荷叶总多酚提取的工艺优化及体外抗氧化作用研究(附件)
摘 要本文以荷叶为原料，研究了荷叶多酚类物质的含量测定方法、提取工艺条件及体外抗氧化作用。选取乙醇体积分数、料液比、提取温度、提取时间及超声功率5个因素考察对荷叶总多酚提取率的影响，在单因素试验分析的基础上，采用Box-Benhnken中心组合进行4因素3水平的实验设计，以荷叶总多酚得率为响应值，进行响应面分析，建立二次多项回归数学模型，并优化提取工艺，最终得到荷叶中总多酚超声波辅助提取最佳工艺为乙醇体积分数55.19%，料液比121.09，超声时间24.82min，超声功率141.67W。在此条件下荷叶总多酚的提取率为4.91%。该工艺能有效提取荷叶中总多酚，提取效率高、时间短、操作简单、易于实现。采用DPPH和ABTS法检测了荷叶多酚提取液清除自由基的能力，随着荷叶多酚浓度的增加，对DPPH和ABTS的清除能力显著增强，荷叶总多酚对DPPH的清除能力略低于ABTS；Vc对ABTS的清除能力高于DPPH，表明在该优化工艺下提取的荷叶多酚具有较强的抗氧化活性.
Keywords: Lotus Leaf; Total polyphenols; Content; Extraction; Antioxidant 目 录
1 概述 1
1.1 选题背景 1
1.2 化学成分研究 2
1.2.1 生物碱类化合物 2
1.2.2 多酚类化合物 2
1.2.3 有机酸类 2
1.2.4 挥发油类 3
1.2.5 其他成分 3
1.3 药理作用研究 3
1.3.1 调脂、减肥作用 3
1.3.2 抗氧化及抗衰老作用 4
1.3.3 抑菌作用 4
1.3.4 其他作用 4
1.4 荷叶提取工艺的研究进展 5
2 实验部分 6
2.1 实验材料与仪器 6
2.2 实验方法 6
2.2.1 原料的预处理 6
2.2.2 含量测定方法的建立 7
2.2.3 超声提取工艺 14
2.2.4 响应曲面优化试验 18
2.2.5 荷叶多酚的体外抗氧化研究 24
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3 小结 27
结论 28
参考文献 29
致谢 30
1 概述 选题背景
荷叶又名莲叶，藕叶，莲花、荷花、芙蓉、芙蕖、菡萏等。夏秋二季采收，除去叶柄，鲜用或晒干用。其在食用及药用两方面均有较广泛的应用。荷叶为睡莲科植物莲的干燥叶，其性苦平，归肝、脾、胃[1]。 1991年被列为第二批既是食品又是药品的名单之中。现代研究表明，荷叶中除含有丰富的碳水化合物、脂类、蛋白质、单宁等常规化学成分外，还含有具有明显生物活性和生理功能的黄酮类、酚酸类、木脂素类等多酚类物质[2]。据研究报道，荷叶中所含有的多酚类物质，具有生物抗氧化、抗衰老、降血脂、清暑利湿、凉血止血等功效，还有抑制血管内皮生长因子（VEGF）诱导血管再生的活性，同时荷叶中多酚类物质具有较强的总还原力、清除DPPH?自由基活力和清除ABTS自由基活性[3]。据《本草纲目》记载，“荷叶服之，令人瘦劣”。现代药理研究表明荷叶具有抗氧化、降脂减肥、抗人类免疫缺陷病毒(HIV)、抗癌和治疗心血管疾病等多种生物活性。近年来国内外学者对荷叶的化学成分和药理活性进行了大量的研究和综述[45]，荷叶已成为一种可以开发的新型药用资源。
随着对荷叶的开发与研究的不断深入，发现荷叶中的多酚类物质具有调脂、减肥作用、抗氧化及抗衰老作用、抑菌作用及其他作用。因此，多酚类化合物的众多生物活性与药理作用也逐渐受到重视。国内外的研究发现，多酚类的化合物不仅具有多样化的生物学活性，而且还具有使用剂量小、见效速度快、毒性较低等优点，所以在食品、药品、医药及保健等领域都有着较为广阔的应用前景。本文以荷叶为原料，主要研究了荷叶多酚类物质的含量测定方法、提取工艺条件及体外抗氧化作用。经过查阅文献，本课题选用超声提取法，该方法的优点为提取效率高，温度低，适应性广，提取药液杂质少，有效成分易于分离、纯化，提取工艺运行成本低，综合经济效益显著，无需特殊装置，操作简单、易于实现[6]。采用响应曲面法优化荷叶中总多酚超声波辅助提取工艺，然后运用DPPH和ABTS法检测了荷叶多酚提取液清除自由基的能力。从而为荷叶的进一步利用与开发，实现最大化利用荷叶资源提供一定的科学依据。
1.2 化学成分研究
近年来，国内外学者从荷叶中分离鉴定出多种化学成分。其中具有生物活性的成分主要包括生物碱类、多酚类、有机酸类、挥发油类、三萜类、类固醇等。
1.2.1 生物碱类化合物
荷叶生物碱的发现始于19世纪初，是研究最早也是最多的一类天然有机化合物，自日本学者福田真雄等从荷叶中分离出荷叶碱、莲碱及O去甲基荷叶碱3个单体成分以来，至今已从荷叶中分离出16个生物碱化合物。根据母核结构不同可将荷叶生物碱分为单苄基异喹啉类、阿朴啡类和去氢阿朴啡类3类[7]。
1.2.2 多酚类化合物
研究表明，荷叶中含有以槲皮素为主要成分的黄酮类物质，且含量非常丰富。田娜[8]等从荷叶中分离出金丝桃苷、异槲皮素、紫云英苷、槲皮素4种黄酮类成分。张贇彬[9]等从荷叶中分离出山萘酚和槲皮素3丙酯。王玲玲[10]等从荷叶中首次分离得到异鼠李素、槲皮素3OβD吡喃木糖(1→2)βD吡喃葡萄糖苷和柯伊利素7OβD葡萄糖苷3种黄酮类成分。
1.2.3 有机酸类
许嘉祥[11]利用纸上层析法，以戊醇蚁酸水及丁醇蚁酸水为溶剂系统，在荷叶中检出了酒石酸(tartaricacid)、柠檬酸(citricacid)、苹果酸(malicacid)、草酸(oxalicacid)、葡萄糖酸(maltonicacid)、琥珀酸(aberacid)等7种非挥发性有机酸。李志诚等[12]经过多次柱层析，得到没食子酸(gallicacid)、正二十八烷(octacosane)、正十八烷酸(stearicacid)，苯甲酸(benzoicacid)、邻羟基苯甲酸(Ohydroxybenzoicacid)等。
1.2.4 挥发油类
傅水玉等[13]用XAD2型树脂采集荷叶天然香气，以双柱毛细管GC/MS/DS联用法和三柱毛细管保留指数法分离鉴定了87种组分，占总峰面积93.26%，其中含量较大的组分有顺3己烯醇(40.41%)、二苯胺(8.35%)、长叶烯(5.6%)、正己醇(3.65%)、苯(3.12%)；以蒸馏萃取法(SDE)提取荷叶精油，以双柱毛细管GC/MS/DS联用法分离鉴定了91种组分，其中主要成分为顺3己烯醇(27.49%)、反2戊烯醇(11.07%)、1戊烯3醇(9.01%)、反2己烯醛(5.36%)以及部分烃类和含氧化合物。
1.2.5 其他成分
在荷叶中还有其他的成分被发现，含有β谷甾醇、胡萝卜苷、维生素C、脂质、蛋白质、碳水化合物等等，还有抗有丝分裂作用的碱性成分。
Keywords: Lotus Leaf; Total polyphenols; Content; Extraction; Antioxidant 目 录
1 概述 1
1.1 选题背景 1
1.2 化学成分研究 2
1.2.1 生物碱类化合物 2
1.2.2 多酚类化合物 2
1.2.3 有机酸类 2
1.2.4 挥发油类 3
1.2.5 其他成分 3
1.3 药理作用研究 3
1.3.1 调脂、减肥作用 3
1.3.2 抗氧化及抗衰老作用 4
1.3.3 抑菌作用 4
1.3.4 其他作用 4
1.4 荷叶提取工艺的研究进展 5
2 实验部分 6
2.1 实验材料与仪器 6
2.2 实验方法 6
2.2.1 原料的预处理 6
2.2.2 含量测定方法的建立 7
2.2.3 超声提取工艺 14
2.2.4 响应曲面优化试验 18
2.2.5 荷叶多酚的体外抗氧化研究 24
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3 小结 27
结论 28
参考文献 29
致谢 30
1 概述 选题背景
荷叶又名莲叶，藕叶，莲花、荷花、芙蓉、芙蕖、菡萏等。夏秋二季采收，除去叶柄，鲜用或晒干用。其在食用及药用两方面均有较广泛的应用。荷叶为睡莲科植物莲的干燥叶，其性苦平，归肝、脾、胃[1]。 1991年被列为第二批既是食品又是药品的名单之中。现代研究表明，荷叶中除含有丰富的碳水化合物、脂类、蛋白质、单宁等常规化学成分外，还含有具有明显生物活性和生理功能的黄酮类、酚酸类、木脂素类等多酚类物质[2]。据研究报道，荷叶中所含有的多酚类物质，具有生物抗氧化、抗衰老、降血脂、清暑利湿、凉血止血等功效，还有抑制血管内皮生长因子（VEGF）诱导血管再生的活性，同时荷叶中多酚类物质具有较强的总还原力、清除DPPH?自由基活力和清除ABTS自由基活性[3]。据《本草纲目》记载，“荷叶服之，令人瘦劣”。现代药理研究表明荷叶具有抗氧化、降脂减肥、抗人类免疫缺陷病毒(HIV)、抗癌和治疗心血管疾病等多种生物活性。近年来国内外学者对荷叶的化学成分和药理活性进行了大量的研究和综述[45]，荷叶已成为一种可以开发的新型药用资源。
随着对荷叶的开发与研究的不断深入，发现荷叶中的多酚类物质具有调脂、减肥作用、抗氧化及抗衰老作用、抑菌作用及其他作用。因此，多酚类化合物的众多生物活性与药理作用也逐渐受到重视。国内外的研究发现，多酚类的化合物不仅具有多样化的生物学活性，而且还具有使用剂量小、见效速度快、毒性较低等优点，所以在食品、药品、医药及保健等领域都有着较为广阔的应用前景。本文以荷叶为原料，主要研究了荷叶多酚类物质的含量测定方法、提取工艺条件及体外抗氧化作用。经过查阅文献，本课题选用超声提取法，该方法的优点为提取效率高，温度低，适应性广，提取药液杂质少，有效成分易于分离、纯化，提取工艺运行成本低，综合经济效益显著，无需特殊装置，操作简单、易于实现[6]。采用响应曲面法优化荷叶中总多酚超声波辅助提取工艺，然后运用DPPH和ABTS法检测了荷叶多酚提取液清除自由基的能力。从而为荷叶的进一步利用与开发，实现最大化利用荷叶资源提供一定的科学依据。
1.2 化学成分研究
近年来，国内外学者从荷叶中分离鉴定出多种化学成分。其中具有生物活性的成分主要包括生物碱类、多酚类、有机酸类、挥发油类、三萜类、类固醇等。
1.2.1 生物碱类化合物
荷叶生物碱的发现始于19世纪初，是研究最早也是最多的一类天然有机化合物，自日本学者福田真雄等从荷叶中分离出荷叶碱、莲碱及O去甲基荷叶碱3个单体成分以来，至今已从荷叶中分离出16个生物碱化合物。根据母核结构不同可将荷叶生物碱分为单苄基异喹啉类、阿朴啡类和去氢阿朴啡类3类[7]。
1.2.2 多酚类化合物
研究表明，荷叶中含有以槲皮素为主要成分的黄酮类物质，且含量非常丰富。田娜[8]等从荷叶中分离出金丝桃苷、异槲皮素、紫云英苷、槲皮素4种黄酮类成分。张贇彬[9]等从荷叶中分离出山萘酚和槲皮素3丙酯。王玲玲[10]等从荷叶中首次分离得到异鼠李素、槲皮素3OβD吡喃木糖(1→2)βD吡喃葡萄糖苷和柯伊利素7OβD葡萄糖苷3种黄酮类成分。
1.2.3 有机酸类
许嘉祥[11]利用纸上层析法，以戊醇蚁酸水及丁醇蚁酸水为溶剂系统，在荷叶中检出了酒石酸(tartaricacid)、柠檬酸(citricacid)、苹果酸(malicacid)、草酸(oxalicacid)、葡萄糖酸(maltonicacid)、琥珀酸(aberacid)等7种非挥发性有机酸。李志诚等[12]经过多次柱层析，得到没食子酸(gallicacid)、正二十八烷(octacosane)、正十八烷酸(stearicacid)，苯甲酸(benzoicacid)、邻羟基苯甲酸(Ohydroxybenzoicacid)等。
1.2.4 挥发油类
傅水玉等[13]用XAD2型树脂采集荷叶天然香气，以双柱毛细管GC/MS/DS联用法和三柱毛细管保留指数法分离鉴定了87种组分，占总峰面积93.26%，其中含量较大的组分有顺3己烯醇(40.41%)、二苯胺(8.35%)、长叶烯(5.6%)、正己醇(3.65%)、苯(3.12%)；以蒸馏萃取法(SDE)提取荷叶精油，以双柱毛细管GC/MS/DS联用法分离鉴定了91种组分，其中主要成分为顺3己烯醇(27.49%)、反2戊烯醇(11.07%)、1戊烯3醇(9.01%)、反2己烯醛(5.36%)以及部分烃类和含氧化合物。
1.2.5 其他成分
在荷叶中还有其他的成分被发现，含有β谷甾醇、胡萝卜苷、维生素C、脂质、蛋白质、碳水化合物等等，还有抗有丝分裂作用的碱性成分。
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