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响应曲面法优化超声提取黄精皂苷的工艺研究

2021-03-17 12:22编辑: www.jxszl.com景先生毕设
摘 要本课题利用响应曲面法对陕产黄精皂苷的提取工艺进行研究。通过单因素实验,根据其实验结果确定实验因素和实验水平,选择4因素3水平进行相应曲面法优化。响应曲面法考察了乙醇溶度、超声功率、超声时间、料液比对黄精皂苷得率的影响。结果表明,超声提取黄精中总皂苷的最佳工艺条件为71%的乙醇溶度为,321W的超声功率,55min的超声时间,1:25g/mL的料液比,在此条件下,总皂苷的得率达到4.02%。进行验证性实验,得皂苷得率为3.98%,与预测值4.02%相比,相对误差为0.99%。本课题的研究结论为黄精皂苷以及黄精的进一步研究提供了理论依据。
目 录
1 绪论 1
1.1 本课题的研究目的和意义 1
1.2 黄精的概述 1
1.2.1 黄精的简介 1
1.2.2 黄精的药理成分 2
1.3 黄精皂苷简介 2
1.3.1 化学组成 2
1.3.2 药理学作用 3
1.4 提取方法研究现状 3
1.4.1 索氏提取法 3
1.4.2 酶解提取法 3
1.4.3 超声波辅助溶剂提取法 4
2 实验部分 5
2.2 实验药材与实验器材 5
2.2.1 药材与实验试剂 5
2.2.2 实验仪器 5
2.3 总皂苷的含量测定 5
2.3.1 对照品溶液的配制 5
2.3.2 供试品溶液的制备 5
2.3.3 检测波长的确定 6
2.3.4 标准曲线线性范围的确定 6
2.3.5 总皂苷的含量测定 6
2.4 方法学考察 7
2.4.1 精密度考察 7
2.4.2 稳定性考察 7
2.4.3 重复性考察 7
2.4.4 加样回收率考察 7
2.5 单因素实验 7
2.5.1 提取溶剂乙醇的浓度对总皂苷得率的影响 7
2.5.2 超声提取功率对黄精总皂苷得率的影响 7
2.5.3 超声提取时间对黄精总皂苷得率的影响 8
2.5.4 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072
料液比对黄精总皂苷得率的影响 8
2.6 响应曲面法优化与分析 8
3 结果与分析 9
3.2 薯蓣皂苷元标准曲线 9
3.3 方法学考察 9
3.3.1 精密度考察结果 9
3.3.2 稳定性考察结果 9
3.3.3 加样回收率考察结果 10
3.3.4 重复性考察结果 10
3.4 单因素试验考察 11
3.4.1 提取溶剂乙醇浓度对总皂苷得率的影响 11
3.4.2 超声提取功率对总皂苷得率的影响 11
3.4.3 超声提取时间对总皂苷得率的影响 12
3.4.4 提取料液比对总皂苷得率的影响 13
3.5 中心组合型响应曲面法的优化 13
3.5.1 响应面法的因素与水平的设计 13
3.5.2 优化方法响应曲面法的设计与结果分析 14
3.5.3 方差结果分析 16
3.5.4 响应曲面法结果分析 17
3.6 验证性实验 20
结论 21
参考文献 22
致 谢 24
 绪论
本课题的研究目的和意义
黄精作为一种临床常用中草药,普遍的存在于我们的生活中。通过阅读相关文献了解到,黄精活性成分丰富,药理作用广泛,并且在陕西分布较为广泛。根据近年来关于黄精的研究,发现以黄精多糖、黄精蒽醌的等研究居多,黄精中皂苷成分的研究相比非常稀少。故本课题以黄精皂苷为研究对象,提取溶剂为乙醇采用响应曲面法进行优化,考察乙醇溶度、超声功率、超声时间、料液比对黄精皂苷得率的影响,进而确定黄精皂苷的最佳超声提取工艺。在工艺优化方面采用响应曲面法,该法与正交试验设计相比较,响应曲面法实现了建立连续变量的曲面模型的功能,因此能够实现在整个区域上挑选出因素的最佳组合和响应值的最优值,以及研究各个因素之间交互作用的大小,其优化的实验结果更具真实性且该法的试验组数相对较少,在一定程度上节省了人力与物力。近几年内该方法已经在中药材有效成分的提取中得到了广泛的应用。通过对陕产黄精药材中皂苷提取工艺的研究,采用响应曲面法进行优化,为黄精的深度研究和综合使用奠定了基础,为陕产黄精皂苷的提取工艺优化提供理论依据,同时也为该药材的进一步开发利用提供参考。
黄精的概述
黄精的简介
黄精的药理成分
黄精皂苷简介
化学组成
皂苷为黄精中含量较高且药理作用十分广泛的一类生物活性物质,其结构分为皂苷元和糖链。按照皂苷元的种类将其分为甾体皂苷和三萜皂苷两种。甾体皂苷的结构如图所示,甾体皂苷是以C27甾体化合物螺甾烷衍生物为苷元的一类寡糖苷。
图1 以薯蓣皂苷元为母核的甾体皂苷结构,R代表糖链
药理学作用
提取方法研究现状
由于皂苷的结构中含有糖的部分,故其的极性比较大。在有机溶剂中不易溶解,在水中或者极性较大的溶剂中溶解度大。
索氏提取法
索氏提取法是加热回流提取法的进一步推进,利用虹吸原理克服了回流法提取溶剂耗损量大的缺点,实现了对药材的有效成分进行连续回流提取,用少量的溶剂中就能够充分提取药材中的活性成分。但此法药材受热时间长,热敏感的药物有效成分则极易受到破坏。
酶解提取法
基于植物细胞壁是由纤维素构成,使用纤维素酶直接溶解药材植物细胞壁,使提取溶剂更快、更高效地进入细胞内,从而得到有效成分的方法。酶反应相对比较温和,但是获取酶比较困难且价格昂贵,因此酶提取法还未能够成为一种非常普遍的提取方法。刘国际等比较了不同酶法提取甾体皂苷,最后选择了复合酶[23]。
超声波辅助溶剂提取法
超声波辅助溶剂提取法是通过了震碎,搅动,超声波空化等综合作用手段,导致胞壁的胀裂,破坏植物细胞壁,辅助溶剂快速进入植物细胞壁提取有效成分的方法。采用超声提取技术对皂苷进行提取,具有提取时间短、能源耗损小以及不会毁坏药材中有效成分的结构等优点。Wang等使用超声法从盾叶薯蓣中获得总皂苷。在没有发酵罐的情况下,超声波法提取效果最好,是提取黄精总皂苷的首选方法[25]。
 实验部分
实验药材与实验器材
药材与实验试剂
实验仪器
表1 主要仪器
总皂苷的含量测定
对照品溶液的配制
在干燥箱温度为65℃下将薯蓣皂苷元对照品放入干燥箱内干燥达恒重,用电子天平称取称取2.50mg,放于10mL容量瓶,加甲醇溶液至刻度线,轻轻摇至均匀,制备出薯蓣皂苷元对照品,其溶度为0.25mg/mL。
供试品溶液的制备
将干燥箱的温度调整为60℃,将黄精根茎粉末放入其中,干燥达恒重,使用电子天平精密称取2g,加50mL的石油醚,设置超声清洗器的温度为40℃,提取30min后过滤,药渣除去溶剂后,加入浓度为80%的乙醇,进行超声处理50min,过滤,取液,挥掉溶剂。加入溶度为0.5mol/L的盐酸10mL,将二者混悬后,用超声清洗器提取30min,之后用正丁醇进行纯化,体积分别为20,10,10mL的正丁醇溶液,萃取过后在电热恒温水浴锅中挥发掉正丁醇溶液,浸膏在甲醇溶液10mL的容量瓶中定容至刻度线,即得供试品溶液。

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