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山西师范大学本课毕业论文 苦荞麦籽壳中芦丁的提取工艺优化苦荞麦籽壳中芦丁的提取工艺优化 和含量的测定和含量的测定 姓姓名名 院院系系 专专业业 班班级级 学学号号 指导教师指导教师 答辩日期答辩日期 成成绩绩 苦荞麦籽壳中芦丁提取工艺优化和含量的测定 内容摘要内容摘要 本文主要应用了紫外可见分光光度计，研究了以苦荞麦籽壳为原料中 芦丁的提取得率并进行工艺条件的优化，采用乙醇溶液浸提研究了溶剂体积分 数、液料比（ml：g） 、浸提时间等不同条件对芦丁提取得率的影响。单因素水平 研究结果表明：在 60%的乙醇溶液、液料比为 30、浸提时间 4h 条件下，芦丁提 取率最大。 通过单因素试验和 3 因素 3 水平的响应面方法确定了各因素对芦丁提 取率的影响，最佳提取工艺为：60%的乙醇 溶液、1:30 的料液比、浸提时间为 3h,芦丁提取率最高，为 3.0%。 【关键词】【关键词】苦荞麦籽壳苦荞麦籽壳芦丁提取工艺芦丁提取工艺乙醇浸提法乙醇浸提法紫外分光光度计紫外分光光度计 响应面法响应面法 Determination of rutin extraction process optimization and content of bitter buckwheatseed shell Abstract This paper applied the uv-vis spectrophotometer, the researches on the bitter buckwheat shell as raw material in the seeds of rutin mention made and the technology conditions rate optimization, using ethanol solution soaks raises study solvent volume fraction, liquid material than (ml: g), soaks raises different conditions on time has the effect of rutin mention rate. Single factor level results show that in the 60% ethanol solution, liquid material than for 30, soaks raises time 4 h conditions, the yield rutin largest. By single factor experiment, and 3 factors 3 levels of the response surface method to identify various factors on the influence of rutin extraction yield, the best extraction technology for: 60% ethanol solution, 1:30 liquid materials of than, soaks raises time is 3 h, rutin extraction yield is the highest, about 3.0%. 【key wards】Bitter buckwheat shell seedRutin extraction technology Ethanol leaching formulationUv spectrophotometer The response surface method 一目录 引言 1 （一）苦荞麦籽壳中芦丁提取工艺研究动态.1 （二）本文研究内容. 1 一、材料与方法.2 （一）材料2 1.生物材料2 2.仪器与设备.2 3.试剂.2 （二）实验方法.2 1.芦丁标准曲线的绘制 2.芦丁提取的工艺流程.3 3.芦丁含量的测定3 二、实验结果及分析5 （一）芦丁定量测定. 5 1.芦丁标准曲线.5 2.单因素水平芦丁得率.5 （二）响应面分析芦丁提取条件.7 三、讨论7 参考文献 8 致谢.9 苦荞麦籽壳中芦丁提取工艺优化和苦荞麦籽壳中芦丁提取工艺优化和 含量的测定含量的测定 姓名：王莹指导教师：王文科 引言 苦荞麦（Tartary buckwheat） ，属双子叶蓼科（Polygonaceae）荞麦属 （Fagopyrumescuentum） 。性味苦、平、寒，有益气力、续精神、利耳目、降 气宽肠健胃的作用。主要在我国西北、西南、华北、中南等地区有分布和栽培。 芦丁（Rutin）,是维生素 P 的主要成分之一，属于黄酮醇类化合物，其分子 式为 C27H30O16,分子量为 610.53，化学名为：3,3,4,5,7-五羟基黄酮 -3-O-芸香糖苷，结构式为： 苦荞麦中含有大量的芦丁，大约占到苦荞麦中黄酮类物质总量 70%90。 并且芦丁含量是甜荞麦中的 30 到 50 倍。芦丁具有维持血管弹性，增强毛细血管 抵抗力，降低其脆性与通透性，并促进其细胞增生和防止血细胞凝集的作用，芦 丁能增强 Vc 的作用， 并促进 Vc 在体内的蓄积。 能降低人体血脂， 胆固醇， 血压， 血糖，防止心血管疾病。此外，它还凉血止血，清肝泻火，抗菌，抗氧化，抗辐 射，消除自由基，提高人体免疫力等。临床上主要用于糖尿病，高血压，高血脂， 冠心病的辅助治疗，也用于脑血栓所致的偏瘫，失语及动脉硬化等症。芦丁可以 直接作为药品，也用于复配和药物的中间体，还可以用于食品，化妆品的添加剂 和着色剂。 目前，随着我国人口结构向老龄化的转变，对预防和治疗心脑血管疾病的药 物如芦丁片， 羟基芦丁等的需求量逐年增加， 因此开发利用极为丰富的植物资源， 从中提取具有药用价值的天然芦丁，具有很好的经济效益。而且苦荞麦作为北方 一种常见农作物，分布很广，不管是在研究上还是工业生产上都有价格低廉，资 源充足，取材就近等优点。 （一）苦荞麦籽壳中芦丁提取工艺研究动态 目前的提取方法主要有热水提取法、醇提取法、碱水煮法、冷碱水浸提 取法、索氏抽提法等。其中碱煮酸沉法应用最为广泛，但提取率不太理想， 仅 10.1，提取成本太高，有待于进一步的研究。经过多方面文献资料的 查阅 ，醇提取法效果比较好，得率高。整个操作过程既简单方便又保持了 芦丁有机活性成分。 （二）本文研究内容 本课题就采用乙醇浸提法，以不同的乙醇浓度、提取时间、料液比，采 用紫外分光光度及研究不同的提取条件对芦丁提取得率的影响， 用响应面分 析最佳条件以提高芦丁的得率，为芦丁的工艺提取优化提供参考。 一、材料与方法 （一）材料 1.试验材料:苦荞麦籽壳（干燥，购于山西省临汾市尧都区） 2.仪器与设备 电子分析天平（JA1203N）上海精密科学仪器有限公司 电热鼓风干燥箱北京医疗设备三厂（DF 系列） UV-7504c 紫外可见分光光度计上海欣茂仪器有限公司 数显恒温水浴锅常州国华电器有限公司 微量移液器北京正兴宏业生物技术有限公司 滤纸称量纸量筒烧杯玻璃棒漏斗移液管 3.试剂及药品 95%乙醇天津化学试剂一厂分析纯 无水乙醇分析纯 亚硝酸钠分析纯 硝酸铝分析纯 氢氧化钠分析纯 蒸馏水 芦丁药片山西临汾制药厂 60%乙醇自制 40%乙醇自制 80%乙醇自制 （二）实验方法 1.芦丁提取工艺的流程 苦荞麦籽壳60干燥粉碎浸提（不同的乙醇浓度、不同 的料液比、不同的提取时间）过滤（多次取液去渣）测量吸光度 计算提取率 2.芦丁含量的测定 2.1 对照品对照品芦丁片取自竹林大药房，每片芦丁有 75mg,其中含芦丁 20mg， 称量干燥至恒重的芦丁片粉末 750mg，用甲醇 100ml，置水浴上微热，过滤得芦 丁溶液。精密吸取 10ml，置 100ml 容量瓶中，加水至刻度，摇匀，即得每 ml 含 无水芦丁 0.2mg,备用。 2.2 标准曲线标准曲线 取对照品溶液 0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0 与 6.0ml 分别置 于25ml的容量瓶中， 加水至6ml， 加5%NaNO2 1ml， 摇匀， 放置6min。 加10%AL(NO3)3 1ml，摇匀，放置 6min。加 5%NaOH 1ml，加水至刻度，放置 15min，以试剂空白 作参比，在 500nm 波长下测定吸光度，绘制标准曲线（见图 1） 。 2.3 测定样品测定样品 取各种方法的提取（见表 1）所得虑液 3ml，置于 25ml 容量 瓶中，照标准曲线依次加入各种试剂，以试剂空白作参比，500nm 处测吸光度， 计算芦丁含量（见表 4 及表 5） 。 表 1 单因素水平表 水平乙醇体积 分数% 提取时间 h 料液比 （g:ml） 14021:10 26031:30 38041:50 芦丁提取虑%100% 二、实验结果及分析 （一）标准曲线的绘制 表 2芦丁标准品溶液的测定 编号1234567 芦丁液(ml)0123456 蒸馏水（ml）6543210 芦丁含量(mg)00.20.40.60.81.01.2 吸光度 A00.0980.1490.2180.3020.3610.433 提取所得芦丁含量 样品总量 图 1 芦丁溶液的标准曲线 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 00.20.40.60.811.21.4 mg A 系列 1 线性 (系列 1) 以芦丁含量对吸光度作标准曲线，其回归方程为：A=0.3532m+0.0111 R2=0.9964 标准曲线绘制条件的讨论： 在实验条件下，芦丁中的 5羟基4酮基，3羟基4酮基及邻二酚 羟基与 AL 3+离子螯合，生成黄色配合物，加入强碱后，颜色由黄色变为深红，经 722 型分光光度计测定，在 500nm 处有吸收峰，故选用 500nm 谱线。 强碱（5% NaOH）加入 10ml 时，吸光值比较稳定。 对于显色时间，对吸光值也有影响，当显色时间小于 15min 时，吸光值偏小 且不稳定。当显色时间在 15min1.5h 时，吸光值最大且稳定，数小时后，吸光 值逐渐降低。所以，测定样品宜在显色稳定时间内及时测定。 （二）各种单因素水平比较及讨论 2.1 实验结果 单因素水平研究了乙醇浓度、料液比、提取时间对芦丁提取率的影响，结果 如下表 3。 表 3 单因素水平芦丁得率 序号乙醇（%）料液比时间（h）吸光度 A（%）提取率(%) 1 401:3020.343 601:3020.481 801:3020.350 2 601:1020.173 601:3020.339 601:5020.271 3 601:3010.147 601:3020.271 601:3030.238 由表 3 可见，在料液比和提取时间一定条件下，芦丁得率随着乙醇浓度的增 加，显著增加，但当乙醇浓度到 60%左右后，达到最值，往后趋于稳定值稍有下 降；在乙醇浓度和提取时间一定条件下，芦丁得率随着料液比值减小而增大，当 料液比达到 1： 30 时为最大值， 之后趋于下降； 在乙醇浓度和料液比一定条件下， 芦丁得率随着提取时间的增多而增大，当到达 2h 时芦丁得率最大，之后趋于平 滑。 （三）响应面实验分析 表 4 芦丁得率的单因素影响因子和响应面软件中的实验因子对照表 A 乙醇浓度 （%） B 料液比 （ml:g） C 浸泡时间 （h） -140101 060302 180503 表 5 响应面设计软件综合试验及结果： 试验号 因素 1 A 乙醇浓度 （%） 因素 2 B 料液比 （ml:g） 因素 3 C 浸泡时间 （h） 吸光度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 -1 -1 1 1 0 1 1 -1 -1 -1 1 0 -1 1 0 0 0 1 1 1 0 -1 0 1 0 0 0 -1 1 -1 1 0 1 -1 0 -1 1 0 1 1 -1 -1 1 0 0 -1 0 0 0 1 -1 0.175 0.102 0.221 0.330 0.106 0.276 0.111 0.109 0.189 0.192 0.096 0.113 0.124 0.235 0.347 0.271 0.086 表 6 响应面实验分析 1.多因子之间交互作用结果分析（平方和方差分析） 项目总述项目总述 (Sum of Source) 平方和平方和 (Sum of Squares) 自由自由 度度 (df) 均方均方 (Mean Square) F值值 (F Value) P值值 概率概率 F (p-value Prob F) 评价评价 模型（Model）0.1190.0127.690.0068significant A-A6.696E-00316.696E-0034.330.0759 B-B0.02510.02515.900.0053 AB4.249E-00414.249E-0040.280.6162 BC1.642E-00311.642E-0031.060.3368 A20.01110.0117.400.0297 B20.03610.03623.100.0020 C20.01910.01912.240.0100 剩余值和 （Residu al） 0.01171.545E-003 总和(Cor Total) 0.1216 图 2 响应面交互作用平面图 1.液料比和乙醇浓度的交互关系 2.液料比和时间的交互关系 3.时间和浓度的交互关系 图六 响应面交互作用立体图 1.液料比和浓度交互关系 2.液料比和时间的交互关系 2.最后的分析方程归纳： 得到 3.最后结果分析 序号 （Number） A 浓度 （%） B 液料比 （ml：g） C 时间 （h） 吸光度 （A） 最高期 望值 选择 1 2 80 80 30 50 3 3 0.276 0.271 1 1 Selected 有两个符合规定的选项： 有图表可知，当乙醇浓度为 80%；液料比为 30；浸泡时间为 3h 时所得的吸光度 （ads）最佳为 0.276，对应的芦丁为 mg 它的得率是。 三、讨论 苦荞麦中芦丁的的提取工艺优化。 单因素的实验结果表明：1.在固定条件液料比为 30，浸泡时间为 2h 时，从 浓度的影响可以看出，在乙醇浓度比较小为 40%时，虽然有一定影响效果但是效 果弱。当浓度达到 60%时溶解能力有显著增强，随着再加大浓度对芦丁得率影响 很小。2.在固定条件乙醇浓度为 60%，浸泡时间为 2h 时，在液料比为 10 和 30 时芦丁得率有明显的上升变化，而在液料比增加到 50 时，芦丁得率上升不明显。 3.在固定条件乙醇浓度为 60%，液料比为 30 时，在浸泡时间为 1 小时时，芦丁 得率很低。当浸泡时间达到 2h 时，芦丁得率明显上升，当浸泡时间为 3h 时上升 趋势有所平缓趋于下降。综合分析，料液比和浸泡时间在我所选定的测量范围内 对芦丁得率的影响要大于乙醇浓度对于芦丁的得率的影响的。 交互因子的影响分析：1.回归分析，在回归方程中， 2.图像分析，利用 RSM 三维图综合反映了各变量与响应之间、变量与变量之间的 关系。 参考文献 1 彭展英 芦丁片中芦丁含量测定方法的探索。广东化工,2009（60） 2 元晓梅,蒋明蔚,胡正芝 聚酰胺吸附硝酸铝显色法测定山楂及山楂制品中的总黄酮 含量J. 食品与发酵工业. 1996(04) 3张宏志， 管正学， 王建立， 荞麦中天然芦丁的提取方法研究。 内蒙古农牧学院学报， 1997 （6）436-437 4贾冬英，耿磊，姚开，苦荞麦中提取芦丁的研究。延安大学学报，1997（12） ：69-71 5黄海燕，徐德平，不同提取条件对苦荞粉中芦丁提取率的影响。食品与发酵工业，2008， （6） ：34 6李鹏，陶亮亮，丁敬敏，达超超，唐志华，苦荞麦中芦丁的提取工艺研究。饮料工业， 2011， （12）14 7李裕， 刘有智， 霍红， 苦荞麦中芦丁的提取工艺研究。 华北工学院学报， 2002 （2） ： 130-132 8王慧云，孙姗姗，王雪，石茂建，尹红霞，提高芦丁提取效率的优化设计。济宁医学院 学报，2009（4）32 9廖华卫，邓金梅，宋粉云， 正交法优化槐米中芦丁的提取工艺。广东药学院学报，2006 （6）3 10 郭京波，王向东，张燕，申科敏，不同提取方法对苦荞类黄酮提纯得率的