车前草黄酮类化合物的微波辅助提取工艺研究78860989.doc
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1、闽南师范大学闽南师范大学 毕业论文毕业论文(设计)(设计) 车前草黄酮类化合物的微波辅助提取工艺研究车前草黄酮类化合物的微波辅助提取工艺研究 Study on Microwave-assisted Extraction Technology of flavonoids in Plantago asiatica 系 别: 生物科学与技术系 专 业: 食品科学与工程 I 摘要 研究车前草黄酮类化合物的微波辅助提取工艺。本实验建立在普通乙醇浸 提法的基础上辅以微波辅助提取的方法,对车前草中黄酮类化合物提取的工艺 研究。本实验采用单因素试验确定乙醇浓度、料液比、微波时间、微波功率、 水浴时间、水浴温度
2、等因素对车前草黄酮类化合物提取工艺的影响,利用正交 试验确定最佳工艺条件。结果表明:车前草黄酮类化合物微波辅助提取法的最佳 工艺条件为乙醇浓度70%、料液比140、微波功率700 W、微波时间80 s、水浴 时间1.5 h、水浴温度80,在此条件下车前草中黄酮类化合物提取率为 27.32%。微波辅助提取法相比普通浸提法用时短、提取率高。 关键词:车前草;黄酮;微波辅助;提取工艺 Abstract This is a study on microwave - assisted extraction technology of plantains flavonoid, which based on
3、 common ethanol immersion extraction accompanied by the microwave. The experiment applied single-factor test to confirm the influential elements of the extraction technology of plantains flavonoid, including ethanol concentration, solid-liquid ratio, microwave irradiation time, microwave power, time
4、 and temperature of water bath, and the orthogonal experiment to make sure the optimum technological conditions .The results showed that: the optimum conditions of microwave-assisted extraction plantain flavonoid were 70% ethanol concentration, ratio of solid to liquid 1:40, 700 W microwave power, 8
5、0 s microwave time, 1.5 h bath time, and the temperature is 80 . The extraction rate of flavonoid under such circumstance was 27.32%. So, Microwave-assisted extraction is a time-saving and high-efficient method than ordinary extraction. Key words: Plantago major; flavonoids; microwave-assisted; extr
6、action process 1 目录 摘要I 前言1 1 实验材料与方法1 1.1 材料1 1.1.2 试剂1 1.1.3 仪器2 1.2 实验方法2 1.2.1 样品处理.2 1.2.2 芦丁标准曲线的绘制.2 1.2.3 微波提取条件的优化.3 1.2.4 常规提取法与微波辅助提取法的比较3 2 结果与分析3 2.1 车前草总黄酮提取单因素实验3 2.1.1 乙醇浓度对车前草黄酮类化合物含量提取效果的影响.3 2.1.2 料液比对车前草黄酮类化合物含量提取效果的影响4 2.1.3 微波时间对车前草黄酮类化合物含量提取效果的影响.4 2.1.4 微波功率对车前草黄酮类化合物含量提取效果的影
7、响.5 2.1.5 水浴温度对车前草黄酮类化合物含量提取效果的影响.5 2.1.6 水浴时间对车前草黄酮类化合物含量提取效果的影响.6 2.2 正交实验.6 2.3 常规提取法与微波辅助提取法比较7 3 讨论7 参考文献:8 附表9 致谢12 1 前言 车前草是我国传统名贵中药,又名车前、车轮菜、猪耳草、钱串草等,为车 前科植物车前或平车前的干燥全草。连花茎高达 50 厘米,具须根。生长在山野、 路旁、花圃、河边等地。根茎短缩肥厚,密生须状根。叶全部根生,叶片平滑, 广卵形,边缘波状,间有不明显钝齿,主脉五条。现代医学和中医药理研究表 明,车前全草中主要有效成分为乌苏酸、车前苷、环烯醚甙类成分
8、,其中环烯 醚甙类包括桃叶珊瑚甙、梓醇、京尼平甙酸、蜜特力甙等;黄酮类如车前甙、 黄芩素等;此外还古有生物碱、蛋白质、氨基酸、大量脂肪酸类、固醇类及酚 酸类,在提高人体免疫能力、抗衰老、抑制肿瘤、补五脏虚劳、改善糖尿病症 状和萎缩性胃炎等方面有明显疗效1。 黄酮类化合物是一类存在于植物中的天然产物,在自然界中广泛分布,是 目前倍受关注的天然活性产物之一。黄酮类化合物又称生物类黄酮,是色原酮 或色原烷的衍生物,以黄酮(2-苯基色原酮)为母核而衍生的一类黄色色素。 可分为黄酮类、异黄酮类、黄酮醇类、黄烷酮类等,广义的范围还包括查耳酮、 异黄烷酮、双黄酮及茶多酚2。 黄酮类化合物具有广泛的生物学功能
9、,包括抗氧化,降血脂,抑制血小板 凝聚,在生物体内有预防心血管疾病,防癌抗癌,调节免疫,抗衰老,抗菌杀 菌,提高记忆力,抗过敏,利胆等诸多药理作用及功效3-4。黄酮类化合物的抗 氧化功能与其他外源性抗氧化剂相比,具有无毒、安全和来源广等特点。 本实验运用微波辅助法对车前草中黄酮类化合物进行提取,测定其粗提物 中的黄酮含量,并与普通浸提法相比较,为车前草的开发利用提供理论参考依 据。 1 1 实验材料与方法实验材料与方法 1.1 实验材料 1.1.1 材料 原料:车前草,购于漳州市芗城区北桥市场。 2 y y = = 1 15 5. .4 48 88 8x x - - 0 0. .0 08 85
10、 58 8 R R2 2 = = 0 0. .9 99 99 9 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 00.010.020.030.040.050.060.070.080.09 芦丁浓度(mg/mL) 吸光度 1.1.2 试剂 芦丁,无水乙醇,亚硝酸钠,硝酸铝,氢氧化钠。 1.1.3 仪器 HH-2 型数显恒温水浴锅:金坛市江南仪器厂;UV-2102 PC 型紫外可见分光 光度计:尤尼柯(上海)仪器有限公司;LXJ-1IB 大容量多管离心机:郑州长 城科工贸有限公司;DHG 型智能电热鼓风干燥箱(原 101 系列):上海成顺仪 器表有限公司、南通嘉程仪器有限公司合作出品;电
11、子天秤:北京赛多利斯天 平有限公司;微波炉。 1.2 实验方法 1.2.1 样品处理 将新鲜车前草洗净、清水漂洗并沥干其表面水分,于(801)鼓风干燥 48 h 左右,冷却后粉碎,过 40 目筛,装于试样瓶中,避光存放、备用。 1.2.2 芦丁标准曲线的绘制5-6 准确称取芦丁对照 8 mg,用体积分数 70%乙醇定容至 10 mL 容量瓶中,得 到 0.8 mg/mL 标准溶液。精密吸取标准溶液 0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL, 分别置于 10 mL 具塞试管中,加质量分数 5% NaNO2 0.4 mL,放置 6 min 后, 加质量分数 10%硝酸铝 0.4 mL,
12、放置 6 min,再加质量分数 4.3% NaOH 4 mL, 加蒸馏水至 10 mL,摇匀,放置 15 min,进行全波长扫描,在 510 nm 处有最大 吸收波长,以试剂作空白参比,测定吸光度。以芦丁浓度 x(mg/mL)为横坐 标,吸光度 y 为纵坐标制作标准曲线。用最小二乘法进行线性回归,得回归方 程,并求其相关系数。以测定结果得芦丁浓度与吸光度的标准曲线: y=15.488x-0.0858(x:浓度,mg/mL;y:吸光值)R2=0.999,其中芦丁的标准 曲 线 如 图 1。 图 1 芦丁浓度吸光值标准曲线 3 1.2.3 微波提取条件的优化7-8 影响车前草总黄酮提取的因素有很多
13、,本实验首先选择 6 个影响总黄酮提 取的主要因素,在单因素试验中,研究了乙醇浓度 (50%、60%、70%、80%、90%) 、料液比 (110、120、130、140、150) 、微波时间(40、60、80、100、120 s) 、微波功率(140、280、460、595、700 W) 、水浴温度 (50、60、70、80、90 ) 、水浴时间(0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 h)等对车 前草黄酮类化合物提取的影响。在单因素试验的基础上,设计了 L9 (34 )正交 试验,并进行试验验证。 1.2.4 常规提取法与微波辅助提取法的比较9 取车前草干粉末 3 份,每份 0.5g,分别
14、放入小烧杯中,按 140(g/mL) 的比例加入 70%的乙醇 20 mL,将其放入 80 的水浴锅中回流提取 2 h,将提 取液进行离心后在 510 mm 下测其吸光度,计算出黄酮类化合物的含量,比较常 规提取法与微波辅助提取法的效果。 2 2 结果与分析结果与分析 2.1 车前草总黄酮提取单因素实验 2.1.1 乙醇浓度对车前草黄酮类化合物含量提取效果的影响 由图 2 可以看出,随着乙醇浓度的增加,车前草中黄酮类化合物含量增加, 当乙醇浓度达到 70%时,总黄酮类化合物含量达到最高值;再继续增加乙醇浓 度,总黄酮量逐渐降低。乙醇的浓度低,渗透性小,影响黄酮的析出;乙醇浓 度过高可能导致车前
15、草中黄酮被破坏,黄酮含量下降。当乙醇浓度在 60%80% 之间时,车前草总黄酮量趋于稳定,总黄酮量第一、二、三的乙醇浓度为 70%、80%、90%。因此,乙醇的最适浓度初步定为 70%。 4 0 5 10 15 20 25 5060708090 乙醇浓度(%) 黄酮类化合物含量(%) 图 2 乙醇浓度对车前草黄酮类化合物含量提取效果的影响 2.1.2 料液比对车前草黄酮类化合物含量提取效果的影响 由图 3 可见,料液比为 110 时,由于溶剂量过少,可能导致黄酮不能完 全被提取,因此黄酮含量较少,随着料液比增加,达到 140 时,黄酮类化合 物的提取量达到最大值,继续增加溶剂的量,黄酮类化合物
16、含量反呈下降趋势, 可能因为溶剂量过多而黄酮类化合物含量所占比例下降。车前草总黄酮量随着 料液比的增加而呈现先升高后下降再上升的趋势,总黄酮量第一、二、三的料 液比为 1:40、1:20、1:50。因此,提取的最佳料液比初步定为 140。 0 5 10 15 20 25 30 1020304050 料液比(ml/g) 黄酮类化合物含量(%) 2.1.3 微波时间对车前草黄酮类化合物含量提取效果的影响 由图 4 可见,随着微波处理时间的增加,提取液温度也随着增加,黄酮类 化合物含量也相应增加,黄酮类化合物提取率上升,当微波时间达到 80s 时, 黄酮类化合物含量达到最大,当微波时间超过 80s
17、后,随着微波时间的增加, 黄酮含量呈下降趋势。可能是因为微波时间过长导致提取液温度过高,黄酮类 图 3 料液比对车前草黄酮类化合物含量提取效果的影响 5 化合物受到破坏所致。车前草总黄酮量随着提取时间的增加而呈现较大的上下 波动,总黄酮量第一、二、三的提取时间为 80 s、120 s、100 s。因此,微波 处理时间初步定为 80s。 0 5 10 15 20 25 30 406080100120 微波时间(s) 黄酮类化合物含量(%) 2.1.4 微波功率对车前草黄酮类化合物含量提取效果的影响 由图 5 可见,随着微波功率的增加,黄酮类化合物含量增加,当微波功率 达到 700W 时,黄酮类化
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