论文大孔树脂对月季果黄酮的静态吸附条件研究

111 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-I-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Abstract-II-AbstractFlavonoids compounds are in the medicinal value of many drugs，and many flavonoids have a cough，expectorant ，asthma，anti-bacterial 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 resin 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 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-III-目 录摘 要 .IABSTRACT .II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 .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 .291 文献综述-1-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。河北联合大学生命科学学院-2-1 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（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列并不紧密，分子间引力降低，有利于水分子进入，溶1 文献综述-3-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、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，取得了河北联合大学生命科学学院-4-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 13，甘草黄酮类化合物的研究和应用逐渐成为热点。1.2