菱角茎抗氧化活性物质双水相提取工艺优化及车间设计-毕业论文开题报告

江苏大学毕业设计开题报告课题名称：菱角茎抗氧化活性物质双水相提取工艺优化及车间设计学生姓名：专业班级：指导老师： 菱，又称芰、风菱、乌菱、菱角、水栗、菱实、芰实，菱科菱属，一年生水生草本植物。原产欧洲，中国南方，尤其以长江下游太湖地区和珠江三角洲栽培最多。菱肉含淀粉24%、蛋白质3.6%、脂肪0.5%，幼嫩时可当水果生食，老熟果可熟食或加工制成菱粉，风干制成风菱可贮藏以延长供应，菱叶可做青饲料或绿肥。现代研究表明菱角有助于健胃止痢，抗癌。具有治疗治胃溃疡、痢疾、食道癌、乳腺癌、子宫颈癌等功效。但是菱角壳、菱叶、菱茎往往被作为废弃物而丢弃。已有研究表明，菱角壳中富含多酚类化合物，具有显著的抗氧化、抗肿瘤活性。但是对菱角茎、菱角叶中活性成分、提取工艺、药理活性等还鲜有文献报道。我们原有研究表明，菱角茎中富含抗氧化活性物质，但是目前还鲜有文献报道其提取工艺。我们首先采用超声提取方法提取菱角茎中抗氧化活性物质，获得优化的提取工艺。并在实验获得的数据基础上，进行提取车间的设计。国内外研究情况国内研究.李鹏婧，柳旭光，龙海荣，等.超声波辅助提取菱角壳总黄酮及抗氧化性研究，目的：采用超声波辅助提取菱角壳总黄酮的优化工艺确定，并测定其抗氧化性。方法： 采用正交实验法考察提取液浓度、液料比、提取时间及超声波功率等，对总黄酮提取率的影 响，用标准曲线法测定总黄酮含量。在此基础上用分光光度法测定菱角壳中黄酮类组分体外清 除羟基自由基、超氧阴离子自由基和DPPH自由基的能力，并将其与常用的L-抗坏血酸和BHT抗 氧剂的抗氧化性能进行比较。结果：最佳工艺参数为70%(v/v) 的甲醇、液料比30:1(mL/g)，超声 功率120 W、提取时间20 min，在此条件下总黄酮提取得率可达1.722%。同时显示菱角壳中黄酮 类组分对自由基有消除作用，具有良好的抗氧化性。 首先可以采用NaNO2-Al(NO3)3比色法并用紫外可见分光光度计测定菱角壳总黄酮的含量，方法准确，加样回收率重现性好，在添加氢氧化钠后的2030 min时间范围内测出的吸光度值较稳定。菱角壳提取物对自由基有消除作用，具有良好的抗氧化性。菱角壳提取物的还原能力和清除DPPH自由基能力和Vc相当，大于合成抗氧化剂BHT，清除能力和提取物的总黄酮含量相关，总黄酮含量越高则清除能力越强。 然后也可以采用大孔树脂对菱角壳黄酮提取物的研究，因为黄酮类化合物在自然界中分布广泛,存在于植物的叶子和果实中,大部分以配基的形式与糖结合成糖苷类化合物,少部分以游离形式存在.黄酮类化合物的功能是多种多样的,有的黄酮可促使血管扩张,增加冠状动脉血流量,从而起到降血压、降血脂、增大心脏血流量、降低心率等作用.某些黄酮还具有抗菌消 炎、抑制肿瘤细胞生长、保肝护肝及抗氧化作用等.将大孔树脂 AB-8用于野生菱角中的黄酮类化合物的分离纯化,研究静态及动态吸附过程中多种因素对吸附及解吸效果的影响。国外研究： 国外将多种植物进行了抗肿瘤活性筛选，试样以蒸馏水，乙醇加热提取，实验结果表明，菱角的醇提取物抑瘤率为35%59%。在北美，菱角是外来入侵物种，生物学家们主要进行的研究是如何防止它的入侵以及对水体的影响，而有关菱角的化学成分和活性物质方面的研究报道很少。 最后，此次研究在国内外并没有很热门，有很大的发现和研究空间，通过各个文献发现此项研究让我们对植物界有了新的认识，使我们更好地去研究新世界。 参考文献 1.李鹏婧，柳旭光，龙海荣，等.超声波辅助提取菱角壳总黄酮及抗氧化性研究 J.食品科技, 2011, 36, 167-171.2.符少莲, 周光雄, 黄美燕.菱角皮提取物中鞣酸类化合物的含量测定及其指纹图谱研究 J.时珍国医国药, 2009,12, 3040-3043.3.李玉霞,尚庆坤,许蕾蕾.AB-8大孔树脂对菱角壳黄酮提取物的吸附性能研究 J.北华大学学报(自然科学版), 2006, 5: 403-4054.Aulia Indah Pratiwi, Takeyuki Yokouchi, Michiaki Matsumoto, et al.Extraction of succinic acid by aqueous two-phase system using alcohols/salts and ionic liquids/salts J. Separation and Purification Technology 155 (2015) 1271325.Yan-Yan Dang, Hua Zhang, aZhi-Long Xiu, et al.Microwave-assisted aqueous two-phaseextraction of phenolics from grape (Vitis vinifera) seed J.J Chem Technol Biotechnol , 2014, 89: 157615816.Yuliang Li, Xiaojia Lu, Qi Zhu, et al.Phase behavior of quaternary aqueous two-phase systems: Influence factors and extraction mechanism study J.Fluid Phase Equilibria 430 (2016) 101-111 . 7.Xiangrong Chen , Yijie Luo, Benkun Qi, et al.Simultaneous extraction of oil and soy isoflavones from soy sauce residue using ultrasonic-assisted two-phase solvent extraction technology J.Separation and Purification Technology 128 (2014) 7279.8.Y.X. Guo, J. Han, D.Y. Zhang, et al.Aqueous two-phase system coupled with ultrasound for the extraction of lignans from seeds of Schisandra chinensis (turcz.) Baill J.Ultrasonics Sonochemistry 20 (2013) 1251329.Mafalda R. Almeida , Helena Passos , Matheus M. Pereira et al.Ionic liquids as additives to enhance the extraction of antioxidantsin aqueous two-phase systems J.Separation and Purification Technology 128 (2014) 110。 内容及方法1. 建立抗氧化活性物质的评价指标，根据DPPH自由基清除能力、ABTS自由基清除能力、总抗氧化能力、还原力等抗氧化方法为基础，以没食子酸为对照品，建立各种抗氧化指标的没食子酸当量标准曲线，考察各方法的标准曲线范围、稳定性和适用性。清除DPPH法是近年来国内外普遍使用的一种抗氧化剂的方法，它具有快简便，灵敏，易检测和直接可行的优点，被广泛用于抗氧化剂的研究。DPPH自由基溶于有机溶剂，是一种稳定的质子自由基。2.考察并分析硫酸铵浓度、乙醇浓度、超声提取温度、提取时间等对菱角茎中抗氧化活性物质得率的影响；根据单因素实验结果，寻求最显著影响因素，采用响应面设计方法优化菱角茎中抗氧化活性物质的最佳提取工艺；获得优化工艺的数学模型并对其进行分析。3.以实验中所获得数据，设计菱角茎抗氧化活性物质的双水相提取车间：主要包括市场需求调研、物料衡算、提取设备选型、车间工艺设计、最终废弃物处理等。在车间设计中要体现绿色、环保理念。 解决的问题1）根据菱角的生物活性对菱角的溶解度，酸碱性，理化性质进行相应的方法提取菱角中的有效成分进行分析。2）超声波辅助提取法是利用超声波的空化作用来破坏植物的细胞结构，使溶剂易于渗入细胞内部。同时超声波的强烈振动能给植物原料和溶剂传递巨大的能量，使它们做高速的运动，加速细胞内物质的释放和溶解以及有效成分的浸出。.优化菱角茎中抗氧化活性物质的超声辅助双水相提取工艺，采用单因素实验考察并分析硫酸铵浓度、乙醇浓度、超声提取温度、提取时间等对菱角茎中抗氧化活性物质得率的影响。3）根据实验数据进行车间工艺设计，以绿色环保为主。预期结果及其意义时间安排第一阶段：查阅文献资