摘 要本文以秦艽为原材料，对秦艽中挥发油的提取工艺进行研究，优选出最佳的提取工艺条件。选取提取溶剂的种类、料液比、微波功率、微波时间和微波温度5个因素，考察其对秦艽挥发油提取率的影响，基于单因素试验结果，选择对秦艽挥发油提取率影响较大的三个因素（料液比、微波功率、微波时间）为自变量，采用Box-Behnken响应曲面法试验设计，对其提取工艺参数进行优化。通过软件模型拟优化后得到微波辅助提取秦艽挥发油的最佳工艺参数为料液比1:13.60(g/mL)，微波功率492.92W，微波时间6.67min，在此条件下，秦艽挥发油提取率可达3.8385%。本实验优选的工艺能有效的提取秦艽中的挥发油，耗时短，提取率高，方法操作简便，易于实现。
 目 录
1 概述 1
1.1 秦艽选题目的和意义 1
1.2 秦艽药用资源研究 2
1.2.1 秦艽性状 2
1.2.2 秦艽的分布 2
1.3 秦艽化学成分研究进展 2
1.3.1 环烯醚萜类 2
1.3.2 挥发油类 2
1.3.3 黄酮类 3
1.3.4 三萜和甾体类 3
1.3.5 生物碱 3
1.3.6 苯甲酸及其衍生物 3
1.4 秦艽药理作用研究进展 3
1.4.1 抗炎镇痛作用 3
1.4.2 保护肝脏作用 3
1.4.3 抗肿瘤作用 4
1.4.4 调节免疫作用 4
1.4.5 其他药理作用 4
1.5 提取工艺研究进展 4
2 实验部分 6
2.1 实验材料与仪器 6
2.2 实验方法 6
2.2.1 秦艽药材前处理 6
2.2.2 微波法辅助提取 6
2.2.3 工艺优化设计 7
3 结果与分析 8
3.1 单因素试验结果分析 8
3.1.1 溶剂种类对秦艽挥发油提取率的影响 8
3.1.2 料液比对秦艽挥发油提取率的影响 8
3.1.3 微波功率对秦艽提取率的影响 9
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3.4 微波时间对秦艽挥发油提取率的影响 10
3.3.5 微波温度对秦艽挥发油提取率的影响 11
3.2 响应曲面法优化 11
3.2.1 响应曲面实验设计结果 11
3.4.2 响应曲面试验方差分析结果 11
3.4.3 响应曲面图谱与分析 14
结 论 16
参考文献 17
致 谢 19
1 概述
1.1秦艽选题目的和意义
秦艽，又名秦胶、秦纠、大艽，多年生植物。最早被记录于《神农本草经》中，其药用历史非常久远；据《中国药典》记载，它是Gentiana macropylla Pall（大叶秦艽）、Gentiana crassicaulis Duthie ex Burk（粗茎秦艽）、Gentiana dahurica Fisch（小秦艽）、Gentiana straminea Maxim（麻黄秦艽）的干燥根；秦艽味辛、苦，性平；临床上具有很多功效，例如祛风湿、清湿热等，是中药治疗风湿痹痛、关节病的主药之一[1]；现有学者研究发现，秦艽还具有其他作用，例如消炎抗菌、镇静止痛、升血糖等[2]。
随着学者对秦艽的深入开发与探究，显示其药理作用多样化，极具有开发潜力。目前，人们对秦艽化学成分的研究主要聚集在环烯醚萜类和生物碱类方面，而对秦艽挥发油的研究少之又少。挥发油具有很多作用，比如杀菌、抗氧化和抗肿瘤等；国内外学者研究发现，挥发油在医药保健、农作物病虫害的防治、驱蚊等方面，同样具有重要的作用[3]，挥发油类化学成分在人类生活中的应用变得越来越广泛，具有进一步被开发、被研究的广阔前景。
经查阅国内外相关文献得知，挥发油的提取方法各式各样，例如利用有机溶剂进行萃取的萃取法、压榨法以及根据其与水不相互溶的特性进行的蒸馏法等，但这类传统实验工艺相对微波辅助提取法而言，消耗时间长、提取效率相对比较低。微波辅助提取法是通过一种具有很强穿透力作用的、高频率的电磁波，使物体内分子间产生的振动和摩擦更加剧烈，使目标物质更易被溶出，此方法具有操作简单、用时短、溶剂消耗量少、加热均匀、耗能低、得率高的优处，同时还降低了挥发油的热降解的可能性，所得的挥发油芳香并且逼真[4]。所以本实验选择采用微波辅助的方法提取秦艽挥发油，以挥发油提取率为指标，通过单水平试验和响应曲面法试验对提取工艺进行优化，选出秦艽挥发油提取的最佳工艺路线，为秦艽这一传统中药材资源的开发和药物利用，提供最有效的依据和参考价值。
1.2 秦艽药用资源研究
1.2.1 秦艽性状
秦艽为多年生草本植物，根为圆柱形并且上粗下细,其长度约7至30cm，直径约1至3cm，主根比较粗长，并且扭曲不直，茎直立或者斜生。其叶分为两种类型，一是披针形，二是长圆状披针形；叶为全缘叶，较小。表面有纵沟，具有光泽，颜色常为灰黄色或者棕黄色。残存的茎基上具有叶基维管束，无柄，果实为长圆形或者椭圆形，种子细小。质坚脆，容易被折断。
1.2.2 秦艽的分布
秦艽生长于海拔四百米至两千四米百的区域，喜好湿润的环境和偏凉的气候，本身比较耐寒，适宜生长在土层深、相对肥沃的壤土。秦艽多生于路旁、山区草地、溪旁两侧、灌丛和河滩之中，秦艽一般散布在蒙古、俄罗斯和远东地域，还有河北、陕西、新疆、东北、山西等地，其中陕西和甘肃两地域是其地道产区。秦艽组植株类别一共有18种，分别为斜升秦艽、细梗秦艽、西藏秦艽、全萼秦艽以及麻花秦艽等，其中含有达乌里艽和大花艽两个变种。
1.3 秦艽化学成分研究进展
1.3.1环烯醚萜类
有学者探究发现，秦艽药材中有两种类型的化学成分，一种是环烯醚萜苷类，另一种是裂环烯醚萜苷类[5]。此后，龙胆苦苷，山栀苷甲酯，龙胆苦苷，紫药苦苷等多种化合物陆续在秦艽组植物中陆续被发现[6]。
1.3.2挥发油类
秦艽药材具有芳香气味，这主要源于秦艽中所具有挥发油类化学成分，所以可以通过秦艽药材的气味，辨别其品质的好坏。何希瑞等[7]通过超临界CO2萃取法，对秦艽药材中的挥发油类成分进行萃取，并且剖析和鉴定了萃取物的化学成分，最终发现，秦艽挥发油类成分中含有醛类和酚类两种类型的化合物。高咏莉[8]等对萝卜秦艽块根挥发油进一步的剖析研究，发现其中含有烷烃类、有机酸及酯类化合物
1.3.3黄酮类
有学者通过研究大叶秦艽中的化学成分，最终发现，其中含有苦参素，苦参酚等黄酮类成分[9]。Liang等[10]采用微波辅助提取法提取粗茎秦艽中的黄酮类成分，并且对提取出来的黄酮类化合物深一步的探究与分析，最终发现，此黄酮类化合物中含有异红草苷成分。
1.3.4三萜和甾体类
龙胆属植物中很少发现有三萜和甾体类化学成分，但是，张益军[11]等从西藏秦艽的花中分离得到乌苏酸和2个新的五环三萜，并且其结构中的A环上带有四个羟基。后来，又从该组植物中分离得到了齐墩果酸、α香树脂、β谷甾醇、豆甾醇、胡萝卜苷等化学成分[11]。陈千良等[12]从陕西产的大叶秦艽中分离得到了A环开裂的五环三萜栎瘿酸化学成分。

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