花生壳中抗氧化物的提取方法--学士学位论文.doc

毕 业 论 文

课题名称花生壳中抗氧化物的提取方法

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指导教师 职 称

二O 年 月 日

摘要
本文主要研究了回流浸提法从花生壳中提取天然抗氧化成分（主要是黄酮类化合物）的方法。讨论了溶剂（主要是甲醇、乙醇）、时间（2h、3h、4h）、温度(70℃、80℃、90℃)、酸度pH=2、3、5）等因素对提取效果的影响。以芦丁为标准物，用分光光度法在紫外区对总黄酮的含量进行测定。并通过正交试验确定了最佳提取工艺。通过对比，结果表明最佳提取工艺条件为：乙醇为提取剂，浓度为70%，提取温度为90℃，pH=3，提取时间为4h时提取物中总黄酮含量较高。
关键词：花生壳；黄酮类；提取；分光光度法

目　录
摘要 ……………………………………………………………………………2
概述………………………………………………………………………………3
1试验材料与方法…………………………………………………………3
　1.1 试验材料 ………………………………………………………………3
　1.1.1原料…………………………………………………………………3
　1.1.2 试剂…………………………………………………………………3
　1.2仪器设备 ………………………………………………………………3
1.3 实验方法 ………………………………………………………………3
1.3.1总黄酮含量的测定 ………………………………………………………3
1.3.2 原料的预处理 ………………………………………………………4
1.3.3 提取方法…………………………………………………………………4
1.3.4 样品制备流程……………………………………………………………4
2.预试验结果对比………………………………………………………………4
3试验结果与分析 ………………………………………………………………5
3.1试验方案设计 ………………………………………………………………5
3.2试验结果分析 ………………………………………………………………5
4 结果与讨论……………………………………………………………………7
4.1结果…………………………………………………………………………7
4.2讨论………………………………………………………………………… 7
参考文献…………………………………………………………………………8
谢辞………………………………………………………………………………9

概述
花生，长生果，豆科，一年生草本。目前，其开发利用的主要是花生仁、花生红衣和花生根[1]，花生果壳大部分用作燃料或当作废渣弃去，造成自然资源的极大浪费，直接影响了花生的综合利用价值。我国每年花生荚果产量约500万t，其中花生壳占140万t。研究表明，花生壳中除了含有大量碳水化合物及粗纤维外，还有黄酮类化合物，该类化合物有很好的清除自由基的作用。据报道，成熟的花生壳中有含量（质量含量，下同）为3.34%～7.13%的多酚类物质。酚类物质是油脂的抗氧化剂，若花生壳中酚类物质超过0.167%时，就显出抗氧化作用[2]。因此，若把花生壳中的多酚类物质提出，即可获得天然的食品抗氧化剂。
近年来，有医学报道，花生壳中的黄酮类化合物质有降血压、降血脂和治疗冠心病的作用。所以，从花生壳中提取的抗氧化成分不仅是油脂的防腐剂，而且还有保健作用，是一种多功能的食品添加剂。
1试验材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 原料 花生壳
1.1.2 试剂
95%乙醇 分析纯 天津北方天医化学试剂厂
无水甲醇 分析纯 北方化工厂
无水乙醇 分析纯 天津北方天医化学试剂厂
固体NaOH 天津市标准科技有限公司
（1:1）HCl溶液 烟台三合化学试剂有限公司
5%NaNO2溶液
10%Al（NO3）3
1.2 仪器设备
粉碎机 FFC-15 山东即墨市双工机械厂制造
电子天平 AR2130/C 上海电子仪器厂
电热恒温水浴锅 HWS-20 龙口市先科仪器公司
旋转蒸发仪 RE52CS 上海亚荣生化仪器厂
循环水式多用真空泵 SHB-BA95型 郑州长城科工贸有限公司
真空干燥箱 DZF-6050型 上海精宏实验设备有限公司
紫外可见分光光度计 721 上海精密科学仪器有限公司
1.3 试验方法
1.3.1总黄酮含量的测定[3]
⑴ 芦丁标准曲线的制作
配制0.2mg/mL的芦丁溶液50mL，取不同体积的芦丁溶液于7个25mL容量瓶中，每个反应管中芦丁含量分别为0.0mg，0.2mg，0.4mg，0.6mg，0.8mg，1.0mg，1.2mg。各加入5%的NANO2溶液1mL，放置6min，再加入10%的AL（N03）3溶液1mL，放置6min，然后加入4%的NAOH溶液10mL，用蒸馏水定容，静置15min，以第一管做参比，在510nm处测吸光度，绘制标准曲线，得芦丁质量浓度与吸光度的关系曲线方程：
Y=0.4198X+0.0159
R2=0.9995
⑵ 样品溶液的制备
分别称取不同方法下提取的干燥后的总黄酮物适量于25mL容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度，摇匀溶解，分别吸取1mL置于25mL容量瓶中，在510nm处测吸光度A，然后由标准曲线方程计算得到黄酮的含量。
1.3.2 原料的预处理
花生壳经清洗后，晾干，在50℃～60℃的温度下烘干2～3h，然后在常温下自然干燥，保存于干燥的环境下。用粉碎机将花生壳粉碎，过40目筛。干燥保存备用。
1.3.3 提取方法
预试验是以75%的乙醇作为溶剂，在同样的温度（80℃），同样的时间（3h），同样的溶剂比（1:30）和pH值（pH=3）条件下用回流浸提和直接浸提来提取黄酮，对比哪种方法提取的黄酮含量高。
⑴回流浸提法
称花生壳粉5g于250mL圆底烧瓶中，用1:30的料液比加入150mL70%的乙醇溶液 ，调pH=3（经查阅资料知在酸性条件下提取率高），在80℃下回流浸提3h，真空抽滤，滤液经减压蒸馏（35℃）回收溶剂，浓缩至干用无水乙醇将干燥物洗出，真空干燥至恒重。
⑵直接提取法
称花生壳粉5g于250mL锥形瓶中，用1:30的料液比加入150mL70%的乙醇溶液，调pH=3，在80℃下直接浸提3h，真空抽滤，滤液经减压蒸馏（35℃）回收溶剂，浓缩至干，用无水乙醇将干燥物洗出，真空干燥至恒重。

1.3.4 样品制备流程 滤渣
↑
花生壳→粉碎→称量（5.000g）→回流浸提→趁热抽滤→滤液真空旋转蒸发

→浓缩粗提液→无水乙醇洗出→真空干燥
1.3.5试验方案设计
选用乙醇（浓度分别为60%，70%，80%）、甲醇（浓度分别为60%，75%，90%）两种不同浓度的不同溶剂作为提取剂来进行试验。
由于料液比对提取效果影响不大，固定料液比为1：30。选择乙醇浓度(%)、提取时间(h )、提取温度(℃)和pH值四个因素作为正交试验的考察因素，提取率（提取物中黄酮的含量%）作为试验指标，进行正交试验。试验因素与水平见表2(乙醇为提取剂)、表3（甲醇为提取剂）。

表2 乙醇试验因素与水平表

乙醇浓度(%)
提取时间(h)
提取温度(℃)
pH值
1
60
2
70
2
2
70
3
80
3
3
80
4
90
5

表3 甲醇试验因素与水平表

甲醇浓度(%)
提取时间(h)
提取温度(℃)
pH值
1
60
2
70
2
2
75
3
80
3
3
90
4
90
5

2. 试验结果与分析
2.1预试验结果
按1.3.3方法进行实验，结果见表1。
表1 不同提取方法的比较
提取方法
乙醇回流浸提法
乙醇直接浸提法
提取物总量（g）
0．183
0.227
总黄酮含量（%）
18.69
7.46
提取率（%）
3.88
4.54

经对比，回流浸提法提取率虽然低，但是总黄酮含量高，由于本试验是以总黄酮含量作为考察指标，因此，选用回流浸提法进行正式试验。在预试验中，由于粉碎的太细，纤维物质影响浸提使提取物颜色成为深红棕色，所以正式试验选用过完40目的粗粉末。
2.2试验结果分析
正交试验设计与结果分析见表4（乙醇为提取剂）、表5（甲醇为提取剂）
表4 乙醇正交试验设计及结果表L9（34）

A(浓度%)
B(时间h)
C(温度℃)
D(pH)
提取量(g)
提取率（%）
黄酮含量(%)
1
2
3
1(60)
1(60)
1(60)
1(2)
2(3)
3(4)
1(70)
2(80)
3(90)
1(2)
2(3)
3(5)
0.143
0.117
0.146
2.86
2.34
2.92
12.34
14.49
15.60
4
5
6
2(70)
2(70)
2(70)
1(2)
2(3)
3(4)
2(80)
3(90)
1(70)
3(5)
1(2)
2(3)
0.184
0.245
0.174
3.68
4.90
3.48
17.12
18.46
16.93
7
8
9
3(80)
3(80)
3(80)
1(2)
2(3)
3(4)
3(90)
1(70)
2(80)
2(3)
3(5)
1(2)
0.231
0.141
0.386
4.62
2.82
7.72
17.62
16.20
17.34
K1
K2
K3
42.43
52.51
51.16
47.08
49.15
49.87
45.47
48.95
51.68
48.14
49.04
48.92

k1
k2
k3
14.14
17.50
17.05
15.69
16.38
16.62
15.16
16.32
17.23
16.05
16.35
16.31

极差
3.36
0.93
2.07
0.3

由上表可知,乙醇四种因素最佳组合为浓度为70%，t=4h，T=90℃，pH=3。黄酮含量为18.46%。因素影响依次是浓度>温度>时间>pH。

表5 甲醇正交试验设计及结果表L9（34）

A(浓度%)
B(时间h)
C(温度℃)
D(pH)
提取量(g)
提取率(%)
黄酮含量(%)
1
2
3
1(60)
1(60)
1(60)
1(2)
2(3)
3(4)
1(70)
2(80)
3(90)
1(2)
2(3)
3(5)
0.305
0.226
0.313
6.10
4.52
6.26
11.18
13.95

13.27
4
5
6
2(75)
2(75)
2(75)
1(2)
2(3)
3(4)
2(80)
3(90)
1(70)
3(5)
1(2)
2(3)
0.210
0.413
0.338
4.20
8.26
6.76
16.63
14.23
15.08
7
8
9
3(90)
3(90)
3(90)
1(2)
2(3)
3(4)
3(90)
1(70)
2(80)
2(3)
3(5)
1(2)
0.323
0.193
0.409
6.46
3.86
8.18
15.77
17.99
14.40
K1
K2
K3
38.4
45.94
48.16
43.58
46.17
42.75
43.25
45.98
43.27
39.81
44.80
47.89

k1
k2
k3
12.8
15.31
16.05
14.53
15.39
14.25
14.42
15.33
14.42
13.27
14.93
15.96

极差
3.25
1.14
0.91
2.69

由上表可知,甲醇四种因素的最佳组合为浓度为90%，t=3h，T=80℃，pH=5。黄酮含量为17.99%。各因素影响依次是浓度>pH>时间>温度。
对比上述两个表的结论,可以得到,花生壳中总黄酮含量的最佳提取剂是乙醇，最佳提取工艺是70%乙醇，温度在90℃，pH=3时提取4h。黄酮的含量为18.46%。

3 结论与讨论
3.1结论
⑴ 通过预试验对比了回流浸提法和直接浸提法，乙醇回流浸提法黄酮含量为18.69%，乙醇直接浸提法黄酮含量为7.46%。试验确定了用回流浸提法效果好，因此正试验中采用回流浸提法来提取花生壳中的总黄酮。
⑵ 花生壳中总黄酮含量的最佳提取剂是乙醇，最佳提取工艺是70%乙醇，温度在90℃，pH=3时提取4h。黄酮的含量为18.46%。
3.2讨论
⑴用乙醇提取花生壳中的抗氧化成分，影响因素有温度、时间、酸度、提取剂浓度和溶质溶剂比，考虑到固液比对提取效果影响不大，试验只讨论了前四种因素的影响，通过正交试验确定了最佳提取工艺为浓度为70%，浸提时间为4h，温度为90℃，pH值为3时提取效果比较好。
⑵预实验中，抽滤之后，滤液为红褐色，滤渣为米黄色，真空浓缩时，开始出现的干燥固体是土黄色，后来成为红褐色，原因可能由于真空旋转时温度高，因此，正试验中将减压蒸馏和真空干燥的温度调低。另一原因可能是由于花生壳粉碎的太细，里面含有的纤维物质影响了浸提，所以正实验中换用过完40目后的粗粉末。
⑶用分光光度法测定花生壳中总黄酮含量方法简单，准确性较好，可为今后利用花生壳提取黄酮类化合物建立质量控制标准提供参考[4]。
⑷由正交表可得到，溶剂的浓度对提取效果的影响最大。由于标准曲线是用水定容的，而黄酮在水中的溶解性很小，导致测得的数据精确性和准确性不高，因此，时间、温度和pH值对提取效果的影响没有得到规律。
⑸测得的黄酮含量比较低，分析原因可能是由于本试验只研究黄酮的提取方法[5]，并没有涉及到将产品进一步分离，纯化，同时也可能与干燥操作有一定的关系。有待于以后继续进行。

参考文献
[1]朱丽静.花生壳综合利用[J].科技信息,1996,(9):23～24.
[2]万素英等.食品抗氧化剂[M].中国轻工业出版社，1998. 1～3．
[3]苗敬芝等.银杏类黄酮（GBE）的检测与提纯工艺研究.食品科技，1998，3：39～40.
[4]孟阳等.花生壳中黄酮类抗氧化物的提取及在食品中的应用.食品科学，1997，18（12）：27～29.
[5]庄向平，杨更生等.银杏叶黄酮含量的测定和提取方法[J].中草药，1992，23(3):122～124.

谢 辞
本论文是在老师的悉心指导下完成的，从论文选题、设计、搜集信息，李老师都做了大量的工作，每一步都离不开李老师悉心的指导。老师严谨的工作作风与科研态度，使我深受感染和启迪，在此向李老师表示衷心的感谢和崇高的敬意。

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