超声波辅助法提取黄精中挥发油的工艺研究
摘 要黄精（Polygonatum sibiricum Red），收录于历版《中华人民共和国药典》中，是我国常见的大宗药材之一，多地均有种植，黄精的根，性平，味甘，具有补气润肺、补脾、等功效，并有多种化学活性物质，其中已经确认的有多糖类、甾体皂苷类、黄酮、木脂素、挥发油等，本论文对超声波辅助提取黄精药材中挥发油的工艺进行了研究，并运用响应面分析软件对最佳得油率的工艺进行了优化，主要研究结果如下1.提取试剂得油率顺序为石油醚＞乙醚＞正己烷＞乙酸乙酯；液料比为10:1时，黄精中挥发油得油率最高，为2.34%，且其得油率顺序为10:1＞8:1＞12:1＞14:1＞16:1；在超声仪设置提取时间为25 min时，提取黄精中挥发油的得油率最高，为2.54%，且其得油率顺序为25 min＞35 min＞45 min＞15 min＞5 min；在提取温度为30℃时所得黄精药材中挥发油的得油率最高，为2.21%，且其得油率由高到低的顺序为30℃＞40℃＞20℃＞50℃＞60℃。2.响应曲面法优化超声波辅助提取黄精中挥发油的最佳生产条件条件为在石油醚与原药材的液料比为12.34:1，超声仪设置提取时间为20.19 min，设置提取温度为42.44℃，时黄精中挥发油得油率最高，为2.012%，其模型回归方程为Y=1.98+0.12A-0.20B+0.056C+0.030AB+0.043AC+0.045BC-0.67A2-0.40B2-0.20C2。3.不同溶剂提取的黄精挥发油的还原能力与清除自由基能力均表现为乙醚溶液提取挥发油>石油醚溶液提取挥发油>正己烷溶液提取挥发油>乙酸乙酯溶液提取挥发油。
目 录
1 绪论 1
1.1黄精的简介 1
1.2黄精的化学成分研究、药理作用的研究 1
1.2.1多糖 1
1.2.2甾体皂苷类 1
1.2.3黄酮 2
1.2.4木脂素 2
1.2.5挥发油 2
1.3药理作用 2
1.3.1抗肿瘤 2
1.3.2抗氧化 3
1.3.3免疫调节 3
1.3.4降血糖 3
1.3.5抗菌、抗炎 3
1.4植物挥发油的提取方法 4< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
br /> 1.4.1水蒸气蒸溜法 4
1.4.2有机溶剂浸提法 4
1.4.3超临界萃取法 4
1.4.4亚临界水萃取法 4
1.4.5微波辅助提取法 4
1.4.6超声波辅助提取法 4
1.5研究的意义 5
2实验部分 6
2.1 实验材料 6
2.1.1 材料与试剂 6
2.1.2 仪器与设备 6
2.2 试验步骤 6
2.2.1黄精挥发油的提取及得油率 6
2.2.2单因素实验设计 7
2.2.3响应面设计优化黄精挥发油提取工艺 8
2.2.4黄精挥发油体外抗氧化性研究 8
2.3数据统计与分析 9
2.4实验结果 9
2.4.1单因素实验结果 9
2.4.2响应面设计优化黄精挥发油提取工艺 11
2.4.3黄精挥发油体外抗氧化性研究 13
3 结论 15
参考文献 16
致 谢 19
1 绪论
1.1黄精的简介
百合科（Liliaceae）植物黄精Polygonatum sibiricum Red，别名鸡头黄精和老虎姜等，大多数为多年生草本。目前，全世界发现的黄精有60多种，也广泛分布与我国。通常，最适宜的黄精生长条件为，表层水份充足、土壤肥沃的沙土及高海拔的林荫下[1]。与同属不同中药材——滇黄精Polygonatumkingianum Coll.et Hemsl.和多花黄精Polygonatum cyrtonema Hua被收录于药典中。传统中医认为，黄精的根，性平，味甘，具有补气润肺、补脾、等功效。同时也是药食同源性的中药材。最早记载于晋代陶弘景的《名医别录》。
1.2黄精的化学成分研究、药理作用的研究
自1980年开始，国内外对多花黄精化学活性成分研究的较早也比较广泛，经现代科学研究证明，黄精具有较高的药用价值，已经确认的有多糖类、甾体皂苷类、黄酮、木脂素、挥发油等化学活性物质，且具有良好的抗肿瘤、抗氧化、具有免疫调节、能够降血糖血压、抑菌抗炎等重要作用。
1.2.1多糖
多糖是黄精含有活性化合物的其中之一，杨明河[2]等根据分子量的大小，将黄精含多糖分为甲、乙、丙三种类型，由葡萄糖（相对分子质量1630）、甘露糖（相对分子质量862）和半乳糖醛（相对分子质量474）按照不同的比例构成。相关研究表明，在我国安徽地区，有黄精含糖量高达约18%，山东含糖量约13%，因此，黄精中糖的含量会受到我国不同地区的环境气候因子差别，从而导致含糖量的结果不同。在自然界中植物的多糖化合物都具有广泛的生物活性，都能够达到抗病毒、抗肿瘤和抗凝聚等作用。同时，相关研究发现，自然界中植物的多糖化合物能够抑制单层疱疹病毒，对抗动脉粥样硬化、骨质疏松症等[34]效果显著。
1.2.2甾体皂苷类
目前，已经有72种甾体皂苷被人们从黄精属中成功的提取分离出来。其中甾体皂苷为黄精和滇黄精药效成分。近年来，已经有60多种化学成分从黄精中分离出，主要分为两大类：螺旋甾烷型皂苷和呋喃甾烷型皂苷，如薯蓣皂苷和菝葜皂苷等[5]。除上述化合物之外，药用黄精中还含有多种以三萜类为苷元的三萜皂苷类成分，近年来，已经有10多种化合物从药用黄精中分离出，主要分为三大类：乌苏酸型三萜皂苷、齐墩果烷型三萜皂苷、达玛烷型三萜皂苷[67]等Jin JM等[8]将提取液经细胞毒活性验证表明，当皂苷浓度达到3 μg/mL时明显抑制细胞的活性。
1.2.3黄酮
在黄精属植物的根茎中，大量存在着黄酮类化合物，它们是多花黄精的主要化学活性成分。研究发现，在化学方程式中有十五个碳原子并且以C6C3C6对称的三环基为基本单位组成的化合物为黄酮类化合物[9]，因为碳链中间的碳架母核有羟基等取代基，通常以2苯基色原酮的方式于植物中。目前所鉴定的黄酮类化合物多数主要为黄色，故又称为黄酮体。黄酮类化合物具有预防疾病、控制血脂和血压等多种功效，常常用于民间流传[10]，且对人体中活性自由基有抑制作用，因此又被当做天然抗氧化剂。Yu H S等[11]从滇黄精中发现了甘草素等多种黄酮类化学成分。近年来四羟基高异黄酮[12]二甲基高异黄酮[13]以及氨基酸和微量元素被越来越多的研究者从黄精中发现。
1.2.4木脂素
木脂素Lignan：植物植株和果实中[14]的次生代谢产物，主要由羟基苯乙烯聚合而成。目前，在亚麻籽的种子中发现含有大量的木脂素，此外，黄精属植物的根部和果实也含有大量的木脂素。研究发现，植物体内的木脂素含量越高，表现出较强的抗逆性。孙隆儒等[15]研究发现，黄精中有四中木质素化合物，并成功的提取出来。同时，Kitts[16]等研究发现，木脂素通过影响雌激素从而调节动物体内代谢过程，从而改善慢性消化疾病这也验证了木质素为次级代谢产物，受到了专家学者的广泛关注。
1.2.5挥发油
高茜等[17]研究发现，黄精属主要挥发成分为烃类、萜类和醛酮类。吕杨等[18]从黄精的根中和提取并鉴定了26和37种化学成分，包括芳烃、醇类、烷烃等，表明不同的部位所含有挥发油的含量有所不同。余红等[19]发现在多花黄精的水提物中提取并鉴定16种化合物，王进等[20]在炮制前后的黄精中鉴定了51种化合物，研究发现，炮制后能显著减少黄精挥发油的含量，表明炮制会影响黄精中的挥发油含量。
目 录
1 绪论 1
1.1黄精的简介 1
1.2黄精的化学成分研究、药理作用的研究 1
1.2.1多糖 1
1.2.2甾体皂苷类 1
1.2.3黄酮 2
1.2.4木脂素 2
1.2.5挥发油 2
1.3药理作用 2
1.3.1抗肿瘤 2
1.3.2抗氧化 3
1.3.3免疫调节 3
1.3.4降血糖 3
1.3.5抗菌、抗炎 3
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1.4.2有机溶剂浸提法 4
1.4.3超临界萃取法 4
1.4.4亚临界水萃取法 4
1.4.5微波辅助提取法 4
1.4.6超声波辅助提取法 4
1.5研究的意义 5
2实验部分 6
2.1 实验材料 6
2.1.1 材料与试剂 6
2.1.2 仪器与设备 6
2.2 试验步骤 6
2.2.1黄精挥发油的提取及得油率 6
2.2.2单因素实验设计 7
2.2.3响应面设计优化黄精挥发油提取工艺 8
2.2.4黄精挥发油体外抗氧化性研究 8
2.3数据统计与分析 9
2.4实验结果 9
2.4.1单因素实验结果 9
2.4.2响应面设计优化黄精挥发油提取工艺 11
2.4.3黄精挥发油体外抗氧化性研究 13
3 结论 15
参考文献 16
致 谢 19
1 绪论
1.1黄精的简介
百合科（Liliaceae）植物黄精Polygonatum sibiricum Red，别名鸡头黄精和老虎姜等，大多数为多年生草本。目前，全世界发现的黄精有60多种，也广泛分布与我国。通常，最适宜的黄精生长条件为，表层水份充足、土壤肥沃的沙土及高海拔的林荫下[1]。与同属不同中药材——滇黄精Polygonatumkingianum Coll.et Hemsl.和多花黄精Polygonatum cyrtonema Hua被收录于药典中。传统中医认为，黄精的根，性平，味甘，具有补气润肺、补脾、等功效。同时也是药食同源性的中药材。最早记载于晋代陶弘景的《名医别录》。
1.2黄精的化学成分研究、药理作用的研究
自1980年开始，国内外对多花黄精化学活性成分研究的较早也比较广泛，经现代科学研究证明，黄精具有较高的药用价值，已经确认的有多糖类、甾体皂苷类、黄酮、木脂素、挥发油等化学活性物质，且具有良好的抗肿瘤、抗氧化、具有免疫调节、能够降血糖血压、抑菌抗炎等重要作用。
1.2.1多糖
多糖是黄精含有活性化合物的其中之一，杨明河[2]等根据分子量的大小，将黄精含多糖分为甲、乙、丙三种类型，由葡萄糖（相对分子质量1630）、甘露糖（相对分子质量862）和半乳糖醛（相对分子质量474）按照不同的比例构成。相关研究表明，在我国安徽地区，有黄精含糖量高达约18%，山东含糖量约13%，因此，黄精中糖的含量会受到我国不同地区的环境气候因子差别，从而导致含糖量的结果不同。在自然界中植物的多糖化合物都具有广泛的生物活性，都能够达到抗病毒、抗肿瘤和抗凝聚等作用。同时，相关研究发现，自然界中植物的多糖化合物能够抑制单层疱疹病毒，对抗动脉粥样硬化、骨质疏松症等[34]效果显著。
1.2.2甾体皂苷类
目前，已经有72种甾体皂苷被人们从黄精属中成功的提取分离出来。其中甾体皂苷为黄精和滇黄精药效成分。近年来，已经有60多种化学成分从黄精中分离出，主要分为两大类：螺旋甾烷型皂苷和呋喃甾烷型皂苷，如薯蓣皂苷和菝葜皂苷等[5]。除上述化合物之外，药用黄精中还含有多种以三萜类为苷元的三萜皂苷类成分，近年来，已经有10多种化合物从药用黄精中分离出，主要分为三大类：乌苏酸型三萜皂苷、齐墩果烷型三萜皂苷、达玛烷型三萜皂苷[67]等Jin JM等[8]将提取液经细胞毒活性验证表明，当皂苷浓度达到3 μg/mL时明显抑制细胞的活性。
1.2.3黄酮
在黄精属植物的根茎中，大量存在着黄酮类化合物，它们是多花黄精的主要化学活性成分。研究发现，在化学方程式中有十五个碳原子并且以C6C3C6对称的三环基为基本单位组成的化合物为黄酮类化合物[9]，因为碳链中间的碳架母核有羟基等取代基，通常以2苯基色原酮的方式于植物中。目前所鉴定的黄酮类化合物多数主要为黄色，故又称为黄酮体。黄酮类化合物具有预防疾病、控制血脂和血压等多种功效，常常用于民间流传[10]，且对人体中活性自由基有抑制作用，因此又被当做天然抗氧化剂。Yu H S等[11]从滇黄精中发现了甘草素等多种黄酮类化学成分。近年来四羟基高异黄酮[12]二甲基高异黄酮[13]以及氨基酸和微量元素被越来越多的研究者从黄精中发现。
1.2.4木脂素
木脂素Lignan：植物植株和果实中[14]的次生代谢产物，主要由羟基苯乙烯聚合而成。目前，在亚麻籽的种子中发现含有大量的木脂素，此外，黄精属植物的根部和果实也含有大量的木脂素。研究发现，植物体内的木脂素含量越高，表现出较强的抗逆性。孙隆儒等[15]研究发现，黄精中有四中木质素化合物，并成功的提取出来。同时，Kitts[16]等研究发现，木脂素通过影响雌激素从而调节动物体内代谢过程，从而改善慢性消化疾病这也验证了木质素为次级代谢产物，受到了专家学者的广泛关注。
1.2.5挥发油
高茜等[17]研究发现，黄精属主要挥发成分为烃类、萜类和醛酮类。吕杨等[18]从黄精的根中和提取并鉴定了26和37种化学成分，包括芳烃、醇类、烷烃等，表明不同的部位所含有挥发油的含量有所不同。余红等[19]发现在多花黄精的水提物中提取并鉴定16种化合物，王进等[20]在炮制前后的黄精中鉴定了51种化合物，研究发现，炮制后能显著减少黄精挥发油的含量，表明炮制会影响黄精中的挥发油含量。
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