 由于茄 尼醇本 身含有 多个非 共轭双 键 , 具有非 常 强烈 的清 除细胞 内 自由基 的性 能。大量 研究结 果表 明 , 茄尼 醇不 仅 具有 较强 的抗癌 生物 活性 , 而且 能合成 心血 管疾 病 、 抗癌 、
浅析烟草废弃物的综合利用以及发展前景
浅析烟草废弃物的综合利用以及发展前景当前我国卷烟的原材料主要来源于烟草种植,在烟草种植中所产生的副产物及卷烟工业中所产生的废弃物占据大半的生物学产量,为了促进我国卷烟行业快速发展及持续发展,在工业生产过程中需要对烟草废弃物进行综合利用,本文主要是对烟草废弃物开发烟草植物蛋白、茄尼醇、烟碱等产品技术发展的现状及发展前景进行探究与分析。
标签:烟草废弃物;综合利用;发展前景烟草是我国重要的经济作物,每年烟草种植的产量及种植面积都排在世界的首位,对我国的国民经济发展具有积极的促进作用。
但在卷烟生产过程中,烟叶利用方式较为单一,在生产过程中仍采用传统生产模式,主要是用于雪茄、水烟、卷烟等非生活嗜好品的制作,其生物学特性不能得到充分发挥和利用,烟草的烟叶、烟末等遭到废弃,难以用到卷烟生产过程中去。
此外,还有大量烟草秸秆、烟花等废弃物占据卷烟生产原料总产量的比重较大,这些副产物不能得到有效的利用,不仅会造成严重的浪费,还会带来严重的环境污染问题,这也是当前我国烟草行业所面临的重要问题,为了促进我国烟草行业的发展,就要加强对烟草废弃物的利用效率,提高烟农经济效益。
一、烟草废弃物烟草废弃物主要是指不能用于烟草制作行业中的烟草组成部分,卷烟加工中的等外级及低等级烟叶、以及卷烟企业中长期寄存的烟根、烟末等,主要包括烟杆(又称为烟梗、烟茎、烟秆)、烟花、烟种、烟筋(叶脉)、上部烟叶等,各部分会因烟草种类的不同而产生一定的变动。
而烟草废弃物中所含的化学成分较多,目前在烟草体内检测出的化学成分主要包括芳香烃、各种烃、酯、醛、生物碱、醌、色素、氨基酸和蛋白类、类异戊二烯衍生物等共有1000多类。
根据对其化学成分的进一步细分风险,其中化合物共有蛋白质、果胶、甘油三酯、纤维素、有机酸、植物碱、淀粉等3000多种,其使用价值较高。
二、烟草废弃物的综合利用当前我国在卷烟生产和制造过程中造成大量烟草废弃物浪费的现象,对我国生态环境造成破坏,因此加强对烟草废弃物的综合利用具有重要的作用和意义,将烟草废弃物进行资源化处理,减少处理成本,提高烟草废弃物的经济效益,减少对环境污染和资源的浪费。
烟叶生产中茎杆废弃物的利用
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制造纤维板和刨花板
• 烟杆木质化纤维扁而宽、易扭曲,是制 造高密度纤维板的理想原料。烟杆纤维 中含有的果胶和木质素,在165—175℃ 下变粘,在高压加热作用下可将纤维彼 此粘结起来,纤维表面的纤维分子之间 的分子引力和氢键结合力的作用,可以 实现无胶制板。 普通刨花板是将木质碎料用合成树脂胶 粘接而成的板材, 而600 kg烟杆即可生 产l 立方米刨花板,该技术在我国和世 界各国都得到很大发展,为提高木材利 用率和保护森林资源起到十分重要的作 用。 福建松溪刨花厂用烟杆成功开发非木质 人造板,把木材原料与烟杆原料按6:4 比例搭配生产,生产出来的板材与全木 料生产的板材质量基本相同,成本节约 1/3。
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提取茄尼醇及其衍生物
• 茄尼醇在生物化学和药物化学中有着 非常重要的作用,是药物合成的重要 原料。它含有多个非共轭双键,具有 非常强烈的吸收自由基的性能,且具 有较强的抗癌生物活性,是合成心血 管疾病、抗癌、抗溃疡等新型药物的 中间体,而且自身也有药用价值,在 医学上用途广泛。 • 2003年7月22日,从废弃烟叶中提取 茄尼醇合成辅酶Q10、年产3吨的一条 龙工业化生产线建成。此项目由云南 高新创业投资有限公司出资1200万元 参与陆良云大通发生物产业有限公司 在省科技厅立项,与云南大学组织技 术力量潜心研发辅酶Q10的合成工艺 ,历时三年。预计每年将为云南烟农 增加近千万元的收入。
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提取烟碱及其衍生物
烟碱(Nicotine),俗名尼古丁,是一种 存在于茄科植物(茄属)中的生物碱。烟 碱是无色透明的油状挥发性液体,为烟草 的重要成分——广泛应用于精细化工、制 药、有机合成、国防工业和农业等领域。 烟酸(nicotinic acid),又名尼古丁酸,由 烟碱经氧化得到。烟酸是维生素B族的一 员,可制备防止癞皮病和维生素缺乏症的 药物。 烟碱和喹啉经氧化制得异烟酸,再与水合 肼缩合得异烟肼。异烟肼是高效、低毒、 价廉的抗结核药物。 烟酸与氨反应可得烟酰胺(Niacinamide), 用于治疗末梢血管痉挛、动脉硬化等。 硫酸烟碱(Nicotine Sulphate):可用作杀 虫剂,还可以用作原料药。柠檬酸烟碱是 生产高级香烟品质改良剂的主要组份。
废次烟草中的茄尼醇提取及其生物活性研究的开题报告
废次烟草中的茄尼醇提取及其生物活性研究的开题报告
标题:
废次烟草中的茄尼醇提取及其生物活性研究
背景:
尼古丁是烟草中最主要的化学成分之一,但烟草中还含有一些其他化合物,其中茄尼醇是一种生物活性物质,具有广泛的药理活性。
近年来,一些研究表明废次烟草
中的茄尼醇含量较高,因此探究废次烟草中茄尼醇的提取方法及其生物活性具有一定
的研究价值。
研究目的:
1. 建立一种高效的废次烟草中茄尼醇提取方法。
2. 探究废次烟草中茄尼醇的生物活性,包括抗氧化、抗炎、抗癌等方面。
3. 探究废次烟草中茄尼醇与其他化合物的相互作用及其影响。
研究内容:
1. 废次烟草中茄尼醇提取方法的优化研究。
利用超临界流体萃取、超声波萃取、水提取等方法对废次烟草中茄尼醇进行提取,通过对提取率、成分分析等指标的比较,选择一种最优的提取方法。
2. 废次烟草中茄尼醇的生物活性研究。
包括抗氧化、抗炎、抗癌等多个方面。
通过体外实验及小鼠实验检测其生物活性。
3. 废次烟草中茄尼醇与其他化合物的相互作用及其影响研究。
通过大量分子模拟研究,探究废次烟草中茄尼醇与其他化合物的相互作用及其对生物活性的影响。
研究意义:
通过本研究,可以对废次烟草中的茄尼醇进行充分利用,挖掘其药用价值。
同时,对于改善烟草加工环境,降低烟草污染物的排放,减少烟草加工废弃物的环境影响具
有一定的参考价值。
烟叶生产中茎杆废弃物的利用
烟叶生产中茎杆废弃物
家禽饲料
用烟杆制取活性炭
制造纤维板和刨花板
烟杆造纸技术
肥料
图为云南省会泽县红云红河烟草 (集团)有限责任公司免费将2360吨废 烟梗堆沤优质有机肥,以支持该县绿色 蔬菜基地的发展。在堆沤过程中采取下 垫塑料膜防止沤液浸入地下污染地下水、 上盖防雨蓬防止雨水浸淋、严格控制浇 水量防产生过多沤液污染环境。据查, 烟梗中氮、磷钾含量分别为1.63%、 0.29%、2.71%,堆沤腐熟后是各种蔬 菜最优质的肥料。该批废烟梗相当于尿 素83.6吨,普钙57.0吨,硫酸钾127.9吨, 价值86万余元。
制造饲料
将烟草生产废弃物烟筋、烟杆、 碎末晒干,粉碎成粉状掺到其它词料 中喂禽畜,禽畜特别爱 吃,生长快, 可增重,对禽畜产和品质无不良影 响。据有关测试分析烟 草茎秆富含 糖,还含有某些微量元素,是值得 推广的新型词料。 右图为家禽饲料颗粒剂,可将处 理后的烟草废弃物干燥压缩至颗粒 状用于饲养。
茄尼醇在日本、韩国、西欧、北美 均有市场,质量分数≥17%的茄尼醇 与醇酯混合物售价7万/吨,质量分数 >25%的茄尼醇不皂化物售价20~25 万/吨。
茎杆焚烧
• 传统的处理方法是直接焚烧, 焚烧后的草木灰可以作为肥料 肥田。但是这样利用效率低下 ,且对环境污染严重。 • 目前国内某些企业利用新型锅 炉焚烧粉碎后的烟叶废弃物碎 料或者颗粒焚烧供能,大大提 高了利用率。
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提取茄尼醇及其衍生物
• 茄尼醇在生物化学和药物化学中有着 非常重要的作用,是药物合成的重要 原料。它含有多个非共轭双键,具有 非常强烈的吸收自由基的性能,且具 有较强的抗癌生物活性,是合成心血 管疾病、抗癌、抗溃疡等新型药物的 中间体,而且自身也有药用价值,在 医学上用途广泛。 • 2003年7月22日,从废弃烟叶中提取 茄尼醇合成辅酶Q10、年产3吨的一条 龙工业化生产线建成。此项目由云南 高新创业投资有限公司出资1200万元 参与陆良云大通发生物产业有限公司 在省科技厅立项,与云南大学组织技 术力量潜心研发辅酶Q10的合成工艺 ,历时三年。预计每年将为云南烟农 增加近千万元的收入。
从废次烟叶中提取茄尼醇的研究
2 卷烟 废 料 初 K 2 C F 石林 、 良 2 0 363 宜 0 5年 昆 明卷 烟 厂 3 烤烟 废 料 中等 ( 自定 ) 4 烤烟 废 料 上 等 ( 自定 ) 5 烤 烟 废料 下 等 ( 自定 ) 江 川 2 0 0 6年 江川 县 大庄 村 江 川 2 0 0 6年 江 川 县 大庄 村 江川 2 0 0 5年 江 川 县大 庄 村
D n hne g,a uh alWuLse ,hn oog ogZ ann B iJc un, i n Z agHadn I h
( ,a a y o vrn na ce c n n iern , n n iesy o ce c n e h oo y Ku mig 6 0 9 C ia 1F ch fEn i me tlS in e a d E gn eig Ku mig Unv ri f S in e a d T c n lg , n n 5 0 3, hn ; o t
茄尼醇是一 种不饱 和的聚异戊二 烯醇 , 四倍半 属 萜 醇 , 子式 为 C H4 分 子 量 6 0 为 蜡 状 白色 固 编号 类 型 分 7 0, 3, 体, 点4 熔 2℃ , 于 有 机溶 剂 , 溶 不溶 于 水 , 旋 光 活 无 性 , 化学 和药 物化学 中有着非 常 重要 的作 用 , 药 在 是
董 占能 , 白聚 川 , 立 生 , 皓 东 吴 张
(. 明理 工大 学 环境 科 学 与 工 程 学院 , 南 昆) 1昆 云 50 32云 云 50 1 摘 要 : 用有 机溶 剂 浸取 法从 烟 草废 弃 物 中提 取 茄 尼 醇 , 萃 取溶 剂和 工艺 条 件 进 行 了 筛选 , 采 对 实验 结 果表
烟草废弃物中茄尼醇等有效成分的提取分离与含量分析的开题报告
烟草废弃物中茄尼醇等有效成分的提取分离与含量分析的
开题报告
研究背景:
烟草废弃物是一种重要的农业废弃物资源,可用于制备生物活性物质。
茄尼醇是一种具有强烈抗氧化、抗菌、抗肿瘤和抗炎的性质的天然化合物,广泛存在于植物中。
烟草叶中含有大量的茄尼醇,但在制烟过程中大部分茄尼醇被丢弃,导致资源浪费。
因此,研究烟草废弃物中茄尼醇的提取、分离与含量分析对于资源开发与利用非常重要。
研究目的:
本研究的目的是提取、分离烟草废弃物中的茄尼醇等有效成分,并通过分析其含量,为烟草废弃物资源的开发利用提供技术支持。
研究方法:
1. 烟草废弃物样品的制备:将烟草叶碎成小颗粒,经过干燥和筛选后得到烟草废弃物样品。
2. 提取茄尼醇等有效成分:采用超声波提取法或微波辅助萃取法提取样品中的茄尼醇等有效成分。
3. 分离茄尼醇等有效成分:采用化学分离或色谱分离技术对提取物进行纯化和分离。
4. 茄尼醇等有效成分的含量分析:采用高效液相色谱法或气相色谱法等技术对分离得到的茄尼醇等有效成分的含量进行分析。
预期结果:
通过本研究,可得到烟草废弃物中茄尼醇等有效成分的纯化和分离,并得到其含量分析结果。
本研究结果可为烟草废弃物资源的开发和利用提供技术支持,并为生物
医学领域的茄尼醇应用提供参考。
高纯茄尼醇提取技术
辅酶Q10中间体——高纯茄尼醇(90%)生产技术一.总论1. 概述茄尼醇(Solanesol)是九聚戊二烯伯醇,三倍半萜烯醇,分子式为C45H74O 。
它是一种蜡状白色固体,熔点41.5~42.5℃,不溶于水,易溶于多种有机溶剂。
通过大量研究得知,茄尼醇是植物中普遍存在于叶子中的成分之一,烟叶、马铃薯叶和桑叶中含量突出,尤其是烟叶中茄尼醇高达0.3―3% 。
茄尼醇是药物合成的重要原料,是泛醌的中间体。
它是辅酶Q10(治疗心脏病和保健药)和维生素K2的侧链。
目前世界许多发达国家已生产和应用的辅酶Q10 ,依赖高纯度的茄尼醇作为原料。
我国对高纯度茄尼醇的用量也相当可观。
本项目采用新型工艺提纯茄尼醇,具有国际先进技术水平和即时的社会经济效益。
2.项目的社会经济意义茄尼醇是长链半萜烯醇化合物,本身含有多个非共轭双键,具有非常强烈的吸收自由基的性能。
因此,在生物化学中有着非常重要的作用。
是生产辅酶Q10的主要原料。
许多药物当连接上茄尼醇这样长链烯基,往往可以获得某些优良的性能,例如行之有效的抗癌药SBD,当运用茄尼醇为原料来合成时,其药效就可提高五倍,若有大量廉价的高纯茄尼醇供应,这种SBD抗癌增效药就可能在实际中广泛使用。
因此,本项目的实施对于药物的合成具有高度的理论和实践指导意义。
我们1994年开始在实验室采用多种不同方法直接从烟叶提纯到90%以上,也有由60~70%含量的粗品茄尼醇纯化90%以上。
本工艺操作简单、生产成本低、工艺独特、环境污染很小。
同时我们用自己纯化的茄尼醇用于实验室合成辅酶Q10 。
小试辅酶Q10已完成,表明我们纯化工艺是可行的。
因此,本项目的实施对于提升我国茄尼醇生产技术水平,提高产品的国际竞争力,具有重大的经济效益和社会效益。
3.项目计划目标(1)总体目标本项目设备投资320万元,项目完成后,建立100kg级茄尼醇生产装置,生产销售10吨茄尼醇。
(2)阶段目标本项目执行期间计划的阶段目标第一阶段:100公斤级生产装置设计建造及试生产。
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从废烟草中提取和初步精制茄尼醇学院:******************专业:******************学号:******************姓名:******************指导教师:******************2006年6月优秀学位论文作者声明本人郑重声明:所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
本人完全了解有关保障、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关学位论文管理机构送交论文的复印件和电子版。
同意省级优秀学位论文评选机构将本学位论文通过影印、缩印、扫描等方式进行保存、摘编或汇编;同意本论文被编入有关数据库进行检索和查阅。
本学位论文内容不涉及国家机密。
论文题目:从废烟草中提取和初步精制茄尼醇作者单位:************作者签名:***2006年5月30日目 录目 录 (3)摘 要 (6)Abstract (7)第一章 文献综述 (8)1.1茄尼醇概况 (8)1.2 天然产物提取方法概述 (8)1.2.1溶剂提取法 (8)1.2.2 分子蒸馏法 (9)萃取 (9)1.2.3 超临界CO21.2.4 微波辅助萃取 (10)1.3 茄尼醇的分析检测方法 (10)1.3.1 气相色谱法 (10)1.3.2 薄层色谱法 (10)1.3.3 库仑分析法 (11)1.3.4 高效液相色谱法 (11)1.4 茄尼醇工业生产概况 (11)1.4.1 茄尼醇工业生产历史介绍 (11)1.4.2 国内茄尼醇工业化生产状况 (12)1.4.3 茄尼醇生产前景 (13)1.4.4 茄尼醇的市场前景 (13)1.5 本文工作设想 (13)第二章 实验部分 (14)2.1 实验原料,试剂以及仪器设备 (14)2.1.1 实验原料 (14)2.1.2 主要仪器及试剂 (14)2.1.2.1主要仪器 (14)2.1.2.2 试剂 (14)2.2 从废弃烟叶中提取茄尼醇粗品 (15)2.2.1 原料预处理 (15)2.2.2 提取实验 (15)2.2.2.1 实验条件筛选 (15)2.2.2.2 提取溶剂筛选 (15)2.2.2.3 溶剂配比筛选 (15)2.3 茄尼醇粗品的精制 (16)2.4 茄尼醇产品的分析检测 (16)2.4.1 茄尼醇的薄层色谱(TLC)分离及红外检测 (16)2.4.1.1 茄尼醇的薄层色谱(TLC)分离 (16)2.4.1.2 茄尼醇的红外检测 (16)2.4.2高效液相色谱含量分析 (16)第三章 实验结果与讨论 (18)3.1从废弃烟叶中提取茄尼醇粗品的结果与讨论 (18)3.1.1实验方法的选择 (18)3.1.2 提取溶剂的选择 (18)3.1.3 混合溶剂配比的选择 (20)3.1.4 确立条件 (20)3.2茄尼醇粗品初步精制的结果与讨论 (21)3.2.1 初步精制小结 (21)3.2.2 皂化与碱的选择 (21)3.2.3 皂化后分离系统的选择 (21)3.2.4 脱蜡和重结晶过程 (22)3.2.4.1 脱蜡和重结晶小结 (22)3.2.4.2 重结晶条件选择 (22)3.3工艺流程的简单设计 (23)3.3.1 粗提工艺设计流程图 (23)3.3.2 精制工艺设计流程图 (24)3.3.3 工艺简单设计的小结 (25)3.4茄尼醇产品的分析检测的结果与讨论 (25)3.4.1红外检测的结果与讨论 (25)3.4.2效液相色谱含量分析的结果与讨论 (26)3.4.2.1 粗品的HPLC检测结果 (26)3.4.2.2 精制产品的HPLC检测结果 (27)3.4.3 结果的讨论 (29)3.5 未来工作的展望 (29)第四章 结论 (30)参考文献 (31)致 谢 (33)从废烟草中提取和初步精制茄尼醇指导教师:*** 学生:***摘 要茄尼醇(C45H74O) 是一种长链的脂肪醇,弱极性,蜡状白色固体,熔点31~32℃,难溶于水,易溶于正己烷、乙醚、丙酮、汽油等多种有机溶剂[1]。
茄尼醇在生物化学中有着非常重要的作用,具有抗菌、消炎、治疗心血管疾病及抗溃疡等作用,主要用于合成辅酶Q10、维生素K2、抗癌增效剂SDB,也有希望成为具有医疗效果的物质[2]。
目前,国内在提取与精制工艺上相对比较落后,只有大量的低含量茄尼醇粗品廉价出口到日本和西方国家进口,但是,国内的医药合成企业使用的茄尼醇(含量在90%以上)多依赖高价从日本和西方国家进口[3]。
基于此,本文对茄尼醇的提取与初步精制展开了研究,并在从废烟叶中提取茄尼醇的操作程序,提取溶剂、茄尼醇粗品初步精制以及快速分析产品含量方面取得了一定的成果。
通过平行对照实验,对从烟草中提取茄尼醇粗品的提取条件以及提取溶剂进行了选择和优化,找到了以成本较低,毒性较小的95%乙醇和石油醚混合溶剂为提取剂,并且在超声的辅助下进行提取,取得了较好的效果,获得了含量15%左右的茄尼醇粗品。
在初步精制茄尼醇粗品的过程中,有机结合溶剂脱蜡和冷冻脱蜡两种方法,获得了不低于75%含量的茄尼醇产品,达到了预期的实验目的。
结合实际生产的需要,简单的设计了以提取茄尼醇为主,综合利用废烟草的工艺流程,为以后的实际应用打下了一定的理论基础。
关键词:烟草 茄尼醇 提取 精制 分析AbstractSolanesol(C45H74O), a kind of white waxy solid, whose melt-point is between 31 and 32 degrees centigrade, is a long-chain, fatty, weak-polar and unsaturated alcohol which is hardly dissolved in water but easily dissolved in various kinds of organic solvents such as hexane, ether, acetone, petrol and so on.Solanesol plays a very important role in biochemistry, which can act as antibiotics, diminish inflammation, cure heart disease and resist ulcer, and is mainly applied in the field of synthesizing Coenzyme Q10, vitamin K2, SDB. Moreover, the solanesol is also a kind of substances that has potential medical effects. However, the current study in our country is back-ward compared to the world, especially in the field of extraction and purification. Although there are some papers reporting on such project, we still have not seen them putting into application and companies producing medicine mainly import solanesol with purity over 90% as reactant, at the same time export solanesol with low purity.That is why my paper chooses to study the course of extracting and purifying solanesol, and has already made some progress in operation sequence, solvents of extraction, method of purification and content analyzing.From the comparative experiments, I have already optimized the condition and solvent-choosing of extracting solanesol from tobacco leave to produce semi-finished product and found out that the mixture of 95% alcohol and petroleum ether, which is used as extracting solvent under supersonic condition, is relatively a low-cost and low-toxin solvent that operates well in the experiments. The 15% purity solanesol is obtained.Besides, in the course of purifying semi-finished products, the combined using of solvent dewaxing and freezing dewaxing produces the solanesol product with a purity no less than 75% as what I expect. At the same time, the results lay a theoretical foundation for future industrial application.Keywords: tobacco leaves, solanesol, extraction, purification, analyzing第一章 文献综述 1.1茄尼醇概况 茄尼醇是一种不饱和的九聚异戊二烯醇,英文名称为Solanesol,分子式为C 45H 74O ;分子量为631,熔点为31~32℃,结构式为[4][5]: 8H CH 2C CH CH 3CH 2CH 2C CH CH 3CH 2OH 茄尼醇主要存在于烤烟的烟叶中,含量在0.5~3%之间[5] [6]。