响应曲面法优化超声波辅助提取益母草中多酚工艺研究(附件)
摘 要益母草(leonurus heterophyllus Sweet)，属于唇形科、益母草属植物，是中国传统中药之一。益母草中含有多种化学成分，临床上多用于妇科疾病的治疗，例如女性经期疼痛不适、经期紊乱等，但是随着时间的推移，很多科学家都发现了益母草的其他药理作用，如治疗急性肾炎水肿、皮肤感染等。多酚又称植物单宁，广泛存在于植物体内，化学性质活泼，具有抗氧化、抗衰老、抗血栓等作用。多酚的提取方法多种多样，本实验主要采用超声波法辅助提取益母草中的总多酚，先利用单因素实验，以没食子酸标准品作为对照，以乙醇浓度、料液比、超声时间为自变量，以益母草中提取出来的总多酚得率为响应值，运用响应曲面法设计实验方案并对提取工艺优化及数据处理，选择益母草多酚的最优提取条件。实验结果表明最佳实验方案为乙醇浓度为42%，料液比为1:8(g/mL)，超声时间为15min，得率为3.78%。该方法稳定、可行，可用于益母草中多酚的提取。
目 录
1 绪论 1
1.1 益母草的化学成分 1
1.1.1 生物碱类 1
1.1.2 黄酮类 1
1.1.3 挥发油类 1
1.1.4 二萜类 2
1.1.5 脂肪酸类 2
1.1.6 其他元素 2
1.2 益母草的药理作用 2
1.2.1 对子宫的作用 2
1.2.2 对心脑血管的作用 3
1.2.3 对血液系统的作用 3
1.2.4 对肾脏的作用 3
1.2.5 免疫调节作用 4
1.2.6 美容作用 4
1.3 多酚的提取工艺研究 4
1.3.1 溶剂提取法 4
1.3.2 离子沉淀法 5
1.3.3 超临界流体萃取法 5
1.3.4 微波提取法 5
1.3.5 超声波提取法 6
2 实验部分 7
2.1 实验仪器 7
2.1.1 实验材料及试剂 7
2.1.2 实验仪器与设备 7
2.2 实验流程 7
2.2.1 药材预处理 7
2.2.2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
实验方法 7
2.3 标准曲线制备 8
2.3.1 没食子酸标准品的配制 8
2.3.2 没食子酸最大吸收波长的确定 8
2.3.3 多酚标准曲线的绘制 8
2.3.4 多酚得率计算方法 9
2.4 单因素考察 9
2.4.1 乙醇浓度对益母草多酚提取的影响 9
2.4.2 料液比对益母草多酚提取的影响 10
2.4.3 超声时间对益母草多酚提取的影响 11
2.5 响应曲面优化试验 12
2.5.1 响应曲面优化试验设计 12
2.5.2 响应曲面图谱分析 15
2.5.3 最佳实验方案的验证 16
2.5.4 结论 17
小结及分析 18
参考文献 19
致谢 22
绪论
益母草(leonurus japonicas Houtt)，属于唇形科、益母草属植物，夏日着花，多以土壤以上干燥部分入药。益母草通常生长在野外，部分地域有人工种植，其广泛分布于中国各个城市和地区，益母草多生于高山丛林、温暖湿润的环境中，尤其喜欢生长在接近阳光的地方。功能调经活血，消肿利尿。临床上多于女性经期疼痛不适、经期紊乱以及治疗各种子宫病变等。益母草的化学成分主要有生物碱类、黄酮类、挥发油类、脂肪酸类以及微量元素等[1]。临床用于心胸血管疾病、血液病、月经不调、产后瘀痛等疾病的治疗[2]。
益母草的化学成分
生物碱类
益母草全草中生物碱含量为0.11%~2.09%，其中益母草碱(1eonurine)0.02%~0.12%、水苏碱(stachdrine)0.59%~1.72%。此外，还有益母草啶(1eonuridine)、益母草宁(1eonurinine)等[3]。黎耀东等[4]研究成果表明：不同来源的野生益母草中所含有的有效成分含量有很大差异；采收益母草的时间不同，其含有的生物碱也不同，大都是在益母草刚生长繁殖的时候，含有大量的生物碱，生长越到后面，含量越低；益母草的各个部位中所含有的生物碱也不相同，在各种部位当中含量最高的是叶子，最低的是茎。
黄酮类
益母草中的黄酮类包括：栎精、芜花素及其苷、洋芹素、莰非素和其苷及酚酸化的黄酮苷等[2]。邓屾等[5]研究益母草的黄酮成分实验，首次在益母草中分离得到了Kaempferol3Oβlocust disaccharide glycoside和Quercetin3Oacacia glycosides；首次从益母草属植物中分离得到了Kaempferol3OβDglucopyranoside、Kaempferol3OβDgalactopyranoside和Kaempferol3new albuminoside。侯凤飞[6]等在内蒙古地区的白益母草中首次分离得到了5hydroxy7, 4dimethoxyflavone、胡萝卜苷和Kaempferol3OβDglucoside。
挥发油类
雷培海等[7]研究表明益母草挥发油中含量较大的是1辛烯3醇、吉马烯D、αpinene、β carnation、Bicyclocarbene和Ranola。孙玲[8]等分别采用水蒸气蒸馏法(HD)和微波辅助萃取法(MAE)两种方法来萃取益母草中的挥发油成分，实验结果显示：无论是水蒸气蒸馏法还是微波辅助萃取法均能提取较多的Trans carnation、Ciscarnate、1octen3ol等成分，但是MAE提取方法效率明显高于HD法。
二萜类
益母草中分布最广、含量最多的就是二萜类物质，其主要含有：益母草素、前益母草素、前益母草乙素 [9]。半日花烷型是益母草中二萜类化合物的基本骨架结构，其又可分为三种，划分为呋喃型、螺环型和内脂环型，目前从益母草属4种植物益母草、欧益母草、细叶益母草、波斯益母草中分离鉴定了80多种二萜类物质[10]。
脂肪酸类
益母草种子中含有大量的脂肪酸类物质，张学杰等[11]实验共测定了总脂肪酸97.05%，必须脂肪酸亚油酸41.48%，大豆油52.2%，芝麻油43.7%，花生油37.6%等。林文群等[12]对白花益母草实验发现，种子脂肪油中含有大量的不饱和脂肪酸，其中亚油酸为42.60%，亚麻酸30.22%，油酸20.28%等。
其他元素
益母草含有Mn2+，Fe3+，Zn2+，Cu2+，Ni2+，Pb2+，Ge4+，Rb3+，As3+，Se3+等多种微量元素。李生芳等[13]研究了其中几种微量元素Cu2+，Mn2+，Zn2+，Fe3+和Pb2+的含量，由实验结果可知5中微量元素中含量最高的是Mn2+和Zn2+，分别为8.49μg/kg和8.34μg/kg，Fe3+的含量为4.18μg/kg，Cu2+的含量为4.14μg/kg，Pb2+的含量为2.93μg/kg。
目 录
1 绪论 1
1.1 益母草的化学成分 1
1.1.1 生物碱类 1
1.1.2 黄酮类 1
1.1.3 挥发油类 1
1.1.4 二萜类 2
1.1.5 脂肪酸类 2
1.1.6 其他元素 2
1.2 益母草的药理作用 2
1.2.1 对子宫的作用 2
1.2.2 对心脑血管的作用 3
1.2.3 对血液系统的作用 3
1.2.4 对肾脏的作用 3
1.2.5 免疫调节作用 4
1.2.6 美容作用 4
1.3 多酚的提取工艺研究 4
1.3.1 溶剂提取法 4
1.3.2 离子沉淀法 5
1.3.3 超临界流体萃取法 5
1.3.4 微波提取法 5
1.3.5 超声波提取法 6
2 实验部分 7
2.1 实验仪器 7
2.1.1 实验材料及试剂 7
2.1.2 实验仪器与设备 7
2.2 实验流程 7
2.2.1 药材预处理 7
2.2.2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
实验方法 7
2.3 标准曲线制备 8
2.3.1 没食子酸标准品的配制 8
2.3.2 没食子酸最大吸收波长的确定 8
2.3.3 多酚标准曲线的绘制 8
2.3.4 多酚得率计算方法 9
2.4 单因素考察 9
2.4.1 乙醇浓度对益母草多酚提取的影响 9
2.4.2 料液比对益母草多酚提取的影响 10
2.4.3 超声时间对益母草多酚提取的影响 11
2.5 响应曲面优化试验 12
2.5.1 响应曲面优化试验设计 12
2.5.2 响应曲面图谱分析 15
2.5.3 最佳实验方案的验证 16
2.5.4 结论 17
小结及分析 18
参考文献 19
致谢 22
绪论
益母草(leonurus japonicas Houtt)，属于唇形科、益母草属植物，夏日着花，多以土壤以上干燥部分入药。益母草通常生长在野外，部分地域有人工种植，其广泛分布于中国各个城市和地区，益母草多生于高山丛林、温暖湿润的环境中，尤其喜欢生长在接近阳光的地方。功能调经活血，消肿利尿。临床上多于女性经期疼痛不适、经期紊乱以及治疗各种子宫病变等。益母草的化学成分主要有生物碱类、黄酮类、挥发油类、脂肪酸类以及微量元素等[1]。临床用于心胸血管疾病、血液病、月经不调、产后瘀痛等疾病的治疗[2]。
益母草的化学成分
生物碱类
益母草全草中生物碱含量为0.11%~2.09%，其中益母草碱(1eonurine)0.02%~0.12%、水苏碱(stachdrine)0.59%~1.72%。此外，还有益母草啶(1eonuridine)、益母草宁(1eonurinine)等[3]。黎耀东等[4]研究成果表明：不同来源的野生益母草中所含有的有效成分含量有很大差异；采收益母草的时间不同，其含有的生物碱也不同，大都是在益母草刚生长繁殖的时候，含有大量的生物碱，生长越到后面，含量越低；益母草的各个部位中所含有的生物碱也不相同，在各种部位当中含量最高的是叶子，最低的是茎。
黄酮类
益母草中的黄酮类包括：栎精、芜花素及其苷、洋芹素、莰非素和其苷及酚酸化的黄酮苷等[2]。邓屾等[5]研究益母草的黄酮成分实验，首次在益母草中分离得到了Kaempferol3Oβlocust disaccharide glycoside和Quercetin3Oacacia glycosides；首次从益母草属植物中分离得到了Kaempferol3OβDglucopyranoside、Kaempferol3OβDgalactopyranoside和Kaempferol3new albuminoside。侯凤飞[6]等在内蒙古地区的白益母草中首次分离得到了5hydroxy7, 4dimethoxyflavone、胡萝卜苷和Kaempferol3OβDglucoside。
挥发油类
雷培海等[7]研究表明益母草挥发油中含量较大的是1辛烯3醇、吉马烯D、αpinene、β carnation、Bicyclocarbene和Ranola。孙玲[8]等分别采用水蒸气蒸馏法(HD)和微波辅助萃取法(MAE)两种方法来萃取益母草中的挥发油成分，实验结果显示：无论是水蒸气蒸馏法还是微波辅助萃取法均能提取较多的Trans carnation、Ciscarnate、1octen3ol等成分，但是MAE提取方法效率明显高于HD法。
二萜类
益母草中分布最广、含量最多的就是二萜类物质，其主要含有：益母草素、前益母草素、前益母草乙素 [9]。半日花烷型是益母草中二萜类化合物的基本骨架结构，其又可分为三种，划分为呋喃型、螺环型和内脂环型，目前从益母草属4种植物益母草、欧益母草、细叶益母草、波斯益母草中分离鉴定了80多种二萜类物质[10]。
脂肪酸类
益母草种子中含有大量的脂肪酸类物质，张学杰等[11]实验共测定了总脂肪酸97.05%，必须脂肪酸亚油酸41.48%，大豆油52.2%，芝麻油43.7%，花生油37.6%等。林文群等[12]对白花益母草实验发现，种子脂肪油中含有大量的不饱和脂肪酸，其中亚油酸为42.60%，亚麻酸30.22%，油酸20.28%等。
其他元素
益母草含有Mn2+，Fe3+，Zn2+，Cu2+，Ni2+，Pb2+，Ge4+，Rb3+，As3+，Se3+等多种微量元素。李生芳等[13]研究了其中几种微量元素Cu2+，Mn2+，Zn2+，Fe3+和Pb2+的含量，由实验结果可知5中微量元素中含量最高的是Mn2+和Zn2+，分别为8.49μg/kg和8.34μg/kg，Fe3+的含量为4.18μg/kg，Cu2+的含量为4.14μg/kg，Pb2+的含量为2.93μg/kg。
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