2022年超声强化碱法从槐米中提取芦丁的工艺分析研究 .pdf
毕业设计 (论文课 题 名 称超声强化碱法从槐M 中提取芦丁的工艺研究学 生 姓 名欧阳遵亚学号 0840921152系、年级专业生物与化学工程系 08 级食品质量与安全 Time power,the best combinationpH =12,t=5min, P =500W, thePH value ofrutinextractionrate, theprocessing time ofimpact, followed by ultrasonicextraction powerwith minimal impact, whenthePH value of12, theultrasonicprocessing time isfive minutes, theultrasonicpower of500Wwhenbestto extractrutinprocess conditions.Keywords:ultrasound，rutin，Huaimi，extract，ultrasonic cellpulverizer精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 17 页3 / 17 目录中文摘要 . 1 英文摘要 . 2 1 引言.4 2 槐M.4 3芦丁 .4 4 超声波强化碱法提取槐 M中芦丁的意义 .4 5实验方法 .5 5.1 供试材料、试剂及仪器 . 5 5.2 实验方法及过程 . 6 6 结果与讨论 . 9 6.1PH对芦丁提取率的影响 . 9 6.2超声波处理时间对芦丁提取率的影响. 10 6.3超声波处理功率对芦丁提取率的影响.11 6.4 料液比对芦丁提取率的影响.11 6.5 单因素基础上的正交实验.11 7 结论.12 参考文献 .12 致谢.14 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 17 页4 / 17 1 引言槐树(SophoraiaponicaL.尤以在槐M(槐花的花蕾 、果实中芦丁含量最为丰富。中药槐花为豆科植物槐SophoraiaponicaL.的干燥花及花蕾, 夏季花开放或花蕾形成时采收，及时干燥，除去枝、梗及杂质。前者习称“ 槐花” ，后者习称 “ 槐 M ”。我国大部分地区都有生长。四川有着悠久种植槐树的历史。丘陵地带、房前屋后、山坡上都广泛种植。芦丁 Rutin）是中药槐花M 中起作用的的有效成分，临床上主要用于治疗高血压及毛细血管出血。因此人们常以槐花M 为原料提取芦丁。本次实验采用的是超声波强化碱法，方法是在单因素水平基础上进行正交实验提取槐花中的芦丁；比较不同条件下芦丁的提取率，确定槐花中芦丁用超声波强化提取的最佳条件，为槐花中芦丁的进一步分离提纯提供一定的理论依据，也为深入开发和利用槐M提供理论依据。2 槐 M 槐 M 广义是为豆科植物槐 、芦丁镁铬盐、多维葡萄糖羟丁芦丁、槲皮素等心血管药物12。特别是羟乙基芦丁片(曲克芦丁、维脑路通 13，因其由梁克军14 等用氯乙醇 -醇介质法首先制得 ,并通过药品鉴定并投料生产。羟乙基芦丁的制备不仅增大了芦丁的溶解度 ,而且扩大了其药理作用和临床应用范围15 ，从而扩大了芦丁的需求量。芦丁及其衍生物具有广泛的药理活性17-18，马伯良将芦丁与阿斯匹林和硫酸镁制成芦丁复合物 ,药理实验表明其可减轻缺血性脑损伤等19,20 。芦丁和金属离子可以形成稳定的配合物，具有抗菌、抗肿瘤活性，配合物与DNA的作用可以改变 DNA的复制，从而阻碍肿瘤分子的增长16。故近年来芦丁金属配合物的研究是药学研究中的一个热点21。4超声波强化碱法提取槐M中芦丁的意义目前多采用碱提酸沉工艺进行提取，但该工艺提取周期需时较长，而且提取率不理想。有机溶剂提取率高，但由于有机溶剂的不安全性质，故不易利用。水提和碱提酸沉产率不尽人意。然而超临界流体的提取有着特殊的溶解能力，可设备是昂贵和应用范围是狭窄的，所以有必要进行研究。近年来，超声波辅助提取广泛应用于有机污染物、天然化合物及生物活性成分的提取，具有许多优点，可以取代目前既耗能源、时间，又造成环境污染，又无法进行有效提取的技术，是一项“ 可持续发展 ” 的“ 绿色技术 ” ，具有良好的发展前景和巨大的应用潜力6-7。本次实验用的是超声波强化碱法，综合利用超声波和碱提取。方法是考察单因素水平基础上进行正交设计提取槐 M中芦丁；比较不同条件下提取的芦丁含量，确定槐M中芦丁精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 17 页6 / 17 用超声波强化碱法提取的最佳条件，为槐M花中芦丁的进一步分离提纯提供一定的理论依据，也为深入开发和利用槐M提供理论依据。5实验方法5.1 供试材料、试剂及仪器5.1.1原料槐M：在邵阳市红旗路中心大药房购买。芦丁标准品：中国药品生物制品检定所，使用前不需要干燥处理，按C27H30O16计算，供UV法测定，本品含量为 92.5%。5.1.2试剂NaOH：分析纯，长沙分路口塑料化工厂无水乙醇：分析纯，湖南江虹试剂有限公司NaNO2：分析纯，长沙市国营延风化学试剂厂Al(NO33:分析纯，天津市恒兴化学试剂制造有限公司5.1.3仪器WFZ UV-4802H 紫外可见分光光度计、 7200分光光度计、电热恒温水浴锅、恒温箱、电子天平、容量瓶、试管、刻度试管、量筒、锥形瓶、玻璃棒、滤纸、烧杯等5.2 实验方法及过程5.2.1超声波萃取原理超声波细胞粉碎机是一种利用强超声在液体中产生空化效应，对物质进行超声处理的多功能、多用途的仪器，能用于动植物组织、细胞、细菌、芽胞菌种的破碎，同时可用来乳化、分离、分散、匀化、提取、脱气、清洗及加速化学反应等等。本实验所用仪器由超声波发生器和超声波换能器组件两大部分组成。超声波发生器电源）是将220VAC、50HZ的单相电通过变频器件变为20-25Hz、约600V的交变电能 ,并以适当的阻抗与功率匹配来推动换能器工作，作纵向机械振动，振动波通过浸入在样品溶液中的钛合金变幅杆对被破碎的各类细胞产生空化效应，从而达到破碎细胞之目的。5.2.2物料预处理精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 17 页7 / 17 取槐 M50g，置恒温箱 3040干燥 24h后粉碎，槐 M 粉碎后，取过 4080目筛的槐 M 粉作为样品。5.2.3超声波强化碱法提取槐 M中芦丁的简易流程槐 M 粉碎称取 2g置于锥形瓶配置对应 PH的溶液加入对应的体积 料液比）用超声波处理 保护温度设为 40，时间和功率根据实验方案设定）过滤得到样液吸取 1ml 显色并测定吸光度5.2.4芦丁含量的测定分光光度法是鉴定黄酮类化合物结构的一种重要技术16，作为黄酮类物质中的一种，此方法对芦丁也适用，本文采用分光光度法测定槐花中的芦丁。根据我系实验室的情况，本文首先是使用 WFZ UV-4802H紫外可见分光光度计确定芦丁在400-600nm处的最大吸收波长，然后使用 7200分光光度计在最大波长处测定芦丁的吸光度因为WFZ UV-4802H紫外可见分光光度计不能经常给我们学生使用，所以在做论文的时候不能统一时间，经与实验室老师商量，吸光度测定改用7200分光光度计）。30.30mL，摇匀后放置6min,加4%NaOH2.00mL，再用 30% 乙醇稀释至刻度，摇匀后放置10mL，置1cm比色皿中在波长400-600nm 之间，测定吸收谱 ,确定最大吸收波长为 500nm，WFZ UV-4802H紫外可见分光光度计扫描得下图，可知在波长400-600nm 之间，其峰值在 500nm处。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 17 页8 / 17 图5.1 芦丁标准样波长扫描图标准曲线制备精密吸取 0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL上述芦丁标准溶液，分别置于6 支10mL 刻度试管中，按项下的方法，自“ 加30% 乙醇至 5mL” 起，同法操作，于 500nm 测定吸光度 30%乙醇作测定空白），并记录数据。数据处理实际称取的芦丁标准品为0.0131g，而标准品供 UV法测定，含量为 92.5%，所以经过换算后，将其对应的质量浓度填入下表，单位是mg/ml。表5.3 芦丁标准液浓度- 吸光度值芦丁标准液体积ml）芦丁标准液浓度mg/ml ）吸光度0 0 0 1 0.0242350.2932 0.0484700.5863 0.0727050.8204 0.0969401.0415 0.1211751.379精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 17 页9 / 17 用Microsoft Excel 工作表处理，得芦丁标准液浓度C 与吸光度 A 的关系曲线的回归方程。图5.2 芦丁标准曲线30.30mL，摇匀后放置6min,加4%NaOH2.00mL，再用 30% 乙醇稀释至刻度，摇匀后放置10min，置1cm比色皿中测定500nm处的吸光度，并记录数据。计算公式得到芦丁的标准曲线后，可以推导出芦丁提取率的计算公式：首先可以得到芦丁的质量浓度Cmg/ml）与吸光度 A的关系： 5.1）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 17 页10 / 17 而芦丁提取率 Y与芦丁的质量浓度 C的关系为 即芦丁提取率的计算公式）： 5.2）式中：Y为提取率，即芦丁在样品中的含量百分比；C为芦丁的质量浓度，单位为mg/ml；D为显色处理时稀释倍数，为10，由比色皿最大刻度 10ml）除以吸取样液体积 1ml）得到；V为处理槐 M样品时的液体体积，单位为ml有料液比有关，比如料液比为1:40，则V=80ml如果料液比为 1:50，则V=100ml）；M为槐M样品的质量，单位为 g。综合公式 5.1和公式 5.2，可得芦丁提取率简化公式： 5.3）由于为简化公式，所以式中字母不带单位，仅表示数据。6结果与讨论6.1 超声波处理时间对芦丁提取率的影响为了探讨超声波处理时间对芦丁提取率的影响，在其他参数相同的条件下，即将超声波粉碎机的保护温度设为40，提取 PH 为 9，功率 400W，料液比 1:50 分别在提取时间为 3、5、7、9、11min 下提取芦丁，所得芦丁提取率与处理时间之间的关系如表6.2所示。表6.1 超声波处理时间对芦丁提取率的影响由表6.1可知，开始，随着超声波处理时间的增长，芦丁的提取率也增加，到7min时间 min ）吸光度 平均）芦丁提取率 %）3 1.275 5.58 5 1.436 6.39 7 1.563 7.02 9 1.289 5.57 11 1.349 5.75 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 17 页11 / 17 时出现最大值，之后芦丁的提取率便降的很快，到11min时虽说有点回升，但回升不是很明显。之所以跌得很快，应该是处理时间过长造成大量的细胞被完全破坏，使细胞中其他物质大量的被溶解。6.2 超声波处理功率对芦丁提取率的影响为了探讨超声波处理功率对芦丁提取率的影响，在其他参数相同的条件下，即将超声波粉碎机的保护温度设为40，提取时间为 7min，提取 PH为9，分别在提取功率为200、300、400、500、600W下提取芦丁，所得芦丁提取率与处理功率之间的关系如表6.2所示。表6.2 超声波处理功率对芦丁提取率的影响由表6.2可知，芦丁的提取率随着功率的上升而平稳上升，到400W时达到最大值，之后便下降，到 500W后，下降的很快，可能是因为功率过大导致其他物质的溶解量增大，对芦丁的提取率受到干扰。6.3 PH对芦丁提取率的影响为了探讨 PH 对芦丁提取率的影响，利用氢氧化钠改变溶液的PH 值，在其他参数相同的条件下，即将超声波粉碎机的保护温度设为40，提取时间为7min，功率400W，分别在提取PH 为 8、9、10、11、12 下提取芦丁，所得芦丁提取率与PH 之间的关系如表 6.3 所示。功率 W）吸光度 平均）芦丁提取率 %）200 1.443 6.39 300 1.522 6.80 400 1.573 7.05 500 1.402 6.03 600 1.157 5.12 PH 吸光度 平均）芦丁得率 %）8 1.321 5.81 9 1.581 7.03 10 1.661 7.47 11 1.316 5.63 12 1.105 4.93 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 17 页12 / 17 表6.3 PH对芦丁提取率的影响由表6.3可知，随着 PH值的增大，槐 M中芦丁的提取率也逐渐增大，当PH为10时，其提取率最大，之后跌落明显，可能是因为PH值过大，对芦丁的性质和结构有影响。6.4 料液比对芦丁提取率的影响为了探讨料液比对芦丁提取率的影响，在其他参数相同的条件下，即将超声波粉碎机的保护温度设为40，提取时间为 7min，功率 400W，PH值为 10，分别在料液比为1:30、1:40、1:50、1:60、1:70 下提取芦丁，所得芦丁提取率与料液比之间的关系如表6.4所示。表6.4 PH对芦丁提取率的影响由表6.4可知，料液比的增加对芦丁提取率有明显的影响，料液比达到1:60时芦丁提取率达到最大值。6.5 单因素基础上的正交实验根据单因素实验所得出的结果，在这基础上设计正交实验，其结果如表6.5、表6.6。表 6.5因素水平表料液比吸光度 平均）芦丁得率 %）1:30 1.508 4.03 1:40 1.523 5.48 1:50 1.674 7.45 1:60 1.640 8.74 1:70 1.153 7.06 水平时间/min (C提取功率/W (D料液比1 8 3 200 1:40 2 9 5 300 1:50 3 10 7 400 1:60 4 11 9 500 1:70 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 17 页13 / 17 表6.6 正交实验结果编号PH 时间/min 功率/W 料液比样品质量吸光度得率% 1 8 3 200 1：40 2.0668 0.619 2.11 2 8 5 300 1：50 1.9422 0.903 4.13 3 8 7 400 1：60 2.0808 1.252 6.45 4 8 9 500 1：70 2.0516 0.815 4.93 5 9 3 300 1：60 2.1017 1.296 6.61 6 9 5 200 1：70 2.0294 0.986 6.05 7 9 7 500 1：40 1.9859 1.354 4.87 8 9 9 400 1：50 2.1392 1.346 5.62 9 10 3 400 1：70 1.9397 0.982 6.30 10 10 5 500 1：60 1.9721 1.471 8.01 11 10 7 200 1：50 1.9537 1.528 7.00 12 10 9 300 1：40 2.1062 1.746 5.94 13 11 3 500 1：50 2.0275 0.821 3.59 14 11 5 400 1：40 1.9923 0.934 3.33 15 11 7 300 1：70 2.0581 0.892 5.39 16 11 9 200 1：60 2.0445 1.151 6.02 K1 17.6107 18.6093 21.1809 16.2585 K2 23.1547 21.5169 22.0668 20.3384 K3 27.2523 23.7053 21.7032 27.0844 K4 18.3309 22.5170 21.3976 22.6673 k1 5.8702 6.2031 7.0603 5.4195 k2 7.7182 7.1723 7.3556 6.7795 k3 9.0841 7.9018 7.2344 9.0281 k4 6.1103 7.5057 7.1325 7.5558 R 21.3820 17.5022 15.0066 21.6649 由正交实验结果可知，极差R：DABC，也就是说影响因素的主次为：料液比PH处理时间处理功率。由表中可知，其最优方案为：D3A3B2C3，即料液比为1：60，PH为10、处理时间为 7min、处理功率为 300W时，是提取槐 M中芦丁的最佳条件。7结论本文主要对超声波强化碱法提取法提取槐花中总黄酮芦丁进行了初步研究，由重现性实验的结果可以看出，本文建立的提取方法和测定方法可靠，准确，简便。本法操作便，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 17 页14 / 17 结果可靠，重复性好，稳定性好，可广泛用于各种中草药中黄酮类物质含量的测定。参考文献：1曾祥群 .葛根总黄酮提取工艺J.食品工业科技,2000,3:33. 2陈运中 .苦荞麦黄酮含量的测定J.食品科学 ,1998,3:54. 3毕丽君 .水芹中总黄酮类化合物最佳提取工艺研究J.食品科学 ,1999,12:35. 4国家药典委员会.中国药典 M. 北京 :化学工业出版社,2000:789. 5韩公羽 ,沈企华 .植物药有效成分的研究与开发M. 杭州 :杭州大学社 ,1991:576. 6潘学军 .微波辅助提取 (MAE 研究进展 J.化学通报 ,1999(5:7-13. 7元英进 .中药现代化生产关键技术J.北京 :化学工业出版社,2002,114-118. 8陈友梅主编 .中药化学 .济南 :山东科学技术出版社,1988.117. 9龚盛昭，何远伦，杨卓如.微波提取芦丁的协同效应研究J.食品科学， 2004,25:876-878. 12杨娟 ,冷晓莲 ,邓静 ,等.芦丁与胰 -淀粉酶的作用研究J.化学研究与应用,2006,18(7:874-877. 13贾冬英 ,耿墨 ,姚开 .苦荞麦茎及籽壳中黄酮类化合物(芦丁 的提取及其鉴定J.食品科学,1998,19(9:46-47. 14梁克军 .半合成黄酮化合物J 1 医药工业 ,1977 ,829 :685 15叶红 ,丁福 1 维脑路通 J 1 内蒙古药学 ,1985 ,4 (2 :45 16苏碧泉 ,芦丁金属配合物与DNA 相互作用研究D. 西北师范大学 ,中国优秀博硕士学位论文全文数据库 (硕士 ,2007. 17刘诗平 ,陈尚猛 ,朱卫东。槲皮素及其衍生物活性的研究进展J 。中草药 ,1991 ,22 (4 :182 18陈勇 ,张晴 1 五羟基黄酮的药理学研究近况J 。中草药 ,1998 ,29(8 :569 19马伯良 ,齐力 ,罗云萍 1 芦丁复合物对兔实验性脑梗塞血浆中TXB2 、62Keto2PGFla 的影响 J .华西药学杂志,1996 ,11 (2 :72 20马柏良 ,裴颖 ,周志刚 1 芦丁复合物对大鼠脑组织SOD、Na + 、 K+ 、ATP 酶活力的影响J . 西北药学杂志 ,1999 ,14 (4 :158 21梁红峰 ,陈方 .高脂血症模型小鼠生化指标的变化J.广东微量元素科学,2004 年04 期. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 17 页15 / 17 致谢为期一个学期的毕业论文 设计）已接近尾声了，我的四年大学生涯也即将圈上一个句号。借这个机会我想对我的母校，我的父母，我的老师和同学表达我由衷的谢意。首先要感谢我的父母对我大学四年的默默支持，辛辛苦苦挣的血汗钱多数都用来供我读书，毕业之后就轮到我来报答您们；感谢邵阳学院给了我一个上大学的机会，给了我一个优美的学习和生活环境，让我的人生更加完美；感谢生化系的老师们，给我四年的学习、成长创造了一个良好的环境，引导我充分利用学校的学习资源，去发展、充实自我，而不曾虚度光阴。在此，我真诚的向您们道一声：“谢谢！”；还需感谢和我一起学习一起生活的同学们，是你们让我这四年的大学生活里充满了感动。这次毕业论文设计我得到了很多老师和同学的帮助，其中我的论文指导老师曾祥燕老师对我的关心和支持尤为重要，他认真的态度，从论文创作的选题、结构、内容、甚至是编排格式上都悉心指导，提出了宝贵意见，让我在专业论文创作上又进了一步。还有任光云老师教我使用超声波粉碎机，使得我在做实验的过程中更加顺畅，在此我衷心感谢在毕业论文创作过程中帮助过我的老师和同学。我们班主任谭建新老师，和谭老师也算是有缘，做了我们四年的班主任。虽然平时他比较繁忙，而且接触的机会也不多，但是对整个班级同学学习和生活上无微不至的关怀，让同学们纷纷称道。有机会他就会给同学们介绍家教或者其他工作，给同学们提供勤工俭学的机会。袁显忠等多位老师在院、系担任重要职务，公务繁忙，但对生化学生会团总支工作的开展给予了极大的支持。让我愧疚的是，个人能力有限，没能为整个生化系的学生做出太多贡献，在此深表感谢和歉意。篇幅所限，不便把各位恩师一一列举出来，表达我的感激之情，在此对生化其他专业课老师一并表示感谢。他们是：赵良忠主任、余有贵书记、黄大川老师、夏湘老师、刘静霆老师、刘永和老师等。四年期间他们对我的帮助与教诲，我永远不会忘记，他们的音容笑貌仍旧不时浮现在我的眼前。各位老师鲜明地个性特点和人格魅力将是我回忆中的大学生涯重要的组成部分。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 17 页16 / 17 最后，我再一次真诚地向帮助过我的老师和同学表示感谢！感谢培育我的邵阳学院，浓厚的学术气氛，舒适的学习环境我将终身难忘！祝母校蒸蒸日上，永创辉煌！生化系诸位老师，诸位恩师的训诲我将铭记于心，祝恩师们身体健康家庭幸福。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 17 页
