毕业设计（论文）-大孔树脂对月季果黄酮的静态吸附条件研究(30页).doc

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1、-毕业设计（论文）-大孔树脂对月季果黄酮的静态吸附条件研究-第 21 页学 号：200807020107HEBEI UNITED UNIVERSITY毕 业 论 文GRADUATE THESIS设计题目：大孔树脂对月季果黄酮的静态吸附条件研究学生姓名： 专业班级：08生物技术 班学 院： 指导教师： 2012年5月17日摘 要黄酮类化合物中有药用价值的很多，许多黄酮类成分具有止咳、祛痰、平喘、抗菌的活性，可以用作护肝，解肝毒，抗真菌，治疗急、慢性肝炎，以及作为治疗肝硬化的药物。因其广泛的作用范围目前人们对它的研究逐渐增多。本文研究利用大孔树脂吸附法从月季果中提取纯化黄酮的最佳工艺条件。在单因素

2、实验的基础上，设计响应面实验对结果进行优化分析。最佳静态吸附响应面结果：时间为5.02 h，树脂用量为4.06 g，黄酮溶液浓度1.05 mg/mL，吸附率达到68.1%。最佳解吸响应面结果：解吸液乙醇的体积为20.40 mg/mL，解吸温度为50.80，解吸pH为3.94，解吸率达到66.3%。关键词：大孔树脂；月季果；黄酮；响应面AbstractFlavonoids compounds are in the medicinal value of many drugs，and many flavonoids have a cough，expectorant，asthma，anti-bacte

3、rial activity. They can be used protect the liver，Liver toxicity， antifungal，cure acute，cronic hepatitis and crrhosisThus the present study in it gradually increasedThis paper studies the optimum technological conditions to extract and purify flavonoids from the aspects of fruit using macroporous re

4、sin adsorption method. On the basis of single factor experiment, design response surface experiment on the results of optimization analysis. Best results: response surface static adsorption time was 5.02 h, amount of the resin was 4.06 g, 1.05 mg/mL flavonoids solution concentration, the adsorption

5、rate of 68.1%. The best desorption response surface desorption liquid ethanol volume is 20.40 mg/mL, desorption temperature of 50.80 DEG C to 3.94 pH, desorption, desorption rate reached 66.3%.Keywords: optimum aspects of fruit flavonoids目 录摘 要IABSTRACTII引 言11 文献综述21.1 黄酮概述21.1.1黄酮的理化性质21.1.2黄酮类化合物的

6、应用31.2月季概况41.2.1 月季形态特征41.2.2 月季生长习性41.2.3 月季果51.3 大孔树脂性质及应用价值51.3.1 大孔吸附树脂的性质51.3.2 应用价值61.4 本论文研究的意义及内容61.4.1 本论文研究的意义61.4.2 本实验研究的内容72大孔树脂对月季果黄酮的静态吸附条件研究82.1实验材料82.1.1原辅料及试剂82.1.2实验设备82.2实验方法92.2.1月季果黄酮的微波提取92.2.2标准曲线的测定92.2.3黄酮含量的测定102.2.4大孔树脂筛选102.2.5静态吸附实112.2.6静态解吸实验122.3 实验结果和分析132.3.1 树脂的筛选

7、132.3.2 静态吸附实验142.2.3 静态解吸实验结果203 结论26参考文献27谢 辞29引 言黄酮类化合物，是许多中草药的有效成分，具有很高的药用价值，如抗氧化、抗自由基、抗癌、抑菌等作用，还具有活血化淤和明显的降血糖的作用，因此被广泛研究并应用于实际。黄酮类化合物具有药用价值的同时还具有其他方面的应用如应用在食品、化妆品等行业中。随着市场需求量的增加，经济效益的提高，黄酮类化合物的提取和分离方法也在不断的改进和提高。黄酮种类繁多，因此使它的研究更具有挑战性。目前生产的黄酮，大多数是由大豆、银杏和其他植物的鲜花叶子中提取出来的，然而每种原料都有其各自的特点。本论文采用月季的果实为原料

8、提取和纯化黄酮类化合物，充分利用了自然资源，使月季花在供人们欣赏的同时其果实又提供了实用价值。至今研究黄酮提取和纯化的很多，但以月季果为黄酮类化合物提取和纯化对象的应属先例。目前分离纯化黄酮类物质的方法很多主要包括热水提取法、有机溶剂萃取法、微波提取法、超临界流体萃取法、超声波提取法和树脂吸附分离法等。大孔树脂分离法是一种新兴的极具潜质的分离纯化方法，具有简便、廉价、快速、高效等特点，已被广泛用于天然产物的分离纯化。本实验选用大孔树脂分离纯化月季果中的黄酮，通过吸附解吸实验确定较合适的纯化工艺参数，为月季果中黄酮的纯化做出点贡献。1 文献综述1.1 黄酮概述1.1.1黄酮的理化性质黄酮类化合物

9、（Flavonoids），又称生物类黄酮，是在植物中分布较广泛的一类天然产物，在植物体内大部分与糖结合成苷类，一部分是以游离态（苷元）的形式存在1。（1）结构和分类黄酮类化合物通常指具有乙苯基吡喃酮的一类化合物，现指以色酮环与苯环为基本结构的一类化合物的总称，其结构的共同特征是含有C6-C3-C6基本碳骨架（如下图所示），即两个苯环通过三个碳原子相互连接。图1-1 C6-C3-C6基本碳骨架依据C3部分形成方式（例如氧化、成环、取代）的差异，可将黄酮分为黄酮醇、查尔酮、橙酮、黄酮类、异黄酮、花青素以及各种二氢衍生物2。黄酮类化合物是指以黄酮（2-苯基色原酮）为母核而衍生的一类黄色色素，多以糖苷

10、形式存在，包括黄酮类、黄酮醇类、异黄酮类、黄烷酮类等，黄酮类化合物多为结晶性固体，少数为无定形粉末（如黄酮苷类）。广义范围的黄酮还包括查耳酮、异黄烷酮、双黄酮及茶多酚。多数黄酮、黄酮醇、二氢黄酮和二氢黄酮类化合物呈橙红或紫红色，少数呈紫色或蓝色。茶耳酮、橙酮、儿茶素类不显色，异黄酮类一般也不显色。 （2）溶解性黄酮类化合物的溶解度因结构和存在状态不同而有很大的差异。一般游离苷元难溶或不溶解于水，易溶于甲醇、乙醇等有机溶剂和稀碱溶液中。其中黄酮、黄酮醇、查耳酮等平面性强的分子，由于分子与分子间排列紧密，分子间引力较大，故更难溶于水；而二氢黄酮及二氢黄酮醇等，因系非平面性分子，因此分子与分子间的排

11、列并不紧密，分子间引力降低，有利于水分子进入，溶解度稍微大些。 至于花色苷元（如花青素）类虽也为平面性结构，但因为它们以离子形式存在，并具有盐的通性，故亲水性较强，所以在水中溶解度较大。如果在黄酮类苷元分子中引入羟基，将会增加其在水中的溶解度；而当羟基经甲基化后，则会增加其在有机溶剂中的溶解度。例如，一般黄酮类化合物不溶于石油醚，因此可与脂溶性杂质分开，所以可以利用石油醚对原材料进行除脂肪处理。黄酮类化合物的羟基糖苷化后，在水中的溶解度就会相应加大，而在有机溶剂中的溶解度则会相应减小。黄酮苷一般易溶于水、乙醇、甲醇等极性溶剂，但黄酮苷难溶或不溶于苯酚、氯仿等有机溶剂。黄酮苷的糖链越长，在水中的

12、溶解度越大。 （3）酸碱性黄酮类化合物因分子中大多具有酚羟基，所以显酸性，可溶于碱性水溶液、吡啶、甲酰胺及二甲基甲酰胺中。但由于酚羟基数目及位置的不同，酸性强弱也不同。黄酮类化合物7-吡喃环上的1位氧原子存在未共用的电子对，故表现微弱的碱性，因此可与强无机酸，如浓硫酸、盐酸等生成盐，但生成的盐不稳定，加水后便可以分解。 黄酮类化合物溶于浓硫酸中生成的盐，常常表现出特殊的颜色，因而可用于鉴别不同类型的黄酮。某些甲氧基黄酮溶于浓盐酸中显深黄色，而且可与生物碱沉淀试剂生成沉淀，也可以用来鉴别不同类型的黄酮。1.1.2黄酮类化合物的应用大量研究表明，黄酮类化合物具有清除自由基、抗氧化、抗突变、抗肿瘤、

13、抗菌、抗病毒和调节免疫、防治血管硬化、降低血糖浓度等功能3。还有许多黄酮类化合物被证明有抗HIV病毒的活性4,5 。除此之外，随着食品工业的不断发展，人们的消费观念不断改变，天然活性成分的保健食品和药品已经成为现代人追逐的目标，其中黄酮类化合物以其纯天然、高活性、见效快、作用广泛等特点日益受到人们的关注。（1）作为食品防腐剂 近年来，食品保鲜技术日新月异，人们已经从化学保鲜、物理保鲜和生物保鲜等方面研究出新型的保鲜技术。因黄酮可以抑制葡萄球菌、大肠杆菌等的生长6，7。为了防止牛奶变质，常常在牛奶生产过程中添加化学防腐剂以达到保质期延长的目的。但化学防腐剂对人体的毒副作用越来越明显，在人们更加关

14、注食品安全的今天，开发新型安全、高效、广谱的食品防腐剂十分必要。通过抑菌试验和牛乳微生物的抑制试验，研究者们发现石榴皮提取物中的黄酮有较强的抑菌作用，将其作为一种天然的食品防腐剂应用于牛奶贮藏中，取得了较好的效果8。（2）在畜牧业中的应用随着生活水平的提高，畜牧业生产中天然绿色饲料添加剂备受重视，大力研制和开发更为安全、有效的饲料添加剂，生产无毒、无害、无残留的绿色畜禽产品已成为新世纪我国畜牧业最迫切需要解决的问题。大豆黄酮具有促进动物生长、提高动物的泌乳水平和畜产品质量、增强免疫功能、调节机体激素水平和抗氧化等多种生理功能。由于大豆黄酮功能的多样性、安全可靠性、毒副作用小、不易产生耐药性、低

15、残留等特点而被人们认为是一种具有广阔应用前景的新型饲料添加剂，长期以来一直受到国内外学者的重视9，10。（3）作为一种很强的抗氧化剂黄酮可有效清除体内的氧自由基，如花青素、花色素可以抑制油脂性过氧化物的溢出，这种阻止氧化的能力是维生素E的十倍以上，这种抗氧化作用可以阻止细胞的退化、衰老，也可阻止癌症的发生，对人类疾病的研究和治疗具有促进作用。（4）用于医疗保健黄酮类化合物还具有抑制癌细胞增殖的作用，目前从半枝莲中分离的化学成分主要为黄酮类物质，现代药理研究表明半枝莲中黄酮类成分具有抑制子宫肌瘤细胞增殖11，抑制肺癌细胞增生作用等12，具有广泛应用前景。此外，甘草黄酮还有美白及治疗黄褐斑的作用1

16、3，甘草黄酮类化合物的研究和应用逐渐成为热点。1.2月季概况1.2.1 月季形态特征月季为落叶灌木或常绿灌木，或蔓状与攀援状藤本植物。茎为棕色偏绿，具有钩刺或无刺，但也有几乎没有刺的月季。小枝绿色，叶为墨绿色，多数羽状复叶，宽卵形或卵状长圆形，长2.56 cm，先端渐尖，具有尖齿，叶缘有锯齿，两面无毛，光滑。花朵常簇生，花色甚多，色泽各异，径45 cm，多为重瓣也有单瓣者；萼片尾状长尖，边缘有羽状裂片；花柱分离，伸出萼筒口外，与雄蕊等长；每个子房1枚胚珠，花期410月，大多数是完全花、两性花。月季有花中皇后的美称，唐山市的市花。1.2.2 月季生长习性月季适应性强，耐寒耐旱，对土壤要求不严格，

17、但以富含有机质、排水良好的微酸性沙土最好。月季喜光，但过强光的直射又对花蕾发育不利，花瓣容易焦枯；月季喜欢温暖，一般气温在2225为月季花生长的最适温度，夏季高温对开花不利。空气相对湿度宜75%80%，但稍干、稍湿也可。月季有连续开花的特性，需要保持空气流通，无污染，若通气不良易发生白粉病，空气中的有害气体，如二氧化硫，氯，氟化物等均对月季花有毒害14。1.2.3 月季果月季是唐山的市花，校园里、街道两旁随处可见盛开的花朵，常见的品种有红帽子、矮仙女、恋情火焰等等。在欣赏绚烂鲜花的同时，很少有人会关注花期过后留下的不起眼的月季果果实，这些果实卵球形或梨形，长12 cm，萼片脱落。月季果作为植物

18、的果实不具有食用性，这些无人问津的果实可以被我们用来提取黄酮，可以使这些资源被利用起来创造价值。因此，从开发利用资源的角度出发，很有必要对月季果中黄酮的提取和纯化工艺作深入的研究。1.3 大孔树脂性质及应用价值黄酮类化合物在提取后，得到的浸出物成分复杂，需通过各种方法将其分离纯化，从而得到高纯度的产品。目前常用的有pH值梯度萃取法、膜分离法、溶剂萃取法、双水相萃取法、柱层析法等等。利用大孔树脂吸附分离纯化是一种简便、易行而且有效的方法。大孔吸附树脂是吸附树脂的一种，是在离子交换树脂基础上发展起来的分离纯化技术。它是由聚合单体、交联剂、致孔剂和分散剂等添加剂经聚合反应制备而成。聚合物形成以后，致

19、孔剂被除去，在树脂中留下大大小小、互相贯通的孔穴。因此，大孔吸附树脂在干燥状态下其内部有较高的孔隙率，且孔径较大，在1001000 m 之间，故称其为大孔吸附树脂。因大孔吸附树脂是一种具有三维立体孔结构的有机高聚物吸附剂，能够借助分子间的引力从溶液中吸附各种有效成分。大孔树脂具有比表面积大、机械强度高、交换速度快、对被提取物污染小、热稳定好等特点15。与其它分离技术相比，它具有提高有效成分的相对含量、产品不易吸潮、生产周期相对较短、树脂再生方便、并可重复使用等诸多优点，因而近几年广泛应用于制药及天然植物成分的提取中，尤其适用于黄酮类化学物的分离纯化16。1.3.1 大孔吸附树脂的性质大孔树脂一

20、般为白色的球状颗粒，粒度多为2060目左右，根据大孔吸附树脂极性强弱的不同，可以将其分为非极性、中性和极性三大类。（1）非极性吸附树脂是由偶极距很小的单体聚合而成，不带任何官能团，孔表面的疏水性较强，可通过与小分子内的疏水部分的疏水作用吸附溶液中的有机物，适用于由极性溶剂（如水、乙醇）中吸附非极性物质。（2）中性吸附树脂即含酯基的吸附树脂，其表面即有疏水部分又有亲水部分，因此可由极性溶剂中吸附非极性物质，又可由非极性溶液中吸附极性物质。（3）极性吸附树脂是指含酰胺基、氰基、酚羟基等极性官能团的吸附树脂，它们通过静电相互作用吸附极性物质17 ，并且对有机物的选择性较好，不受无机盐及强离子低分子化

21、合物存在的影响18。一般大孔树脂的吸附能力随表面积的增大而增大；但表面积增大时平均孔径又相应的会减小，所以在利用大孔树脂吸附物质时要选择合适的孔径。1.3.2 大孔吸附树脂的应用价值在国外，最早将大孔树脂应用于工业废水处理、化学工业、医药工业、分析化学、临床检验等领域，我国主要用于医药工业的药物及生物活性物质的提纯和中草药化学成分的提取分离，目前已应用于中药新药的开发和中成药的生产中19。在植物和中草药黄酮类化合物的分离纯化过程中，树脂本身的性质会不同程度地影响着分离纯化效果20。 吸附树脂具有物理化学稳定性高、吸附选择性独特、不受无机物存在的影响、再生简便、解吸条件温和，使用周期长、节省费用

22、等优点。大孔树脂能选择性吸附中药及其复方的有效成分，从而达到提取精制的目的，对具体分离物要选择合适的树脂。根据统计，常用于中药化学成分提取分离的大孔吸附树脂型号有D-101型、DA-201型、MDI-05271型、GDX-105型、CAD-40型、XAD-4型、SIP系列等21。1.4 本论文研究的意义及内容1.4.1 本论文研究的意义黄酮作为一种对人体有益的生物活性物质，已得到人们的广泛关注，各种天然植物作为黄酮类化合物的主要来源，也已经被研究的越来越多。但目前在文献中未见到国内外有从月季果中提取黄酮的报道。利用新的被废弃的材料提取生物体内有效物质，对于充分利用自然资源，促进可持续发展具有重

23、要意义。1.4.2 本实验研究的内容本实验的研究内容如下：以月季果为原材料，从中提取黄酮，利用大孔树脂，进行静态吸附和解吸的研究。优化纯化月季果中黄酮的最佳吸附条件，如最佳树脂的选择、树脂用量、样液黄酮的浓度、样液黄酮的体积、最佳吸附时间等；在此基础上，优化最佳解吸条件，如解吸液体积、解吸液浓度、解吸温度、解吸pH等等。然后用响应面法设计实验，分析单因素相互之间的影响，确定最佳工艺条件。2大孔树脂对月季果黄酮的静态吸附条件研究2.1实验材料2.1.1原辅料及试剂实验所用原料及试剂如下表2-1所示。表2-1原料及试剂原料生产厂家或购买地级别月季果河北联合大学院内采集芦丁国药集团化学试剂有限公司亚

24、硝酸钠天津市光复精细化工研究所分析纯硝酸铝北京化工厂分析纯氢氧化钠天津欧博凯化工有限公司分析纯乙醇河北建宁医药化工厂分析纯盐酸北京化工厂38%石油醚天津欧博凯化工有限公司分析纯2.1.2实验设备实验所用设备如下表2-2所示。表2-2主要仪器名称型号厂家可见分光光度计755B上海及精密仪器有限公司 移液枪10、200、1000L大龙兴创仪器有限公司 水浴恒温振荡器THZ-92A上海博迅实业有限公司医疗设备厂 数显恒温水域锅HH-S 江苏省金坛市医疗仪器厂 格兰仕微波炉WG700SL23-K6佛山市顺德区格兰仕电器有限公司 电热恒温培养箱DNP-9082型上海精宏实验设备有限公司 电子天平FA10

25、0 4B上海越平科学仪器有限公司 离心机TDL-80-2B上海安亭科学仪器厂 2.2实验方法2.2.1月季果黄酮的微波提取（1）月季果的预处理 首先将月季果洗净、烘干、粉碎过筛，取一定粒度和质量的月季果粉末放入索氏提取器中，加入石油醚进行回流去脂，5.06.0 h后取出月季果，于烘箱中烘干备用。（2）微波法提取月季果中的黄酮采用微波法从月季果中提取黄酮。取适量经预处理后的颗粒粒度为100目的月季果粉末于250 mL锥形瓶中，按照固液比1：50（gmL），加入一定量60%乙醇，经微波136 W处理30 s，浸提2h后经过滤、离心得到黄酮粗提液，避光保存备用。2.2.2标准曲线的测定以芦丁为标准液

26、测定标准曲线，准确称取芦丁0.0025g于100mL容量瓶中，加入80%乙醇溶解，定容至刻度。吸取0.0 ， 2.0， 4.0， 6.0， 8.0， 10.0， 12.0， 14.0，16.0mL于50mL容量瓶中，加5%亚硝酸钠1.5mL，混匀，放置6min，加10%硝酸铝1.5mL，混匀，放置6min，加4%氢氧化钠20mL，加蒸馏水定容至刻度，摇匀，放置15min，以蒸馏水为空白，在510nm下测定吸光值，标准曲线如下图2.1图所示。图2.1 标准曲线2.2.3黄酮含量的测定准确量取5 mL黄酮粗提液于50 mL容量瓶中，加5%亚硝酸钠1.5 mL，混匀，放置6 min，加10%硝酸铝1

27、.5 mL，混匀，放置6 min，加4%氢氧化钠20 mL，加蒸馏水定容至刻度，摇匀，放置15 min，以蒸馏水为参比液，测定样液中黄酮的吸光值，根据线性回归方程即可得到黄酮的浓度。2.2.4大孔树脂筛选（1）大孔树脂预处理参考表2-3所示的树脂性质，选择HPD400-1、HPD500、D101、AB-8、ME-1、HPD450等六种树脂进行预处理。取经过乙醇浸泡并充分溶胀的大孔树脂，先经过纯水洗至流出液澄清无醇味，然后用2%的盐酸浸泡2.05.0 h，再用蒸馏水洗至pH为7.0，最后用2%氢氧化钠浸泡2.05.0 h后用蒸馏水洗至pH为7.0，并浸泡于蒸馏水中备用。表2-3 六种大孔树脂的理

28、化性质树脂类型粒度（mm）水份（%） 平均孔径（A）比表面（m2/g）极性ME-1（0.3-1.25）90%65-7590-100330中极性D101（0.3-1.25）90%65-75100-110400非极性AB-8（0.3-1.25）90%65-75130-140480-520弱极性HPD500（0.3-1.2）90%65-7555-75500-550极性HPD450（0.3-1.2）90%65-7590-110500-550弱极性HPD400-1（0.3-1.2）90%65-7575-80500-550中极性（2）通过吸附和解吸筛选树脂选用上述六种大孔树脂对黄酮进行纯化。取经过预处理的

29、大孔树脂，用滤纸吸干表面残留的水分，各称取3.0 g于锥形瓶中，分别加入30 mL的黄酮粗提液，于20条件下静止吸附5.0 h，然后取被树脂吸附后的黄酮溶液测定其吸光值，根据线性回归方程计算出黄酮含量，并根据公式计算黄酮在各种树脂上的吸附率。用蒸馏水洗去吸附后的大孔树脂表面的黄酮溶液，各加60%乙醇30 mL于20条件下静止解吸4.0 h，待黄酮从树脂中充分解吸到溶剂中后，经过滤取滤液测定其吸光值，计算各种树脂中黄酮的解吸率。根据实验结果，选择黄酮的吸附率和解吸率都较大的树脂。吸附率和解吸率的计算如公式1.1和1.2所示。 （公式1.1） （公式1.2）式中：吸附率，%；吸附前样品液中黄酮的含

30、量，mg/mL；吸附前样品液的起始体积，mL；吸附后样品液中黄酮的含量，mg/mL；吸附残液的体积，mL；解吸后样品液中黄酮的含量，mg/mL；解吸后样品液的体积，mL。2.2.5静态吸附实（1）静态吸附的单因素实验样品浓度 将经预处理的AB-8大孔树脂用滤纸吸干表面水分，称取6份各4.0 g于50 mL锥形瓶中，分别加入20 mL浓度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mg/mL的黄酮粗提液，并于20静置吸附5.0 h，然后按2.2.3黄酮含量测定方法测定吸附后残液中黄酮含量，并计算吸附率。大孔树脂用量分别称1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 g经预处理的AB-8大孔树脂（

31、用滤纸吸干表面水分，下面同样处理）于50 mL锥形瓶中，各加20 mL黄酮浓度为1.0 mg/mL的黄酮粗提液，置于20静置吸附5.0 h，按2.2.3黄酮含量测定方法测定吸附后残液中黄酮含量，并计算吸附率。黄酮溶液的体积称取5份预处理好的AB-8大孔树脂大孔树脂各4.0 g，于50 mL锥形瓶中，分别加入10 mL、20 mL、30 mL、40 mL和50 mL的黄酮粗提液，置于20静置吸附5.0 h，然后测定残液中黄酮含量，并计算吸附率。吸附时间称取6份预处理好的AB-8大孔树脂大孔树脂各4.0 g，于50 mL锥形瓶中，各加入1 mg/mL的黄酮粗提液30 mL，置于20静置吸附，分别于

32、1.0 h、2.0 h、3.0 h、4.0 h、5.0 h和6.0h，然后测定残液中黄酮含量，并计算吸附率。吸附温度的确定在5个50 mL锥形瓶中各加入4.0 g预处理好的AB-8大孔树脂，再加入1 mg/mL的黄酮粗提液30 mL，分别置于20、30、40、50和60下静置吸附5.0 h ，然后测残液中黄酮含量，并计算吸附率。吸附pH的确定 在5个50 mL锥形瓶中各加入4.0 g预处理好的AB-8大孔树脂，各加入1 mg/mL的黄酮粗提液30 mL，分别调节pH为2.0、3.0、4.0、5.0和6.0，并置于40下静置吸附5.0 h，待吸附饱和后测残液中黄酮的含量，并计算吸附率。（2）静态

33、吸附响应面设计依据单因素实验结果，确定吸附时间、树脂用量和黄酮溶液浓度作为分析因素，设计响应面实验，得到三因素三水平共17组实验。响应面实验因素水平表如下。表2-4 静态吸附的响应面实验因素水平表水平因素吸附时间（h）树脂用量（g）黄酮溶液浓度（mg/mL)14.03.00.525.04.01.036.05.01.52.2.6静态解吸实验（1）静态解吸单因素实验解吸液的浓度称取五份吸附饱和的树脂4.0 g于具塞磨口三角瓶中，分别加入体积分数为40%、50%、60%、70%和80% 的乙醇溶液20 mL，在20下解吸4.0 h，测定解吸液的吸光值，计算黄酮含量和解吸率。解吸液体积称取六份吸附饱和

34、的树脂4.0 g于具塞磨口三角瓶中，分别加入体积分数为 70%的乙醇溶液15 mL、20 mL、25 mL、30 mL、35 mL和40 mL，在20下解吸4.0 h，测定解吸液的吸光值，计算黄酮含量和解吸率。解吸时间称取六份吸附饱和的树脂4.0 g于具塞磨口三角瓶中，调节其pH值为4.0，加入70%乙醇溶液20 mL，分别在1 h、2h、3h、4h和5h测定解吸液的吸光值，计算黄酮含量和解吸率。解吸温度称取六份吸附饱和的树脂4.0 g于具塞磨口三角瓶中，调节其pH值为4.0，加入70%乙醇溶液20 mL，分别置于20、30、40、50和60下解吸4h，测定解吸液的吸光值，计算黄酮含量和解吸率

35、。解吸液pH值称取七份吸附饱和的树脂4.0 g于具塞磨口三角瓶中，调节其pH值分别为2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0和8.0，分别加入70%乙醇溶液20 mL，50下解吸4.0 h，测定解吸液的吸光值，计算黄酮含量和解吸率。（2）静态解吸的响应面设计依据单因素实验结果，确定吸附时间、树脂用量和黄酮溶液浓度作为分析因素，设计响应面实验，得到三因素三水平共17组实验。响应面实验因素水平表如下。表2-4 响应面实验因素水平表水平因素解吸液体积（mL）温度（）pH115.040.03.0220.050.04.0325.060.05.02.3 实验结果和分析2.3.1 树脂的筛选按照上面2

36、.2.4的方法，以吸附率和解吸率为判断依据，得到六种树脂的吸附率和解吸率如图2.2和2.3所示。图2.2 六种树脂的静态吸附率图2.3 六种树脂的静态解吸率从图2.2和图2.3可见，根据大孔树脂的极性、比表面积、孔径等理化性质不同，对黄酮粗提液中各组分的吸附力不同，解吸效果也不同。根据实验结果，选择吸附率和解吸率都较大的树脂为实验树脂。综合考虑，本实验选用的大孔树脂为AB-8型，对黄酮粗提液的吸附率为68.3%，解吸率为65.4%。2.3.2 静态吸附实验（1）静态吸附的单因素实验按照2.2.5中的方法，进行六种变量的单因素实验。 样品浓度 利用0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0

37、mg/mL的黄酮粗提液进行吸附实验，吸附率如图2.4所示。图2.4 黄酮浓度对吸附率的影响从图2.4可见，在黄酮浓度较低时，随浓度的加大吸附率上升，至1.0 mg/mL时，吸附率达到33.5%，继续加大浓度，吸附率反而下降，至3.0 mg/mL时，为18.7%，原因可能浓度过大时，溶液粘度会增加，从而影响了吸附效果，因此，选择1 mg/mL为黄酮最佳吸附浓度。大孔树脂用量利用1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 g的树脂加20 mL黄酮的粗提液进行吸附实验，吸附率如图2.5所示。图2.5 树脂用量对吸附率的影响从图2.5可见，随着树脂用量的加大，吸附率提高，从1.0 g增加到4.0 g时，吸

38、附率从16.6%升高到45.9%，继续增大树脂用量，吸附率下降，至5.0 g时，吸附率下降到38.3%。这是因为，树脂量增加吸附到上面的黄酮量也会增多，但树脂过多时，会影响黄酮在溶液中的扩散，反而引起吸附率下降。因此，选择4 g树脂为最佳树脂用量。黄酮溶液的体积利用10 mL、20 mL、30 mL、40 mL和50 mL的黄酮粗提液与4.0 g树脂进行吸附实验，吸附率如图2.6所示。图2.6 黄酮体积对吸附率的影响从图2.6可见，随着黄酮体积的加大，吸附率提高，当黄酮提取液用量从10 mL加大到30 mL时，吸附率从39.6%升高到56.9%，继续加大黄酮提取液用量，吸附率下降，至50 mL

39、时，吸附率降至43.0%。因此选择30 mL为最佳黄酮提取液的体积。吸附时间实验时，分别于吸附1.0 h、2.0 h、3.0 h、4.0 h、5.0 h和6.0 h后计算吸附率，结果如图2.7所示。从图2.7可见，随着吸附时间的延长，吸附率提高明显，从1 h 的27.0%上升到5 h的59.1%，但继续延长时间，吸附率有所下降，但不是很明显。出现这种情况的原因可能是随着时间的延长，树脂与黄酮吸附充分，但时间过长，一方面可能引起黄酮结构的破坏，另一方面也可能有一部分黄酮从树脂上解吸下来，所以，选择最佳吸附时间为5 h。图2.7 吸附时间对吸附率的影响吸附温度的确定分别于20、30、40、50和6

40、0进行吸附实验，结果如图2.8所示。图2.8 温度对吸附率的影响从图2.8可见，有一个最佳温度使黄酮的吸附率最大，即40时吸附率可达到64.3%，最低是20与其相差大约10个百分点，而在温度升高时吸附率略有下降。这可能是因为黄酮类物质在大孔吸附树脂上的吸附是靠分子间作用力，属于物理吸附，温度升高，有利于分子运动速度加快；但当温度过高时，很可能又引起黄酮在溶液中的溶解度增大。最后确定40为最佳吸附温度。吸附pH的确定分别调节吸附实验的pH为2、3、4、5和6，结果如图2.9所示。图2.9 pH值对吸附率的影响从图2.7可见，有最佳pH使吸附率最大，即pH为3时吸附率为68.1%，但总体上说，在本

41、实验所选数据范围内，pH对吸附率的影响不大，最多相差四个百分点。pH对吸附率产生的影响可能是氢离子的存在影响了黄酮的存在方式。（2）静态吸附的响应面实验 静态吸附的响应面17组实验结果如表2-5所示。表2-5 静态吸附的响应面实验结果实验序号吸附时间（h）树脂用量（g）黄酮溶液浓度（mg/mL)吸附率/%131233.6232346.7332143.2422269.4533239.3623342.3721331.3812348.9921131.01023133.01122263.71211233.51322267.61422263.71522267.61612145.81713232.2根据以

42、上数据，得到三个因素，即吸附时间、树脂用量和黄酮溶液浓度三个因素之间的相互作用以及对黄酮吸附率的影响响应曲面图，如图2.10、2.11和2.12所示。图2.10 吸附时间和树脂用量对吸附率的影响图2.11 吸附时间和黄酮浓度对吸附率的影响图2.12 树脂用量和黄酮浓度对吸附率的影响曲面可以反映出单因素对结果的影响情况，曲面陡表明该因素对吸附率的影响显著，曲面平缓则相反，表明该因素对吸附率的影响不显著；等高线的形状反映两因素交互作用的强弱，椭圆形表明交互作用强，影响显著，圆形则相反；等高线密集表明对吸附率影响较大，稀疏表明影响较小22,23。从图2-10可见，吸附时间和树脂用量交互作用的等高线为

43、椭圆形，说明二者的交互作用较强；而树脂用量曲面较陡，说明该因素对吸附率的影响显著。从图2-11则说明，吸附时间和黄酮浓度交互作用时，等高线为圆形，说明二者的交互作用较弱；而二者的曲面都比较平缓，说明这两个因素对黄酮吸附率的影响均不显著。从图2-12表示了树脂用量和黄酮浓度交互作用等高线为椭圆形，说明二者的交互作用较强；而树脂用量曲面陡度比黄酮浓度大，说明树脂用量对吸附率的影响比黄酮浓度显著。通过对响应面结果的分析得到数据如上，应用此数据经过回归拟合后得到以吸附率为响应值的回归方程:y = 66.40+0.3x1+2.18x2+2.03x3+1.75x1x2+0.10x1x3+2.25x2x31

44、0.00x221.75x2210.25x32 通过回归模型预测的大孔树脂吸附黄酮的最佳条件是：吸附时间为5.02 h，树脂用量为4.06 g，黄酮溶液浓度1.05 mg/mL，吸附率达到68.1%。在此实验条件下进行验证实验，得到的吸附率为66.5%，与预测值差别不大。2.2.3 静态解吸实验结果按照2.2.6中的方法，进行五种变量的单因素解吸实验。（1）静态解吸单因素结果解吸液浓度利用40%、50%、60%、70%和80% 的乙醇溶液做解吸实验，结果如图2.13所示。图2.13 乙醇浓度对解吸率的影响从图2. 13中可见，在40%到70%的范围内，随乙醇浓度的增大，解吸率逐渐增加，从28.4

45、0%升高到38.30%，但继续增大乙醇浓度，解吸率会下降。这与不同浓度的乙醇的极性不同有关。选择70%为最佳解吸溶剂。解吸液体积在4.0 g树脂中分别加入15 mL、20 mL、25 mL、30 mL、35 mL和40 mL解析液，进行解吸实验，结果如图2.14所示。图2.14 乙醇体积对解吸率的影响图2.14显示，乙醇体积在20 mL时解吸率最高，为34.2%，而在高于此体积后解吸率开始下降，至40 mL时，已经降到15.0%，所以解吸液体积选择20 mL。 解吸时间分别在1 h、2 h、3 h、4 h和5 h测定解吸液中黄酮浓度并计算解吸率，结果如图2.15所示。图2.15 解吸时间对解吸率的影响如图2.15显示，在4 h时可以得到最大解吸率38.5%，但时间再延长，就会使解吸率下降，但下降不太明显，这可能与时间长造成部分黄酮分子重新吸附有关。选择4 h为最佳解吸时间。解吸温度分别在20、30、40、50和60条件下做解吸实验，结果如图2.16所示。图2.16 温度对解吸