刺五加原花青素超声波提取稳定性工艺模板.doc

摘 要刺五加是中国东北地域经典药用植物，有很高营养价值。本试验以酿酒剩下刺五加残渣中刺五加籽为原料，提取原花青素，增加刺五加附加价值。本试验利用超声波辅助提取，从刺五加籽中提取原花青素，优化提取条件，并讨论光照、温度、常见金属离子对原花青素稳定性影响。以原花青素提取率为指标，经过单原因试验确立影响原花青素提取量适宜条件，并经过正交试验确定提取最好条件。试验结果表明，原花青素提取最好工艺条件为：溶剂乙醇浓度为55%，刺五加籽和乙醇料液比为1:50，超声时间为25min，超声功率为480W，提取率最高，能够达成0.792%。原花青素对光较为敏感。当温度低于60时，稳定性很好；当温度超出60时，其稳定性较差。所以原花青素应在低温避光条件下储存、加工。对于常见金属离子，Cu2+对原花青素影响较大，K+、Ca2+、Mg2+对原花青素影响较小，所以在原花青素提取、精制和加工过程中应尽可能避免Cu2+使用。关键词：刺五加；原花青素；超声波；提取；稳定性AbstractAcanthopanax is a typical medicinal plant in the northeast of China,with a high nutritional value.This experiment extracted proanthocyanidins from Acanthopanax seeds to improve the Acanthopanax value.Ultrasonic wave assisted extraction from Acanthopanax seeds and the influence of light,temperature and common metallic ion were studied in this paper.With the extraction ratio as index，the optimal extraction conditions were determined by the single factor and orthogonal experiment. In the ultrasonic extraction experiments,the results showed that the reaction conditions were concentration of alcohol 55%, solid-liquid ratio 1:35, ultrasonic time 25 min, ultrasonic power 480W,and extraction ratio of proanthocyanidins was 0.792%.Proanthocyanidins were sensitive to light.And its stability was bad when the temperature is over 60.So proanthocyanidins shuold be stored under the condition of low temperature and darkness.Proanthocyanidins had good stability for K+,Ca2+,Mg2+,and bad for Cu2+.So it should avoid using Cu2+ in the process of extracting and refining proanthocyanidins.Key Words: Acanthopanax; proanthocyanidins; ultrasonic; extraction; stability目 录摘 要IAbstractII第一章 文件综述11.1 刺五加研究进展11.1.1 刺五加概述11.1.2 刺五加关键营养物质11.1.3刺五加药理作用21.2 原花青素概述31.2.1 原花青素化学结构41.2.2 原花青素理化性质41.2.3 原花青素生理功效51.2.4 原花青素测定71.2.5 原花青素应用81.3 提取原花青素方法91.3.1 水溶液浸提法91.3.2 有机溶剂-水提取法91.3.3 超声辅助提取法101.3.4 微波提取法101.3.5 超临界二氧化碳萃取法101.4 本论文研究内容及目标11第二章 材料和方法122.1试验材料122.1.1 材料122.1.2 试剂和药品122.1.2 仪器和设备122.2试验方法132.2.1 原料预处理132.2.2 原花青素提取132.2.2.1提取单原因试验152.2.2.2 提取正交试验152.2.3 原花青素测定152.2.3.1 标准曲线绘制152.2.3.2 样品测定152.2.4 原花青素稳定性研究162.2.4.1光照对原花青素影响162.2.4.2温度对原花青素影响162.2.4.3金属离子对原花青素影响16第三章 试验结果和讨论173.1 标准曲线绘制173.2 单原因试验173.2.1选择最好溶剂浓度173.2.2 选择最好料液比183.2.3选择最好超声时间193.2.4 选择最好超声功率203.3 正交试验203.4 原花青素稳定性研究223.4.1 光照对原花青素影响223.4.2 温度对原花青素影响223.4.3 金属离子对原花青素影响23第四章 结论25第五章 工厂设计265.1 项目名称265.2 厂址选择265.2.1 厂址选择标准265.2.2厂址选择265.3 可行性论证265.4 关键原料及辅料275.5 工艺步骤及操作关键点275.5.1工艺步骤275.5.2操作关键点275.6 物料衡算275.7 设备选型295.8 全厂平面图295.9 车间平面图29参考文件33致 谢33第一章 文件综述1.1 刺五加研究进展1.1.1 刺五加概述刺五加Acanthopanax senticosous (Rupr.et Maxim.) Harms为五加科(Araliaceae)五加属(Acanthopanax)植物。刺五加别名有：五加皮、刺拐棒、一百针等，是中国东北地域经典药用植物，关键分布在黑龙江、吉林、辽宁、河北等地域1。刺五加关键生于低山，散生或丛生于丘陵阔叶或针阔叶混交林下及林缘，耐寒，地下茎发达，对土壤要求不严。本草纲目称刺五加为“本经上品”，能“补中益气，坚筋骨，强意志，久服轻身耐老”。民间有“ 宁得一把五加，不用金玉满车”说法2。刺五加中含有多个活性成份，包含原花青素、黄酮、皂苷、多糖、微量元素和氨基酸等化学成份。刺五加含有抗疲惫、抗炎症、抗菌、抗病毒、抗肿瘤、降血糖、增强耐缺氧能力等功效，能益气健脾、补肾安神、益精壮骨。同时还有促性腺、预防记忆衰退等活性，在医学上称之为“适应原”样药品3。尤其是所含有多个糖类和刺五加苷是理想干扰素促诱生剂、可提升肌体内干扰素水平，增强肌体免疫能力。刺五加是中国传统珍贵药用植物，近些年来出现大量加工制品，使其使用量日益增加，刺五加应用也越来越广泛。每十二个月刺五加需求量为500万千克以上，以刺五加为原料药类很多，如刺五加注射液、刺五加片、安神补脑片等，其次中医处方对刺五加需求也很大。近些年，在中医药理论基础之上，医学工作者在资源分布、生药判定、生化药理、化学成份及临床应用等各个方面进行有计划研究工作4。1.1.2 刺五加关键营养物质刺五加中含有多个对人体有益营养成份，如：皂苷类、黄酮、多糖、多个微量元素及氨基酸等，它们关键分布在刺五加根、茎、种子种。皂苷类化合物为刺五加关键活性成份之一，Shao等人在刺五加中共发觉出13种刺五加皂苷分别为A1、A2、A3、A4、B、C1、C2、C3、C4、D1、D2、D3 和E，并命名为刺五加苷，它们全部是在齐墩果烷型配基上连有双糖链或单糖链,其中A1、A2、A3、A4 和D3 是她们从叶新分离皂苷5。郭明全、宋凤瑞等人用分光光度计法测定了回流、超声、浸泡等不一样提取方法提取刺五加中皂苷含量，结果表明，超声方法比较很好，提取总皂苷含量达成18.59%。研究还表明，刺五加皂苷有抗疲惫、抗肿瘤、耐缺氧、降血糖、而且还有保护心脏移植手术中受体心脏作用6。黄酮类化合物广泛地存在于植物界，分布于植物体各个部位，关键以花、叶为多，是现在很受关注天然活性产物。刺五加中总黄酮是刺五加中很关键活性成份。程昆木，王斌，曾伟芹等人采取比色法测定了刺五加根皮、茎皮和叶柄等部位中总黄酮含量，结果表明根皮中黄酮总含量较高7。研究证实，黄酮类化合物含有抗自由基抗氧化、抗癌、抗病毒、抗炎症、抗过敏、抗糖尿病并发症等多个生理活性及药理作用，且无毒无害，对入类肿瘤、衰老、心血管病等退行性疾病诊疗和预防相关键意义8。刺五加多糖是免疫活性成份之一。孟繁磊、陈瑞战等人采取正交试验优化超声提取工艺参数，用苯酚-硫酸法测定刺五加多糖含量，结果发觉：70提取温度，90min提取时间，500W提取功率为最好提取条件，同时研究发觉刺五加多糖含有一定抗氧化活性，能清除有机自由基9。刺五加中还含有多个矿物质元素及氨基酸，其中包含K、Na、Mg、Ca、P、Al、Si等宏量元素，还有Fe、Cr、Mn、Cu、B、Sr、Ni、Mo、Bi、Ti等多个微量元素。李筱玲等测得刺五加叶中含有16 种氨基酸，其中7种为必需氨基酸，而且天门冬氨酸和谷氨酸含量较高10。1.1.3刺五加药理作用大量试验研究表明，刺五加含有免疫调整，抗疲惫，抗衰老，抗辐射，抗菌抗病毒，增强适应能力，增强机体抵御防御能力作用，还能够用于诊疗心脑血管疾病，神经衰弱等症状。（1）抗疲惫作用 试验表明刺五加提取物含有显著抗疲惫作用。徐峰，赵江燕等人用小鼠负重游泳方法对刺五加抗疲惫作用进行了初步研究，试验表明：小鼠运动耐力肝糖原含量和清除乳酸能力等抗疲惫作用指标是伴随总苷量增加而增强，刺五加提取物及苷类物质含有显著抗疲惫作用11。从刺五加中分得糖苷给大鼠口服22d，剂量为50 mg/(kg.d)，服药第8日起进行负荷游泳试验，共进行8次试验，在第6次游泳试验中大鼠即表现出显著抗疲惫作用。这些试验表明刺五加含有显著抗疲惫作用12。 （2）提升免疫力作用 刺五加多糖和刺五加苷类均能显著提升人体免疫能力。刺五加中含有多种功效成份，如：皂苷、黄酮、原花青素、胡萝卜素、维生素E等全部能有效抵御自由基，预防脂质被过氧化，增强机体免疫能力。另外，刺五加多糖对重建B细胞有很好效果，而且能够使白细胞降低情况有所改善。刺五加还能增强网状内皮系统吞噬能力。郑日男等人对剌五加对人体免疫机制作用进行了研究。她们试验方法是经过研究小鼠胃缺血再灌注损伤防护效果来研究其免疫机制，试验结果表明刺五加提取物对免疫系统有显著调整作用13。（3）抗衰老：衰老是人体各器官功效开始逐步降低一个生理现象，是一个缓慢过程，是一个不可避免自然规律。刺五加中含有多个酚类物质，能够清除体内自由基，预防脂质过氧化，延缓人体衰老。（4）抗菌消炎作用：刺五加对切除肾上腺小鼠，在夏、秋和冬季可减轻热性发炎性水肿，在春季有消炎作用。对切除肾上腺大鼠，在冬天和春天能阻止甲醛性关节炎症发展14。用李司忒氏菌感染小鼠，然后注射刺五加提取液，免疫力显著增强，所以认为它有提升机体肠道杆菌能力。贺立人应用刺五规注射液诊疗26例重症肝炎，并随机以13例作对照，结果诊疗组在改善临床症状、无毒副作用方面显著优于对照组，其对病毒性肝炎也有一定作用15。1.2 原花青素概述原花青素（Proanthocyanidins或Procyanidins，简称PC），是植物王国中广泛存在一大类聚多酚类化合物总称，广泛地存在于多种植物核、皮、种籽中，葡萄籽中原花青素含量最高，种类丰富。原花青素含有抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、抗辐射、预防血小板凝结，增强心血管活性等多个生物活性和药理作用，是现在国际上公认清除自由基最有效天然抗氧化剂，而且广泛地应用于食品、饮料、化妆品及保健食品等领域16。1995年末，美国Whole Foods杂志举行了由公众自由投票选举自己信赖植物药民意测验，在未设候选药品情况下，89.9%选票集中在10种植物药名下，其中原花青素被认为是最受美国公众青睐并风靡美国草药市场植物药。1.2.1 原花青素化学结构原花青素起初统归于缩合鞣质或黄烷醇类，伴随分离判定技术提升和对这类物质研究和认识深入，现在已经将该类物质列为相对独立一大类物质并称为原花青素。1961年，德国Karl等从英国山楂新鲜果实乙醇提取物中首次分离出2种多酚化合物；1967年，美国Joslyn等又从葡萄皮和籽提取物中分离4种多酚化合物，她们所得到多酚化合物在酸性介质中加热均可产生花青素，故将这类多酚化合物命名为原花青素17。原花青素是由不一样数量儿茶素、表儿茶素及其没食子酸缩合而成多聚体，关键包含儿茶素单体、二聚体、三聚体、十聚体等。依据聚合度不一样，通常将二至四聚体称为低聚原花青素，简称OPC。而将五聚体以上称为高聚原花青素，简称PPC。OPC是水溶性，拥有强有力抗氧化能力，在体内其抗氧化、清除自由基能力很强，并吸收快速完全，口服20min即可达成最高血浓度，代谢半衰期约为7h。最简单原花青素是儿茶素或表儿茶素或儿茶素和表儿茶素形成二聚体，在二聚体中因为两个单体构象和键合位置不一样，能够形成很多个不一样异构体，现在已经确定分离出来8种结构，分别命名为B1B8，其中B1B4是由C4C8键合，B5B8是由C4C6键合18。在多种原花青素种类中，二聚体分布最广，研究也是最多，二聚体是一类最关键原花青素。1.2.2 原花青素理化性质原花青素因为纯度不一样，其颜色也不一样，展现由浅黄色到棕红色不等颜色，这也和分子中共轭体系及含有甲氧基，羟基等数量也相关。因为原花青素结构含有不对称碳原子，所以含有旋光性19。另外，原花青素结构中有较多羟基，使其更易溶于水、乙醇、甲醇、丙酮等极性溶剂，不溶于非极性溶剂，如：氯仿、石油醚、乙醚等。较多羟基使得原花青素成为很好供氢体，这么原花青素就有很好抗氧化性质。含有羟基数量越多，在水中溶解度越大；假如羟基被甲基化，就会增加原花青素在溶剂中溶解度20。原花青素能够和蛋白质结合，把其放入口腔中人能够感觉到涩味，这是因为原花青素和口腔中唾液蛋白结合，所以原花青素含有鞣性或收敛性。原花青素易在水溶液和原花青素氧化酶存在条件下被氧化，而且其稳定和原花青素结构，聚合度相关21。聚合度不一样稳定性不一样，低聚原花青素含有一定耐光、耐热性，而高聚原花青素却很轻易凝聚沉淀。 原花青素在280nm处有最大吸收波长，这说明原花青素含有很强紫外吸收能力，所以原花青素能大量应用于化妆品和保健食品等研发领域。1.2.3 原花青素生理功效原花青素是现在国际上公认清除人体内自由基最有效天然抗氧化剂之一，它抗氧化能力是维生素E50倍以上，是维生素C20倍以上。原花青素有抗氧化、清除自由基、抗衰老，调血脂、预防心血管疾病，抗肿瘤、抗癌，抗辐射、抗诱变，皮肤保健及美容，改善视力等作用22。 （1）抗氧化、清除自由基、抗衰老作用：现代医学及营养保健学认为，体内自由基过多可直接引发多个疾病或和多个疾病发生相关，如消化、炎症、呼吸、泌尿、血液、内分泌等系统疾病全部和自由基作用亲密相关。1956年Harmon自由基学说认为自由基对细胞成份进攻是衰老原因，所以使体内有合适自由基清除剂和抗氧化剂是很必需，这么能够延迟衰老并能延长寿命23。大量研究表明，原花青素是很强抗氧化剂，能显著清除自由基并能抑制脂质被过氧化，它可保护VE生理活性、延缓其氧化消耗。另外，原花青素低聚体在生理环境下有更高效抗氧化活性，其清除自由基能力比常见天然抗氧化剂，比如-胡萝卜素、维生素C和E、槲皮素、儿茶素、茶多酚等全部要强很多，它在低浓度时就能保护机体，使之免遭氧自由基损害。（2）降低血压和保护心脑血管：伴随人年纪增加，血管中弹性纤维因逐步氧化而变硬，这是造成老年人高血压关键原因。原花青素能够经过提升血管弹性而降低血压。另外OPC能降低血液中胆固醇水平，降低血管上胆固醇沉积，和抑制血管担心素酶活性以降低血压。心脑血管疾病危害着人类健康，多年来越来越受到大家关注。自由基和过氧化是造成心血管疾病很关键原因，原花青素能够透过血脑屏障，对脑细胞能提供抗氧化保护作用，故有预防早老年痴呆作用，并能稳定血脑屏障，使有害物质无法进入大脑而对大脑起到保护作用25。（3）抗癌、抗肿瘤作用：大量流行病学研究和动物试验表明，多酚类物质能阻止和抑制癌症发生。作为一个抗氧化剂和抗诱变原因，原花青素能使致癌物质毒性降低或消失，还能经过诱导细胞分化抑制癌症发展，对癌症发展3个阶段含有显著抑制作用。钟进义等人用原花青素进行体外试验，试验表明：原花青素对乳腺癌细胞、肺癌细胞、胃癌细胞、骨髓白血病细胞有抑制作用，其24h、48h、72h生产抑制率分别为7%、30%、43%。研究证实：原花青素对多个癌细胞基因突变有不一样程度抑制作用，其作用机理可能和有丝分裂信号传导改变、细胞周期阻滞，从而抑制细胞生长及诱导细胞凋亡等相关26。（4）抗辐射、抗诱变作用：将荷S180肉瘤小鼠分别用60Co射线做局部照射，或口服原花青素同时做局部照射，于接种瘤细胞12天后做指标检测。结果发觉：照射加原花青素肿瘤抑制率显著高于未加原花青素单纯照射组，说明原花青素可抑制由辐射所引发脂质过氧化27。（5）皮肤保健及美容作用：原花青素能降低黑色素酰胺酶活性，抑制黑色素产生。另外能够抑制由紫外线照射引发色素沉着，从而使皮肤愈加白净。原花青素还能阻断皮肤中弹性蛋白酶产生，从而改善皮肤松弛褶皱等现象。故在欧美国家原花青素有“皮肤维生素”、“口服化妆品”美誉。（6）改善视力作用：将原花青素给75例因长久在显示器前工作眼疲惫者，天天给300mg，2个月后，其相对敏感性和客观症状全部有显著改善。在对200名进士视网膜非炎性患者服用原花青素，天天服用150mg共两个月，结果受试者视力有显著改善。1.2.4 原花青素测定原花青素是单体根据不一样聚合度形成聚合体，因为构象和键合位置不一样使得原花青素结构复杂，所以现在国际上仍没有统一原花青素测定方法。常见测定方法有：香草醛-强酸法、铁盐催化比色测定法、高效液相色谱测定法、紫外分光光度法等。（1）香草醛-强酸法：本方法适适用于多种植物组织、器官及其制剂中原花青素测定。测定原理是：原花青素上A环较为活泼，在酸性条件下，其上间苯二酚或间苯三酚会和香草醛发生缩合缩合，生成在500nm处有最大吸收有色物质，可经过比色法测其含量。该方法操作较为简单，反应灵敏度很好28。（2）铁盐催化比色测定法：原花青素素是植物王国中广泛存在一类黄烷-3-醇衍生物总称，因聚合度不一样和单体构象或键合位置不一样可形成多个化合物。原花青素氧化后能生成红色花青素。通常见铁盐催化比色法测定总量，利用硫酸高铁催化作用，以盐酸水解将之变为红色花青素，花青素在550nm处有最大吸收峰，比色测定其吸光值，和原花青素化学对照品比较，便可定量计算出样品中原花青素含量。该方法反应中易形成副产物，且受结构影响较大，聚合度、单体间键连接方法等原因均会影响反应转化率，同时对比色反应条件要求较高，反复性较差29。（3）高效液相色谱测定法：该方法是以液体为流动相，采取高压输液系统，将含有不一样极性单一溶剂或不一样百分比混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相色谱柱，在柱内各成份被分离后，进入检测器进行检测，从而实现对试样分析。高效液相色谱法分为正向液相色谱和反向液相色谱，二者侧关键不一样，正向是分离不一样聚合度原花青素，而反向则分离不一样异构体原花青素30。（4）紫外分光光度法：原花青素是无色物质，在可见光区无特征吸收峰，而在紫外区有唯一特征吸收峰，最大吸收波长在280nm处。该方法简单快捷，不过适适用于测量较纯原花青素。1.2.5 原花青素应用原花青素血管活性、抗弹性酶活性及抗氧化活性使其在药品、化妆品、食品等领域中有广泛应用。（1）药品领域。原花青素对血管疾病诊疗价值在20世纪80年代初即已被人所认可。在法国，用葡萄籽原花青素制成专利产品用于诊疗微循环疾病，包含眼睛和外周毛细血管通透性疾病及静脉和淋巴功效不全；法国Sanofi企业用葡萄籽原花青素和大豆卵磷脂制成复合物，用作血管保护剂和抗炎剂；德国Berkhman等研制了用于诊疗酒精中毒原花青素制剂31。（2）化妆品领域。1990年法国Masquelier对原花青素在化妆品领域可行性进行了研究。结果表明，原花青素诊疗作用和其清除自由基能力亲密相关，原花青素所含有强力抗氧化活性和清除自由基能力是它在化妆品领域使用基础。于是很多化妆品企业纷纷开发添加原花青素乳液、面霜等。（3）食品领域。因为原花青素起源于食物性原料且生产过程中基础未引入有害物质，所以其安全性毋庸置疑，在食品中作为抗氧化剂来使用没有任何问题。现在其在食品中关键是作为天然抗氧化剂、保健食品原料及营养强化剂来使用，具体表现在以下多个方面32。用于维生素类产品：原花青素能够预防维生素B1等光氧化变质。在维生素B2溶液中添加0.002%原花青素后，在紫外灯下照射，观察到原花青素预防光氧化效果十分显著。用于色素类防护：-胡萝卜素在光照射下，轻易氧化分解而致产品褪色，假如在该产品中添加一定浓度OPC，可有效预防其褪色。用于鱼肉加工产品：可预防咸鲑鱼、红鱼褪色和变味，鲑鱼关键呈色物质是虾青素，咸鲑鱼在冷藏或冷冻保留中虾青素会氧化降解而造成红色消失。添加原花青素食盐水浸渍咸鲑鱼，放置不一样时间测定，发觉鲑鱼红色色度改变不大，这表明原花青素对预防鲑鱼褪色效果显著。用于其它食品：利用原花青素抗氧化性质，应用于火腿等肉制品可预防变色和氧化变味；应用于糕点类可预防油炸糕点光氧化；应用于发酵食品预防葡萄酒等变味；应用于调味料亦可预防其氧化变味。1.3 提取原花青素方法提取原花青素方法有很多，常见方法有水提取法、有机溶剂-水提取法、还有仪器辅助提取法，其中仪器辅助提取法包含微波辅助提取法、超声辅助提取法、超临二氧化碳萃取法33。1.3.1 水溶液浸提法原花青素在植物体内通常是以结合态存在，和纤维素、蛋白质以氢键结合在一起，沸水能够使氢键断裂，从而达成提取原花青素目标。水溶液浸提法是使用最早提取方法，把样品在水溶液中加热浸泡，该方法优点是成本低，操作简单；缺点是提取产品纯度较低，提取时间较长，提取率也较低，所以水溶液提取法通常极少单独使用。1.3.2 有机溶剂-水提取法有机溶剂萃取法是现在使用最为广泛方法之一，依据相同相容原理，即各组分在溶剂中溶解度不一样，选择对原花青素溶解度大而对无效成份不容或少溶溶剂从而将原花青素溶解出来。美国，波兰等全部有专利介绍了采取甲醇、丙酮、乙醇和乙酸乙酯等有机溶剂提取原花青素方法。这四种有机溶剂对原花青素有很好溶解性，因为乙醇价格低廉，起源丰富，毒副作用小，所以常选乙醇作为提取溶剂。常见有机溶剂萃取法有：浸渍法、渗透法、回流法等。浸渍法是将原料置于有盖容器中，加入要求量溶剂盖严，浸渍一定时间，使有效成份浸出，此法简单但有效成份不易完全浸出。渗透法是将已经粉碎原料用溶剂润湿膨胀后，装入渗透筒中，不停添加溶剂，在渗透筒下口搜集渗出液。回流法是经过不停回流原料和溶剂互溶物来提升提取率。总来讲，有机溶剂萃取法优点是提取率较水提法高，缺点是成本高，有机溶剂消耗大，且有机试剂有毒，还轻易燃烧，不利于安全生产。1.3.3 超声辅助提取法超声波提取法是一个物理物理破碎过程，就是对样品中要提取部分进行超声强化处理。超声波研究已经有很长时间，超声波能产生独特空化作用和机械震荡，能够瞬间破坏植物细胞壁结构，同时震动作用能增加溶剂湍流强度及接触面积，从而加紧了细胞内物质释放、溶解，从而有利于细胞内有利成份提取。超声波提取法优点是操作简单，提取效率高，而且无污染，所以有很好利用前景。现在，超声波提取法已经有部分研究结果。比如，李瑞丽，乔五忠，王艳辉等用超声辅助提取技术对葡萄籽中原花青素提取进行了研究，在单原因试验和正交试验基础上，得出最好工艺条件为：在40下，料液比为1:40，乙醇溶液为40%，超声功率120 W，超声时间10min34。1.3.4 微波提取法微波提取法是指经过微波反应器，使用适宜溶剂从而提取有效成份技术和方法。微波辅助提取是将传统有机溶剂萃取和微波技术相结合一项新型萃取技术，分子偶极高速旋转运动转换为热能，这种热能对介质进行加热，同时还使微波穿透到介质内部，形成独特加热方法。在固液浸提过程中，固体表面液膜常常是由强极性分子溶剂所组成，而在微波辐射下，强极性溶剂分子会快速摆动以跟上交变电场改变，这就可能对液膜层产生一定微观扰动影响，使附在固相周围液膜变薄，使促进扩散过程。吕丽爽等人用微波辅助方法从葡萄籽中提取原花青素，原花青素提取率远远超出了传统水提法，这表明该工艺含有快捷、高效特点35。1.3.5 超临界二氧化碳萃取法超临界二氧化碳萃取法是近20年来发展起来提取技术，是以超临界流体为萃取剂，在临界温度和临界压力周围条件下，从液体或固体物料中萃取出待分离组分，用于超临界流动物质很多，但最为常见是二氧化碳。该方法萃取能力强，溶解力大，效率高，不过因为设备昂贵，推广使用比较困难36。1.4 本论文研究内容及目标本论文关键研究内容是：确定刺五加籽中原花青素最好提取工艺条件，关键考察溶剂浓度、料液比、超声时间、超声功率等工艺参数对提取工艺影响，经过单原因和正交试验来确定最终最好提取工艺条件。并进行稳定性研究，关键研究光照、温度、金属离子对刺五加稳定性影响。本论文用试验原料是试验室酿酒剩下刺五加废渣，将废渣再利用，变废为宝，实现资源再利用，降低环境污染。刺五加废渣中含有较多碳水化合物、蛋白质等营养成份，然而假如不好好处理将会有大量微生物繁殖生长，使其腐烂，产生酸味、臭味，还会招引来苍蝇，给周围环境带来严重污染。现在，中国对这方面残渣处理不是很重视，这不仅造成资源浪费，还会造成环境污染。探讨刺五加综合利用路径，在废弃刺五加残渣中提取部分有价值、有生理活性功效性成份，这不仅能使废弃天然有机化学资源得到合理研究、开发、利用，深入增加刺五加附加值，而且还有利于环境保护，含相关键经济价值和宽广市场前景。第二章 材料和方法2.1试验材料2.1.1 材料试验原料为试验室制刺五加酒所剩残渣。2.1.2 试剂和药品表2.1 试剂和药品名称种类生产厂家香草醛分析纯天津市大茂化学试剂厂无水乙醇分析纯天津市恒兴化学试剂制造盐酸分析纯天津市科密欧化学试剂甲醇分析纯北京化工厂石油醚分析纯北京化工厂儿茶素分析纯成全部曼斯特生物科技结晶硫酸镁分析纯天津市大茂化学试剂厂氯化钾分析纯北京化工厂无水氯化钙分析纯天津市科密欧化学试剂硫酸铜分析纯天津市大茂化学试剂厂2.1.3 仪器和设备表2.2 仪器和设备设备名称生产厂家DK-S26型电热恒温水浴锅上海精宏试验设备722S分光光度计上海精密科学仪器NJL07-5超声波细胞粉碎机南京杰全微波设备XT-350A型高速摇摆粉碎机浙江永康市红太阳机电电子天平上海友声衡器 真空抽滤机科大创新股份2.2试验方法2.2.1 原料预处理将试验室酿酒剩下刺五加残渣烘干，去皮去梗后得到刺五加籽，粉碎，用一定百分比石油醚浸泡一段时间，抽滤，脱脂后刺五加籽粉保留备用。2.2.2 原花青素提取正确称取一定量样品，和一定浓度乙醇溶液根据一定料液比进行混合。设定超声时间和超声功率，进行超声波辅助浸提。浸提后，抽滤得到滤液。2.2.2.1提取单原因试验用超声辅助提取原花青素关键考虑到乙醇浓度、料液比、超声时间、超声功率影响，分别对这些条件进行单原因试验，优化原花青素提取率。（1） 乙醇浓度 正确地称量2.0g刺五加籽粉置于100mL小烧杯中，分别加入60mL浓度为30%、40%、50%、60%、70%乙醇溶液，在200W超声波作用20min。（2） 料液比 正确地称量4.0g刺五加籽粉于100mL小烧杯中，加入40mL浓度为50%乙醇溶液使得料液比为1:10；正确地称量3.0g刺五加籽粉于100mL小烧杯中，加入60mL浓度为50%乙醇溶液使得料液比为1:20；正确地称量2.0g刺五加籽粉于100mL小烧杯中，加入60mL浓度为50%乙醇溶液使得料液比为1:30；正确地称量2.0g刺五加籽粉于100mL小烧杯中，加入80mL浓度为50%乙醇溶液使得料液比为1:40；正确地称量1.0g刺五加籽粉于100mL小烧杯中，加入50mL浓度为50%乙醇溶液使得料液比为1:50；正确地称量1.0g刺五加籽粉于100mL小烧杯中，加入60mL浓度为50%乙醇溶液使得料液比为1:60；在200W超声波作用20min。（3） 超声时间 正确地称量1.0g刺五加籽粉于100mL小烧杯中，加入50mL浓度为50%乙醇溶液，在200W超声波下分别作用10min、15min、20 min、25 min、30 min。（4） 超声功率正确地称量1.0g刺五加籽粉于100mL小烧杯中，加入50mL浓度为50%乙醇溶液，分别在100W、200 W、300 W、400 W、500 W超声波作用20min。2.2.2.2 提取正交试验在上述单原因试验基础上，为讨论各工艺参数交叉影响，以乙醇浓度、料液比、超声时间、超声功率为原因，设计L9(34)正交表进行试验，以确定适宜提取条件。2.2.3 原花青素测定 采取浓盐酸-香草醛比色法测定原花青素含量37。2.2.3.1 标准曲线绘制正确地称量儿茶素（对照品）10.0mg，用去离子水溶解并定容至25.0mL，再精密称量香草醛8.0g，用甲醇溶解并定容至200mL；用移液管取儿茶素标准溶液1.0mL，2.5mL，4.0mL，5.5mL，7.0mL，分别用去离子水定容至10mL。分别取不一样浓度儿茶素标准溶液1.0mL，加入香草醛-甲醇溶液6mL，摇匀，再加入浓盐酸3mL，混合均匀，每组三个平行，避光反应4h。以1mL甲醇溶液，6mL香草醛-甲醇溶液和1mL浓盐酸混合溶液作为空白对照，在500nm处测吸光度，以儿茶素质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，得到标准曲线38。2.2.3.2 样品测定吸收1.0mL滤液于大试管中，加入6mL香草醛-甲醇溶液，摇匀，然后加入3mL浓盐酸，摇匀，避光反应4h，一样以1mL甲醇溶液，6mL香草醛-甲醇溶液和1mL浓盐酸混合溶液作为空白对照，在500nm处测吸光度，测得吸光值，依据原花青素标准曲线计算出原花青素提取率。计算公式以下： 提取率（%）=提取出原花青素质量/刺五加籽粉质量*100%2.2.4 原花青素稳定性研究2.2.4.1 光照对原花青素影响取一定量原花青素提取液分别置于阳光下和避光处，密封并分别在经过0h、2h、4h、8h、1d、2d时，观察原花青素改变情况，测定其含量每组做三个平行试验。2.2.4.2温度对原花青素影响取一定量刺五加籽原花青素提取液4份，密封并分别放置在室温和40、60、80水浴锅中恒温2h，测量其含量，每组做三个平行试验。2.2.4.3金属离子对原花青素影响选择四种常见金属离子，分别是K+、Mg2+、Cu2+、Ca2+。在不超出各金属离子在通常食品中最大安全使用量（0.01mol/L）前提下，分别配制0.1mol/L氯化钾、硫酸镁、硫酸铜、氯化钙盐溶液，和一定提取液混合，使得提取液中金属离子浓度为0.01mol/L。避光密封置于室温下，分别在经过0h、3h、1d、3d时取样测定其中原花青素含量改变，先观察颜色改变，再测含量，每组做三个平行试验。第三章 试验结果和讨论3.1 标准曲线绘制标准曲线图3.1所表示，回归方程为：A=0.002C0.0119，R2=0.9981式中：A:吸光度；C:原花青素质量浓度ug/mL；R2:相关性因数图3.1原花青素标准曲线3.2 单原因试验3.2.1选择最好溶剂浓度提取刺五加籽中原花青素以乙醇溶液为溶剂，由图3.2可知，伴随提取所用乙醇溶液中乙醇浓度升高，原花青素提取率先上升后下降，在乙醇浓度为50%时提取率达成了最大值，原花青素为极性化合物，依据相同相溶原理，经过调整乙醇和水配比改变乙醇溶液极性，对原花青素提取效果有较大影响。所以乙醇浓度为50%为最好提取浓度。图3.2 乙醇浓度对原花青素提取影响3.2.2 选择最好料液比图3.3 料液比对原花青素提取影响采取不一样原料量和乙醇溶液之比提取原花青素，伴随料液比增加原花青素提取率显著增大，从图3.3能够看出在料液比为1:50之前，原花青素提取率显著呈线性增加，当料液比为1:50时，刺五加籽中原花青素已经基础溶出，再增加料液比，即使提取率也有所增加，不过增加幅度显著减小。据试验结果考虑到原料和乙醇利用率，选择1:50料液比较为适宜。3.2.3选择最好超声时间图3.4 超声时间对原花青素提取影响以乙醇为溶剂用超声波辅助方法提取刺五加籽中原花青素时，超声时间不一样，提取率有较大影响。由图3.4可见，刚开始伴随超声时间增加，原花青素提取率显著增加，当超声时间为20min时，原花青素提取率达成最大值。继续延长超声时间，曲线略显下降，提取率开始降低。产生这一趋势原因可能为：超声时间较短时，原花青素溶出不完全，提取率伴随超声时间延长而增大；但超声时间过长，提取温度升高，原花青素会因为长时间受热而发生分解，不利于原花青素提取。所以，最好超声时间应选为20min。3.2.4 选择最好超声功率图3.5 超声功率对原花青素提取影响以超声辅助提取刺五加籽中原花青素，用不一样超声功率。从图3.5中能够看出，原花青素提取率伴随超声功率增大而增大，在400W时提取率达成最大值，超声功率大于400W，原花青素提取率反而下降。这说明合适增加超声功率有利于原花青素提取，不过功率过大会在提取时间内产生而且聚集大量热量，破坏原花青素结构，使原花青素受热分解，从而降低了提取效果。所以，最好提取功率为400W。3.3 正交试验在单原因试验基础之上，对超声波法辅助提取原花青素中四个工艺参数，即溶剂浓度、料液比、超声时间、超声功率进行四原因三水平正交试验，正交试验原因见表3.1，正交试验结果见表3.2。表3.1：正交试验原因水平表水平乙醇浓度%（A）料液比（B）超声时间min（C）超声功率W（D）145451532025050204003555525480表3.2：正交试验结果表试验号