本文在单因素实验的基础上，采用响应面法优化超声辅助乙醇提取一枝黄花总黄酮的提取工艺，以一枝黄花总黄酮的提取率为响应值，乙醇浓度、提取时间和液固比为自变量。采用Box-Behnken实验设计方法，在Design-Expert 8.0.6软件中，研究了变量之间的相互作用对一枝黄花总黄酮提取率的影响。实验结果表明，影响一枝黄花总黄酮提取率的主要因素是液固比。优化后得到的最佳提取工艺为液固比51.8:1 mL/g 、乙醇浓度65%、提取时间3.5 h。在此条件下，一枝黄花总黄酮的提取率为0.313%，与模型中预测的结果基本一致。因此，响应面法优化一枝黄花总黄酮提取工艺稳定、简便、合理，具有较高的准确性，可为生产提供科学的依据。关键词 一枝黄花，超声提取，总黄酮，响应面法
目 录
1 引言 1
1.1 一枝黄花的介绍 1
1.2 总黄酮的提取及优化 3
1.3 本课题研究目的和内容 5
2 实验部分 5
2.1 实验仪器与药品 5
2.2 实验方法 6
3 结果与讨论 9
3.1 预实验结果分析 9
3.2 单因素试验结果分析 10
3.3 响应面法优化提取工艺 11
3.4 三废处理与安全实验 15
结论 17
致谢 18
参考文献 19
1 引言
一枝黄花属植物在世界上共有约125种，主要分布在加拿大、美国、墨西哥等地。在中国，一枝黄花属植物也有少量的分布，主要在华东、中南及西南等地的阔叶林边缘、灌木丛中以及山坡草地上，具有适应性强，繁殖能力快，生长迅速，容易栽种和培植等的特点。一枝黄花属植物中的化学成分十分丰富，黄酮类成分的含量高，并且一枝黄花总黄酮具有极大的药用与医用价值。因此，近年来有关学者对其提取分离及优化技术进行了系统的研究。
1.1 一枝黄花的介绍
1.1.1 化学成分
一枝黄花属植物中所含的化学成十分复杂，主要有总黄酮、总皂苷、挥发油、苯丙酸、苯甲酸苄酯类等的活性成分。
1.1.1.1 黄酮类成分
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表明，黄酮类成分是一枝黄花属植物中含量最多的成分之一。李涛等[1]分离纯化毛果一枝黄花提取物，鉴定出了胡麻素。王文杰等[2]首次对干燥后的钝苞一枝黄花化学成分进行研究，分离并鉴定出了许多黄酮类物质，如紫云英苷、棕矢车菊素、山柰酚等。


棕矢车菊素 槲皮素


紫云英苷 山柰酚 山柰酚3OD芸香糖苷
图1 一枝黄花属中黄酮类成分的结构
影响一枝黄花中黄酮类成分含量的因素主要是采收季节、产地等。崔小兵等[3]研究表明，一枝黄花属植物在不同时期采摘，其总黄酮含量不同。6月梅雨季节黄酮类成分含量最低，而在开花时节，总黄酮含量较高。汤晓等[4]首次研究了加拿大一枝黄花不同部位的黄酮含量随季节变化的规律。结果表明，加拿大一枝黄花在出苗期和酷夏黄酮类成分最多。
1.1.1.2 其他成分
除了总黄酮，一枝黄花属植物中还有挥发油、皂苷类、酚类、甾醇类、苯甲酸苄酯类等成分。李涛等[1]初次从一枝黄花中分离获得了乙酸酯、胡麻素、原儿茶酸等成分。王文杰等[2]分离并纯化钝苞一枝黄花，得到橙黄胡椒酰胺、β谷甾醇、邻甲氧基苯甲酸等化学活性物质。马腾等[5]首次从该种植物中分离得到克罗烷内酯等化学成分。


2羟基6甲氧基苯甲酸 原儿茶酸 对羟基苯甲酸 邻甲氧基苯甲酸


α菠菜甾醇 β乙酰香树脂醇乙酸酯
图2 一枝黄花属植物中其他成分的结构
1.1.2 药理作用
一枝黄花属植物具有利尿、抗癌、抗氧化、消炎、抑菌杀虫等作用，可用于治疗多种疾病，如感冒、头痛、痈肿疮疖等[6]。而一枝黄花属植物中的总黄酮具有抑菌、抗氧化、利尿、保护胃黏膜、降低回肠平滑肌活动力等的作用[7~12]。
一枝黄花具有抑菌作用。钱慧等[7]采用扩散法研究一枝黄花的抗菌活性。实验可得，总黄酮对杆菌和真菌都具有抑制作用，且对杆菌的抑制作用更强。加拿大一枝黄花能有效地降低贮果的霉变率，降低微生物等对果实的侵染作用，延长贮存的时间，具有保鲜作用。
一枝黄花属植物具有抗氧化作用，并且其抗氧化能力的大小与生长期和植株部位的不同有关。沈校等[8]实验结果表示，总黄酮和总酚的含量在乙酸乙酯抽提物中是最高的。并且，它的抗氧化活性也是最强的。汤晓等[9]实验结果表明，一枝黄花提取液中自由基清除能力的强弱与其所含黄酮类成分的多少呈正比关系。因此，一枝黄花属植物可以作为天然、高效的抗氧化剂使用。
一枝黄花具有利尿作用。刘素鹏等[10]实验结果表示，一枝黄花具有很强的利尿作用。在一枝黄花中，有着利尿作用的物质主要是总黄酮和总皂苷。并且，这两个成分对利尿有协同作用。因此，一枝黄花属植物可作为保钾利尿药使用。
一枝黄花具有保护胃黏膜的作用。刘素鹏等[11]通过观察由消炎痛所致的胃黏膜损伤程度，可以得到一枝黄花总黄酮及总皂苷能够保护胃黏膜，修复胃黏膜的损伤。并且，总皂苷保护胃黏膜的作用要强于总黄酮。
一枝黄花具有降低回肠平滑肌活动力作用。刘素鹏等[12]实验结果表明，一枝黄花总黄酮和总皂苷能够明显抑制小肠的正常推动作用。并且，一枝黄花总黄酮能明显地使回肠平滑肌的活性下降。
1.2 总黄酮的提取及优化
1.2.1 总黄酮提取方法
一枝黄花属植物中总黄酮的提取方法可分为传统提取法和新型提取法。传统的提取技术主要为溶剂提取法。常用的新型提取方法主要是超声波辅助提取法和微波辅助提取法。
1.2.1.1 传统提取方法
溶剂提取法是利用溶解度的差异使样品在溶剂中全部或者部分分离的提取方法。这种方法在化学实验和化学制药等方面有着广泛的应用。用溶剂提取法提取一枝黄花总黄酮时，溶液类型、溶剂浓度、液固比、提取时间、提取温度等都是影响提取效率的因素。其中，溶液的类型对提取的影响显著。总黄酮一般溶于极性比较高的溶剂中，如乙醇和甲醇。在提取一枝黄花总黄酮的过程中，乙醇和甲醇也是最常用的溶剂。李晓岚等[13]用乙醇回流提取一枝黄花总黄酮，测得的提取率为1.86%。崔小兵等[3]用甲醇回流提取加拿大一枝黄花中的总黄酮，测得不同采收时期的总黄酮含量在0.5%~4.7%之间。茅向军等[14]比较了不同溶剂类型及浓度对一枝黄花总黄酮提取率的影响。实验结果表示，提取率最高的是70%的乙醇溶液。两者相比，甲醇具有很强毒性，并且它的沸点比乙醇低一些，因此实验时对温度控制的要求更加高一些。而乙醇提取效率高，安全、环保。因此，选取乙醇作为提取时所用的溶剂。

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