畢業論文--黨參提取物的萃取技術研究(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 R、 TenaxGC、 TA 等，尤其以易脫附的 XAD4樹脂和 TenaxGC 應用最廣。 為了加速植物揮發性成分的擴散，可用微波加熱的方法使植物腺胞及維管束系統破裂，還可以用惰性氣體 (如氮氣 )吹入試料瓶，以逐出香氣成分。被吸附劑吸附的成分，可用少量溶劑或加熱脫附方式，將香氣成分與吸附劑分開來，再加以分析。現在已開發出了以微波加熱放出吸附于活性炭的香氣成分的裝置，叫熱脫儀。同理，由于某些新鮮香花或食品香味的揮發性成分具有強擴散性，可采用冷捕法進行收集。此法常用氮氣作載氣將揮發性成分帶入冷捕管中進行冷凝，然后在常溫下脫附。吸附 法的不足之處在于吸附劑的吸附容積小，當處理量大時，需耗用大量吸附劑，而且吸附劑需要再生，這也給生產過程的連續化和自動化操作帶來一定的困難。 超臨界流體萃取法 超臨界流體萃取又稱超臨界萃取、壓力流體萃取、超臨界氣體萃取，它是把氣體壓縮到臨界點以上，使之成為臨界狀態，使氣體對溶質的溶解能力增強，利用處于臨界壓力和臨界溫度以上的流體具有的這種性質而分離的技術。它以高黨參提取物的萃 取技術研究 7 壓、高密度的超臨界流體為溶劑，從液體或固體中萃取所需的組分，然后采用升溫、降壓或二者兼用和吸收（吸附）等手段將溶劑與所萃取的組分分離。對于 一般物質，當液相和氣相在常壓下達到平衡時，兩相的物理性質如粘度、密度、導電性能和介電常數等相差很顯著。隨著壓力的提高，這種差別逐漸縮小，當物質的溫度和壓力高于其固有的臨界溫度（ Tc）和臨界壓力（ Pc）時，氣相和液相無明顯界限，而且僅有一相，物質便處于超臨界狀態。這種狀態下，既不完全與一般氣體相同，又不是液體，稱為超臨界流體。 最常見的是超臨界 CO2 。超臨界 CO2 萃取技術萃取與分離溫度低、不破壞有效成分的活性、 CO2 無毒無害不污染產品，萃取物中重金屬含量遠低于國家標準陽 [4445]，因此在健康產品的制備中廣受歡迎。吳楨等 [46]關于超臨界 CO2 萃取何首烏中二苯乙烯苷的工藝考察表明，應用超臨界萃取法是當前中草藥有效成分提取方法的發展方向，超臨界 CO2 萃取技術以其萃取效率高、純度好、節約能耗、生產成本低的特點，在中醫藥領域有著廣泛的應用前景。何首烏中二苯乙烯苷見光易分 解，在高溫、強堿性條件下不穩定，而采用超臨界萃取法提取二苯乙烯苷可避免以上問題。超臨界流體萃取技術在煙草行業也有一定的應用前景。由于超臨界流體萃取基本不破壞被萃取物的形態。可以利用超臨界流體萃取對煙絲進行預處理，提取出部 分煙堿或其他物質，改善煙絲的燃吸品質。這對降低卷煙有害成分及低 等級 煙葉的處理都有一定的意義，此外，超臨濟流體萃取技術在煙草香味成分分析和有害物質分析方面也具有相當高的應用價值 [47]。目前，這項技術不僅用于天然香料、色素、藥品等生物活性物質的提取，而且還用于精油、蔬菜、酒的濃縮及藥物分析。但 是超臨界流體萃取的原料并不適合于含水量過大的水果類天然香精的制備，且設備投資大，技術要求高用 [48]。 同時蒸餾萃取法 同時蒸餾萃取的操作原理是根據道爾頓分壓定律，利用樣品蒸汽和萃取溶劑的蒸汽在密閉的裝置中充分混合，各組分在低于各自沸點時能被蒸餾出來，蒸餾時混合物的沸點將保持不變，當其中某一組分被完全蒸出后，溫度才上升到留在瓶中組分的沸點。揮發性成分首先被蒸餾出來，然后和萃取劑在螺旋形冷凝管上完成萃取，根據萃取劑與水比重的差異將兩者分開，最后回收萃取液。 SDE法的優點為操作簡單、精油可直接進行 GCMS分析，能把 mg/L 級揮發黨參提取物的萃 取技術研究 8 性成分從脂質或水質介質中濃縮數千倍，對微量成分萃取率較高，但是操作溫度高，所得精油的香氣有明顯的失真現象。 微波提取法 在傳統的萃取過程中，能量首先無規則的傳遞給萃取劑，然后萃取劑擴 散進入基體物質，再從基體溶解或夾帶多種成分擴散出來，即遵循加熱 、 滲透進基體 、溶解或夾帶 、 滲透出來的模式。微波萃取法則是利用微波能來提高萃取效率的一種新技術。不同物質的介電常數不同，其吸收微波能的程度不同，在微波場中，吸收微波能力的差異使得基體物質的某些區域或萃取體系中的某些組分被 選擇性加熱，從而使得被萃取物質從基體或體系中分離出來，進入介電常數較小，微波吸收能力相對較差的萃取劑中。 與傳統萃取方法比較，微波萃取法的主要特點是快速、節能、節省溶劑、污染小、可實行多份試樣同時處理，而且有利于萃取 出 熱不穩定的物質，可以避免長時間的高溫引起的樣品分解，有助于被萃取物質從樣品基體上解吸，特別是適合于處理大量樣品。由于微波萃取法能對萃取體系中的不同組分進行選擇性加熱，因而成為至今唯一能使目標組分直接從基體分離的萃取過程，具有較好的選擇性。 超聲提取法 超聲提取法是利用超聲波的空化作 用、機械效應和熱效應等加速胞內有效物質的釋放、擴散和溶解，顯著提高提取效率的提取方法。 其原理為：超聲提取的主要理論依據是超聲的空化效應、熱效應和機械作用。當大能量的超聲波作用于介質時，介質被撕裂成許多小空穴，這些小空穴瞬時閉合，并產生高達幾千個大氣壓的瞬間壓力，即空化現象。超聲空化中微小氣泡的爆裂會產生極大的壓力，使植物細胞壁及整個生物體的破裂在瞬間完成，縮短了破碎時間，同時超聲波產生的振動作用加強了胞內物質的釋放、擴散和溶解，從而顯著提高提取效率。賢景春等 [49]關于超聲提取龍眼核總黃酮量的工藝研究表明 ，采用超聲方法對龍眼核總黃酮量進行提取，工藝設備簡單，操作方便，提取時間短，溫度、濃度適中。 此外 超聲波提取 具有提取效率高，提取時間短，提取溫度低 ， 提取適應性廣 ，黨參提取物的萃 取技術研究 9 提取的藥液雜質少、有效成份易于分離、純化 ， 提取簡單易行 、設備的維護和保養方便 的優點 。 本課題研究的目的 黨參精油是煙用香料的一種， 煙用香料 與 卷煙 產品之間是相輔相成的關系，是煙草制品添香矯味的重要添加劑，即可調和使用也可單獨使用， 可以改善卷煙的理化特性、改善吸味、修飾煙香味、圓潤香氣、確立產品的風格，在一定程度上影響吸食者的感覺，其配方是煙草 工業企業的核心技術。研究其制備工藝，優化其制備條件，對于卷煙的配方和實際生產，具有重要的意義。 2 實驗 方法 實驗原料與試劑 黨參 （福瑞大藥房） 石油醚 （ AR, 天津市凱通化學試劑有限公司）； 無水硫酸鈉（ AR， 煙臺市雙雙化工有限公司） ； 二氯甲烷 （ CH2 Cl2 , AR, 天津市凱通化學試劑有限公司）； 無水乙醇 （ CH3 CH2 OH, AR, 天津市凱通化學試劑有限公司）； 主要實驗儀器 水蒸氣蒸餾裝置； 超臨界流體（ CO2 ) 萃取裝置 ； H P 58 9OⅡ 氣相色譜儀 （ 美國惠普公司 ）； H P 5988 氣相色譜質譜聯用儀 （ 美國惠普公司 ）； 調溫電熱套 （北京中興偉業儀器有限公司）； 旋轉蒸發器 RE—52AA (上海亞榮生化儀器廠 )； 電熱鼓風干燥箱 （上海 —恒科學儀器有限公司）； KQ 2200 B 型超聲波清洗器 (昆山市超聲儀器 有限公司 )； HP6890GC/ 5973MS 型氣相色譜 質譜聯用儀 ( 美國惠普公司 )； 流水式高速中藥粉碎機 ( 浙江省溫嶺市大德中藥機械有限公司 ) 。 KQ 5200 DB 型數控超聲波清洗器 （昆山市超聲儀器有限公司）； SHZ—D(III) 循環水式多用真空泵 （ 西安波意爾精密儀器有限公司 ） ； 黨參提取物的萃 取技術研究 10 HA230 50 03 型超臨界萃取設備 ( 杭 州華黎泵業 有限公司 )。 另外，還有 燒杯、錐形瓶、漏斗、圓底燒瓶、 平底燒瓶、 電子天平 、 量筒、冷凝管、布氏漏斗、抽濾 器 、 吸耳球、玻璃棒、分液漏斗 等儀器 。 黨參 的 超聲 提取 法 原料的預處理：將每一黨參根 剪成小 碎 塊，裝于袋中備用。 實驗 方法 ① 從預處理后的黨參 中分別用電子天平稱取 20g 黨參 ，裝于 錐形瓶中，按所需乙醇 的 體積分數 （ 40%、 50%、 60%） 配置乙醇溶劑 ， 并加入相應的 錐形瓶中。 ② 然后將錐形瓶放入 KQ 2200 B 型超聲波清洗器中，溫度設置為36℃ 39℃ ,功率 70W。 ③ 超聲 20min、 30min、 40min 后將液體濾出，再超聲 20min、 30min、 40min。 ④ 將濾出的液體混合后，加入干燥劑無水硫酸鈉，過夜，干燥至透明清澈。 ⑤ 將干燥后的液體用 SHZD（ III） 循環水式多用真空泵進行抽濾。 ⑥ 將抽濾后的液體，倒入小燒瓶中，安裝到旋轉蒸發器 RE52AA 上，將溫度設置為 79℃ ，開始旋蒸，至沒有液體蒸出。 ⑦ 將得到的產物收集于離心管中進行冷藏。 單因素試 驗 精確稱量黨參 20g,分別設置乙醇濃度 （ %）、提取時間（ min ）、和料液比（ ｍ ∶ Ｖ ）三個因素，每個因素設置 5 個水平進 行單因素試驗研究。 乙醇濃度對黨參 提取物 產率的影響 設置乙醇濃度 30%、 40%、 50%、 60%、 70%， 提取時間為 60min， 料液比為 1:10(g/ml)，按超聲 方法進行提取并計算其提取率。 萃取 時間對黨參 提取物 產率的影響 設置提取時間為 20min、 40min、 60min、 80min、 100min，乙醇濃度 50%， 料液比為 1:10(g/ml)，按超聲方法進行提取并計算其提取率。 料液比對黨參 提取物 產率的影響 設置料液比 (g/ml)1： 1: 1:1 1: 1:25，乙醇濃度 50%，提取時黨參提取物的萃 取技術研究 11 間為 60min，按超聲 的 方法進行提取并計算其提取率。 正交 試驗 在黨參乙醇超聲實驗中，影響產率的有三個主要因素：乙醇體積分數、超聲時間和料液比，每個因素取 3 個水平 ,按照 表 1 正交試驗設計 L9(34)安排試驗。 表 1 黨參乙醇超聲提取工藝正交實驗因素水平表 水平 /k 因素 A 乙醇濃度 /% B 提取時間 /min C 料液比（ g/mL） 1 40 40 1:5 2 50 60 1:10 3 60 80 1:15 黨參 的 石油醚 回流提取 法 實驗 方法 ① 從預處理后的黨參 中用電子天平稱取 20g 的 黨參 放于圓底燒瓶中，再按相應的料液比， 用量筒量 相應 的石油醚加入燒瓶中。 ② 將圓底燒瓶放入調溫電熱套，在瓶口安裝好冷凝管。開啟調溫電熱套，加熱至沸騰，然后將溫度調小至微沸，打開冷凝水，從冷凝管中有液體流下開始計時 。 ③ 將回流后的液體用 SHZD(III)循環水式多用真空泵進行抽濾。 ④ 將抽濾后的液體倒入小燒瓶中，安裝到旋轉蒸發器 RE52AA 上，將溫度設置為 40℃ ，開始旋蒸，至沒有液體蒸出。 ⑤ 將得到的產物收集于離心管中進行冷藏。 單因 素試驗 精確 稱量黨參 20g,分別設置 回流 時間（ min ）、和料液比（ｍ ∶ Ｖ ） 兩 個因素，每個因素設置 5 個水平進行單因素試驗研究。 回流時間對黨參 提取物 產率的影響 設置回流時間 4h、 5h、 6h、 7h、 8h， 料液比 1:10(g/ml)，按回流方法進行提黨參提取物的萃 取技術研究 12 取并計算其提取率。 料液比對黨參 提取物 產率的影響 設置料液比 (g/ml)1: 1: 1:1 1: 1:25， 回流時間 6h,，按回流方法進行提取并計算其提取率 。 2． 5 黨參的 超臨界 CO2 萃取 法 實驗 方法 其萃取流程為： 被萃 取物質 → 粉碎 → 萃取釜 → 分離柱 → 減壓分離升溫操作 → 產品 二氧化碳 → 高壓泵加壓 → 換熱器 單因素試驗 精確稱取 200g 黨參粉末（過 60 目篩），放入超臨界 CO2 的萃取釜中，量取 180ml 無水乙醇為夾帶劑， CO2 流量為 10L /h， 分別設置 萃取溫度（℃） 、 萃取 時間 （ min） 和 萃取壓力（ Mpa） 三個因素，每個因素設置 5 個水平進行單因素試驗研究。 萃取溫度對黨參提取物產率的影響 設 萃取溫度 35℃ 、 40℃ 、 4