毕业论文（设计）牡丹籽化学成分分析与牡丹籽油提取工艺最研究.pdf

学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏大学可以将本学位论文的全部 内容或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密0O 独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。摘要摘要研究天然植物中的活性成分成为当前应用生物学、生物化学、天然药物化学 研究的热点。中草药作为重要的天然资源受到举世瞩目和重视，中药及天然药物 是一个宝贵的化合物文库资源，常常蕴藏着化学合成难以实现的新颖结构，因此 有效成分研究对中药现代化起决定作用。分离提取植物有效成分是进行合理组方、药效研究、结构鉴定等研究的必要前提，加强天然产物的提取分离的基础研究，开发高效、廉价、简便、优质的分离提取技术，改变我国天然产物开发层次低、粗放、落后的生产方式，这对加速我国中药现代化的进程具有重要意义。牡丹（Rie onio suffruticosa Andr.）的根皮经干燥后是一种常用的中草药（丹皮）,具有清热凉血、活血化瘀的功效。现有文献表明，对牡丹中药用成分研究主要集 中在丹皮中的丹皮酚和芍药昔等成分，而对牡丹其它部位的研究较少，影响了牡 丹资源的综合利用和开发。牡丹籽研究多集中在其油脂的化学成分测定，而对牡 丹籽的其它化学成分研究较少。牡丹籽油的提取方法多为压榨法和溶剂浸出法，而其它提取工艺及其过程模拟、动力学模型等方面的研究尚无报道。本文将对牡丹籽中非油脂部分的化学成分进行研究，并对牡丹籽油进行了超 声波辅助提取、微波辅助提取和超临界C6萃取3种方法的提取工艺研究，通过试 验研究工艺参数对牡丹籽油得率的影响，确定最佳工艺条件，建立提取过程的多 元回归数学模型；并拟对牡丹籽油进行GCMS分析和质量评价研究，为牡丹籽油 的产品开发提供依据；同时用质量守恒动力学模型模拟超临界CO2萃取牡丹籽油过 程，建立萃取过程的数学模型，以期为牡丹籽的深度开发利用奠定基础。本文主要做了以下研究：（1）对牡丹籽的化学成分进行了全面分析。利用硅胶柱层析对牡丹籽甲醇提 取物进行分离，通过化合物理化性质、核磁共振谱、质谱等分析手段鉴定得到了 13个化合物。所有化合物均首次从该植物的种子部位中得到。并通过GC-MS分析 了牡丹籽所含油脂的脂肪酸组成。（2）采用超声波辅助提取技术、微波辅助提取技术和超临界C6萃取技术对 牡丹籽油进行提取，选择了合适浸提溶剂，通过单因素试验和Box-Be h nke n试验 设计以及响应面分析对提取工艺进行优化，得出了较优工艺条件，并得到牡丹籽江苏大学博士学位论文：牡丹籽化学成分分析与牡丹籽油提取工艺研究油得率与提取工艺参数的二次回归方程数学模型。(3)采用溶剂提取法、机械压榨法、超声提取法、微波提取法和超临界CO?萃取法对牡丹籽油进行提取，比较了各种提取方法得到的牡丹籽油的性状和理化 指标。综合考虑牡丹籽油得率、不饱和脂肪酸含量以及油脂品质等因素，超声提 取法、微波提取法和超临界C02萃取法提取牡丹籽油优于溶剂提取法和机械压榨 法。(4)根据破碎和完整晶型理论，在基于微分的质量守恒基础上，建立了超临 界C6萃取牡丹籽油的动力学模型，此模型可以非常好的描述在不同工艺条件下 超临界C6萃取牡丹籽油的萃取过程，具有广泛的应用性。根据本研究中所建立 的模型，可以准确估计在不同萃取条件下，萃取釜出口处超临界C02中牡丹籽油 浓度的变化，可作为确定串联操作起始时间以及超临界C02流量的调整的依据，以提高萃取效率并降低生产费用，因而具有较好的应用价值。(5)通过小鼠的急性毒性试验、精子畸形遗传毒性试验和大鼠30天喂养等 毒理学试验，结果表明牡丹籽油属无毒级，无遗传毒性，具有较高的食用安全性。本文所得的研究结果具有较高的社会价值、经济价值和应用前景，为深度开 发牡丹籽药用成分和特种保健油脂提供物质基础理论数据，有助于更好的利用牡 丹籽资源，加强牡丹的综合开发利用。关键词：牡丹籽；超声波辅助提取；微波辅助提取；超临界C5萃取；动力学模 型；毒理学ABSTRACTABSTRACTRe c e ntly,h ot topic s about ac tive c onstitue nts of plant in applie d biology,bioc h e mistr y,and c h e mistr y of natur e pr oduc ts h ave attr ac te d mor e and mor e atte ntion.For th e ir th e r ape utic value,h e r bal plants,as a ve r y r ic h r e sour c e c ontaining a var ie ty of c h e mic al c ompounds th at ac t upon th e body and ar e use d to pr e ve nt or tr e at dise ase or pr omote th e h e alth and we ll-be ing,h as a gr e at inte r e st to th e wor ld.Th e r e is a lot of r e se ar c h be ing c ar r ie d out in pur suit of e x tr ac tion of ne w natur e c ompounds wh ic h c an not be synth e siz e d by c h e mic al me th od.Th e de ve lopme nt of e ffe c tive and e c onomic al se par ation te c h nique s to allow industr y to attain pr oduc ts wh ic h fulfill th e r e quir e me nt of be tte r quality is ve r y impor tant.Th e impr ove me nt is ve r y r e mar kable in th e e x tr ac tion of natur e pr oduc ts.Dr y r oot-bar k of Paeonia suffruticosa Andr.is one of th e c ommon h e r b,wh ic h h as th e ph ar mac ologic al ac tion of pr omoting blood c ir c ulation and r e moving blood stasis.Cur r e nt r e se ar c h of Paeonia suffruticosa Andr.all foc us on pae onol and pae oniflor in in th e r oot-bar ks and oil in th e se e ds.Th e study of th e c h e mic al c onstitue nts in th e non-oil e x tr ac ts fr om pe ony se e d is r ar e ly r e por te d.In th is th e sis,se ve r al se par ation me th ods,inc luding mic r owave assiste d e x tr ac tion,ultr asonic assiste d e x tr ac tion,and supe r c r itic al CO2 e x tr ac tion,of se e d oil fr om pe ony we r e inve stigate d and c ompar e d.Fur th e r mor e,th e c h e mic al c ompone nts in th e non-oil e x tr ac ts of pe ony se e d was also studie d.Th e c onve ntional e x tr ac tion me th ods of se e d oil fr om pe ony inc lude solve nt e x tr ac tion and e x pe lle r pr e ssing.In th is study,th e ope r ational e x tr ac tion pr oc e ss of pe ony se e d oil by mic r owave assiste d e x tr ac tion me th odology,ultr asonic-assiste d e x tr ac tion me th odology,and supe r c r itic al CO2 e x tr ac tion me th odology we r e de ve lope d at diffe r e nt c onditions and e valuate d by r e sponse sur fac e me th odology.Th e e x tr ac te d oil was analyz e d by GC-MS to de te r mine th e oil c onstitue nts.In or de r to de sc r ibe th e e x tr ac tion pr oc e ss by supe r c r itic al CO2,a kine tic mode l de r ive d fr om th e Conse r vation of Mass Mode l was de ve lope d and th e e x pe r ime ntal data was we ll fitte d by it Base d on th is mode l,th e e x tr ac tion of pe ony se e d oil by supe r c r itic al CO2 c an be sc ale d up to pilot plant.Th e main r e sults in th is study we r e as follow:(1)Analysis of th e c h e mic al c onstitue nts in pe ony se e ds.Th e me th anol e x tr ac ts of pe ony se e ds was se par ate d into individual fr ac tions by silic a ge l c olumnm江苏大学博士学位论文：牡丹籽化学成分分析与牡丹籽油提取工艺研究c h r omatogr aph y and 13 c ompounds we r e de te r mine d by ph ysic al and c h e mic al pr ope r tie s,NMR,and Mass Spe c tr ome tr y analysis.All th e se c ompounds we r e de te c te d fr om pe ony se e ds for fir st time.Th e oil c onstitue nts in e x tr ac te d oil was analyz e d by GC-MS.(2)Ex tr ac tion of pe ony se e ds oil by mic r owave-assiste d e x tr ac tion me th odology,ultr asonic-assiste d e x tr ac tion me th odology,and supe r c r itic al COz e x tr ac tion me th odology we r e inve stigate d.Base d on th e single fac tor analysis,th e e ffe c t of many fac tor s,suc h as solve nt-to-solids r atios,e x tr ac tion time on e nh anc ing oil e x tr ac tion yie ld was e valuate d by r e sponse sur fac e me th odology.Th e c e ntr al c omposite e x pe r ime ntal de sign was applie d and th e inte r ac tions of e ac h fac tor on th e oil yie ld we r e also inve stigate d.Th e ade quac y of th e mode l e quations for pr e dic ting th e oil yie ld at optimum e x tr ac tion c onditions we r e ve r ifie d by c ompar e d with th e e x pe r ime ntal data.(3)Compar ison of th e ph ysic al and c h e mic al pr ope r tie s and spe c ific ations of e x tr ac te d oil by solve nt e x tr ac tion,e x pe lle r pr e ssing,mic r owave assiste d e x tr ac tion,ultr asonic assiste d e x tr ac tion,and supe r c r itic al CO2 e x tr ac tion.Conside r ing th e oil yie ld,unsatur ate d fatty ac ids c onte nts,and oil quality,mic r owave assiste d e x tr ac tion,ultr asonic assiste d e x tr ac tion,and supe r c r itic al CO2 e x tr ac tion ar e be tte r th an solve nt e x tr ac tion and e x pe lle r pr e ssing.(4)A math e matic al kine tic mode l of pe ony se e ds oil e x tr ac tion by supe r c r itic al CO2,base d on th e c onc e pt of br oke n and intac t c e lls was de r ive d fr om th e Conse r vation of Mass Mode l.Ex tr ac tion par ame te r s c an be e valuate d by c ompar ison of e x tr ac tion c ur ve s c alc ulate d by th e mode l with e x pe r ime ntal data at th e optimum e x tr ac tion c ondition.Th e mode l gave an e x c e lle nt fit to th e e x tr ac tion c ur ve s at diffe r e nt CO2 flow-r ate with th e same e x tr ac tion pr e ssur e and te mpe r atur e.Th is mode l c an wor k as th e th e or e tic al foundation to sc ale up th e e x tr ac tion pr oc e ss to pilot plant.(5)Th e mouse ac ute tox ic ity te st and h e r e dity tox ic ity te st of pe ony se e d oil we r e inve stigate d.Re sults sh owe d th at all te sts of ac ute and h e r e dity tox ic ity we r e ne gative.Long-te r m tox ic ity te st sh owe d th at th e e x pe r ime ntal gr oups h ad be e n in good state,and th e h ae matologic al pr ofile,visc e r a modulus h ad be e n in or dinar y sc ope.Th e study pr imar ily pr ove d th e e dibility of pe ony se e d oil.Ke y wor ds:Paeonia suffruticosa Andr.se e d,ultr asonic assiste d e x tr ac tion,mic r owave assiste d e x tr ac tion,supe r c r itic al CO2 e x tr ac tion,kine tic mode l,tox ic ologic al e valuationIV目 录目录第章 绪 论_._.一 11.1 前言.11.2 牡丹及牡丹籽概述.21.2.1 牡丹资源概况.21.2.2 牡丹的化学成分与功能.313植物油脂提取技术研究概况.41.3.1 压榨法.51.3.2 溶剂浸出法.31.33水 代法.61.3.4 超声波辅助提取法.61.3.5 微波辅助提取法.81.3.6 超临界二氧化碳萃取法.101.4牡丹籽研究存在问题及解决方法.1215研究的主要内容.12第2章 牡丹籽化学成分研究-132.1 前言.132.2 试验材料与设备.132.2.1 仪器和设备.132.2.2 试验材料.1423试验方法.142.3.1牡丹籽的前处理.142.3.2系统分离流程图.1423.3工艺流程.152.3.4牡丹籽油甲酯化.162.35 GC-MS联用仪器工作条件.162.4 牡丹籽化学成分结构鉴定.162.4.1 牡丹籽非油部分化合物结构鉴定.162.4.2 化合物理化常数与波谱数据.292.4.3 牡丹籽油成分分析.332.5 讨论.34251牡丹籽非油部分化合物的活性作用.342.5.2牡丹籽油的活性作用.38v江苏大学博士学位论文：牡丹籽化学成分分析与牡丹籽油提取工艺研究2.6 本章小结.39第3章 超声波辅助提取牡丹籽油的试验研究_413.1 前言.413.2 试验材料与设备.413.2.1 试验仪器与试剂.413.2.2 试验材料.423.3 试验方法.423.3.1 牡丹籽油超声波辅助提取方法.423.3.2 牡丹籽油得率.433.33牡 丹籽油甲酯化.433.3.4 GC-MS联用仪器工作条件.433.35试 验设计方法.433.4 结果与讨论.443.4.1 浸提溶剂的选择.443.4.2 单因素试验.453.4.3 超声波辅助浸提牡丹籽油工艺条件优化.483.4.4 牡丹籽油的GC-MS分析结果.533.5 本章小结.54第4章 微波辅助提取牡丹籽油的试验研究_554.1 前言.：.554.2 试验材料与设备.554.2.1 试验仪器与试剂.554.2.2 试验材料.564.3 试验方法.564.3.1 牡丹籽油微波辅助提取方法.564.3.2 牡丹籽油得率.564.3.3 牡丹籽油甲酯化.564.3.4 GC-MS联用仪器工作条件.57435试验设计方法.574.4 结果与讨论.584.4.1 微波提取溶剂的选择.584.4.2 单因素试验结果与分析.594.43 CCD实验设计结果与响应面分析.614.4.4 牡丹籽油的GCMS分析结果.654.5 本章小结.66VI目 录第5章 超临界二氧化碳萃取牡丹籽油的试验研究-675.1 前言.675.2 试验材料与设备.675.2.1 试验仪器与设备.675.2.2 试验材料.675.3 试验方法.685.3.1 牡丹籽油超临界CO2萃取方法.685.3.2 牡丹籽油得率.685.3.3 牡丹籽油甲酯化.685.3.4 GCMS联用仪器工作条件.68535试验设计方法.68536牡丹籽油的主要理化指标测定.695.4 结果与分析.695.4.1 单因素试验.695.4.2 CCD试验设计结果与响应面分析.735.4.3 提取工艺条件的确定-765.4.4 牡丹籽油的GCMS分析结果.765.45不 同提取方法的比较.7753本章小结_79第6章 超临界二氧化碳萃取牡丹籽油的动力学模型研究_816.1 前言.816.1.1 超临界二氧化碳萃取机理.816.1.2 超临界二氧化碳萃取动力学模型.816.2 超临界CO?萃取牡丹籽油动力学模型的建立.836.2.1 基本假设.836.2.2 模型的建立.846.2.3 模型的求解.876.3 模型参数的测量和计算.886.3.1 牡丹籽颗粒当量直径.88632牡丹籽颗粒的比表面积.886.3.3 牡丹籽颗粒密度.886.3.4 床层孔隙率.896.35牡 丹籽含油率.896.3.6 牡丹籽含水率.896.3.7 牡丹籽油分子量.89vn江苏大学博士学位论文：牡丹籽化学成分分析与牡丹籽油提取工艺研究6.3.8 牡丹籽油在SC-CO2中的平衡浓度.896.3.9 SC-C02 的密度.906.3.10 SC-CCh的质量流量.916.4 最佳工艺条件下的拟合及参数的确定.916.4.1 萃取过程的拟合及参数的确定.916.4.2 拟合结果的检验分析.9465模型的检验.946.6本章小结.97第7章 牡丹籽油的毒理学研究-997.1 前言.997.2 试验材料与设备.9973试验方法.9973.1小鼠急性毒性试验.997.3.2小鼠精子崎形的遗传毒性试验.1007.3.3大鼠30天喂养试验.10073.4统计学分析.1007.4 毒理试验结果.1007.4.1 急性毒性试验结果.1007.4.2 小鼠精子畸形的遗传毒性.1017.43 大鼠30天喂养试验.1017.5 讨论.1067.6 本章小结.107第8章 结 论 098.1 主要研究结论.1098.2 工作展望.1108.3 本论文创新点.110参考文献-U1附录A-117附录B-U9致谢_133在学期间发表的论文-134vm第1章绪论第1章绪论1.1 前言随着社会经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，人类健康已成为当今 世界重点研究的课题之一。人们越来越关注化学药品给人类自身健康及生活环境 带来的负面影响，对天然产物开发利用的要求和呼吁愈加迫切，从而使得研究天 然植物中的活性成分成为当前应用生物学、生物化学、天然药物化学研究的热点,开发天然产物资源己被认为是国际上最有前途、最有生机的行业之一。目前，世界各国均已意识到天然药物巨大的医疗价值和市场潜力，对包括中 药在内的天然药物日益重视。欧美国家近年对天然药产品的态度已明显转变，国 际天然药物市场正迅速扩大。统计数据表明全球约有80%的人以天然药物作为基本 医疗保健手段，国际植物药增长速度高于医药产品增长平均速度（10%以上），西 方发达国家植物药市场的年增长率达到20%以上，大大超过了化学药品的增长速 度。印度Ex im银行最近发表的报告认为全球天然药物每年的贸易额已高达600亿美 元，并指出天然药物的原料供应商主要为中国、印度和巴西。而以天然药物为基 源的全世界食品补充剂的市场更大，达到1500亿美元。近年来，由于天然药物产 品在美国销售市场良好，刺激食品补充剂生产公司大量涌现。据不完全统计，在 美国有超过1500个企业生产食品补充剂，美国一些传统大型化学制药公司也相继 进入这个快速发展的高利润领域，其中拜耳（Baye r）、华纳兰伯特（War ne r.Lambe r t）和美国家用产品公司（AHP）等公司在1998年已先后建立生产天然药物的生产线;AHP的子公司Wh ite h all-Robins已用Ce ntr um（善存）品牌，推出银杏、大蒜、人参、贯叶连翘等6种产品：百灵佳英格翰公司在1996年组建了法码顿公司，专门从事银 杏和人参药物的生产山。中草药在我国已有近5000年的历史，从神农本草经开始到清朝，历代关 于中药的著作达400余部。在长期的实践中中药形成了独特的理论体系，成为中医 学的重要组成之一。我国现有的中药资源种类己达12807种，其中药用植物有H146 种。仅对320种常用植物类药材的统计，总蕴藏量就达850万吨左右。全国药材种 植面积超过580万亩，药材生产基地600多个，常年栽培的药材达200余种因。中草 江苏大学博士学位论文：牡丹籽化学成分分析与牡丹籽油提取工艺研究药作为重要的天然资源受到举世瞩目和重视，中药及天然药物是一个宝贵的化合 物文库资源，常常蕴藏着化学合成难以实现的新颖结构。但是，由于目前尚未建 立起被国际认可和接受的客观、严格的标准和规范，缺乏采用现代科学技术手段 来充分阐明中药作用的物质基础、作用机理、中药药性理论和配伍理论等，制约 了中药制剂作为一种新的药物模式为世界各国普遍接受，进而制约了中药产品的 开发和出口创汇。随着加入WTO,我国已经掀起中药现代化研究的热潮。2002年 我国制定了中药现代化发展纲要（20022010年），标志着“中药现代化”问 题己正式列上国家重点发展和整体推进议程叫有效成分研究对中药现代化起决定性作用，因为有效成分是中药中能够起到 治疗作用的化学成分，是几千年来中药防病治病的物质基础【支分离提取植物有效 成分是进行合理组方、药效研究、结构鉴定等研究的必要前提。然而，大多数植 物有效成分的分离提取存在以下问题：1）含量低，难于富集；2）体系复杂，有 效成分分子的大小、生命和非生命物质共存和异构体的存在都使分离纯化难度加 大；3）很多有效成分不稳定，对热敏感，容易水解等。这些因素使经典的萃取分 离方法获得的产品收率小、纯度低、成本高、工艺复杂且通常会残留有机溶剂叫 因此，有必要加强天然产物的提取分离的基础研究，开发高效、廉价、简便、优 质的分离提取技术，改变中国天然产物开发层次低、粗放、落后的生产方式，这 对加速我国中药现代化的进程具有重要意义。1.2 牡丹及牡丹籽概述1.2.1 牡丹资源概况牡丹（Paeonia suffinticosa Andr.）是毛科芍药属灌木。我国是芍药属Rie onia 牡丹组Se c t.DC.的分布、起源、演化的中心，是世界牡丹资源最丰富的国 家向。牡丹种植区域广泛分布于河南洛阳、山东荷泽、安徽铜陵、陕西汉中、河北 柏山、四川、甘肃、浙江等地，以洛阳、荷泽、安徽种植最多。据统计，我国牡 丹的种植面积已达30万亩团。牡丹是我国传统的名花，为名贵的园林花卉植物，具有很高的观赏价值。牡 丹以其品种繁多、花姿优美、花大色艳、富丽堂皇，被人们赋予雍荣华贵、国色 天香、花中之王等美好的寓意，同时，还把牡丹作为幸福安康、繁荣昌盛的象征。2第1章绪论明、清时代便尊为“国花”。中国牡丹在国际花卉市场上享有盛誉，是我国有发 展前途和重要的出口创汇的花卉之一。牡丹在我国作为药用植物已经有2000多年的历史，其干燥根皮（又名丹皮）是一种常用的中草药，性微寒，味辛苦，具有清热凉血，活血化瘀的功能。在我 国安徽繁昌、铜陵、宁国等地的药用牡丹最为有名，山东、河北、河南、四川、甘肃、陕西、湖北、湖南等省亦为我国药用牡丹的重要产区同。牡丹受花期和气候条件的限制，形成了种植地区花开时旅游、经贸活动繁荣,花落时节惨淡经营的不良局面，每年都有大量的牡丹资源白白浪费掉。因此有必 要加强牡丹基础研究，加大牡丹综合利用开发力度，将牡丹产业化经营进一步引 向深入，使牡丹资源更大限度的造福人类。1.2.2 牡丹的化学成分与功能1.2.2.1 牡丹根皮的化学成分与功能牡丹的根皮经过干燥，是我国一种常用的中草药，即丹皮。丹皮始载于神 农本草经，列为中品。丹皮性微寒，苦、辛、归心、肝、肾经，长于清热凉血，活血散瘀饰。用于温毒发斑、吐血liffl血、夜热早凉、无汗骨蒸、经闭痛经、痈肿 疮毒、跌扑伤痛，具有清热凉血、活血化瘀的功效，为历版中华人民共和国药 典收载品种用。丹皮含有牡丹皮原昔（酶解后生成丹皮酚和丹皮酚昔）、芍药昔、芍药酚、挥 发油、生物碱以及植物留醇等，其中丹皮酚的含量最高。实验研究证实，丹皮 酚具有镇静、镇痛、解热、解痉、抗炎等作用。现代药理学证明，丹皮具有抗炎、抗心肌缺血、保肝、降血糖和调节免疫细胞等作用功效回。1.2.2.2 牡丹花的化学成分与功能自古牡丹花即可食用，颜色鲜艳，味道独特，且营养丰富。研究表明【司，牡 丹花中富含蛋白质、脂肪、淀粉、氨基酸以及人体所需的维生素以及多种微量元 素和矿物质元素。另外，牡丹花还含有紫云英昔、没食子酸、苯甲酸等黄酮和多 酚类化合物。目前以牡丹花为原料的产品有牡丹花酒、牡丹化妆品、牡丹花色素 等。王晓等1网研究结果表明牡丹花甲醇提取物对02；、OH和H26等活性氧具有 直接清除作用。牡丹花中的含有丰富的酚类物质、黄酮类化合物，这些物质在抗 3江苏大学博士学位论文：牡丹籽化学成分分析与牡丹籽油提取工艺研究氧化反应中不仅能清除链反应引发阶段的自由基，而且可以直接捕捉自由基反应 链中的自由基，阻断自由基链反应起到预防和断链的双重作用，这说明牡丹花甲 醇提取物可能在防衰老、抗炎症等方面发挥作用。史国安等【研究结果表明，不 同牡丹品种间花色素昔含量差异较大，含量高低与花瓣颜色的深浅相一致；牡丹 花水提液具有清除活性氧的作用：花瓣颜色较深的牡丹品种抗氧化能力高于浅色 品种。牡丹花色素除了可以作为食品、保健品和化妆品等的添加剂外，还可以用于 染色。胡少刚等同从黄色牡丹花瓣中提取色素作为染料用于羊毛织物的染色。洛 阳市全福食品有限公司出品的牡丹饼就使用了天然牡丹花色素，不但使产品色泽 多样，而且具有保健作用。1.2.23牡 丹籽的化学成分与功能据统计，牡丹籽每年的产量约为5万吨，牡丹籽除用作育种和废弃外，并没有 发挥其经济价值。牡丹籽在民间常用于治疗腰腿疼痛，具有消炎止痛作用。迄今为止，牡丹籽化学成分的研究报道文献很少。戚军超等眄采用索式提取 法得到牡丹籽油，经三氟化硼甲醇甲酯化后，用气相色谱质谱联用技术对牡丹籽 油组分进行分析共鉴定出37种成分，主要为亚麻酸、油酸、亚油酸、棕桐酸和硬I脂酸；刘建华等回以毛细管气相色谱-质谱联用法测定索式提取法得到的牡丹籽油 脂肪酸的组成，共鉴定出14种成分，其中主要成分为亚麻酸和亚油酸，其相对含 量分别为57.931%和28.121%。Satyajit D.Sar ke r等网分离牡丹种子，在牡丹籽中分 离得到4个葭类化合物，分别为Qs-Re sve r atr ol和Suffr utic osol A*C。研究结果表明，牡丹籽富含不饱和脂肪酸和苣类化合物，作为潜在的保健油脂资源和天然药物资 源，有待深入开发利用。1.3 植物油脂提取技术研究概况随着近代仪器分析方法的发展、现代工程技术手段的革新及各学科领域的渗 透交叉而形成的边缘学科的兴起，在油脂化学、生物学、工程学等领域研究人员 实践和理论工作的推动下，油脂制取及深加工获得了很大发展，油脂的提取技术 从压榨法、浸出法到超声波辅助提取技术、微波辅助提取技术、超临界流体萃取 技术、膜分离等，都体现出植物油脂提取技术蓬勃发展的态势。4第1章绪论1.3.1 压榨法凡利用机械外力的挤压作用，将油料中油脂提取出来的方法称为机械法取油,也称压榨法制油。压榨法制油是一种古老的机械提油法，它在制油过程也存在以 下缺点：1）出油率低，饼中残油率高，油和饼的损耗大；2）高温热处理后得到 的油饼的利用受到限制；3）生产过程动力消耗相对较大。但由于压榨法制油工艺 简单灵活、适应性强，此法依然广泛应用于小批量、多品种或特种油料的加工，尤其对于高油分油料之预榨一浸出工艺，有着广阔的应用前景网。压榨法制油根据预处理条件、熟坯性质以及压榨设备性能等要素来确定合理 的方案。可供选择的工艺有一次压榨法、两次压榨法、预榨以及冷榨法等。用于 压榨法制油的设备主要有液压榨油机和螺旋榨油机两种。液压榨油机虽然具有结 构简单、动力消耗小等优点，但由于存在着饼残油率较高、生产能力小、间歇性 生产，以及压榨周期长、操作麻烦、劳动强度大等缺点，己逐渐被连续式螺旋压 榨机所取代阿。由于压榨法不使用任何化学物质，不会造成油脂含有任何残留溶剂，产品安 全、卫生、无污染，并可较好的保持特有风味，深受消费者青睐。随着冷榨工艺 的发展和高效大型压榨设备的出现，机械法制油必定会显现其强大的生命力。1.3.2 溶剂浸出法溶剂浸出法应用固一液萃取的原理，选用某种能够溶解油脂的有机溶剂，经 过对含油物料的喷淋和浸泡，使其中的油脂被萃取出来。把原料浸于溶剂中使油 脂溶解在溶剂中形成混合油，然后将杂质分离。利用溶剂与油脂沸点不同的性质,对混合油进行蒸发、汽提，使溶剂汽化与油脂分离，从而获得浸出毛油【初。溶剂浸出法的优点是：1）对油脂的溶解能力强，出油率较高：2）对设备腐 蚀性小，溶剂与水不互溶，沸点较低易回收，来源充足；3）工艺原理简单，操作 方便，能够满足大规模工业化生产的需要。缺点是：1）需回收大量的有机溶剂，溶剂容易燃烧，其蒸汽与空气混合能形成爆炸气体；2）提取时间长，分离效率不 高；3）毛油中会存在有机溶剂残留，不良伴随物多；4）不易保持油脂特有风味必。5江苏大学博士学位论文：牡丹籽化学成分分析与牡丹籽油提取工艺研究1.3.3 水代法水代法是把热水(90C以上，油水比为1:22.5)加到磨成浆状的料浆中，使 蛋白质微粒吸水膨胀，并借助两者的密度差，采用震荡方式进行油脂分离的方法。该方法是利用油料中非油成分和水的亲和力不同，从而将油脂和亲水性的蛋白质、碳水化合物等分离问。水代法适用于高含油物料，如花生、杏仁、芝麻、核桃等等，典型产品为小 磨香油，其历史悠久。张鑫等凶通过对浓香花生小磨油工艺的研究，生产出了既 可烹饪又可凉拌菜肴的高档花生小磨香油，利用气相色谱一质谱联用对其香味成 分进行了分析，发现其与普通花生油和芝麻小磨香油的香味成分有着相当的差别。水代法优点在于安全可靠，工艺简单，易于操作，油脂制品风味保持良好。但是水代法出油率较低、分离较困难，并且其操作方式一直停留在间歇式手工操 作或半机械化的落后状态，没有实现生产连续化和规模化【列。1.3.4 超声波辅助提取法自20世纪年代中期以来，功率超声设备的普及与应用使得超声波在各领域中 的应用研究迅速展开，形成了一门新兴的交叉学科