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1、吉林工商学院毕业论文 盘龙参中黄酮类物质的提取及工艺优化 学生姓名 所在系部 食品工程分院 专业名称 食品营养与检测 所在班级 08306班 学生学号 指导教师 二 一一年 五 月盘龙参中黄酮类物质的提取及工艺优化内 容 摘 要 对盘龙参中的黄酮类物质进行鉴定，采用单因素试验找出相对合理的提取工艺。方法 采用索氏提取法去除盘龙参中的色素，再采用乙醇提取法提取盘龙参中的总黄酮，在进浓缩提纯，计算其回收率。结果 黄酮类化合物的提取最佳工艺条件是：乙醇浓度70%、料液比120、提取时间1 h。关键词: 盘龙参；黄酮类化合物；索氏提取法；工艺优化 目 录一 、概述1 1.1 黄酮类化合物的结构.21.
2、2 黄酮类物质的生理学功效.21.3.1 溶剂提取法.31.3.2 微波提取法.3 1.3.3 超声波提取法.41.3.4 酶解法.41.3.5 超临界流体萃取法.51.3.6 双水相萃取分离法.51.3.7 半仿生提取法.61.4 黄酮类物质的应用.61.5 本实验的目的和意义.72 实验材料与方法.72.1实验试剂.82.2试验设备.82.3试剂的配制.92.4黄酮类化合物标准曲线的制备.92.5盘龙参中总黄酮的提取.102.6盘龙参中黄酮类物质的提纯.102.7黄酮类物质含量测定.112.8盘龙参中黄酮类物质提取的工艺优化.112.9盘龙参中黄酮类物质的鉴定.12三、参考文献.13 盘龙
3、参中黄酮类物质的提取及工艺优化一. 概述盘龙参，别名绶草，陆生植物，高15-50cm。茎直立，基部簇生数条粗厚、肉质的根，近基部生2-4枚叶。叶条状倒披针形或条形，长10-20cm，宽4-10mm。花序顶生，长10-20cm，具多数密生的小花，似穗状；花白色或淡红色，螺旋状排列；花苞片卵形，长渐尖；中萼片条形，先端钝，长约5mm，宽约1.3mm，侧萼片等长，较狭；花瓣和中萼片等长但较薄，先端极钝，唇瓣近长圆形，长4-5mm，宽约2.5mm，先端极钝，伸展，基部至中部边缘全缘，中部以上呈强烈的皱波状啮齿，在中部以上的表面具皱波状长硬毛，基部稍凹陷，呈浅囊状，囊内具2枚突起。黄酮类化合物广泛存在于
4、生物体内，具有多方面的生理活性，是许多中草药的有效成分之一, 具有抗氧化、清除自由基、抗炎、抗菌、抗病毒、抗肿瘤、保护心血管、免疫调节、保肝等等多种功能,在食品和医药工业中有着广阔的应用前景。对黄酮类化合物的研究也引起了国内外学者的广泛重视。1.1 黄酮类化合物的结构 黄酮类化合物以黄酮（2-苯基色原酮）为母核而衍生的一类黄色色素。其中包括黄酮的同分异构体及其氢化的还原产物 ，也即以C6-C3-C6为基本碳架的一系列化合物。 1.2 黄酮类物质的生理学功效黄酮类化合物广泛存在于植物中，实际上存在于植物的所有部分，包括根、心材、树皮、叶、果实和花中，光合作用中约有2%的碳源被转化成类黄酮。早在3
5、0年代人们就发现了黄酮类化合物具有维生素C样的活性，曾一度被视为是维生素P。至今法国与俄罗斯仍继续将黄酮类化合物视为维生素P。Pratt等人研究了黄酮类化合物的抗氧化性质，认为黄酮是作为一级抗氧化剂而起作用的，它们具有显著的抗氧化性。黄酮抗油脂过氧化的作用早在60年代就已经被证实了。80年代以来，对黄酮类化合物质的研究逐渐转向其清除自由基的能力、抗衰老，及老年人疾病的治疗上。黄酮类化合物的生理功能可概括为：调节毛细血管的脆性与渗透性。是一种有效的自由基清除剂，其作用仅次于维生素E。具有金属螯合的能力，可影响酶与膜的活性。对维生素C有增效作用，似乎有稳定人体组织内维生素C的作用。具有抑制细菌和抗
6、生素的作用，这种作用使普通食物抵抗传染病的能力相当高。在两方面表现有抗癌作用，一方面是对恶性细胞的抑制（即停止或抑制细胞的增长），另一方面是从生化方面保护细胞免受致癌物的损害。1.3 黄酮类物质的提取1.3.1 溶剂提取法水提法热水仅限于提取甙类,例如自槐花米中提取芦丁。由于热水浸提时易溶于水的杂质(如蛋白质、鞣质、淀粉、多糖类化合物等)较多,后处理较复杂,提取效率也不高,故不常使用。有机溶剂提取法黄酮类化合物的提取,主要是根据被提取物的性质及伴随的杂质来选择适合的提取溶剂,甙类和极性较大的甙元,一般可用乙酸乙酯、丙酮、乙醇、甲醇、水或某些极性较大的混合溶剂进行提取。大多的甙元宜用极性较小的溶
7、剂,如乙醚、氯仿、乙酸乙酯等来提取,多甲氧基黄酮类甙元,甚至可用苯来提取。乙醇和甲醇是最常用的黄酮类化合物提取溶剂,高浓度的醇(如90% 95% )宜于提取甙元,60%左右浓度的乙醇或甲醇水溶液适宜于提取甙类物质。如采用70%乙醇提取芦笋中芦丁,浸提5h,条件为最优。提取过程中常用冷浸法或回流法,提取次数一般为2-4次。两种方法各有优缺点前者无需加热,有利于保持提取物的成分,但提取时间长,效率低，后者效率高,但需加热,因此成分不稳定的原料(如一些中药药材)不宜用此法。一般来说,醇提法的对总黄酮的提取效果要好于水提法。碱溶酸沉法由于黄酮类成分大多具有酚轻基,具有易溶于碱性水而难溶于酸性水的性质,
8、可用碱性水(如碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙水溶液)或碱性稀醇(如50%乙醇)浸出,在提取液中,加酸酸化,黄酮类化合物即可沉淀析出。用碱性溶剂提取时，所用的碱浓度不宜过高,以免在强碱下加热时破坏黄酮类化合物母核,当有邻二酚轻基时,应加硼酸保护。常用饱和石灰水溶液、稀氢氧化钠溶液或5%碳酸钠水溶液提取。氢氧化钠水溶液的浸出能力高,但杂质较多不利于纯化；石灰水可以使一些鞣质或水溶性杂质沉淀成钙盐沉淀,有利于浸液纯化,但是浸出效果不如氢氧化钠水溶液效果好,同时有些黄酮类化合物能与钙结合成不溶性物质,不被溶出。例如从菊花中提取黄酮类物质时,用pH=10 的氢氧化钠溶液浸出效果较好；从槐米中提取芦丁,则应用
9、碱性较强的饱和石灰水作溶剂,这样则有利于芦丁成盐溶解；选用硼砂缓冲饱和石灰水的碱性可保护芦丁的黄酮母核不受破坏,用亚硫酸氢钠为抗氧剂可保护芦丁的邻二酚羟基。碱溶酸沉法在实际生产中应用较广泛,具有经济安全方便等优点。1.3.2 微波提取法微波是一种非电离的电磁辐射, 被辐射物质的极性分子在微波电磁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,同时可以保证能量的快速传递和充分利用。微波提取技术的研究表明,微波技术应用与天然产物的提取具有选择性高、操作时间短、溶剂耗量少、有效成分得率高的特点。浸出过程中材料细粉不凝聚、不糊化,克服了热水提取法易凝聚、易糊化的缺点。1.3.3 超声波提取法超
10、声波提取黄酮类物质,是目前比较新的方法。超声提取原理是利用超声波在液体中产生“空穴作用”,破坏植物细胞和细胞膜结构,从而增加细胞内容物通过细胞膜的穿透能力,有助于黄酮类化合物的释放与溶出；超声波使提取液不断震荡,有助于溶质扩散,同时超声波的热效应使水温基本在57,对原料有水浴作用,缩短了提取时间,提高了有效成分的提出率和原料的利用率。超声波提取操作简便快捷、无需加热、提出率高、速度快、提取物的结构未被破坏、效果好,显示出明显的优势。1.3.4 酶解法对于一些黄酮类化合物被细胞壁包围不易提取的原料,传统的热水、碱、有机溶剂提取法,受细胞壁主要成分纤维素的阻碍,往往提取效率较低。恰当地利用酶处理这
11、些植物材料, 可改变细胞壁的通透性,提高有效成分的提取率。根据传质理论,溶剂向固体表面扩散,渗透固体表面,进入固体内部及固体内部微孔隙内,溶解黄酮类化合物,通过固体微孔隙向固体表面扩散,在表面与溶剂主体间,由于浓度差作用力,黄酮类化合物向溶剂主体扩散,完成提取传质过程。采用酶解法却能使细胞壁疏松、破裂,减小传质阻力,从而提高提取效率。1.3.5 超临界流体萃取法超临界流体萃取( SFE) 它具有传质速度快、溶解能力强、低温操作、节能等优点, 引起国内外有关专家及学者的普遍关注,特别是用该技术提取天然产物有效成分成为人们研究的热点。超临界流体有近液体的溶解力,有气体那样向固体和高粘度物质较强的渗
12、透性。且超临界流体的密度当温度或压力有微小变化时,它能有较大的变化,这样超临界流体提取,就是依据它的这个特性,利用密度的变化对物质溶解力的差异,实现分离混合物的。一般多采用CO2为超临界溶剂,CO2具有性质稳定、无毒、且不燃不爆、临界压力不高、操作温度低、价廉易得等特点。超临界CO2是非极性溶剂,对非极性和分子量很低的极性物质表现出很好的溶解性,但对极性较强的物质溶解能力不足,虽然增大密度能使其溶解能力提高,但增大密度需提高萃取压力,这将使萃取设备的费用显著增加, 不适于大规模生产。1.3.6 双水相萃取分离法双水相体系是由两种水溶性高分子化合物或一种高分子化合物与一种盐类在水中所形成的互不相溶的两相体系,由于被分离物在两相中分配不同, 便可实现分离。与传统的油- 水溶剂萃取体系相比,排除了使用有毒、易燃的有机溶剂,能够提供温和的水环境, 避免了被萃成分的脱水变性,目前一般用于生物物质如蛋白质类的分离研究
