酸枣仁总皂苷萃取工艺优化本科学位论文.docx
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酸枣仁总皂苷萃取工艺优化本科学位论文
本科毕业论文
题目酸枣仁总皂苷萃取工艺优化
学院食品科学与工程学院
专业生物工程专业
毕业届别2014届
姓名白婧婧
指导教师刘昕
职称高级实验师
甘肃农业大学教务处制
二〇一四年五月
目录
摘要………………………………………………………………………………………………1
关键词……………………………………………………………………………………………1
Abstract…………………………………………………………………………………………1
Keywords………………………………………………………………………………………1
前言………………………………………………………………………………………………2
1实验材料及方法………………………………………………………………………………3
1.1实验材料……………………………………………………………………………………3
1.2实验方法…………………………………………………………………………………3
1.2.1纯化步骤…………………………………………………………………………………3
1.2.2对照品溶液的制备………………………………………………………………………3
1.2.3测定波长的选择……………………………………………………………………3
1.2.4标准曲线的绘制…………………………………………………………………………3
1.2.5供试品溶液的测定………………………………………………………………………4
1.2.6单因素试验………………………………………………………………………………4
1.2.7正交试验……………………………………………………………………………………4
2结果与分析…………………………………………………………………………………5
2.1正丁醇用量对总皂苷得率的影响………………………………………………………5
2.2萃取温度对总皂苷得率的影响…………………………………………………………5
2.3萃取时间对总皂苷得率的影响……………………………………………………………6
2.4正交试验结果………………………………………………………………………………7
3讨论……………………………………………………………………………………………7
4结论…………………………………………………………………………………………8
参考文献………………………………………………………………………………………9
致谢……………………………………………………………………………………………10
酸枣仁总皂苷萃取工艺优化
白婧婧
（甘肃农业大学食品科学与工程学院生物工程专业，甘肃兰州，730070）
摘要:
酸枣仁皂苷因其独特的药理活性越来越受到人们的重视，具有广阔的开发应用前景。
本文以酸枣仁总皂苷含量为指标，选择正丁醇萃取的料液比、萃取温度、萃取时间为三个考察因素,通过单因素试验，研究各因素对总皂苷得率的影响，采用正交试验，对酸枣仁总皂苷的萃取工艺条件进行优化，旨在提高酸枣仁总皂苷的提取率。
实验结果表明，酸枣仁总皂苷萃取的最佳工艺条件是：
正丁醇萃取的料液比1:
2、萃取时间40min、萃取温度40℃，在此条件下，总皂苷的提取率为87%。
关键词：
酸枣仁皂苷正丁醇萃取
OptimizationofextractionprocessoftotalsaponinsfromsemenZiziphiSpinosae
BAIJing-jing
（MajorinbiologicalengineeringtheCollegeofCollegeofFoodScienceandEngineeringofGansuAgricultureUniversity，Lanzhou，730070）
Abstract:
Thetotalsaponinsinsemenziziphispinosaearemoreandmoreattentionbecauseofitsuniquepharmacologicalactivity.Ithasbroaddevelopmentandapplicationprospect.Inthispaper,thecontentoftotalsaponinsinsemenZiziphiSpinosaeasindex,thematerialliquidselectn-butanolextractionratio,extractiontemperature,extractiontimethreefactorsasfactors,Thesinglefactortest,effectsofvariousfactorsontheyieldoftotalsaponins.Byorthogonaltest,extractionconditionsoftotalsaponinsJujubosidewereoptimizedtoimprovetheextraction,theextractionrateoftotalsaponinsfromsemenZiziphiSpinosaen-butanolextractionmethod.TheexperimentalresultsshowthattheoptimumconditionsforextractionoftotalsaponinsfromsemenZiziphiSpinosaeis:
thebutanolextractionliquidratio1:
2,extractiontime40min,extractiontemperature40℃,Undertheseconditions,theextractionrateoftotalsaponinswas87%.ThroughthestudyofsaponinsfromsemenZiziphiSpinosae,providesupportforthetheoryandmethodforproductdevelopment.
Keywords:
SemenZiziphiSpinosaeSaponinsButanolExtraction
前言
酸枣仁为鼠李科植物酸枣（ZiziphusjujubeMill）的干燥成熟种子，主产于河北、陕西、辽宁、河南、内蒙古、山东、山西、甘肃、安徽等地。
酸枣仁是常用的中药材，其味甘、酸，性平，有养肝，宁心，安神，敛汗功效，可用于失眠等病症的治疗，属于卫生部颁布的第一批药食同源两用品。
现代医学研究也表明，酸枣仁还具有镇痛、抗惊厥、降血脂、抗血小板聚集、增强免疫功能、降压、抗缺氧、抗心肌缺血、抗心率失常、抗衰老、抗辐射等作用[1]。
《神农本草经》将其列为上品，《本草纲目》将其列为本部类，《中药学》列为养心安神类药。
酸枣仁主要含三萜皂苷类、黄酮类、生物碱类，此外还含有脂肪油、蛋白质、甾醇及微量具有刺激性的挥发油。
酸枣仁皂苷是酸枣仁主要成分之一，其中主要含有酸枣仁皂苷A、B。
酸枣仁皂苷属于四环三萜类皂苷。
其结构式为：
随着社会的发展，失眠已经成为困扰人们生活的重要因素。
改善睡眠的研究很多集中在西药如安定等以及褪黑素等方面，虽然具有一定的效果，但长期服用会产生一定的依赖性与副作用。
酸枣仁为药食同源的保健食品原料，文献记载具有改善睡眠的作用，将其加工成具有改善睡眠功效的保健食品，不仅食用安全可靠，而且功效显著。
所以临床上常用作安神药，治疗各种原因引起的失眠症和神经衰弱[2]。
诸多学者对酸枣仁的有效成分进行研究，认为起镇定安神作用的主要成分是酸枣仁总皂苷[3]。
因此，酸枣仁总皂苷的提取纯化方法和它的改善睡眠的效果一直是人们所关注的问题。
本文采用正交试验，旨在用正丁醇萃取法对酸枣仁总皂苷的萃取工艺进行优化，为酸枣仁的进一步开发、利用提供试验数据。
1材料及方法
1.1实验材料
1.1.1材料
来自甘肃本地半干旱地区的野生酸枣仁、酸枣仁皂苷对照品
1.1.2试剂
甲醇，正丁醇，香草醛，3%高氯酸，冰醋酸等
1.1.3仪器与设备
可见分光光度计（上海光谱仪器有限公司）、恒温水浴锅、电子天平，索氏抽提器、旋转蒸发仪等
1.2实验方法
1.2.1纯化步骤
酸枣仁经乙醇浸提后，挥发乙醇并用水溶过滤，取上清液用水饱和正丁醇按照正交表L9（34）安排进行萃取，正丁醇萃取液用正丁醇饱和的水20mL洗涤．减压回收正丁醇至干，残渣用甲醇溶解并定容到25mL容量瓶中，摇匀，作为供试品溶液[4]。
1.2.2对照品溶液的制备
精密称取酸枣仁皂苷对照品溶液5mg，放在烧杯中，加甲醇溶解，定容至5ml的容量瓶中，摇匀。
得到浓度为1mg/ml的对照品储备液[5]。
1.2.3测定波长的选择
取对照品溶液0.5ml，加在具塞试管中，在70℃水浴中蒸干，加入5%香草醛—冰醋酸（临用新配）0.2ml，3%的高氯酸0.8ml，密塞于60℃水浴显色20min后，取出立即用冰水冷却。
然后加入冰醋酸5ml，摇匀，用分光光度计在400～800nm波长范围下扫描，由此确定检测波长为602.5nm[6]。
1.2.4标准曲线的绘制
精密吸取酸枣仁皂苷对照品溶液0.10ml、0.15ml、0.20ml、0.25ml、0.30ml分别置于10mL具塞试管中，70℃水浴蒸干，然后分别加入0.2mL的5%香草醛-冰醋酸溶液，再加入0.8mL的3%高氯酸溶液，密塞，在60℃水浴中加热20min，取出后冰水冷却5min，加冰醋酸5mL，摇匀，于602.5nm处分别测定其吸光度。
以酸枣仁皂苷浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线[7]，如图1所示：
图1酸枣仁皂苷的标准曲线
由图1可得：
曲线的回归方程y=2.4700x-0.0048R2=0.9769
1.2.5供试品溶液的测定
取供试品溶液0.2ml，置于具塞试管中，在80℃水浴中蒸干，加入5%香草醛一冰醋酸（临用新配）0.2ml，和3%高氯酸0.8ml，密塞于70℃水浴中显色20min后，取出立即用冰水水浴冷却。
然后再加冰醋酸5ml，摇匀，用紫外-可见分光光度计测定其吸光度A值。
又回归方程计算出样品的酸枣仁皂苷含量[8][9]。
1.2.6单因素试验
（1）正丁醇用量对总皂苷得率的影响
取乙醇浸提后的浸提液，用水溶解过滤，取上清液测定总皂苷含量，分别以料液比1:
1、1:
2、1:
3、1:
4、1:
5加入水饱和正丁醇，在40℃下萃取30min,减压回收正丁醇至干，用甲醇定容至25ml容量瓶中测定得率。
（2）萃取温度对实验的总皂苷得率的影响
取乙醇浸提后的浸提液，用水溶解过滤，取上清液测定总皂苷含量，以料液比1:
2加入正丁醇，分别在20、30、40、50、60℃下萃取30min，减压回收正丁醇至干，用甲醇定容至25ml容量瓶中测定得率。
（3）萃取时间对对总皂苷得率的影响
取乙醇浸提后的浸提液，用水溶解过滤，取上清液测定皂苷含量，以1:
2加入正丁醇，于40℃萃取10、20、30、40、50min，减压回收正丁醇，用甲醇定容至25ml容量瓶中测定得率[10]。
1.2.7正交实验
本试验以酸枣仁总皂苷的含量为指标，选择正丁醇用量、萃取时间、萃取温度三因素为考察因素[11]。
通过单因素实验确定各因素的最佳范围，采用L9（34）正交设计表进行试验。
正交因素水平表见表l。
表1正交实验因素水平表
水平\因素
A料液比
B萃取温度（℃）
C萃取时间（min）
1
1:
1
30
30
2
1:
2
40
40
3
1:
3
50
50
2结果与分析
2.1正丁醇用量对总皂苷得率的影响
取乙醇浸提后的浸提液，用水溶解过滤，取上清液测定总皂苷含量，分别以料液比1:
1、1:
2、1:
3、1:
4、1:
5加入正丁醇，在40℃下萃取30min,减压回收正丁醇，用甲醇定容至25ml容量瓶中测定得率。
其结果如图2所示:
图2正丁醇用量对总皂苷得率的影响
由图2可知，在相同萃取条件下，正丁醇萃取的料液比1:
1～1:
5时，酸枣仁总皂苷的萃取效果较好，1:
1～1:
2时，萃取效果较差。
说明正丁醇用量较少时不利于总皂苷的萃取，原因可能是少量的正丁醇不能与原料液充分接触，从而影响总皂苷的萃取效果。
从节约成本考虑，最佳料液比为1:
2。
2.2萃取温度对总皂苷得率的影响
取乙醇浸提后的浸提液，用水溶解过滤，取上清液测定总皂苷含量，以料液比1:
2加入正丁醇，分别在20、30、40、50、60℃下萃取30min，减压回收正丁醇，用甲醇定容至25ml容量瓶中测定得率。
其结果如图3所示:
图3萃取温度对总皂苷得率的影响
由图3可知，随着萃取温度的升高，总皂苷得率呈先上升再下降趋势。
20～40℃总皂苷含量显著增加。
当温度40℃时，总皂苷含量最高，曲线出现最高点，说明40℃是酸枣仁总皂苷提取的最佳温度。
温度大于40℃时，随温度的增加，一些大分子物质溶出，使提取液的颜色变深，一些活性成分被破坏，曲线呈下降趋势，即总皂苷得率降低。
2.3萃取时间对总皂苷得率的影响
取乙醇浸提后的浸提液，用水溶解过滤，取上清液测定皂苷含量，以1:
2加入正丁醇，于40℃萃取10、20、30、40、50min，减压回收正丁醇，用甲醇定容至25ml容量瓶中测定得率。
其结果如图4所示：
图4萃取时间对总皂苷得率的影响
由图4可知，在相同的正丁醇萃取条件下，萃取时间对萃取率影响显著，10～40min范围内，随着萃取时间的延长，总皂苷浓度升高；而萃取40min以后，随着时间的延长，总皂苷浓度稍有下降，说明此时酸枣仁中总皂苷的萃取基本达到平衡。
2.4正交实验结果
表2酸枣仁皂苷萃取的正交试验结果
因素\水平
1
A正丁醇用量
2
B萃取温度
（℃）
3
C萃取时间
（min）
萃取前浓度
萃取后浓度
提取率
1
1（1:
1）
1（30）
1（30）
0.0692
0.0325
0.47
2
1
2（40）
2（40）
0.0692
0.0387
0.56
3
1
3（50）
3（50）
0.0692
0.0366
0.53
4
2（1:
2）
1
2
0.0692
0.0491
0.71
5
2
2
3
0.0692
0.0602
0.87
6
2
3
1
0.0692
0.0532
0.77
7
3（1:
3）
1
3
0.0692
0.0477
0.69
8
3
2
1
0.0692
0.0519
0.75
9
3
3
2
0.0692
0.0429
0.62
K1
0.52
0.62
0.66
K2
0.78
0.72
0.63
K3
0.68
0.64
0.69
极差（R）
0.26
0.10
0.06
由表2的极差分析可知，正丁醇用量对总皂苷的萃取率影响最大，其次是萃取温度，萃取时间影响较小。
由所得的k值推出最佳配比为：
A2B2C3。
该配比已出现在本实验中，最后的提取率为0.87。
为了更准确，需进行2次验证实验，综合这3次实验求平均为0.872。
说明A2B2C3为最佳配比，即正丁醇萃取法料液比为1:
2、萃取温度40℃、萃取时间40min。
3讨论
提取纯化皂苷常用的方法主要有：
溶剂萃取法、溶剂沉淀法、氧化镁吸附法、铅盐沉淀法、盐析法等。
溶剂萃取法能够充分提取酸枣仁总苷，其中应用三种溶剂相比较：
正丁烷作为提取溶剂，效果虽好，但价值高；乙醚除了成本高外，沸点低，挥发性强，毒性大，回收率低，而且需时较长，不适用于生产。
最理想的溶剂为乙醇和正丁醇溶剂，溶出率高，经济，无污染，适合于工业化生产。
正丁醇萃取法克服了其他方法耗时较长、工业复杂等缺点，而且后续的回收溶剂等操作比较容易，萃取率较高[12]。
本实验用水饱和的正丁醇作为纯化提取皂苷的溶剂，将醇提取物加水溶解，然后用水饱和的正丁醇在不同料液比、萃取温度、萃取时间下抽提，回收正丁醇至干后用甲醇溶解定容。
通过用紫外分光光度法于波长602.5nm对料液萃取前后的吸光度进行两次测定，用回归方程计算出相应的皂苷浓度，由其比值得出皂苷提取率，结果萃取率为87%。
4结论
（1）各因素对萃取率影响的主次顺序：
正丁醇用量＞萃取温度＞萃取时间。
（2）通过单因素试验和正交试验，研究各因素对总皂苷得率的影响，最终得出酸枣仁总皂苷萃取的最佳工艺条件：
正丁醇萃取的料液比1:
2，萃取温度40℃，萃取时间40min。
（3）与其他萃取法相比，正丁醇萃取法在最佳工艺条件下制得的总皂苷含量为87%，可明显提高总皂苷得率，缩短萃取时间。
参考文献
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（1）:
58
致谢
首先，要感谢我尊敬的刘昕老师，在毕业实验期间在学习、生活各方面给我的关心，指导和帮助。
本论文是在刘老师的精心指导和亲切关怀下完成的。
从初期的选题、查阅资料、实验操作到写作定稿，每一步都倾注了无数的心血。
刘老师严谨的治学态度、孜孜不倦的工作作风、宽以待人的人格使我受益终生。
在此我要向刘老师表示衷心的感谢和深深的敬意。
其次，要感谢我尊敬的艾对元老师，在论文评阅期间给予我宝贵的意见。
最后，感谢我的搭档谢燕子同学，同我一起完成整个试验。
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