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玉米须中槲皮素的提取及工艺设计.doc

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玉米须 中槲皮素 提取 工艺 设计
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本科生毕业论文(设计)中文题目玉米须中槲皮素的提取及工艺设计 英文题目 Extraction Process and Design of Quercetin in Corn-Stigma 学生姓名 宋佳琪 班级 451103 班 学号 45110325 学 院 生物与农业工程学院 专 业 食品科学与工程 指导教师 徐艳阳 职称 副教授 目录吉林大学学士学位毕业论文目 录中文 摘要 .................................................IABSTRACT ...............................................III第 1 章 绪论 .............................................11.1 玉米须的主要成分及功效 ...........................11.2 槲皮素的概述 .....................................11.2.1 槲皮素的结构 .................................11.2.2 槲皮素的理化性质 .............................11.2.3 槲皮素的稳定性 ...............................11.3 研究意义 .........................................21.4 槲皮素提取工艺研究现状 ...........................21.4.1 碱提酸沉法 ...................................21.4.2 醇提法 .......................................31.4.3 乙醇提取后酸水解法 ...........................31.4.4 超临界 流体萃取法 ..........................32CO1.4.5 超声波法 .....................................41.4.6 微波辅助提取法 ...............................41.5 槲皮素检测工艺研究现状 ...........................41.5.1 高效液相色谱法(HPLC) .......................51.5.2 紫外分光光度法(UV) .........................51.6 研究内容 .........................................5第 2 章 材料与方法 .......................................72.1 材料、试剂及仪器 .................................72.1.1 材料与试剂 ...................................72.1.2 仪器 .........................................72.2 方法 .............................................72.2.1 原料处理 .....................................72.2.2 槲皮素标准曲线的绘制 .........................72.2.3 槲皮素的提取 .................................72.2.4 槲皮素含量的检测 .............................72.3 单因素水平研究 ...................................72.3.1 乙醇浓度对槲皮素提取的影响 ...................72.3.2 超声波功率对槲皮素提取的影响 .................82.3.3 提取时间对槲皮素提取的影响 ...................82.3.4 料液比对槲皮素提取的影响 .....................82.4 槲皮素提取工艺的优化 .............................82.5 验证性试验 .......................................92.6 精密度试验 .......................................9目录2.7 稳定性试验 .......................................92.8 重复性试验 .......................................9第 3 章 试验结果 ........................................113.1 槲皮素标准曲线的绘制结果 ........................113.2 单因素水平研究结果 ..............................113.2.1 乙醇浓度对槲皮素提取的影响 ..................113.2.2 超声波功率对槲皮素提取的影响 ................113.2.3 提取时间对槲皮素提取的影响 ..................123.2.4 料液比对槲皮素提取的影响 ....................133.3 提取工艺优化结果 ................................133.4 验证性试验结果 ..................................153.5 精密度试验结果 ..................................153.6 稳定性试验结果 ..................................153.7 重复性试验结果 ...............................16 结论 ....................................................17参考文献 ................................................19致谢 ....................................................23吉林大学学士学位毕业论文中文摘要我国的玉米资源十分丰富,但其利用开发有限,除少量入药外,大部分被焚烧或丢弃,造成大量的资源浪费。玉米须的药用价值明显,可用于食疗,因此,工业开发利用玉米须具有很大的前景。槲皮素是一种在药用和保健方面有着广泛应用前景的功能因子,提取方法多种多样,如何对现有工艺进行优化,提高槲皮素的产量,需要进一步通过实验进行探究。本研究以玉米须中槲皮素为研究对象,利用超声波提取法提取槲皮素,采用紫外分光光度计法对其进行检测,分析不同提取条件下的槲皮素提取率,寻找最佳条件,从而确定各影响因素的最有水平,提高产量。试验的具体内容主要有:(1)通过超声波提取法对玉米须中的槲皮素进行提取,并采用紫外分光光度法,建立与槲皮素质量浓度相应的标准曲线;(2)以槲皮素含量为考察指标,通过单因素来确定各个因素的最优水平;(3)结合正交试验,找出影响显著的因素和交互作用,从而确定整个考察范围内因素的最佳组合;(4)结合实验室的实际操作条件,对得到的最佳工艺条件进行适当修正,并依此进行验证性试验,以证明上述试验条件预测的可靠性。本试验中,优选出从玉米须中提取槲皮素的最佳工艺为:在温度为 60℃的条件下,按料液比 1:20g/mL 加入 50%的乙醇溶液,在功率为 200W 的超声波中提取 30min,提取效果最佳。经过验证该优化条件的提取率可达0.1521%~0.1739%,此时置信度为 90%。关键词:玉米须 槲皮素 超声波提取 紫外分光光度法 正交试验中文摘要I吉林大学学士学位毕业论文IIABSTRACTCorn resources are very rich in our country, but its use and development are limited. In addition to a small amount of them is used medicinally, most are burned or discarded, which causing a lot of waste of resources.The medicinal value of corn is significant , and it can also be used for diet therapy.Therefore, the industrial utilization and development of corn has great foreground. Quercetin is a function factor ,which has a broad prospect in medicine and health. Its extraction methods are multifarious. We need further experiment to optimize existing processes and improve the output of quercetin.In this study, we want to extract quercetin from corn-stigma.We use the ultrasound to extract and ultraviolet spectrophotometric method to detect.We can find the best level and improve production though analysising the quercetin extraction rates under different extraction conditions.The specific content of the test are:(1) By useing ultrasonic extraction to extract quercetin from corn-stigma and useing ultraviolet spectrophotometric method to detect,we can establish the standard of curveabsorbance values - quercetin concentration;(2) Useing quercetin as index to determine the optimal level of each factor of a single factor;(3) In order to determine the best combination of factors in the entire scope of the study,we can combine orthogonal experiment and identify the impact of significant factors and interactions;(4) Combined with the actual operating conditionsl of aboratory,we can amend optimum conditions and according to that to design confirmatory tests to prove the reliability of forecasts above test conditions.In this test,the optimum technology of quercetin to be extracted from corn-stigma as follows:At a temperature of 60 ℃,add 50% ethanol according to 1: 20g / mL solid-liquid ratio,and extract quercetin by using 200W ultrasonic power in 30 min.The extraction is optimal.After verification, the optimum conditions of extraction rate up to 0.1521% - 0.1739%, and the confidence level is 90% ABSTRACTIIIKeywords: Corn-stigma Quercetin ultrasonic extraction ultraviolet spectrophotometric method orthogonal experiment吉林大学学士学位毕业论文0第 1 章 绪论1.1 玉米须的主要成分及功效玉米须是传统的中药材,禾本科植物玉蜀黍的花柱和柱头,含有多种对人体有益的化学成分 ,如甾醇类、无机元素、多糖类、黄酮类、挥发性成分、]1[有机酸等。现代药理研究证明,其具有抗肿瘤 、抗病毒 、抗氧化 、抗]32[, ]4[]65[,炎 、抑菌 、利尿 、降血糖 、降血压、心血管保护 、增强免疫]8,7[]9[]0[]1[ 132,等功效。民间用途:口服玉米须用于治疗尿道炎、夜间遗尿症、前列腺炎和14急、慢性泌尿系统炎症及痛风性关节炎有特效 。]15[1.2 槲皮素的概述1.2.1 槲皮素的结构槲皮素,化学名为 3,3',4',5',7-五羟基黄酮,又名栎精、槲皮黄素,分子式 C15H10O7,分子量 302.23,黄色结晶(C 15H10O7·2H2O),mp.313-314℃(分解),无水物 mp.316℃。槲皮素属黄酮醇类化合物,是自然界存在的最主要的食物黄酮醇类之一。已知有 100 多种中草药中含有槲皮素,如槐米、槐花、丹皮、菊花、田基黄、车前子、桑寄生、仙鹤草、杠板归、绞股蓝、山楂、贯叶连翘、菟丝子、银杏叶、刺五加、白花蛇舌草、鸡冠花、鱼腥草、余甘子、三白草、番石榴叶、蜜柑草、紫花地丁、垂盆草等 。]16[1.2.2 槲皮素的理化性质槲皮素主要通过从植物中提取槲皮素苷类,然后经水解释放出糖苷,再经后续的分离纯化得到。槲皮素具有多种生理和药理功能,包括抗氧化、鳌合作用、抗癌,心血管保护功能、抑菌以及调节内分泌等特性 。这些化合物参与]17[了能量生产 ,表现出强的抗氧化性,具有保护植物免受紫外线伤害的功能 。]18[ ]19[因槲皮素结构及存在状态的影响,槲皮素难溶水,易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酷、乙醚等极性有机溶剂及稀碱中。不溶于石油醚、苯、氯仿等非极性溶剂。1.2.3 槲皮素的稳定性槲皮素属黄酮醇类化合物,具有酚轻基,呈弱酸性,在酸性或接近中性条件下可稳定存在,在碱性条件下不稳定,很快转化成有机醌类化合物,使其保存率下降 。王玉强等 还报道将槲皮素在阳光直射条件下放置 8h,槲皮素]20[ ]20[的保存率降至 78.11%;放置于高氧(氧气含量 68%)环境中 10h,其保存率降至50.3%;而 90℃加热 5h,其保存率下降为 74.15%。因此,槲皮素对光、热和氧气均不稳定。孟宪防 研究了香椿叶中提取的槲皮素稳定性的影响因素,其结果表明,]21[槲皮素溶液在 pH=6.59-7.90 条件下比较稳定,在还原剂 Na2SO3、Na 2S2O3中不稳定,而在氧化剂 H2O2中较为稳定,碳水化合物对槲皮素溶液的稳定性没有明显的影响;金属离子 K+、Na+、Al 3+对槲皮素溶液具有稳定作用,Mg 2+、Zn 2+、Fe 3+对槲皮素溶液的稳定性有不利的影响;高温、自然光照射对槲皮素具有降解作
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