白藜芦醇的提取工艺.doc

_白藜芦醇的提取工艺专业:化学工程与技术 学号:2010001220班级:生研1004班 姓名:刘珊珊摘要:从虎杖等植物中提取的白藜芦醇具有抗肿瘤、抗炎、抗菌、保护肝脏、保护心血管等功能，鉴于白藜芦醇的多种重要的应用价值，本文综述了白藜芦醇的提取方法，其中包括有机溶剂提取法、超声波及微波辅助萃取法等。通过对各种方法的综合比较，找出了最佳优化条件。关键词：白藜芦醇；提取；正交实验1.1白藜芦醇的理化性质白藜芦醇分子式是C14H12O3，相对分子质量为228.25，化学名称为3，4，5三羟基1，2二苯乙烯，是一种蒽醌萜类化合物，熔点为256257。它主要存在于葡萄、虎杖、花生、朝鲜槐等植物中，尤其在种皮中含量较高1。白藜芦醇易溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿等有机溶剂中。其存在形式主要有四种，分别是顺式-白藜芦醇、反式-白藜芦醇、反式-白藜芦醇糖苷及顺式-白藜芦醇糖苷，但只有反式异构体具有生物活性2。图1反式白藜芦醇的结构式白藜芦醇是一种天然的抗氧化剂，可降低血液粘稠度，抑制血小板凝结和血管舒张，保持血液畅通，可预防癌症的发生及发展，具有抗动脉粥样硬化和冠心病，缺血性心脏病，高血脂的防治作用。抑制肿瘤的作用还具有雌激素样作用，可用于治疗乳腺癌等疾病。它既是肿瘤疾病的化学预防剂，也是对降低血小板聚集，预防、治疗动脉粥样硬化，心脑血管疾病的化学预防剂。20世纪90年代，我国科技工作者对白藜芦醇的研究不断深入，并揭示其药理作用：抑制血小板非正常凝聚，预防心肌硬塞、脑栓塞，对缺氧心脏有保护作用，对烧伤或失血性休克引起的心输出量下降有效恢复，并能够扩张动脉血管及改善微循环。1.2白藜芦醇的提取方法1.2.1溶剂提取法溶剂法是国内外最广泛应用的提取方法。常用溶剂主要有水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚等。溶剂法对设备要求简单，产品得率较高，但缺点是成本高，杂质含量也高。常见报道的溶剂法有三种：浸提法、渗漉法、回流法3。浸提法对温度要求不高，但费时较长，效率不高；渗漉法由于保持一定的浓度差，所以提取率较高，浸液杂质较少，但费时较长，溶剂用量大，操作麻烦；回流法较前两种方法效率高，速度快，但容易对受热敏感的原料造成破坏，因此根据不同的原料应采取不同的提取方法。1.2.2碱性水或碱性稀醇提取法白藜芦醇具有弱酸性，在碱性条件下酚羟基可以被转变成盐而使水溶性显著增加。碱提取法的原理是利用白藜芦醇这一性质，使其在一定条件下和某些无机碱、碱性盐形成酚盐而从体系里溶解出来；再通过调节溶液pH值的方法使之沉淀而得以分离，从而富集提取白藜芦醇。常用的碱性溶液为NaOH、KOH、Na2CO3、NaHCO3 。1.2.3超声波提取法超声技术对中药有效成分提取分离有许多优点，如提高提取率、缩短提取时间、需求温度低等。超声波提取是一种物理破碎过程，对媒质主要产生独特的机械振动作用和空化作用，用超声波辅助提取白藜芦醇，有利于保持较高的白藜芦醇的相对含量4。超声波提取的工艺流程：样品处理加入适量的提取试剂热水浸提超声波提取离心分离样液浓缩过滤固相萃取，富集白藜芦醇提取物样品5。1.2.4酶解法近年来文献对白藜芦醇的提取工艺报道较多，但白藜芦醇的提取率和提取物中白藜芦醇的含量较低，生产成本高。如果直接提取，白藜芦醇苷不易转化为白藜芦醇；其次白藜芦醇包裹在细胞壁内，若直接用有机溶剂提取，白藜芦醇难以溶出，酶解作用可以使细胞壁疏松、破裂，减小传质阻力，加速有效成分的释放，从而提高提取率，提高原料的利用价值，成为天然产物提取的新兴技术。有文献报道采用纤维素酶酶解提取法较直接提取法的效果好，可使白藜芦醇的提取率从0.5%上升到0.82%6-8。1.2.5微波辅助萃取法微波辅助萃取是指利用微波能强化溶剂萃取效率，即利用微波加热来加速溶剂对固体样品中目标萃取物的萃取过程。从1986年起，微波技术开始应用于有机分析中的样品预处理，微波辅助萃取具有快速、高效、省溶剂、环境友好等优点，同时可提高收率和提取物的纯度9。微波提取工艺流程：样品处理加入适量的提取试剂热水浸提微波辅助提取离心分离样液浓缩过滤固相萃取，富集白藜芦醇提取物样品。1.2.6超临界萃取法当一种物质处于其临界温度和临界压力以上的状态下，成为既非液体也非气体的单一相，称为超临界流体。超临界流体的性质介于液相和气相之间，表现出液体与气体的优点，即其密度大，接近于液体；黏度小，扩散系数大，接近于气体，因而具有良好的溶解特点、传递性和化学反应特性。物体在超临界流体中的溶解度，随压力和温度的变化而有明显改变，特别是在临界点附近的区域内，温度和压力的微小变化，都能引起流体密度和黏度的极大改变，从而引起溶解能力很大改变。1.3白藜芦醇提取的优化条件由文献查得，提取白藜芦醇的工艺方法有很多种，但一些提取工艺的提取率和纯度都不很高，下表则列举了几种方法的最优条件。提取方法提取剂料液比pH值温度提取时间体积分数80%乙醇-丙酮（体积比1:1）1:20756h溶剂提取法体积分数80%乙醇1:10820 24h体积分数50%乙醇 1:13704h碱性水提取法PH值为10氢氧化钠溶液 用盐酸调pH为31001h超声波提取法体积分数80%乙醇-丙酮（体积比1:1）1:10630 50min1.3.1 酶解法提取工艺的条件在这几种提取工艺中，酶解法的提取率相对较高，在此深入讨论一下酶解法的工艺条件。1.3.1.1温度对酶解的影响称取适量的样品粉末，加入适量水，酶，在pH=5，30、35、40、45、50、55下酶解36h。得到图2，从图中可看出，当酶解温度为40时，提取率是最高的。图2酶解温度对提取率的影响1.3.1.2 时间对酶解的影响称取适量的样品粉末，加入适量水，酶，在pH=5，在40下酶解6、12、24、36、48、72h,得到图3，图中显示当提取时间为36h时，提取率的最高的。图3酶解时间对提取率的影响1.3.1.3 酶用量对酶解的影响称取适量样品，加入适量水，分别用0.2%、0.3%、0.5%、1%、1.5%、2%的复合酶，在pH=5，40下酶解36h。得到图4，复合酶用量对提取率的影响。在酶用量为0.5%的条件下，其提取率是最高的。图4复合酶用量对提取率的影响1.3.1.4 对酶解法进行正交实验正交实验设计：选取酶解温度、酶解时间、复合酶用量3个因素，每个因素3个水平，根据 (33)正交表进行试验，其因素水平见下表。正交实验结果见下表，通过上述单因素实验与正交实验确定的较优酶解工艺条件一致，即复合酶用量5.0 ，40 ，酶解36 h。实验次数提取率（%）11.7121.731.71经过了三次的平行实验，提取率基本是维持不动的，所以该方法具有可行性。跟直接提取（提取率为0.54%）方法相比，提取率提高了较多。1.3.2 微波辅助提取工艺条件1.3.2.1单因素试验分别对不同的微波辐射功率(160，320，480，640，800 W)、辐射时间(120，150，180，210，240 s)、料液比(1：5， 1：10， 1：15，1：20，1：25)，以及乙醇体积分数(50 ，60，70，80，95)等影响白藜芦醇得率的因素进行单因素试验，得到下列结果9。不同提取剂对白藜芦醇的提取效果不同，而且差别较大。不同溶剂提取白藜芦醇的得率大小依次为丙酮、甲醇、乙醇、乙酸乙酯。考虑到产品的安全性和成本问题，选择乙醇为提取剂。在微波功率640 W，料液比1：15，乙醇体积分数70的条件下，确定适宜的提取时间。可以看出提取时间为180s的时候，得率最大。在提取时间210s，料液比1：15，乙醇体积分数为70的条件下，确定适宜的微波功率640W。在提取时间210s，微波功率640 W，乙醇体积分数为70的条件下，确定适宜的料液比（1:15）。在提取时间210 s，微波功率640 W， 料液比1:15的条件下，确定适宜的乙醇体积分数(80%)。1.3.2.2正交实验在上述单因素试验的基础上采用 (34)正交试验，以吸光度为考察指标，确定微波辅助提取白藜芦醇的最佳工艺条件 。微波辅助提取白藜芦醇的最佳工艺参数为 A3B1C3D2 ，即提取时间为210 s，微波功率480 W，料液比为1：20，乙醇体积分数为70。跟其他方法相比，微波辅助萃取法得率较高。1.3.3 小结从文献查得，白藜芦醇的提取方法大致有六种，分别是溶剂提取法、碱性水或碱性稀醇提取法、超声波提取法、酶解法、微波辅助萃取法及超临界萃取法。其中得率较高的为微波萃取法和酶解法，由于超临界萃取法的文献较少，故不参与讨论。1.4参考文献 1毕海丹.白藜芦醇提取及分离纯化技术的研究进展J.食品工程.2009,1(3):15-19.2李清清,孙忠思,李秉超.土茯苓中白藜芦醇提取工艺的研究J.现代农业科技.2008,9(1):13-143胡芳，杨柳等.花生中白藜芦醇提取条件J贵州大学学报.2009,26(5)53-55.4郑晓林,郑可利等.超声波法提取白藜芦醇工艺研究J.应用技术.2009,8(2):284-285.5林轶. 超声波法提取葡萄皮中的白藜芦醇J.安徽农学通报.2008,14(23)77-79.6陈华国,周欣等.酶解法提取虎杖中的白藜芦醇J 贵州师范大学学报.2010,28(2):104-106.7言洁.复合酶酶解法提取虎杖中白藜芦醇J.广州医药. 2010,41(3):66-69. 8冯涛，王月.葡萄籽白藜芦醇提取工艺的研究J.食品工业.2009,24(1):39-41.9周焕霞,秦杰,文连奎.微波辅助提取花生红衣中自藜芦醇工艺的研究J.农产品加工. 2010,2(8):26-29.10 Tameshia S. Ballard. Optimiz