响应面设计优化喜树叶黄酮提取工艺本科毕业论文含开题报告.docx
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响应面设计优化喜树叶黄酮提取工艺本科毕业论文含开题报告
本科学生毕业论文
题目（中文）：
响应面设计优化喜树叶黄酮提取工艺
（英文）：
OptimizationofExtractionProcessofFlavonoidsfromCamptothecaacuminataleavesUsingResponseSurfaceMethodology
院（系）生命科学与化学工程系
专业、年级生物工程专业2009级
2013年5月10日
湖南科技学院本科毕业论文诚信声明
本人郑重声明：
所呈交的本科毕业论文（设计），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
本科毕业论文作者签名：
年月日
毕业论文任务书
课题名称：
响应面设计优化喜树叶黄酮提取工艺
学生姓名：
王凯
系别：
生命科学与化学工程系
专业：
生物工程
指导教师：
王宗成
2013年01月13日
1、关键词：
响应面喜树叶黄酮提取回流提取
2、毕业论文（设计）内容要求：
2.1实验要求
（1）探索喜树叶黄酮提取有哪些影响因素？
那几个是主要影响因素？
（2）本论文利用乙醇回流提取的方法，探究设计优化喜树叶黄酮提取工艺，要求实验装置科学合理，可行性，有代表性。
（3）采用的响应面分析是优越的分析法，要求严谨，综合分析。
2.2论文要求
（1）经过系列实验，获取真实数据，保证论文论据﹑数据的真实性。
（2）在分析影响因素时要有实例支持，归纳论点时要有理有据。
（3）行文结构合理，层次分明，格式规范。
2.3能力要求
（1）通过完成毕业论文，掌握科研工作中查找文献数据并学会阅读文献。
设计试验方案、分析解决实验中出现的问题以及实验资料和数据的分析处理能力。
（2）通过实验，培养形成严谨科学的态度和一丝不苟的学习习惯。
（3）通过本实验主要提升我们对于喜树黄酮提取的基础能力，也可为其他植物叶黄酮的提取做出借鉴。
（4）通过实验分析，掌握响应面分析Design-Expert软件的使用的基础技能。
2.4主要研究方法：
查阅文献法回流提取法单因素分析法响应面软件分析法验证法
3、文献查阅指引：
[1]曾淑燕，李映珍．喜树生物学特性与栽培技术[J]．广东林业科技，2007,23
（1）:
118-120．
[2]杨学义，朱立，孙超．喜树资源及其开发利用[J]．资源开发与市场，2007,23（7）:
618-619．
[3]王晓梅，曹稳根．黄酮类化合物药理作用的研究进展[J]．宿州学院学报，2007,22
（1）:
105-107．
[4]王学利．喜树叶总黄酮优化提取方案的研究[J]．浙江林学院学报，2001,18
（1）:
50-52．
[5]黄瓒，李振申，王宗成．楮树叶总黄酮提取工艺优化[J]．湖南科技学院学报，2012,33（8）:
31-34．
[6]贾元慎，划志坤，傅一穷．竹叶中黄酮类化合物的研究[J]．竹子研究汇刊，1995,4
（2）:
38-45．
[7]毕丽君，李慧．水芹中总黄酮类化合物最佳提取工艺的研究[J]．食品科学，1999,1（12）:
35-37．
[8]杨国恩，丽婷，陈福．超声-微波协同辅助溶剂法提取喜树果中黄酮化合物的研究[J]．光谱实验室，2010,27
（1）:
27-31．
[9]杨小红，陈文姜，曼花等．白术总黄酮鉴别及含量测定[J]．湖南师范大学学报（医学版），2008,5
（1）:
16-19．
[10]王永宏，张强，张兴．响应面法优化Xenorhabdusnematophila发酵培养基的研究[J]．西北农林科技大学学报（自然科学版），2009,37（7）:
140-146．
[11]逯家辉，王迪，郭伟良等.响应面法优化八角茴香中莽草酸的超声波提取工艺研究[J]．林产化学与工业，2008,28
（1）:
87-92．
[12]安金双，王迪，马士淇等．响应面法优化灰树花中多糖超声波提取工艺的研究[J]．食品研究与开发，2008,29（6）:
11-15．
[13]ShuklaYN,ArchanaRani,TripathiAK,etal．Antifeedantactivityofursolicacid
isolatedfromDuboisiaMyoporoides[J]．PhytotherapyResearch,1996,10（4）:
359-360．
4、毕业论文（设计）进度安排：
2012年9月下旬，初步构思，摘取实验材料喜树叶。
2012年10月上旬，查阅资料，明确论文方向。
2012年11月中旬，进一步查阅有关文献资料，完善实验方案。
2012年12月至2013年4月，准备实验器材和原料按照实验方案进行实验，分析实验结果。
2013年4月至5月，撰写论文，准备答辩。
系意见：
负责人签名：
注：
本任务书一式三份，由指导教师填写，经系毕业论文领导小组审批后一份下达给学生，一份交指导教师，一份留系里存档。
毕业论文开题报告
课题名称：
响应面设计优化喜树叶黄酮提取工艺
学生姓名：
王凯
系别：
生命科学与化学工程系
专业：
生物工程
指导教师：
王宗成
2013年01月13日
湖南科技学院本科毕业论文开题报告书
论文（设计）题目
响应面设计优化喜树叶黄酮提取工艺
作者姓名
王凯
所属系、专业、年级
生化系生物工程专业2009级
指导教师姓名、职称
王宗成助教
预计字数
10000
开题日期
2013.01.13
选题的根据：
1）说明本选题的理论、实际意义
2）综述国内外有关本选题的研究动态和自己的见解
喜树（CamptothecaacuminataDecne）属紫树科（Nyssaeeae），别名旱莲木，是我国特有树种之一。
主要分布于我国长江流域及以南地区，为我国阔叶树中的珍品之一，具有很高的观赏价值，是绿化、美化环境的优良绿荫树和风景树，同样也是非常重要药用树种之一[1]。
黄酮类化合物（flavonoids）是一类存在于自然界的、具有2-苯基色原酮（flavone）结构的化合物。
它们分子中有一个酮式羰基，第一位上的氧原子具碱性，能与强酸成盐，其羟基衍生物多具黄色，故又称黄碱素或黄酮。
黄酮类化合物在植物体中通常与糖结合成苷类，小部分以游离态（苷元）的形式存在。
绝大多数植物体内都含有黄酮类化合物，它在植物的生长、发育、开花、结果以及抗菌防病等方起着重要的作用。
黄酮广泛存在于植物的各部位，主要集中在花、叶、果实中，有研究指出，喜树叶中黄酮类化合物含量丰富。
大量研究显示，黄酮类化合物有强大的生理活性和药用价值，具有抗肿瘤、护肝、抗炎、抗菌、抗病毒、调节内分泌系统等诸多功效，同时还能抑制脂质过氧化作用、血小板凝集、毛细管渗透性以及脆性等[3]。
此外，黄酮在食品中的应用也很广，它在食品中主要用于天然甜味剂、天然抗氧化剂、天然色素、保健食品等方面。
近些年来国内，从中草药中提取分离黄酮类化舍物的工作开得较为广泛。
已从黄芩、水芹、银杏叶、竹叶和龙柏叶中提取分离了许多黄酮类化合物[4]。
但目前对喜树的开发利用仅限于提取抗癌药物喜树碱，其资源没有得到充分利用，特别对叶子的开发利用相对较少。
国内有研究涉及喜树叶提取的索氏提取法，水提取法，微波提取法等，还有正交实验研究黄酮的提取，但对于响应面的应用在这个方面还没有涉及[5-9]。
因此，本论文首创性地对喜树叶进行响应面设计优化黄酮提取工艺对开发喜树叶资源具有一定的研究价值和现实意义。
响应面分析法（ResponseSurfaceMethodology,RSM）,将数学与统计学相结合,采用多元二次回归方法作为函数估计的工具来拟合因素与响应值之间的函数关系,依此可对函数的响应面和等高线进行分析来寻求最佳工艺参数[10-11]。
相对于正交设计，响应面设计试验次数少、周期短，求得的同归方程精度高、能研究几种因素间交互作用的回归分析方法[12-13]。
本论文在喜树叶的黄酮提取过程中,以风干喜树叶为原料,将单因素和响应面分析法应用于乙醇回流提取喜树叶黄酮工艺,研究回流提取的条件及其对提取结果即黄酮的得率的影响，寻求各因素的综合优化条件，提高喜树叶黄酮利用率以及为工业化生产提供一定的理论参考。
主要内容：
试验
1材料、试剂及仪器
1.1试验材料
原料：
2012年9月下旬，喜树叶采自湖南科技学院校园，经清洗、烘干、粉碎，室温保存备用。
1.2主要试剂：
芦丁标准品、95%乙醇，石油醚等其他试剂均为分析纯。
1.3主要仪器：
T6可见分光光度计、TE124S电子天平、RE-52B旋转蒸发仪。
2试验方法
2.1标准溶液的配制
称取约20mg芦丁标准品于称量瓶中置105℃烘箱下烘干至恒重,干燥器中冷却，精确称取10mg芦丁标准品，用70%乙醇定容至100ml为标准液。
2.2黄酮含量测定标准曲线的绘制
分别取0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mL的0.1mg/mL芦丁标准溶液于6支比色管中，分别加入0.3mL5%亚硝酸钠，放置6min，加0.3mL10%硝酸铝后放置6min,，再加1.0mol/LNaOH4.0mL，加70%乙醇定容至10mL，摇匀，放置12min得测定液。
以空白溶液作参比,在λ=510nm处测吸光度,计算标准液浓度（C）与吸光度（D）的回归方程D=bC+k。
2.3样品处理方法
将叶片剪成约1cm长度，用粉碎机粉碎，再在105℃烘至恒重。
采用Soxhlet提取法，以石油醚为脱脂剂,于43℃水浴中脱脂至充分除去样品中脂类和脂溶性色素。
取出样品滤纸包，先置通风处晾干，再将滤纸包置烘箱中130℃烘干，放入干燥器中冷却备用。
2.4黄酮的提取
脱脂后粉末按一定条件提取，将提取液抽滤，滤渣在相同条件下提取一定次数，合并滤液浓缩至约25mL，转移至50ml容量瓶中，用70%乙醇定容至刻度，摇匀。
取该溶液1.0mL，转移至25mL容量瓶中，再用70%乙醇定容至刻度，摇匀。
再取该溶液1.0mL，置于10mL容量瓶中。
2.5测定方法
按照标准曲线绘制方法操作，测定吸光度，根据标准曲线计算出测定样品溶液总黄酮浓度C。
然后计算样品中总黄酮的提取率。
总黄酮提取率（mg/g）=
式中，C为测定样品溶液总黄酮浓度（mg/mL）；N为稀释倍数；V为最初样品定容体积（mL）；m为样品质量（g）。
2.6黄酮提取单因素试验
2.6.1乙醇体积分数的影响
取样品1g，分别加入40%、50%、60%、70%、80%、90%的乙醇溶液，在70℃条件下萃取，回流提取120min，测定提取液黄酮含量，并计算得率。
2.6.2提取温度的影响
取样品1g，乙醇体积分数60%，分别于50℃、60℃、70℃、80℃萃取，回流提取120min，测定提取液黄酮含量，并计算得率。
2.6.3提取时间的影响
取样品1g，乙醇体积分数70%，在70℃分别萃取，回流提取30min、60min、90min、120min、150min、180min，测定提取液黄酮含量，并计算得率。
2.6.4提取次数的影响
取样品1g，乙醇体积分数70%，在70℃萃取,回流提取120min，分别萃取1、2、3、4次，测定提取液黄酮含量，并计算得率。
2.6.5料液比的影响
取样品1g，乙醇体积分数70%，70℃分别于1:
10、1:
20、1:
30、1:
40、1:
50萃取，回流提取120min，测定提取液黄酮含量，并计算得率。
2.6.6不同粒度的影响
取样品1g，乙醇体积分数70%，70℃分别于20目、40目、60目、80目萃取,回流提取120min，测定提取液黄酮含量，并计算得率。
2.7响应面设计试验
2.7.1在单因素实验的基础上从乙醇体积分数、提取温度、提取时间、不同粒度、提取次数、料液比等因素中精心筛选出3个对黄酮乙醇提取影响比较显著的因素，采用经典的三因素三水平Box-Behnken试验设计进行响应面试验确定喜树叶中黄酮提取的最佳工艺。
2.7.2利用Design-Expert软件对试验数据进行分析，得到实验结果。
3验证与考查
3.1验证试验
根据筛选得到的最佳提取条件，平行提取3次，计算总黄酮的提取率。
将试验所得数据列成表格，若根据最佳的提取条件所得的总黄酮的提取率均大于响应面设计中总黄酮的提取率，则所得出的最佳工艺条件合理，同时也表明此工艺具有较好的稳定性。
3.2撰写论文
研究方法：
1查阅文献法
2回流提取法
3单因素分析法
4响应面软件分析法
5验证法
完成期限和采取的主要措施：
1完成期限：
2012年9月下旬，初步构思，摘取实验材料喜树叶。
2012年10月上旬，查阅资料，明确论文方向。
2012年11月中旬，进一步查阅有关文献资料，完善实验方案。
2012年12月至2013年4月，准备实验器材和原料按照实验方案进行实验，分析实验结果。
2013年4月至5月，撰写论文，准备答辩。
2主要措施：
中国学术期刊网，万方数据查找文献，回流提取，单因素分析，响应面设计分析。
主要参考资料：
[1]曾淑燕，李映珍．喜树生物学特性与栽培技术[J]．广东林业科技，2007,23
（1）:
118-120．
[2]杨学义，朱立，孙超．喜树资源及其开发利用[J]．资源开发与市场，2007,23（7）:
618-619．
[3]王晓梅，曹稳根．黄酮类化合物药理作用的研究进展[J]．宿州学院学报，2007,22
（1）:
105-107．
[4]王学利．喜树叶总黄酮优化提取方案的研究[J]．浙江林学院学报，2001,18
（1）:
50-52．
[5]黄瓒，李振申，王宗成．楮树叶总黄酮提取工艺优化[J]．湖南科技学院学报，2012,33（8）:
31-34．
[6]贾元慎，划志坤，傅一穷．竹叶中黄酮类化合物的研究[J]．竹子研究汇刊，1995,4
（2）:
38-45．
[7]毕丽君，李慧．水芹中总黄酮类化合物最佳提取工艺的研究[J]．食品科学，1999,1（12）:
35-37．
[8]杨国恩，丽婷，陈福．超声-微波协同辅助溶剂法提取喜树果中黄酮化合物的研究[J]．光谱实验室，2010,27
（1）:
27-31．
[9]杨小红，陈文姜，曼花等．白术总黄酮鉴别及含量测定[J]．湖南师范大学学报（医学版），2008,5
（1）:
16-19．
[10]王永宏，张强，张兴．响应面法优化Xenorhabdusnematophila发酵培养基的研究[J]．西北农林科技大学学报（自然科学版），2009,37（7）:
140-146．
[11]逯家辉，王迪，郭伟良等.响应面法优化八角茴香中莽草酸的超声波提取工艺研究[J]．林产化学与工业，2008,28
（1）:
87-92．
[12]安金双，王迪，马士淇等．响应面法优化灰树花中多糖超声波提取工艺的研究[J]．食品研究与开发，2008,29（6）:
11-15．
[13]ShuklaYN,ArchanaRani,TripathiAK,etal．Antifeedantactivityofursolicacid
isolatedfromDuboisiaMyoporoides[J]．PhytotherapyResearch,1996,10（4）:
359-360．
指导教师意见：
指导教师签名：
系意见：
签名：
年月日
开题报告会纪要
时间
2013年01月13日
地点
逸夫楼420
与
会
人
员
姓名
职务（职称）
姓名
职务（职称）
姓名
职务（职称）
廖阳
讲师
余响华
讲师
张祖姣
助教
刘小文
讲师
袁志辉
讲师
王宗成
助教
邵金华
讲师
何福林
教授
会议记录摘要：
一、各位老师：
陈述要思路清晰，条理清楚，语言表达简洁明了，要有侧重重点，说话能力有待提高。
报告时应把实验的目的，实验的主要方法和过程，实验的结果处理等概括性呈现，知道要做什么，怎么做，怎样做好。
2、刘小文老师提问：
你的实验中黄酮提取的主要方法是什么？
我的回答：
我的黄铜提取主要采用的是乙醇回流提取，利用分光光度计测吸光度，使用标准曲线求黄酮提取率。
我的实验是从单因素实验的基础上选定几个关键因素，采用响应面设计及Design-Expert软件分析方法，这个是实验的重点，以此来寻求黄铜提取工的最佳综合工艺条件。
三、张祖姣老师提问：
黄酮的最佳可见光吸收波长是多少？
影响黄酮提取的单因素有哪些？
那个响应面的分析软件你会用吗？
我的回答：
510nm。
影响黄酮提取的单因素主要有：
乙醇体积分数，提取温度，提取时间，提取次数，料液比，不同粒度。
Design-Expert软件，王老师已发给我，我目前正在学习使用。
会议主持人：
记录人：
2013年01月13日
指导小组意见
负责人签名：
年月日
系意见
负责人签名：
年月日
注：
此表由学生本人填写，一式三份，一份留系里存档，指导老师和本人各保存一份
湖南科技学院毕业论文指导过程记录表
毕业论文题目
响应面设计优化喜树叶黄酮提取工艺
学生姓名
王凯
学号
200907002213
专业班级
生物工程0902
指导教师
王宗成
职称
助教
系（教研室）
生化系
指导过程记录
指导内容
记录
（一）
1.怎样查找黄酮提取工艺相关文献资料，特别是喜树黄酮提取工艺的研究现状。
2.查阅相关实验研究生分析方法。
了解和熟悉响应面分析法的原理和实际应用。
3.确定研究方向，确定选题，规范选题名称。
学生签名：
2012年9月18日
指导教师签名：
指导内容
记录
（二）
1.如何选择摘取喜树叶。
2.摘回喜树叶的放置处理。
学生签名：
2012年9月25日
指导教师签名：
指导内容
记录（三）
1.喜树叶样品处理方法细节及注意事项。
2.实验仪器，如真空干燥箱，旋转蒸发仪的使用及注意事项。
学生签名：
2013年3月1日
指导教师签名：
指导内容
记录（四）
1.实验相关溶液的配制。
2.标准溶液的配制及标准曲线的绘制。
3.显色反应操作的注意事项及分光光度计注意事项。
学生签名：
2013年3月4日
指导教师签名：
指导内容
记录（五）
1.单因素试验的平行条件控制。
2.黄酮提取液的稀释倍数计算确定。
3.旋转蒸发仪回收乙醇的操作。
学生签名：
2013年3月5日
指导教师签名：
指导内容
记录（六）
1.单因素实验数据分析。
2.利用Design-Expert8.0进行经典的三因素三水Box-Behnken实验设计。
学生签名：
2013年3月7日
指导教师签名：
指导内容
记录（七）
1.响应面实验的分组开展。
2.响应面实验注意事项。
学生签名：
2013年3月8日
指导教师签名：
指导内容
记录（八）
1.实验数据处理及Design-Expert8.0处理细节。
2.实验数据响应面模型的方差分析
3文章摘要及论文相关格式。
学生签名：
2013年4月5日
指导教师签名：
答辩小组组长意见
（对情况是否属实做出意见）
组长（签名）：
2013年4月18日
湖南科技学院毕业论文答辩申请暨资格审查表
学生姓名
王凯
学号
200907002213
系别
生化系
专业
生物工程
班级
生物工程0902
指导教师
王宗成
毕业论文题目：
响应面设计优化喜树叶黄酮提取工艺
内容综述（对毕业论文的研究步骤和方法、主要内容及创新之处进行综述，提出答辩申请）：
本论文首创性地对喜树叶进行响应面设计优化黄酮提取工艺，对开发喜树叶资源具有一定的研究价值和现实意义。
本论文以风干喜树叶为原料，在喜树叶的黄酮提取研究中，将单因素和响应面分析法应用于乙醇回流提取喜树叶黄酮工艺，研究回流提取的条件及其对提取结果即黄酮的得率的影响，寻求各因素的综合优化条件，为提高喜树叶黄酮利用率以及为工业化生产提供一定的理论参考。
本实验首先对可能影响喜树叶黄酮提取的五个因素：
料液比，提取次数，乙醇体积分数，提取温度，每次提取时间进行单因素试验，结果可以看出各因素与提取率的大致关系，并找出了三个显著影响因素即料液比，乙醇体积分数，提取温度。
然后以提取率为响应值，进行了经典的三因素三水平Box-Benhnken试验设计，并通过Design-Expert软件对实验数据进行分析，得到相关响应面数据和分析结果。
结果表明，乙醇回流提取喜树叶黄酮的最佳工艺条件为1:
40料液比，60%乙醇，温度80℃，每次提取90min，提取三次。
这些结论为提高喜树叶黄酮利用率及其工业化生产提供了一定的理论参考。
资格审查项目
是
否
01
工作量是否达到所规定要求
02
文档资料是否齐全（任务书、开题报告、答辩申请、定稿论文及其相关附件资料等）
03
文档是否符合规范化要求
04
是否按时向指导教师提交全部正式材料
05
是否剽窃他人成果或者直接照抄他人设计（论文）
06
是否为已公开发表的个人论著
备
选
是否多人设计一个系统或者合作一个课题
（多人设计一个系统或者合作一个课题）内容是否雷同
系毕业论文（设计）工作领导小组意见：
符合答辩资格，同意答辩□不符合答辩资格，不同意答辩□
（公章）
年月日
注：
此表为学生毕业论文（设计）定稿后申请答辩，及系领导小组对申请答辩学生进行资格审查时用；资格审查项目由指导教师填写。
湖南科技学院本科毕业论文评审表
论文题目
响应面设计优化喜树叶黄酮提取工艺
作者姓名
王凯
所属系、专业、年级
生化系生物工程专业2009年级
指导教师
姓名、职称
王宗成助教
字数
10000
定稿日期
2013.4.10
中
文
摘
要
研究显示，喜树叶中黄酮类化合物含量相对丰富。
为提高喜树叶中黄酮类化合物的提取效率，本论文在以风干喜树叶为原料,用乙醇作提取剂，在喜树叶的黄酮提取工艺中,将单因素试验和响应面实验设计分析法应用于回流提取喜树叶黄酮工艺,研究回流提取的条件及其对提取结果即黄酮的得率的影响，寻求各因素的综合优化条件。
本实验首先对可能影响喜树叶黄酮提取的五个因素：
料液比，
升级会员 