设计振荡法提取玉米皮中黄酮的工艺研究毕业论文

河北 学院COLLEGE UNIVERSITY毕 业 论 文论文题目：振荡法提取玉米皮中黄酮的工艺研究学生姓名： 学 号： 专业班级： 生物技术 2 班学 部：材料与化工部指导教师： 2012 年 05 月 20 日河北 学院 毕业设计论文- -2摘 要本论文要探究的是对玉米皮中黄酮类物质的提取及含量测定，为充分利用物质资源，我们对一些材料进行了实地调查，发现玉米秸秆基本上都被丢弃从而造成资源的浪费。黄酮类物质则是一大类的具有生物活性的物质，可以在很多方面得到应用。下面做的一项研究就是对玉米皮中是否含有活性物质黄酮以及对提取玉米皮中黄酮类物质的提取工艺进行优化。同时，论文中也介绍了黄酮类化合物的结构、性质及应用价值等内容。关键词：黄酮类化合物； 提取； 吸光度； 含量测定 河北 学院 毕业设计论文- -3AbstractThis paper is to explore the extraction process and determination of flavonoids in corn bran. To take full advantage of material resources, we conducted a field survey on some materials, finding that the corn stalks have largely been discarded, resulting in waste of resources.The flavonoids are a large class of biologically active substances and can be applied in many ways. This issue is to study if corn bran contains the active flavonoids and optimization of the extraction process of flavonoids in the extract of corn bran. At the same time, the paper also describes the structure, nature and the value of flavonoids.Keywords: flavonoids；extraction；Absorbance ；Determination 河北 学院 毕业设计论文- -4目录1 引言 .62 黄酮类化合物的结构、物理化学性质和分布 .72.1.黄酮类化合物的结构 .72.1.1. 黄酮和黄酮醇 .72.1.2. 二氢黄酮和二氢黄酮醇 .82.1.3. 异黄酮和二氢异黄酮 .92.1.4. 查耳酮和二氢查耳酮类 .92.1.5. 橙酮类 .102.1.6. 花色素和黄烷醇类 .102.1.7. 其他黄酮类 .102.2.黄酮类物质的理化性质 .112.2.1 外观 .112.2.2 溶解性 .112.2.3 酸碱性 .112.3. 黄酮类物质的分布 .113.黄酮类化合物的价值及药理学活性 .123.1.价值 .123.2. 药理活性 .133.2.1 抗脑缺血作用 .133.2.2 抗心肌缺血药 .133.2.3 抗心律失常作用 .143.2.4 心血管系统活性 .143.2.5 抗菌及抗病毒活性 .143.2.6 抗肿瘤活性 .153.2.7 抗氧化、抗衰老作用 .153.2.8 抗炎、镇痛活性 .163.2.9 保肝活性 .163.2.10 其他 .164. 在食品方面的 应用 .165.黄酮类化合物的提取方法,测定及响应面分析 .175.1.提取方法 .175.1.1 .有机溶剂萃取法 .175.1.2 .碱性水提法 .185.1.3 .超滤法 .185.1.4. 热水提取法 .185.1.5. 大孔树脂吸附法 .185.1.6. 超临界流体萃取法 .185.1.7. 超声波法 .195.1.8. 微波提取法 .195.1.9.振荡提取法 .195.2 黄酮类化合物的测定分析方法 .195.2.1 平面色谱法 .19河北 学院 毕业设计论文- -55.2.2 分光光度法 .205.2.3 高效毛细管电泳(HPCE)法 .205.2.4 高效液相色谱(HPLC)法 .215.2.5 气相色谱法 .215.2.6 液相色谱与质谱联用法 .215.2.7 极谱法 .225.3 响应面分析法 .226.实验内容 .226.1. 实验研究内容 .226.2. 实验准备情况 .236.3. 研究方法、手段 .236.3.1 玉米皮黄酮提取工艺流程 .236.3.2.芦丁标准液的配制及标准曲线的绘制 .236.3.3. 总黄酮含量的测定 .236.3.4. 试验设计 .237 实验结果 .247.1.单因素实验结果 .247.1.1.提取溶剂种类的影响 .247.1.2.样品颗粒大小的影响 .257.1.3.料液比的影响 .257.1.4.提取温度的影响 .267.1.5.提取次数的影响 .267.1.6.提取时间的影响 .277.2.芦丁标准曲线 .287.3.响应面实验设计得率计算 .297.4.响应面分析 .307.5.最佳方案 .368 总结 .37参考文献 .37河北 学院 毕业设计论文- -61 引言我国是世界上植物资源最丰富的国家之一，约有三万余种高等植物，据普查其中已发现药用植物一万一千多种，这些药用植物资源是开发新药的不竭源泉。据专家统计，做过药理研究的只有一千余种，较为深入研究的不过二百种，可见天然药物的研究开发和利用具有巨大的潜力。对植物药的研究与开发，我国主要是寻找单一活性化合物或以其为先导化合物开发新药。当前正是面临着资源匮乏的危机中，充分利用资源是解决这一问题的重要策略，研究新方法新技术从废弃物中获取需要的资源备受欢迎。秋收之际，玉米，稻谷等的秸秆会被丢弃在荒野，造成资源的浪费，本论文的内容就是探究玉米皮中黄酮类物质的提取和含量的测定。对黄酮类物质的提取方法有热水提取法、有机溶剂提取法、碱性稀醇提取法、微波提取法、超临界流体萃取法、超声波提取法、酶解法、半仿生提取技术。这次实验是以去离子水为提取剂，探究玉米皮中是否含有黄酮类物质，同时研究温度、提取次数、液料比、颗粒的粒度等对黄酮提取率的影响。黄酮类物质（Flavonoid）是一群来自于水果、蔬菜、茶、葡萄酒、种子或是植物根的一群化合物。属于生理活性物质。虽然他们不被认为是维生素，但是在生物体内的反应里，被认为有营养功能：例如像是抗氧化等或是具有一些抗发炎反应功效，也被认为有抵抗或是减缓肿瘤的形成。它们被分为 5 个亚类：黄酮、黄烷醇、总黄酮、黄酮醇、和花青盐。黄酮类具有抗氧化、抗癌、抗血管增生、消炎、抗变应性、和抗病毒的功效。据资料统计，目前已知生理活性黄酮类化合物有 5000 多种，各方面的研究也越来越广泛与深入，提取和分离出具有较高生物活性的黄酮类化合物对医药、食品工业的贡献是巨大的，是当前植物药研究开发的热点之一。河北 学院 毕业设计论文- -72 黄酮类化合物的结构、物理化学性质和分布2.1.黄酮类化合物的结构黄酮类化合物（flavonoids）是一类存在于自然界的、具有 2-苯基色原酮（flavone）结构的化合物。它们分子中有一个酮式羰基，第一位上的氧原子具碱性，能与强酸成盐，其羟基衍生物多具黄色，故又称黄碱素或黄酮。黄酮类化合物在植物体中通常与糖结合成苷类，小部分以游离态（苷元）的形式存在。天然黄酮类化合物母核上常含有羟基、甲氧基、烃氧基、异戊烯氧基等取代基。最早黄酮类化合物主要是指母核为 2-苯基色原酮的一类化合物，现在则泛指两个苯环（A 环与 B 环）通过中央三碳相互联接而成的一系列化合物。黄酮类化合物是色原烷的衍生物,其特点是具有 C6C3C6 的基本骨架,并可根据中间吡喃环的不同氧化水平和两侧 A、B 环上连接的各种取代基,而分为不同的黄酮类型1。其中 C3 部分可以是脂链，或与 C6 部分形成六元或五元氧杂环。根据中央三碳的氧化程度、是否成环、B 环的联接位点等特点，可将该类化合物分为以下七大类。2.1.1. 黄酮和黄酮醇这里指的是狭义的黄酮，即 2-苯基色原酮（2-苯基苯并 吡喃酮）类，此类化合物数量最多，尤其是黄酮醇。如芫花中的芹菜素、金银花中的木犀草素属于黄酮类；银杏中的山奈素和槲皮素属于黄酮醇类。2-苯基色原酮分子结构图黄酮醇类母核结构图黄酮类母核的结构图河北 学院 毕业设计论文- -82.1.2. 二氢黄酮和二氢黄酮醇与黄酮和黄酮醇相比，其结构中 C 环 C2-C3 位双键被饱和，他们在植物体内常与相应的黄酮和黄酮醇共存。如甘草中的甘草素、橙皮中的橙皮苷均属于二氢黄酮类；满山红中的二氢槲皮素、桑枝中的二氢桑色素均属于二氢黄酮醇类。二氢黄酮类母体结构图二氢黄酮醇类母体结构图2.1.3. 异黄酮和二氢异黄酮异黄酮类为具有 3-苯基色原酮基本骨架的化合物，与黄酮相比其 B 环位置连接不同。如葛根中的葛根素、大豆苷及大豆素均为异黄酮。二氢异黄酮类可看作是异黄酮类 C2 和 C3 双键被还原成单键的一类化合物。如中药广豆根中的紫檀素就属于二氢异黄酮的衍生物。异黄酮类母体结构图二氢异黄酮类母体结构图河北 学院 毕业设计论文- -92.1.4. 查耳酮和二氢查耳酮类查耳酮的主要结构特点是 C 环未成环，另外定位也与其他黄酮不同。其可以看作是二氢黄酮在碱性条件下 C 环开环的产物，两者互为同分异构体，常在植物体内共存。同时两者的转变伴随着颜色的变化。中药红花中的红花苷为查耳酮类。红花在开花初期时，花中主要成分为无色的新红花苷（二氢黄酮类）及微量红花苷，故花冠是淡黄色；开花中期花中主要成分为黄色的红花苷，故花冠为深黄色；开花后期则变成红色的醌式红花苷，故花冠为红色。二氢查耳酮在植物界分布极少。查尔酮类母体结构图2.1.5. 橙酮类可看作是黄酮的 C 环分出一个碳原子变成五元环，其余部位不变，但 C 原子定位也有所不同。是黄酮的同分异构体，属于苯骈呋喃的衍生物，又名噢哢。如黄花波斯菊花中含有的硫磺菊素就属于此类。橙酮类母体结构图2.1.6. 花色素和黄烷醇类花色素类是一类以离子形式存在的色原烯的衍生物，广泛存在于植物的花、果、叶、茎等部位，是形成植物蓝、红、紫色的色素。由于花色素多以苷的形式存在，故又称花色苷。如矢车菊素、飞燕草素、天竺葵素等属于此类。 黄烷醇类生源上是由二氢黄酮醇类还原而来，可看成是脱去 C4 位羰基氧原子后的二氢黄酮醇类。黄烷-3-醇在植物界分布很广，如（+）儿茶素(catechin)和（-）表儿茶素(epicatechin） 。故又称为儿茶素类。儿茶素为中药儿茶的有效成分，具有一定的抗癌活性。河北 学院 毕业设计论文- -10花色素类母体结构图2.1.7. 其他黄酮类此类化合物大多不符合 C6-C3-C6 的基本骨架，但因具有苯并 -吡喃酮结构，我们也将其归为黄酮类化合物。 双黄酮类：是由二分子黄酮衍生物通过 C-C 键或 C-O-C 键聚合而成的二聚物。如银杏叶中含有的银杏素即为 C-C 键相结合的双黄酮衍生物。高异黄酮：和异黄酮相比，其 B 环和 C 环之间多了一个-CH2-，如中药麦冬中存在的麦冬高异黄酮 A(ophiopogonone A)。呋喃色原酮：即色原酮的 C6-C7 位并上一个呋喃环。如凯刺种子和果实中得到的凯林属于此类。苯色原酮：即色原酮的 C6-C7 位并上一个苯环。如决明子中含有的红镰酶素属于此类。2.2.黄酮类物质的理化性质2.2.1 外观大多数为结晶状固体，具有一定的结晶形状，少数为非晶形粉末。大多呈黄色，所构成的颜色与分子中是否存在交叉共扼体系及助色团的数目多少和取代的位置有关。一般来说，黄酮、黄酮醇及其苷类多呈灰黄至黄色，查尔酮为黄色至橙黄色，而二氢黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮类等因不存在共轭体系或共轭很少，故不显色。花色素及其苷元的颜色，因 pH 的不同而