响应面优化微波辅助提取湖北海棠叶中总黄酮的提取工艺
摘 要本次实验是对湖北海棠叶中总黄酮的提取工艺进行研究，以湖北海棠叶为原料，以湖北海棠叶中总黄酮提取率为指标。采用微波提取法，对乙醇的体积分数、液料比、时间、微波功率四个因素进行单因素实验设计和数据分析，然用响应面法进行实验，数据分析，得到最优工艺。最后得出湖北海棠叶微波辅助提起的最优条件为微波功率531.53 W；乙醇的体积分数70.04%；时间8.75 min；液料比1:49.1，在这样的提取条件下，湖北海棠叶中总黄酮的提取率可达到12.50%。该提取工艺较为合理，可以为后期湖北海棠的研究提供参考。
Key words: Hubei begonia leaves; Response surface optimization; Microwave extraction 目 录
1 绪论 1
1.1 湖北海棠叶的研究现状 1
1.1.1 概述 1
1.1.2 湖北海棠叶中的有效成分 1
1.1.3 药理作用 2
1.2 总黄酮的研究现状 4
1.2.1 总黄酮的作用 4
1.2.2 总黄酮的提取方法 4
1.3 响应面优化的研究现状 5
1.4 研究的目的及意义 6
2 实验部分 7
2.1 实验材料 7
2.2 仪器和试剂 7
2.3 实验溶液的制备 7
2.3.1 标准溶液的配置 7
2.3.2 供试品溶液的制备 7
2.3.3 标准曲线的绘制 8
2.4 单因素试验 8
2.4.1 溶剂浓度对湖北海棠叶总黄酮提取率的影响 8
2.4.2 料液比对湖北海棠叶总黄酮提取率的影响 8
2.4.3 微波时间对湖北海棠叶总黄酮提取率的影响 8
2.4.4 微波功率对湖北海棠叶总黄酮提取率的影响 8
2.5 响应面优化试验 8
2.6 实验结果及结果分析 9
2.6.1 标准曲线 9
2.6.2 单因素实验结果 9
2.6.3 响应面优化实验结果 11
2.6.4 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
响应面实验结果验证 14
3 结论与展望 15
参考文献 17
致 谢 21
1 绪论
1.1 湖北海棠叶的研究现状
1.1.1 概述
湖北海棠，又名花红茶（湖北）、野海棠、野花红、秋子、茶海棠，属蔷薇科苹果属落叶小乔木，原产于湖北省西部的神农架林区、恩施、宜昌等地[1]。目前, 在四川、江西、湖北等地湖北海棠树生长广泛，尤其在湖北鄂西地区，仍有大面积的湖北海棠。湖北海棠叶是四川、湖北、湖南等地区非常常用的消暑凉茶，在鄂西和周边地区，更是每家每户夏季常备凉茶[2]。湖北海棠叶制茶的方法非常简单，在端午节前后，采摘新鲜的湖北海棠叶子，清洗干净后，晒干后即可。湖北海棠茶不仅口感好，微甜，而且茶色呈棕红色，还有淡淡的茶香味。湖北海棠叶作为茶叶广受人们喜爱，作为中药也是受到很多研究者的关注的。《新华本草纲要》中有记载，湖北海棠叶具有消积健脾的功能[3]。在土家族中至今还有“药王昏死茶露醒”的传说[4]，讲的就是关于湖北海棠具有解毒的药理功效。湖北海棠植物资源丰富，药用价值明显，本文通过综合分析其化学成分和药理活性研究进展，为该药材的进一步研究和开发提供参考。
1.1.2 湖北海棠叶中的有效成分
（1）黄酮类
湖北海棠叶中总黄酮的含量特别的高，而且在湖北海棠叶的黄酮类物质中，根皮苷为主要物质[5]。根皮苷一般存多在于多种苹果属的植物里，是其主要的酚类之一，而且因为其药用价值广泛，所以根皮苷具有较高的研究价值。根皮苷具有一定的甜味，所以对于广大糖尿病患者来说，根皮苷可以作为糖的替代品，而且因为其并不是糖，所以对患者身体无伤害，而且可以有效的降低血糖含量，对于广大的糖尿病患者和高血糖患者来说，根皮苷具有很高的价值。在自然界中，天然存在的根皮苷的数量是非常少的，所以根皮苷一直被称为“少数黄酮类”，在湖北海棠叶中，根皮苷的含量可以达到8.27%，所以对于湖北海棠叶的总黄酮提取工艺与研究价值[6]。因为湖北海棠叶中有大量的根皮苷存在，所以湖北海棠叶一般在工业也可作为提取根皮苷的原材料。郭东艳[7]等分析，在同一生长时期的湖北海棠，湖北海棠叶中总黄酮的含量会随着海拔的升高而逐渐减增加，海拔越高，湖北海棠叶中总黄酮的含量越高、根皮苷的含量也越高。
（2）挥发类成分
湖北海棠叶中含有大量的挥发性成分，王宵[8]等采用DTDGC/MS的试验的方法对海棠叶中的挥发性成分进行了测定，实验结果显示，湖北海棠叶中包含醇类、脂类、醛类、烷烃类、烯类酮类等化合物多达46种，其中，有8种用作香料添加剂，5种在医药方面发挥用途，有2种作为杀虫剂在使用。湖北海棠叶中所含的挥发性成分还需要我们进行进一步的研究和考察，使湖北海棠能够更充分的运用，发挥其最大价值。
（3）微量元素
在历史上，湖北海棠叶首先是以茶的形式出现在人类的生活之中，湖北海棠之所以用来泡茶，不仅仅因为它口感好和传说等等，还有一部分重要原因是湖北海棠中含有许多种人体必需是微量元素，有铁，锌，锰等等。张占伟[9]等发现湖北海棠叶中Mn、Fe、Sr、Zn质量分数分别为32.9，220，82.2，10.3 mg/g，其中铁的含量是非常高的。目前，湖北海棠叶作为茶饮依然存在于人类的生活中，因为湖北海棠叶中不仅含有大量的微量元素，还含有大量的铁，所以可以作为很好的补铁来源。
（5）其他成分
湖北海棠叶中还含有茶多酚、蛋白质等化学成分。刘良忠[10]等对湖北海棠叶中的蛋白质进行了提取和研究，通过检测后发现湖北海棠叶中的总黄酮含量为18%，茶多酚为5.4%。湖北海棠叶中不含咖啡因，因此，湖北海棠作为茶不仅仅是因为习俗，还是具有其一定的科学依据的。
1.1.3 药理作用
（1）降血糖
近些年来，随着现代人生活水平的提高，很多环境问题也接踵而至。糖尿病是一种和生活习惯息息相关的疾病，由于现在生活方式，我国已经成为了世界上患糖尿病患者人口增长最快的国家，伴随着我国人口老的龄化，糖尿病对于我们的威胁越来越大。研究显示，根皮苷能够有效地降低人体血糖，而且对于治疗糖尿病的多种并发症也具有一定的疗效，疗效持久，适合长期服用。
根皮苷作为湖北海棠叶中主要有效成分之一，在降低血糖方面具有很好的疗效。王春玲[11]等用湖北海棠对小鼠血糖的影响进行了试验，取30只小鼠分成三组后，分别用生理盐水，原汁液和鞣质药液分别对三组小鼠进行灌胃，最后断头取血进行检测，实验结果显示，湖北海棠叶不管是对于正常状态的小鼠还是胰岛素所致的高血糖状态的小鼠都具有很明显的作用，都能够有效地降低小鼠的血糖。王轶[12]等是针对湖北海棠的水煎液进行的分析研究，同样用小鼠进行试验，五十只小鼠分为五组进行试验，以空白对照组和模型对照组进行参考，发现原汁液组的小鼠血糖明显降低，出去鞣质的药汁任然有降低血糖低作用。公丕军[13]等人对湖北海棠叶的临床作用进行了观察，发现湖北海棠叶对于治疗2型糖尿病具有显著的疗效，其作用机制是抑制人体对于葡萄糖的吸收，降低血糖，而后也不会发生低血糖等并发症，疗效较稳定。目前，湖北海棠的临床作用也已经得到了证实，湖北海棠叶用来治疗高血糖，暂时没有发现不良的反应。
Key words: Hubei begonia leaves; Response surface optimization; Microwave extraction 目 录
1 绪论 1
1.1 湖北海棠叶的研究现状 1
1.1.1 概述 1
1.1.2 湖北海棠叶中的有效成分 1
1.1.3 药理作用 2
1.2 总黄酮的研究现状 4
1.2.1 总黄酮的作用 4
1.2.2 总黄酮的提取方法 4
1.3 响应面优化的研究现状 5
1.4 研究的目的及意义 6
2 实验部分 7
2.1 实验材料 7
2.2 仪器和试剂 7
2.3 实验溶液的制备 7
2.3.1 标准溶液的配置 7
2.3.2 供试品溶液的制备 7
2.3.3 标准曲线的绘制 8
2.4 单因素试验 8
2.4.1 溶剂浓度对湖北海棠叶总黄酮提取率的影响 8
2.4.2 料液比对湖北海棠叶总黄酮提取率的影响 8
2.4.3 微波时间对湖北海棠叶总黄酮提取率的影响 8
2.4.4 微波功率对湖北海棠叶总黄酮提取率的影响 8
2.5 响应面优化试验 8
2.6 实验结果及结果分析 9
2.6.1 标准曲线 9
2.6.2 单因素实验结果 9
2.6.3 响应面优化实验结果 11
2.6.4 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
响应面实验结果验证 14
3 结论与展望 15
参考文献 17
致 谢 21
1 绪论
1.1 湖北海棠叶的研究现状
1.1.1 概述
湖北海棠，又名花红茶（湖北）、野海棠、野花红、秋子、茶海棠，属蔷薇科苹果属落叶小乔木，原产于湖北省西部的神农架林区、恩施、宜昌等地[1]。目前, 在四川、江西、湖北等地湖北海棠树生长广泛，尤其在湖北鄂西地区，仍有大面积的湖北海棠。湖北海棠叶是四川、湖北、湖南等地区非常常用的消暑凉茶，在鄂西和周边地区，更是每家每户夏季常备凉茶[2]。湖北海棠叶制茶的方法非常简单，在端午节前后，采摘新鲜的湖北海棠叶子，清洗干净后，晒干后即可。湖北海棠茶不仅口感好，微甜，而且茶色呈棕红色，还有淡淡的茶香味。湖北海棠叶作为茶叶广受人们喜爱，作为中药也是受到很多研究者的关注的。《新华本草纲要》中有记载，湖北海棠叶具有消积健脾的功能[3]。在土家族中至今还有“药王昏死茶露醒”的传说[4]，讲的就是关于湖北海棠具有解毒的药理功效。湖北海棠植物资源丰富，药用价值明显，本文通过综合分析其化学成分和药理活性研究进展，为该药材的进一步研究和开发提供参考。
1.1.2 湖北海棠叶中的有效成分
（1）黄酮类
湖北海棠叶中总黄酮的含量特别的高，而且在湖北海棠叶的黄酮类物质中，根皮苷为主要物质[5]。根皮苷一般存多在于多种苹果属的植物里，是其主要的酚类之一，而且因为其药用价值广泛，所以根皮苷具有较高的研究价值。根皮苷具有一定的甜味，所以对于广大糖尿病患者来说，根皮苷可以作为糖的替代品，而且因为其并不是糖，所以对患者身体无伤害，而且可以有效的降低血糖含量，对于广大的糖尿病患者和高血糖患者来说，根皮苷具有很高的价值。在自然界中，天然存在的根皮苷的数量是非常少的，所以根皮苷一直被称为“少数黄酮类”，在湖北海棠叶中，根皮苷的含量可以达到8.27%，所以对于湖北海棠叶的总黄酮提取工艺与研究价值[6]。因为湖北海棠叶中有大量的根皮苷存在，所以湖北海棠叶一般在工业也可作为提取根皮苷的原材料。郭东艳[7]等分析，在同一生长时期的湖北海棠，湖北海棠叶中总黄酮的含量会随着海拔的升高而逐渐减增加，海拔越高，湖北海棠叶中总黄酮的含量越高、根皮苷的含量也越高。
（2）挥发类成分
湖北海棠叶中含有大量的挥发性成分，王宵[8]等采用DTDGC/MS的试验的方法对海棠叶中的挥发性成分进行了测定，实验结果显示，湖北海棠叶中包含醇类、脂类、醛类、烷烃类、烯类酮类等化合物多达46种，其中，有8种用作香料添加剂，5种在医药方面发挥用途，有2种作为杀虫剂在使用。湖北海棠叶中所含的挥发性成分还需要我们进行进一步的研究和考察，使湖北海棠能够更充分的运用，发挥其最大价值。
（3）微量元素
在历史上，湖北海棠叶首先是以茶的形式出现在人类的生活之中，湖北海棠之所以用来泡茶，不仅仅因为它口感好和传说等等，还有一部分重要原因是湖北海棠中含有许多种人体必需是微量元素，有铁，锌，锰等等。张占伟[9]等发现湖北海棠叶中Mn、Fe、Sr、Zn质量分数分别为32.9，220，82.2，10.3 mg/g，其中铁的含量是非常高的。目前，湖北海棠叶作为茶饮依然存在于人类的生活中，因为湖北海棠叶中不仅含有大量的微量元素，还含有大量的铁，所以可以作为很好的补铁来源。
（5）其他成分
湖北海棠叶中还含有茶多酚、蛋白质等化学成分。刘良忠[10]等对湖北海棠叶中的蛋白质进行了提取和研究，通过检测后发现湖北海棠叶中的总黄酮含量为18%，茶多酚为5.4%。湖北海棠叶中不含咖啡因，因此，湖北海棠作为茶不仅仅是因为习俗，还是具有其一定的科学依据的。
1.1.3 药理作用
（1）降血糖
近些年来，随着现代人生活水平的提高，很多环境问题也接踵而至。糖尿病是一种和生活习惯息息相关的疾病，由于现在生活方式，我国已经成为了世界上患糖尿病患者人口增长最快的国家，伴随着我国人口老的龄化，糖尿病对于我们的威胁越来越大。研究显示，根皮苷能够有效地降低人体血糖，而且对于治疗糖尿病的多种并发症也具有一定的疗效，疗效持久，适合长期服用。
根皮苷作为湖北海棠叶中主要有效成分之一，在降低血糖方面具有很好的疗效。王春玲[11]等用湖北海棠对小鼠血糖的影响进行了试验，取30只小鼠分成三组后，分别用生理盐水，原汁液和鞣质药液分别对三组小鼠进行灌胃，最后断头取血进行检测，实验结果显示，湖北海棠叶不管是对于正常状态的小鼠还是胰岛素所致的高血糖状态的小鼠都具有很明显的作用，都能够有效地降低小鼠的血糖。王轶[12]等是针对湖北海棠的水煎液进行的分析研究，同样用小鼠进行试验，五十只小鼠分为五组进行试验，以空白对照组和模型对照组进行参考，发现原汁液组的小鼠血糖明显降低，出去鞣质的药汁任然有降低血糖低作用。公丕军[13]等人对湖北海棠叶的临床作用进行了观察，发现湖北海棠叶对于治疗2型糖尿病具有显著的疗效，其作用机制是抑制人体对于葡萄糖的吸收，降低血糖，而后也不会发生低血糖等并发症，疗效较稳定。目前，湖北海棠的临床作用也已经得到了证实，湖北海棠叶用来治疗高血糖，暂时没有发现不良的反应。
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