(毕业论文)菊苣根中黄酮的提取工艺正文终稿.doc
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1、长春工业大学摘要菊苣为多年生草本植物,源于欧洲,现在广泛分布亚洲、美洲。菊苣根中含有蛋白质、糖类、脂肪、黄酮、纤维素等营养物质,其中黄酮含量较高,黄酮是一类以苯色酮环为基础的酚类化合物,具有保肝、降压、利尿等功效。本实验主要用单因素的实验方法,用超声波乙醇提取法和乙醇回流提取法提取黄酮,通过改变提取温度、乙醇浓度、提取时间、料液比,获得的提取液在紫外分光光度计下测其吸光度,通过其吸光度得到菊苣根中黄酮含量,通过两种方法的比较得到,乙醇回流提取法得到的黄酮含量较高,最优提取条件为:乙醇浓度70,提取温度80,提取时间2.5h,料液比为1:20。再用正交实验优化乙醇回流提取法,得到对黄酮含量影响最
2、大的是提取温度和乙醇浓度,其次是提取时间、料液比,在最佳提取条件下得最高总黄酮含量为7.74mg/g。关键词:菊苣根;黄酮;提取;正交Abstract Chicory is the perennial herb, mainly from Europe, now widely distributed in Asia, the America. Chicory root contains protein, carbohydrates, fats, flavonoids, cellulose and other nutrients, high flavonoid content, flavonoid
3、s are a class of phenolic compounds, benzene chromone ring has hepatoprotective, antihypertensive, diuretic and other effects. With the method of single factor experiments, this experiment applied ultrasonic ethanol extraction and hot water reflux extraction method flavonoids, by changing the extrac
4、tion temperature, ethanol concentration, extraction time and liquid to solid ration in chicory root extract obtained under UV spectrophotometer measured absorbance by the absorbance, the results shows that hot water reflux extraction method obtained a higher flavonoid content, and final optimized co
5、nditions for extracting flavonoids was established, extracted 2.5 hours on 80, ethanol concentration 70% and solid to liquid ration 1:20. Then the orthogonal experiment to optimize the hot water reflux extraction method, and get to influence the flavonoid content is the extraction temperature and et
6、hanol concentration, followed by the extraction time, solid to liquid ratio, the flavonoid content is 7.74mg / g under this optimum conditions.Keywords: chicory root;flavone;extract;orthogonalityII长春工业大学目录摘要IAbstractII第一章 前言1第二章 文献综述32.1 菊苣的简介32.1.1菊苣叶简介32.1.2 菊苣根简介42.2 总黄酮的简介52.2.1 总黄酮的理化性质52.2.2 总
7、黄酮的功效成分52.2.3总黄酮的营养价值62.3菊苣根中总黄酮的提取方法72.3.1超声波乙醇提取法72.3.2乙醇回流提取法82.3.3 微波辅助提取法82.3.4 超临界提取法82.3.5 加速溶剂提取法92.4 菊苣根中总黄酮的测定方法92.4.1亚硝酸钠硝酸铝氢氧化钠比色法92.4.2紫外分光光度法92.4.3高效液相色谱法102.5 菊苣根总黄酮的研究目的与意义102.5.1 菊苣根总黄酮的研究目的102.5.2 菊苣根总黄酮的研究意义10第三章 实验部分123.1 实验样品123.2 实验仪器与试剂123.2.1实验仪器123.2.2 实验试剂123.3 实验方法133.3.1
8、菊苣根中总黄酮提取工艺133.3.2 菊苣根中总黄酮提取机理133.3.3 芦丁标准曲线143.3.4 菊苣根中总黄酮提取方法153.3.5 总黄酮的测定分光光度法16第四章 结果与讨论174.1 芦丁标准曲线的绘制174.2 菊苣根中总黄酮提取结果184.2.1超声波乙醇提取结果184.2.2乙醇回流提取结果204.3 菊苣根中总黄酮提取方法总结22第五章 结论与展望245.1 结论245.2 展望24致谢25参考文献2627第一章 前言菊苣有欧洲菊苣之称,为菊科植物。源产于欧洲,在国外广泛用于生产饲料,也是制糖的原料。菊苣在20世纪80年代引入我国,并以一种良好的态势迅速成为受欢迎的高等保
9、健型蔬菜和新型优良牧草。菊苣适宜在温暖湿润的气候下生长,但也耐寒、耐热,对土壤要求也不是很严格,在荒地、坡地、田地、草原均可生长,全国各地均适合种植。菊苣也可作为药材,它的提取物具有改善高血糖、高血脂、高尿酸等作用1。菊苣由地上地下两部分组成,地上部分叶片柔弱,嫩叶可以采摘食用,适口性好,营养价值高。地下部分为菊苣根,干燥菊苣根中菊粉含量非常高,菊粉中黄酮等含量很高,可作为低聚果糖、高果糖的生产原料。菊苣在许多国家广泛用作饲料、蔬菜和制糖原料,该植物根提取物还具有明显的保肝作用。菊苣根的水提取物还有降压、利尿等药理活性。菊苣根部经烘烤磨碎之后可以加入咖啡中作为增香添加剂或者咖啡的替代品,根煮熟
10、后涂上奶油可食用,叶可以做沙拉,菊苣的嫩叶可以采摘食用,但是软化栽培的菊苣也可以生食,叶子可以蘸酱,或者做成凉拌菜,也可炒、煮食用,口感好。菊苣的根部重量是菊苣叶子的几十倍,但是往往被人们浪费,没有更加有效的利用其价值。菊苣根中含有黄酮,黄酮的功效是多方面的,它是一种很强的抗氧剂,可有效清除体内的氧自由基,如花青素、花色素可以抑制油脂性过氧化物的全阶段溢出,这种阻止氧化的能力是维生素E的十倍以上,这种抗氧化作用可以阻止细胞的退化、衰老,也可阻止癌症的发生。黄酮可以抑制炎性生物酶的渗出,可以增进伤口愈合和止痛,栎皮素由于具有强抗组织胺性,可以用于各类敏感症。菊苣根中还含有蛋白质,氨基酸是构成蛋白
11、质的最基本物质,据报道菊苣根中含有都中含有多种人类所必需的蛋白质,氨基酸就有17种之多,而菊苣根中含有人类所需的8种必需氨基酸中的4种。 所以我们可以把菊苣作为提取人类必需氨基酸的绿色原料。菊苣根中含有糖类,菊糖是自然界中天然存在的功能性食用多糖,具有抗消化特点,有水溶性膳食纤维和生物活性的生理功能,可增加人体内碳水化合物的供能时间而又不会显著提高人体内血糖水平。菊苣根中含有脂肪,菊苣根中的脂肪含量相对较低,只有2%左右,菊苣根中有人体所必需的亚麻酸和亚油酸及其他不饱和脂肪酸,但含量较少。菊苣根中还含有维生素,目前已有很多国家开发并食用菊苣根,将菊苣根作为膳食纤维食用2,因为菊苣根有特殊的苦味
12、。因菊苣根中黄酮含量较高,所以用超声波乙醇提取法和热水回流提取法提取菊苣根的黄酮,采用单因素实验和正交的实验方法,得出菊苣根中黄酮提取的最优条件为:乙醇浓度70,提取温度80,提取时间2.5h,液料比为1:20。菊苣自从引入我国以来,以其营养价值高、营养丰富、食用口感好和烹制方便而深受人们欢迎。目前,在我国华北与山东省均已有大面积的人工种植,其药用价值和营养价值正在被开发应用中,近些年来菊苣在我国的种植面积呈逐年上升的趋势发展。第二章 文献综述2.1 菊苣的简介 菊苣为菊科多年生草本植物,根为肉质、短粗、肥大,茎直立,有棱,中空,多分支,叶互生,为倒披针形,头状花序,花冠舌状,花色青蓝。高40
13、-100cm。 菊苣耐寒、耐旱,喜欢阳光,1525下生长迅速,即使夏季温度高,但是仍具有较强的生长能力。菊苣的耐寒性也较强,在-8-10时仍能生长完好,在-15-20下亦能生长。菊苣根系较发达,抗旱性较好,而且较耐盐碱,pH为8.2的土地时生长良好。菊苣对 图2-1 菊苣土壤的要求不严格,旱地、水浇地均可种植。菊苣在夏季播种或者秋季播种时,当年基本不抽茎,而是第二年开始抽茎,并开花结实。生长为两年以上的植株,根颈上不断生长出新的萌芽,并逐渐取代老的植株。菊苣种子一般是在受粉后的20天左右即为发育成熟,11月底开始停止生长,春季播种生育期为150天左右。2.1.1菊苣叶简介 菊苣地上部分叶片丛生
14、于短缩茎上,基本呈倒披针形,先端渐尖,叶缘呈齿状,叶片呈叶绿色至深绿色,有些品种的叶脉带有紫红色晕斑,叶面有稀疏的绒毛。叶簇开展度很少成斜直立生长,或平展生长,都不形成叶球,利用其肉质直根进行栽培。叶片质地较薄,两面长稀疏的多细胞长节毛,但叶脉处及边缘的毛较多。菊苣叶片柔嫩多汁,营养丰富,叶丛期粗 蛋白质含量22.87%,初花期粗蛋白质含量14.73%平均17%。粗蛋白质产量达250kg/亩。初花期含粗 图2-2 菊苣叶脂肪2.1%,粗纤维30.6%3。菊苣氨基酸含量丰富,叶丛期9种必须氨基酸含量高于苜蓿草粉,菊苣根中含有丰富的胡萝卜素、维生素C与维生素B,所以菊苣根可以用来做维生素的开发,如
15、单体维生素、复合维生素或者添加于食品之中作为维生素的补充剂,相信菊苣根以其丰富的维生素储存含量,便宜的市场价格,安全之质量保证,将会得到更多的厂家所青睐,会成为炙手可热消费物品,适口性非常好。 2.1.2 菊苣根简介 菊苣根及菊苣干燥的根,秋季采挖,除去杂质,晒干。菊苣根呈圆锥形,根肥大,有侧根及多数须根,长为10-20cm,直径为0.5-1.5cm。表面基本为棕黄色,有细腻而不规则的纵皱纹,质较硬,不易折断,断面外侧呈黄白色,中部为白色,有时有空心的情况,气微,微苦。菊苣根顶端有时有2-3个叉,嚼之有韧性。 图2-3菊苣根 有资料证明:人工栽培的菊苣根提取物具有保肝的作用,王良信动物实验结果
16、显示:30只雄性大鼠分为4组,第1组为CCl4对照组,第2组为模型组,第3组为CCl4+黄酮类制剂组,第4组为菊苣根提取物+CCl4组。第3和4组在用CCl4诱导肝炎前7d给以相应药物,菊苣提取物以50mg/kg剂量灌胃,对照组给等量的水,黄酮类制剂剂量也是50mg/kg。试验15d后处死大鼠。根据邻甲苯胺反应计算大鼠血浆中葡萄糖水平、苯丙氨酸转氨酶和天冬氨酸转氨酶活性。取大鼠肝脏中叶染色制作切片,进行组织学研究。结果显示,模型大鼠天冬氨酸转氨酶活性比正常动物提高69%,天冬氨酸转氨酶/苯丙氨酸转氨酶之比增至0.79(对照组为0.55),表明肝脏功能受到破坏。给以提取物后,大鼠血浆中肝炎毒性产
17、生的影响降低了18%,使用提取物和黄酮类制剂后,天冬氨酸转氨酶活性分别比对照组降低了27%、47%。CCl4使大鼠血浆中葡萄糖水平降低了54%,表明器官对葡萄糖合成与储藏能力受到破坏;而给以提取物后,葡萄糖水平趋于正常4。 人工栽培的菊苣根水提物还具有降压、利尿等作用。将菊苣干燥根粉碎,用水提取并制成注射液,分为0.79 g/kg、1.74 g/kg和3.84 g/kg 3个剂量组,取家兔放在固定架内,乌拉坦麻醉后(5mL/kg),注射肝素、葡萄糖盐水使血压平稳,插气管插管和尿液导管,连接血压换能器,家兔血压稳定后再注射栽培菊苣注射液,一次给药量为0.51mL/kg,给药前每次注射生理盐水12
18、 mL/kg,观察给药前后家兔的血压和尿液变化。结果:石油醚部分中分离得到三个化合物,分别为-谷甾醇,豆甾醇及菜籽甾醇;乙酸乙酯部分分离得到2个化合物,均为有机酸类;CO2超临界萃取物中确定二个化合物,即棕榈酸和十五二烯醇;家兔的药理实验表明:菊苣的水提物具有降血压和利尿的作用,而且随着给药剂量的增加,降压作用及利尿作用明显增强5。2.2 总黄酮的简介 黄酮是一类以苯色酮环为基础的酚类化合物。在植物中是由苯丙氨酸产生的肉桂酰辅酶A,是经碳链延长环化生成的查耳酮,再进而衍生成的各种苯基衍生物。 黄酮类化合物是指两个具有酚羟基的苯环(A-与B-环)通过中央三碳原子相互连结而形成的一系列化合物,其基
19、本母核为2-苯基色原酮。黄酮类化合物结构中常常连接有酚羟基、甲氧基、甲基、异戊烯基等官能团。此外,它还常与糖结合生成苷。黄酮类化合物是在廿世纪八十年代末作为保健产品引起国际医药界的关注,临床医学研究人员发现其黄酮类化合物具有抗哮喘、防止长期抽烟引起的脑动脉硬化与脑血栓的形成以及降血压、血脂作用等。进而表明黄酮具有多样化的药理作用。2.2.1 总黄酮的理化性质 天然黄酮类化合物多以苷类形式存在,并且由于糖的种类、数量、联接位置以及联接方式的不同,可以组成各种各样的黄酮苷类。组成黄酮苷类的糖类包括单糖、双糖、三糖和酰化糖。黄酮苷固体为无定形的粉末,其余黄酮类化合物多为结晶性固体。黄酮类化合物不同的
20、颜色为天然色素家族添加了更多色彩。这是由于其母核内形成交叉共轭体系,并通过电子转移、重排,使共轭链延长,因而显现出颜色。黄酮苷一般易溶于水、乙醇、甲醇等极性强的溶剂中;但难溶于或不溶于苯、氯仿等有机溶剂中。糖链越长则水溶度越大。黄酮类化合物因分子中多具有酚羟基,故显酸性。酸性强弱因酚羟基数目、位置而异。黄酮具有显色反映:盐酸-镁粉(或锌粉)反应为鉴定黄酮类化合物最常用的颜色反应,反应机理现在认为是因为生成了阳碳离子缘故;四氢硼钠(NaBH4)是对二氢黄酮类化合物专属性较高的一种还原剂,产生红紫色。而与其它黄酮类化合物均不显色。黄酮类化合分子中常含有下列结构单元,故常可与铝盐、铅盐、锆盐、镁盐、
21、锶盐、铁盐等试剂反应,生成有色络合物;与1%三氯化铝或硝酸铝溶液反应,生成的络合物多为黄色(max=415nm),并有荧光,可用于定性及定量分析。2.2.2 总黄酮的功效成分 黄酮广泛存在自然界的某些植物和浆果中,总数大约有4千多种,其分子结构不尽相同,如芸香苷、橘皮苷、栎素、绿茶多酚、花色糖苷、花色苷酸等都属黄酮。不同分子结构的黄酮可作用于身体不同的器官,如银杏山楂-心血管系统,蓝梅-眼睛,酸果-尿路系统,葡萄-淋巴、肝脏,接骨木果-免疫系统,平时我们可以通过多食葡萄、洋葱、花椰莱、喝红酒、多饮绿茶等方式来获得黄酮,作为身体的一种补充。二十年前,科学家发现具有活化石之称的银杏树中含有相对较多
22、的黄酮,现在主要从银杏叶中提取黄酮。 菊苣根中含有微量的黄酮,据相关报道主要有黄酮类(Flavones)、黄酮醇类(Flavonols)和花色素类(Anthocyans)等。黄酮类主要有5,7,4三轻黄酮(Apigenin)3,5,7,3,4,5六经黄酮(Myrieetin)以及黄酮糖苷等。黄酮醇类有山奈酚 (Kaempferol)、槲皮素(Quercetin)及它们与葡萄糖组成的单糖(QMG)和二糖苷(QDG)句至多糖苷(QPG)。花色素类主要是由花青(Cyaniding),花葵素(Pelargonidin)与葡萄糖组成的葡糖苷6。黄酮的功效是多方面的,它是一种很强的抗氧剂,为研究菊苣根中总
23、黄酮的抗氧化性质,分别测定了菊苣根中总黄酮对OH的清除作用、对O2-的清除作用和对脂质过氧化的抑制作用。结果表明:菊苣根中总黄酮对OH的清除能力、对O2-的清除能力和脂质过氧化的抑制能力EC50分别为24.65gmL、57.01gmL和42.87gmL,菊苣根中总黄酮具有较强的抗氧化的作用7。 可有效清除体内的氧自由基,如花青素、花色素可以抑制油脂性过氧化物的全阶段溢出,这种阻止氧化的能力是维生素E的十倍以上,这种抗氧化作用可以阻止细胞的退化、衰老,也可阻止癌症的发生。2.2.3总黄酮的营养价值 黄酮可以改善血液循环,方法:测定的总黄酮灌胃给药对家兔血黏度和血小板聚集的影响。结果:总黄酮灌胃3
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