响应面优化超声法提取板栗壳中总黄酮及抗毕业论文.doc

本科毕业论文（实验）( 2016 届 ) 题 目：响应面优化超声法提取板栗壳中总黄酮及抗氧化性应用 学 院： 化学化工学院 专 业： 化学工程与工艺 学生姓名： 孙素英 学号： 21207052044 指导教师： 潘乐 职称（学位）： 讲师（博士） 合作导师： 职称（学位）： 完成时间： 2016 年 3月 20日 成 绩： 黄山学院教务处制学位论文原创性声明兹呈交的学位论文，是本人在指导老师指导下独立完成的研究成果。本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在文中以明确方式标明。本人依法享有和承担由此论文而产生的权利和责任。声明人（签名）： 年 月 日黄山学院本科毕业论文目 录这一部分不用动，最后自动生成响应面优化超声法提取板栗壳中总黄酮及抗氧化性作用化学化工学院 化学工程与工艺 孙素英（21207052044）指导老师：潘乐（讲师）摘要：摘要利用响应面分析法优化板栗壳总黄酮的提取工艺。方法:固定料液比为i:20以乙醇浓度、提取温度及提取时间为响应因子，总黄酮提取得率为响应值，实施3因素3水平的响应面分析，建立数学模型，并得出最佳工艺条件。最终利用响应面分析法获得的提取板栗壳总黄酮的最佳工艺条件为:乙醇浓度为46%，提取温度为50，提取时间为3h该条件下提取2次，板栗壳总黄酮的得率可达19.66%。关键词：响应面分析法;板栗壳;总黄酮the response surface optimization method of ultrasonic extraction of flavonoids in the chestnut shell and oxidation resistance sun suying director: pan le(school of chemistry and chemical engineering, huangshan university)abstract: by using the response surface analysis to optimize extraction technology of total flavonoids chestnut shell. methods: the fixed ratio of material liquid i: 20 for ethanol concentration, extraction temperature and extraction time response factor, total flavonoids obtained rate in response to a value, the implementation of 3 factors 3 levels of response surface analysis, mathematical model is established, and optimum technological conditions are obtained. eventually using response surface analysis method for the extraction of the optimum process conditions of total flavonoids of chinese chestnut shell: 46% ethanol concentration, extraction temperature is 50, the extraction time is 3 h under the condition of the extraction twice, chestnut shell yield could reach 19.66% of total flavonoids. keywords: the response surface method; chestnut shell; generalflavone21 引言 1.1板栗 1.1.1板栗的介绍 板栗（学名：castaneamollissima），又名栗、板栗、栗子、风栗，是壳斗科栗属的植物，原产于中国，分布于越南、台湾以及中国大陆地区，生长于海拔3702800米的地区，多见于山地，已由人工广泛栽培。栗子营养丰富，维生素c含量比西红柿还要高，更是苹果的十几倍。栗子中的矿物质也很全面，有钾、锌、铁等，虽然含量没有榛子高，但仍比苹果等普通水果高得多，尤其是含钾量比苹果高出3倍。 1.1.2板栗壳 栗壳为板栗的外果皮，药性甘、涩、平，具有降逆、止血的功效，主治反胃、鼻衄、便血等症研究表明，板栗壳中含有酚类、有机酸、糖、多糖、黄酮、植物甾醇、内酯、香豆素和鞣质等化学成分。我国拥有丰富的板栗资源，近年来，板栗果肉的深加工日益受到关注，但山此产生的板栗壳多作为废物舍弃，浪费了极大的资源。研究表明，板栗壳中含有丰富的生物活性成分，如黄酮、多糖、多酚等，具有很大的研究价值。 1.2黄酮化合物 1.2.1黄酮化合物的作用近年来，由于自由基生命科学的进展，使具有很强的抗氧化和消除自由基作用的类黄酮受到空前的重视。类黄酮参与了磷酸与花生四烯酸的代谢、蛋白质的磷酸化、钙离子的转移、自由基的清除、抗氧化活力的增强、氧化还原作用、螯合作用和基因的表达。它们对健康的好处有：（ 1 ） 抗炎症 （ 2 ） 抗过敏 （ 3 ） 抑制细菌 （ 4 ） 抑制寄生虫 （ 5 ） 抑制病毒 （ 6 ） 防治肝病 （ 7 ） 防治血管疾病 （ 8 ） 防治血管栓塞 （ 9 ） 防治心与脑血管疾病 （ 10 ） 抗肿瘤 （ 11 ） 抗化学毒物 等。天然来源的生物黄酮分子量小，能被人体迅速吸收，能通过血脑屏障，能时入脂肪组织，进而体现出如下功能：消除疲劳、保护血管、防动脉硬化、扩张毛细血管、疏通微循环、活化大脑及其他脏器细胞的功能、抗脂肪氧化、抗衰老。近年来国内外对茶多酚、银杏类黄酮等的药理和营养性的广泛深入的研究和临床试验，证实类黄酮既是药理因子，又是重要的营养因子为一种新发现的营养素，对人体具有重要的生理保健功效。目前，很多著名的抗氧化剂和自由基清除剂都是类黄酮。1.2.2黄酮类化合物的提取方法1. 水提法（对于被提取物中水溶性黄酮苷含量较高的情祝，过去大多用水作为提取的溶剂。而水提法又可分为两大类，即热水提取法和水回流提取法。）2. 有机溶剂提取法（ 现行实验条件下常以丙酮、乙醇、甲醇、水以及一些极性较大的混合溶剂如甲醇-水对目标进行提取，这也是目前被认可的最为通用的一种方法，因为该法很容易应用于大工业中。）3. 索氏提取法（实验室中对植物黄酮类化合物提取最常采用静态的索氏提取法，该法的显著优势是固液分离，提取液成分更为简单，有利于后续操作的顺利开展。）4. 超临界提取法（超临界提取技术是利用处于超临界状态下气体的高渗透性和高溶解能力对目标物进行提取的一种单元提取分离技术。）5. 酶提取法（ 酶提取法在类黄酮的提取方面得到了较好的应用和推广。酶提取类黄酮的方法仅需在一般的提取工艺流程中加入合适种类的酶，该操作能有效地将油溶性的类黄酮转化为易溶于水的糖苷类，如此一来就可以在同一时间提取出水溶性的类黄酮和油溶性的类黄酮，并较大幅度的增加了类黄酮得率和含量。另外，酶提取法的提取条件非常温和，这有利于类黄酮的活性在提取过程中得以较好的保留，并兼顾了提取成本低和安全程度高等优点。）6. 超声波辅助提取法（超声波辅助提取技术随着近年来科技的发展，己经在多个行业中得以广泛应用，例如医学诊断、医学治疗、清洗杀菌、工业探伤、工业钻孔以及测距等。而在传统的中药提取有效天然物成分方面，超声波辅助提取技术的应用更是受到越来越多的关注与常规提取技术相比，超声波辅助提取技术实验设备更为简单，同时操作也更为方便。）7. 双水相提取法（双水相提取法的实验操作步骤难度低且无残余溶剂影响提取结果，其达到分离效果的本质主要归因于目标物在分离体系中的选择性分配。各类植物的提取物中成分颇为繁多，而双水相提取方法有着极佳的专一选择性，可以考虑应用该种提取手段在天然植物中获得多种高效的药用成份。）1.3响应面优化分析法1.3.1响应面优化分析法的概念 响应面分析方法是近年来广泛得到应用的优化方法，它是统计学和数学方法的结合，通过近似构造一个具有明确表达形式的多项式来表达隐式功能函数用于优化由几个变量影响到响应值的过程。首先它可以分析单个变量的影响，根据少量实验便能够提供大量的信息，其次还能够研究变量之间的关系例如交互作用，另外还可以建立用于预测的模型。此方法的一般步骤是:首先确定单因素变量和水平，选出对实验结果影响较大的几种因素作为研究的变量，因素的水平会对优化结果的准确性产生较大影响，决定了模型的显著性;然后设计实验，一般采用box-behnken设计，均匀外壳设计和中心组合设计，将设计的实验方案以及结果用分析软件如design-expert, sas等分析得出模型和多元二次回归方程;最后根据模型的相关因素参数对方程进行优化，求出最优解，并且用图像表示两两因素的交互作用。1.3.2响应面优化分析法的应用 响应面分析法在化学和生物学领域有广泛的应用。在化学中确定各种反应物的剂量使得产物达到最大值或最优值。在生物学中用于研究反应物各成分所占比例与其生物活性之间的关系以确定生物材料的最优试验条件。很多文献报道了响应面方法在优化生物化学过程中的应用，如果胶水解酶催化脂肪酸醋合成脂肪酶催化dha合成为玻璃首油，果胶酶用于果汁澄清中等。在黄酮和多酚类提取方面响应面方法也有相关报道，如从灵菊七中提取总黄酮并优化工艺优化从棕色芒果中提取的黄酮量，从番石榴果浆工业生产副产品中最大程度提取酚类和黄酮，从槐角子中提取黄酮的工艺优化，从巴西毒中提取多酚抗氧化物的工艺优化。1.3.3响应面优化分析法的优点 响应面法的优点在于:从较少的实验当中得到很多信息，相比传统的方法更加节省时间;与正交法相比能够观察到两两因素的交互作用，在很多生化反应过程中，因素之间的交互作用非常关键。另一方面，它的使用也有一定不足:首先不是所有的实验模型都能很好的用二次多项式拟合，其次单因素实验的结果和因素水平的选取对预测值的准确性有很大影响，会有一定的误差。2 实验部分2.1 仪器与试剂本实验中所用仪器和试剂见表2-1和表2-2。表2-1 主要实验试剂 试剂名称 级别 厂家jy92-2d超声波细胞粉碎机 宁波新芝生物科技股份有限公司re-52aa旋转蒸发器 上海亚荣生化仪器厂phs-3g型实验室ph计 上海今迈仪器仪表制造公司scouts电子天平 上海越平科学仪器有限公司ze-90型暗箱式紫外透射仪 上海顾村电光仪器厂f-4500荧光分光光度计 日本日立 hitachi t9紫外分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司 根据实际修改 表2-2 主要实验试剂 试剂名称 级别 厂家冰醋酸 cp 江苏强盛功能化学试剂有限公司五氧化二磷 ar 国药集团化学试剂有限公司二氯甲烷 ar 天津市科密欧化学试剂有限公司磷酸二氢钠 ar 西陇化工股份有限公司 盐酸 ar 国药集团化学试剂有限公司氢氧化钠 ar 国药集团化学试剂有限公司 根据实际修改 2.2 xxx 2.2.1 xxxx2.2.2 xxxx3 结果与讨论3.