紫苏中迷迭香酸的提取工艺研究
摘 要本文对紫苏中迷迭香酸的分离和提取进行了详细的研究，以期找出紫苏中提取迷迭香酸的最佳工艺，为紫苏的开发利用提供依据。本实验采用FeS04比色法测定迷迭香酸的含量，首先考察了迷迭香酸的最佳萃取条件，结果表明乙酸乙酯萃取的最佳条件为：萃取级数3 次，料液溶剂比5:3 (v/v)。其次考察了热水浸提法和乙醇浸提法这两种方法，选定的热水浸提法作为提取方法，对浸提溶剂原料比、浸提时间和浸提温度这三个因素进行单因素试验，可得最佳溶剂原料比是30:1 (v/w)、最佳浸提时间为30 min、最佳浸提温度为100 ℃。在此研究基础上进行三因素三水平的正交实验，分析结果，可得最佳浸提条件为原料溶剂比40:1 (v/w)，最佳浸提时间45 min，最佳浸提温度100 ℃，再次根据上述确定了的萃取方法进行试验，得到迷迭香酸的得率为0.983 %。目 录
1 绪论
1.1 紫苏 1
1.2 迷迭香酸 1
1.3 提取方法 2
1.3.1 溶剂提取法 2
1.3.2 超声波辅助萃取法 2
1.3.3 微波萃取法 3
1.4 分离方法 3
1.4.1 沉淀法 3
1.4.2 蒸馏法 4
1.4.3 液液萃取法（LLE） 4
1.4.4 色谱法 4
1.5 研究的内容和意义 4
2 紫苏中迷迭香酸的提取工艺研究
2.1 实验材料 5
2.1.1 实验材料 5
2.1.2 主要仪器 5
2.2 硫酸亚铁比色法测定迷迭香酸浓度 5
2.3 紫苏中提取的迷迭香酸得率的确定 5
2.4 最佳萃取条件的选择 6
2.4.1 萃取级数的选择 6
2.4.2 萃取料液溶剂比的选择 6
2.5 最佳提取方法的选择 7
2.5.1 乙醇浸提法 7
2.5.2 热水浸提法 8
2.5.3 提取方法的比较和选择 8
2.6 热水浸提法单因素实验 9
2.6.1
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4 最佳萃取条件的选择 6
2.4.1 萃取级数的选择 6
2.4.2 萃取料液溶剂比的选择 6
2.5 最佳提取方法的选择 7
2.5.1 乙醇浸提法 7
2.5.2 热水浸提法 8
2.5.3 提取方法的比较和选择 8
2.6 热水浸提法单因素实验 9
2.6.1 单因素实验中溶剂比的选择 9
2.6.2 单因素实验中浸提时间的选择 10
2.6.3 单因素实验中浸提温度的选择 10
2.7 热水浸提法的正交实验 11
2.8 小结 13
结论 14
参考文献 15
致谢 17
1 绪论
1.1 紫苏
紫苏（Perilla frutescens (L.) Britt.），是唇形科一年生草本植物，别名是：赤苏、白苏、桂荏等。紫苏具有特异的芳香，气清香，味微辛，其叶片多皱缩卷曲，且完整者展平后呈卵圆形，宽2.59 厘米，长411 厘米，叶柄长2至5 厘米，紫色或紫绿色，质脆，前端长尖或急尖，边缘具圆锯齿，基部圆形或宽楔形，下表面有多数凹点状腺鳞，两面紫色或上面绿色。嫩枝紫绿色，断面中部有髓。近代，紫苏因为独特的活性物质和丰富的营养成分，成为了受世界瞩目的多用途植物，在经济方面的价值极高[1]，为国家卫生部首批颁布的既是药物又是食物的60种中药之一[2]，紫苏含有多种独具生理活性的化学成分[3]，而其中的迷迭香酸含量较多，且具有很强的生理活性，其中抗氧化性[4]备受瞩目。
1.2 迷迭香酸
迷迭香酸（rosmarinic acid），化学名是[R(E)]α{[3（3，4二羟基苯基）1氧代2丙烯基]氧基} 3，4二羟基丙酸，结构如图1.1是一种普遍存在与植物界中的酚酸类化合物[5]，迷迭香酸在唇形科植物牛至（Origanum vulgare L.）、紫苏（Perilla frutescens L.）、马郁兰（Origanum majorana L.）、迷迭香（Rosmarinus officinalis L.）、丹参（Salvia miltiorrhiza Bge）、鼠尾草（Salvia cavaleriei L.）等植物中含量比较高，迷迭香酸易溶于水和乙醇的水溶液，其分子式和分子量分别为C18H16O8和360.33 g/mol。
图1.1 迷迭香酸的化学结构
迷迭香酸有很广泛的药理作用，如：①抑制炎症部位的炎症因子的合成或者释放，以此产生抗炎的作用；②保护脑；③增强纤维蛋白原溶解和抵抗血小板聚集与抵抗血栓的形成以及保护心血管[6]；④保护肝脏和肾脏以及抗肝硬化；⑤降低黄色沙门氏菌、肠杆菌、葡萄球菌等的活性[7]；除了上叙述的作用之外，还有抗氧化性，延缓衰老、提高对免疫系统的保护[8]、减少小鼠高尿血症的血清尿酸水平、治疗铁代谢相关疾病、促进黑色素的形成、影响神经系统等作用[9]。总之，迷迭香酸的药理作用非常广泛。
1.3 提取方法
植物活性成分的主要提取方法有溶剂提取法、超声波辅助萃取法、微波萃取法等。
1.3.1 溶剂提取法
溶剂提取法[10]是依据原料中各个成分在溶剂之中的溶解性质的差异，选择其中对活性成分溶解度大，而对无效成分溶解度小的溶剂，采用适当的方法，将有效成分溶解出来的一种方法。提取溶剂加入原料中后，溶剂通过扩散和渗透的作用逐渐的通过细胞壁渗透到细胞之内，溶解了可溶性的物质，从而造成了细胞内外浓度差，细胞内的浓溶液开始向外部扩散，溶剂又进入药材组织细胞中，重复多次之后，直到细胞内外的溶液浓度达到动态平衡，再将该饱和溶液过滤出来，反复多次加入新的溶剂，就能够将需要的成分几乎完全溶出或者大部分溶出[11]。选择适合溶剂从中草药之中提取所需成分的依据是“相似相溶”的原理。即待提取物质的极性与溶剂的极性应相当。合理运用溶剂提取法的关键在于选择适当的溶剂。选择的适当溶剂，才可以顺利地把所需成分最大限度提取出来。选择溶剂时有三个注意事项：①溶剂不可以和原料的成分发生化学反应；②溶剂应对有效成分的溶解度大，而对杂质的溶解度小；③溶剂要容易获得、成本经济、使用安全。使用溶剂法提取时，最常使用的是煎煮法、渗漉法、浸渍法、回流提取法和连续回流提取法[12]等。溶剂提取法中影响最终得率的因素比较多，如：提取温度、提取时间、原料的粉碎度、设备条件等。所以需要通过实验选择适当的条件，才能最大限度得到有效成分。
1.3.2 超声波辅助萃取法
超声波辅助萃取[13]，也称之为超声波提取或超声波萃取，超声波辅助萃取的机制是超声波辐射压强产生的强烈空化效应、机械振动、扰动效应、加速度、乳化、扩散、击碎和搅拌作用等多级效应，增大分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，从而加速目标成分进入溶剂，促进提取的进行。超声波可以产生并且传递出强大能量，使介质加速度极大的提高。当这样的能量作用在液体中时，振动处在稀疏状态，声波在某些样品中比电磁波穿透更加深，并且停留的时间更加长。在液体里，膨胀的过程形成了负压，假如此时超声的波能量够强，那么膨胀的过程就会在液体内部形成气泡或者是使液体撕裂成小的空穴。这些空穴会瞬间闭合，在闭合的时候产生出高达3000 MPa的瞬间压力，我们将它称作空化作用。它可以细化各个物质和制造出乳液，加速的目标成分进到溶剂中，会很大地提高提取的效率。除了空化作用之外，超声波还有很多次级效应也可利在目标成分的提取和转移中。采用超声波，从不同类型样品之中来提取所需要的各种目标成份效果是非常好的。
1.3.3 微波萃取法
微波是一种频率位于300 MHZ到300 GHZ之间的电磁波，微波常用的频率是245 MHZ，它具有热特性、非热特性、高频性、波动性四个特性。微波加热[14]利用的是加热物质中极性分子(如CH2Cl2、H2O等)处在微波电磁场中极快速转向并且定向排列，产生了相互摩擦和撕裂从而导致发热。在传统加热法中，热传递公式是：热源→器皿→样品，可以看出，能量的传递效率是受到制约的[15]。而微波加热却可以使能量直接作用在被加热的物质上，热传递公式是：热源→样品→器皿。容器和空气基本上不反射和吸收微波，因此保证了能量的充分利用和快速传导。而在微波辐射过程中[16]，高光率电磁波可穿透介质内部腺胞系统与维管束。吸收微波能后，细胞内部的温度不断升高，使得细胞的内部压力大大的超过了细胞壁膨胀所能承受的能力最终导致细胞的破裂。细胞破裂后，内部的有效成分自由流出，可以在较低温度下萃取到介质，将其溶解，更深一步的过滤和分离，就可获
1 绪论
1.1 紫苏 1
1.2 迷迭香酸 1
1.3 提取方法 2
1.3.1 溶剂提取法 2
1.3.2 超声波辅助萃取法 2
1.3.3 微波萃取法 3
1.4 分离方法 3
1.4.1 沉淀法 3
1.4.2 蒸馏法 4
1.4.3 液液萃取法（LLE） 4
1.4.4 色谱法 4
1.5 研究的内容和意义 4
2 紫苏中迷迭香酸的提取工艺研究
2.1 实验材料 5
2.1.1 实验材料 5
2.1.2 主要仪器 5
2.2 硫酸亚铁比色法测定迷迭香酸浓度 5
2.3 紫苏中提取的迷迭香酸得率的确定 5
2.4 最佳萃取条件的选择 6
2.4.1 萃取级数的选择 6
2.4.2 萃取料液溶剂比的选择 6
2.5 最佳提取方法的选择 7
2.5.1 乙醇浸提法 7
2.5.2 热水浸提法 8
2.5.3 提取方法的比较和选择 8
2.6 热水浸提法单因素实验 9
2.6.1
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4 最佳萃取条件的选择 6
2.4.1 萃取级数的选择 6
2.4.2 萃取料液溶剂比的选择 6
2.5 最佳提取方法的选择 7
2.5.1 乙醇浸提法 7
2.5.2 热水浸提法 8
2.5.3 提取方法的比较和选择 8
2.6 热水浸提法单因素实验 9
2.6.1 单因素实验中溶剂比的选择 9
2.6.2 单因素实验中浸提时间的选择 10
2.6.3 单因素实验中浸提温度的选择 10
2.7 热水浸提法的正交实验 11
2.8 小结 13
结论 14
参考文献 15
致谢 17
1 绪论
1.1 紫苏
紫苏（Perilla frutescens (L.) Britt.），是唇形科一年生草本植物，别名是：赤苏、白苏、桂荏等。紫苏具有特异的芳香，气清香，味微辛，其叶片多皱缩卷曲，且完整者展平后呈卵圆形，宽2.59 厘米，长411 厘米，叶柄长2至5 厘米，紫色或紫绿色，质脆，前端长尖或急尖，边缘具圆锯齿，基部圆形或宽楔形，下表面有多数凹点状腺鳞，两面紫色或上面绿色。嫩枝紫绿色，断面中部有髓。近代，紫苏因为独特的活性物质和丰富的营养成分，成为了受世界瞩目的多用途植物，在经济方面的价值极高[1]，为国家卫生部首批颁布的既是药物又是食物的60种中药之一[2]，紫苏含有多种独具生理活性的化学成分[3]，而其中的迷迭香酸含量较多，且具有很强的生理活性，其中抗氧化性[4]备受瞩目。
1.2 迷迭香酸
迷迭香酸（rosmarinic acid），化学名是[R(E)]α{[3（3，4二羟基苯基）1氧代2丙烯基]氧基} 3，4二羟基丙酸，结构如图1.1是一种普遍存在与植物界中的酚酸类化合物[5]，迷迭香酸在唇形科植物牛至（Origanum vulgare L.）、紫苏（Perilla frutescens L.）、马郁兰（Origanum majorana L.）、迷迭香（Rosmarinus officinalis L.）、丹参（Salvia miltiorrhiza Bge）、鼠尾草（Salvia cavaleriei L.）等植物中含量比较高，迷迭香酸易溶于水和乙醇的水溶液，其分子式和分子量分别为C18H16O8和360.33 g/mol。
图1.1 迷迭香酸的化学结构
迷迭香酸有很广泛的药理作用，如：①抑制炎症部位的炎症因子的合成或者释放，以此产生抗炎的作用；②保护脑；③增强纤维蛋白原溶解和抵抗血小板聚集与抵抗血栓的形成以及保护心血管[6]；④保护肝脏和肾脏以及抗肝硬化；⑤降低黄色沙门氏菌、肠杆菌、葡萄球菌等的活性[7]；除了上叙述的作用之外，还有抗氧化性，延缓衰老、提高对免疫系统的保护[8]、减少小鼠高尿血症的血清尿酸水平、治疗铁代谢相关疾病、促进黑色素的形成、影响神经系统等作用[9]。总之，迷迭香酸的药理作用非常广泛。
1.3 提取方法
植物活性成分的主要提取方法有溶剂提取法、超声波辅助萃取法、微波萃取法等。
1.3.1 溶剂提取法
溶剂提取法[10]是依据原料中各个成分在溶剂之中的溶解性质的差异，选择其中对活性成分溶解度大，而对无效成分溶解度小的溶剂，采用适当的方法，将有效成分溶解出来的一种方法。提取溶剂加入原料中后，溶剂通过扩散和渗透的作用逐渐的通过细胞壁渗透到细胞之内，溶解了可溶性的物质，从而造成了细胞内外浓度差，细胞内的浓溶液开始向外部扩散，溶剂又进入药材组织细胞中，重复多次之后，直到细胞内外的溶液浓度达到动态平衡，再将该饱和溶液过滤出来，反复多次加入新的溶剂，就能够将需要的成分几乎完全溶出或者大部分溶出[11]。选择适合溶剂从中草药之中提取所需成分的依据是“相似相溶”的原理。即待提取物质的极性与溶剂的极性应相当。合理运用溶剂提取法的关键在于选择适当的溶剂。选择的适当溶剂，才可以顺利地把所需成分最大限度提取出来。选择溶剂时有三个注意事项：①溶剂不可以和原料的成分发生化学反应；②溶剂应对有效成分的溶解度大，而对杂质的溶解度小；③溶剂要容易获得、成本经济、使用安全。使用溶剂法提取时，最常使用的是煎煮法、渗漉法、浸渍法、回流提取法和连续回流提取法[12]等。溶剂提取法中影响最终得率的因素比较多，如：提取温度、提取时间、原料的粉碎度、设备条件等。所以需要通过实验选择适当的条件，才能最大限度得到有效成分。
1.3.2 超声波辅助萃取法
超声波辅助萃取[13]，也称之为超声波提取或超声波萃取，超声波辅助萃取的机制是超声波辐射压强产生的强烈空化效应、机械振动、扰动效应、加速度、乳化、扩散、击碎和搅拌作用等多级效应，增大分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，从而加速目标成分进入溶剂，促进提取的进行。超声波可以产生并且传递出强大能量，使介质加速度极大的提高。当这样的能量作用在液体中时，振动处在稀疏状态，声波在某些样品中比电磁波穿透更加深，并且停留的时间更加长。在液体里，膨胀的过程形成了负压，假如此时超声的波能量够强，那么膨胀的过程就会在液体内部形成气泡或者是使液体撕裂成小的空穴。这些空穴会瞬间闭合，在闭合的时候产生出高达3000 MPa的瞬间压力，我们将它称作空化作用。它可以细化各个物质和制造出乳液，加速的目标成分进到溶剂中，会很大地提高提取的效率。除了空化作用之外，超声波还有很多次级效应也可利在目标成分的提取和转移中。采用超声波，从不同类型样品之中来提取所需要的各种目标成份效果是非常好的。
1.3.3 微波萃取法
微波是一种频率位于300 MHZ到300 GHZ之间的电磁波，微波常用的频率是245 MHZ，它具有热特性、非热特性、高频性、波动性四个特性。微波加热[14]利用的是加热物质中极性分子(如CH2Cl2、H2O等)处在微波电磁场中极快速转向并且定向排列，产生了相互摩擦和撕裂从而导致发热。在传统加热法中，热传递公式是：热源→器皿→样品，可以看出，能量的传递效率是受到制约的[15]。而微波加热却可以使能量直接作用在被加热的物质上，热传递公式是：热源→样品→器皿。容器和空气基本上不反射和吸收微波，因此保证了能量的充分利用和快速传导。而在微波辐射过程中[16]，高光率电磁波可穿透介质内部腺胞系统与维管束。吸收微波能后，细胞内部的温度不断升高，使得细胞的内部压力大大的超过了细胞壁膨胀所能承受的能力最终导致细胞的破裂。细胞破裂后，内部的有效成分自由流出，可以在较低温度下萃取到介质，将其溶解，更深一步的过滤和分离，就可获
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