玉米須中總黃酮的提取工藝

1、 本科畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告論文題目： 玉米須總黃酮的提取工藝研究 Study on Extraction Technique of total flavone from Stigma maydis 學(xué)生姓名： 羅丹 學(xué)號 0707040071 專 業(yè)： 生物科學(xué)（師范） 指導(dǎo)教師： 丁紅秀 完成時間： 2009-8-15 生命科學(xué)學(xué)院二一年八月玉米須總黃酮的提取工藝研究Study on Extraction Technique of total flavone from Stigma maydis一、論文研究背景及意義1.1論文研究背景（依據(jù)）玉米須(corn silk or stigma

2、 maydis)又叫玉米胡子、棒子毛、玉麥須，是禾本科黍?qū)僦参镉衩椎母稍锘ㄖ椭^，為中華人民共和國衛(wèi)生部藥材標(biāo)準(zhǔn)1985版(一部)收錄的常用藥材品種之一 1，具有抗菌作用、 抗腫瘤作用、 降血糖作用、利尿和抗尿路結(jié)石形成作用、 降血壓作用、 對血液病和肝病有一定治療作用等。但是其作為玉米的副產(chǎn)物，雖然玉米是一年生禾本科高大草本植物，在我國有著較廣泛的分布，尤其在吉林和黑龍江等省，玉米的重要性不亞于在江南的大米，就玉米的餐用價值而言，除玉米粒外，玉米苞葉、玉米芯和玉米須等玉米的副產(chǎn)品都被大家所忽略，僅僅被用作飼料26。然而祖國醫(yī)學(xué)認為，玉米須性味甘淡而平，入肝、腎、膀胱經(jīng)，有利尿消腫、平肝利膽

3、的功能，主治急、慢性腎炎、水腫、急性膽囊炎、膽道結(jié)石和高血壓等?，F(xiàn)代藥理學(xué)分析表明玉米須含有許多豐富的營養(yǎng)物質(zhì)及活性成份，如脂肪油、樹膠狀物、苦味糖苷、揮發(fā)油、多糖、-谷甾醇、豆甾醇、多聚戊糖、尿囊、有機酸等，還含有較高藥用價值的黃酮類化合物7。從玉米須中提取出的黃酮類化合物具有明顯的抗?jié)儭⒔獐d、抗菌、消炎、抗癌、降血脂、降血糖、軟化血管和鎮(zhèn)痛等作用，同時它還是一種天然的抗氧化劑，具有清除人體中超氧離子自由基、抗衰老、增加機體免疫力的生理活性作用，在治療冠心病、老年性癡呆、腦血栓、神經(jīng)系統(tǒng)疾病和消除自由基等方面有顯著效果，無副作用811。鑒于玉米須既有明顯利尿，泄熱，平肝，利膽，治腎炎水腫，

4、腳氣，黃疸肝炎，高血壓，膽囊炎，膽結(jié)石，糖尿病，吐血衄血，鼻淵，乳癰等的藥理價值，玉米須雖然不屬于常用中藥，但是收集玉米須并不局限在玉米豐收的季節(jié)，玉米須采摘下來曬干，就可保存比較長的時間1217，并且我國玉米須來源豐富，我國的玉米的產(chǎn)量居世界第2位，借此估算玉米須的產(chǎn)量為750萬噸以上18、價格低廉、易于采摘收集、是有待于全面開發(fā)利用的藥用資源，具有廣闊的研究與開發(fā)前景。玉米須總黃酮的提取的方法1921很多,主要包括回流提取法、微波提取法、酶浸提萃取法、超聲波輔助提取法等。雖然以上各大技術(shù)在各領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用并且提取率高，但是各個技術(shù)設(shè)備耗資大、操作復(fù)雜，此次實驗根據(jù)總黃酮溶于乙醇的特性

5、，結(jié)合總黃酮提取技術(shù)，充分利用實驗資源，采取乙醇浸提法這種經(jīng)濟實用的有效方法提取總黃酮,只是其工藝有待進一步優(yōu)化。因此本實驗決定通過單因素試驗、 正交試驗,研究玉米須總黃酮的最佳提取條件,旨在為玉米須黃酮類化合物的進一步研究和利用奠定基礎(chǔ)。 1.2相關(guān)國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀近年來黃酮類化合物研究異軍突起，國際科學(xué)界視黃酮類化合物的研究為生命科學(xué)前沿的領(lǐng)域。黃酮類化合物廣泛存在于自然界中,是一類重要的天然有機化合物，是植物在長期自然選擇過程中產(chǎn)生的一類此生代謝產(chǎn)物。 它廣泛存在于高等植物及羊齒植物的根、莖、葉、花、果實中，不僅數(shù)量種類繁多，而且結(jié)構(gòu)類型復(fù)雜多樣，黃酮類化合物因其獨特的化學(xué)結(jié)構(gòu)而對哺乳動

6、物和其它類型的細胞具有許多重要的生理、生化作用。一方面，黃酮類化合物具有高度的 化學(xué)反應(yīng)性，例如，它能清除生物體內(nèi)的自由基，具有抗氧化作用22 ；另一方面，黃酮類化合物又具有很多重要的藥理作用，對許多人類疾病具有治療價值。Hussein等23 先后預(yù)測和發(fā)現(xiàn)了黃酮類化合物具有防癌抗癌作用。黃酮類化合物是自由基淬滅劑和抗氧化劑，能有效地阻止脂質(zhì)過氧化引起的細胞破壞，起到防癌、抗癌的作用。黃酮類化合物的抗菌、抗病毒作用、抗肝臟毒性作用、抗炎作用及提高機體免疫力已得到醫(yī)學(xué)界的肯定，并且黃酮類化合物具有抗心血管疾病的功能。美國食品與藥物管理局（FDA）于1999年10月就已經(jīng)將大豆異黃酮中的大豆蛋白推

7、薦為降低血液中膽固醇濃度，以減少患心血管疾病危險的健康食品24 。研究表明，黃酮類化合物可治療心腦血管系統(tǒng)的一些疾病，有降血脂、膽固醇的作用，還具有抑制血栓和擴張狀動脈等作用，可用于治療高血壓、動脈硬化。并且黃酮類化合物還可以用于治療骨病和骨質(zhì)疏松等癥25 和消除自由基和抗氧化活性等。甚至于作為弱植物雌激素可與雌激素受體結(jié)合，具有雙向調(diào)節(jié)功能，可以根據(jù)個體激素的狀態(tài)，發(fā)揮雌激素樣或抗雌激素樣作用。一般認為絕經(jīng)前黃酮類化合物可能具有抗雌激素樣能力，當(dāng)絕經(jīng)后可能為雌激素受體激發(fā)劑。Veronika等26 研究了黃酮類化合物的雌激素樣與抗雌激素樣作用。此外黃酮類化合物還是茶及眾多中草藥如銀杏、沙棘、

8、蜂膠等的活性成分。因此，引起了國內(nèi)外化學(xué)家、藥物學(xué)家的廣泛重視，研究進展很快。黃酮類化合物的生理活性與其獨特的化學(xué)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，隨著對其構(gòu)效關(guān)系的深入研究，發(fā)現(xiàn)了部分藥理作用的作用機制，為其在醫(yī)藥、食品領(lǐng)域的應(yīng)用提供了理論依據(jù)，加快了黃酮類化合物的開發(fā)和利用。黃酮類化合物在人體內(nèi)不能直接合成，只能在食品中獲得。主要是作為食品添加劑或直接應(yīng)用于食品中增加其保健作用。例如茶多酚在功能食品中的應(yīng)用主要是以茶葉及其提取物的形式添加到食品中。由于黃酮類化合物在食品中的應(yīng)用十分廣泛，于是近年來科學(xué)家都積極關(guān)注從植物中提取純度高、活性強的天然黃酮成分，并進一步將其加工成有特異功能的食品保健食品和藥品等產(chǎn)品。

9、現(xiàn)在國際上黃酮類化合物的研究以日本、美國、德國等處于領(lǐng)先地位，我國黃酮類化合物的研究起步較晚，對黃酮類化合物的研究相對較少。提取黃酮類化合物多用微波提取法、超聲波輔助提取法、超臨界流體萃取法、酶浸提萃取法、超高壓提取法、雙水相提取法、半仿生提取法、膜分離法提取黃酮類化合物。微波提取時利用不同結(jié)構(gòu)的物質(zhì)在微波場中的某些區(qū)域或提取體系中的某些組分被選擇性加熱，從而使被提取物質(zhì)從基體或體系中分離，進入介電常數(shù)較小，微波吸收能力相對差的提取劑，這種方法的優(yōu)點是對提取物具有較高的選擇性、提取率高、提取速度快、溶劑用量少、安全、節(jié)能、設(shè)備簡單27。超聲波提取法是目前比較新的方法，原理主要是利用超聲波在液體

10、中的空化作用加速植物有效成份的浸出提取。另外,還利用其次效應(yīng),如機械振動,擴散,擊碎等,使其加速被提取成份的擴散,釋放。超聲波提取法具有提取時間短，產(chǎn)率高，無需加熱，同時有利于保護熱不穩(wěn)定成分，省時，節(jié)能，提高率高的優(yōu)點。吳傳茂28等曾用超聲波振蕩發(fā)提取過大豆和豆豉中的大豆異黃酮苷元。超臨界流體萃取技術(shù)（簡稱SPE）是一項新型分離技術(shù)，它利用超臨界流體的獨特優(yōu)點，通過控制體系的壓力和溫度而使萃取物得到分離。最常用的超臨界流體為CO2，應(yīng)用CO2-SPE技術(shù)提取黃酮類物質(zhì)，具有萃取速度快，效率高的特點，且不存在有機溶劑殘留問題，易與其它先進技術(shù)聯(lián)用的優(yōu)點。但它所需要的設(shè)備規(guī)模較大，技術(shù)要求高，投

11、資大，安全操作要求高，難以用于較大規(guī)模的生產(chǎn)。李志平等29 對超臨界二氧化碳萃取技術(shù)從菌陳蒿中提取黃酮類化合物進行了研究，研究表明，與溶劑提取法相比，這種方法、提取率高和后續(xù)分離易于進行的特點。酶解法適用于被細胞壁包圍的黃酮類物質(zhì)，利用酶反應(yīng)的高度專一性，破壞細胞壁，是其中的黃酮類物質(zhì)釋放出來。黃劍波等30采用纖維素酶輔助法從甜茶中提取黃酮類化合物，試驗結(jié)果表明:黃酮類物質(zhì)的提取率為 91%,提取純度為 54%。雙水相提取技術(shù)是瑞典Per Albersson首次發(fā)現(xiàn)并研究的一種技術(shù)，雙水相萃取法屬于液-液萃取，使用溫度低、容易操作、無污染、提取率高，因此成為黃酮類化合物富集分離的一種有效方法。

12、張春秀等31 用其技術(shù)從銀杏葉中提取的黃酮類化合物的提取率可達98.2%。半仿生提取法是將整體藥物研究法和分子藥物研究法相結(jié)合，模擬口服給藥后藥物經(jīng)腸胃道轉(zhuǎn)運的環(huán)境，為經(jīng)消化道給藥的中藥制劑設(shè)計的一種新的提取工藝。這種方法的特點是可以提取和保留更多的有效成分，能縮短生產(chǎn)周期、降低成本。陳選娟等32 通過正交試驗優(yōu)選半仿生提取杜仲葉中黃酮的工藝條件，黃酮得率達0.044%。膜分離法是依靠薄膜兩側(cè)壓力差作為推動力來分離溶液中不同分子量的物質(zhì)。于濤等用超濾技術(shù)對銀杏葉中黃酮類化合物進行精制，黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)達到33.39%。而用有機溶劑回流提取，提取率低，提取時間長，溶劑量多，副產(chǎn)物多。國內(nèi)外學(xué)者對玉米

13、須的化學(xué)成分、藥理作用、臨床應(yīng)用等方面進行了廣泛而深入的研究，并且都取得了令人鼓舞的進展，雖然目前對玉米須粗提物的臨床及藥理研究較多，但是對黃酮類化合物等的提取工藝研究較少67。有關(guān)玉米須黃酮類化合物提取的文獻中所引用的方法一般都是有機溶劑提取法，只有少數(shù)會用到酶解法、超聲波輔助法和微波法 。但是鑒于玉米須具備很好的藥理性，又具備一定的食療特性，還有較強的抑菌效應(yīng)，且玉米須來源豐富，所以對于玉米須的深入研究具有重要的社會意義和經(jīng)濟價值。1.3 論文研究的目的意義目的： 實驗設(shè)計溶劑乙醇濃度、 料液比、 提取溫度、 提取時間四個關(guān)鍵單因子因素的影響對總黃酮提取量的對比研究，再在單因素分析的基礎(chǔ)上

14、用正交法設(shè)計優(yōu)化提取工藝。意義： 通過各單因子的研究，再用正交法得出最佳優(yōu)化工藝。為其他科研提供可靠有效的實驗數(shù)據(jù)和方法。并且據(jù)此撰寫畢業(yè)論文。二、項目的研究內(nèi)容及擬解決的關(guān)鍵問題內(nèi)容：為了使玉米須資源能夠得到充分利用，提高農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品的綜合利用水平，本文選取了玉米須作為主要原料，以玉米須中的主要有效活性成分黃酮類化合物的提取為出發(fā)點，對玉米須中黃酮類化合物的提取工藝進行初步研究，為進一步對玉米須黃酮類化合物的研究和利用奠定基礎(chǔ)。本文的主要內(nèi)容包括以下幾個方面：（1）玉米須總黃酮的提取流程；（2）玉米須總黃酮的單因子研究；（3）玉米須總黃酮的正交設(shè)計提?。唬?）玉米須中總黃酮的最佳提取條件的確定

15、；（5）玉米須總黃酮在最佳提取條件下的總黃酮的得率。擬解決的關(guān)鍵問題：最佳提取工藝條件的確定。三、實驗方案3.1 主要實驗材料玉米須 3.2 實驗試劑蒸餾水 無水乙醇 甲醇 0.1mol/l AlCl3的甲醇溶液 蘆丁:均為分析純3.3實驗儀器與設(shè)備烘箱 研缽 大小燒杯 電子天平 漏斗 玻璃棒 濾紙 抽濾器 離心機 可見光分光光度計 大小容量瓶 50ml比色管 移液管 水浴鍋 標(biāo)簽紙 試管 試管架 冰箱 溫度計 具蓋錐形瓶3.4 實試驗方法和步驟3.4.1 玉米須中總黃酮的提取流程 玉米須切碎，烘干，研磨成粉末狀，取2g,置于具蓋錐形瓶中，加適量乙醇溶液后，于水浴鍋中水浴一定時間后，冷卻后過濾

16、。測定濾液中總黃酮含量，并計算總黃酮提取得率。3.4.2 總黃酮的測定方法 (1)實驗原理 采用三氯化鋁顯色法33 。黃酮類化合物是以2-苯基并吡喃酮為母核的多羥基化合物，可與鋁鹽、鉛鹽、鎂鹽絡(luò)合生成黃色并具有熒光的絡(luò)合物。分光光度計以用黃酮類化合物與鋁離子在醇溶液存在條件下生成黃酮的鋁絡(luò)合物，生成穩(wěn)定的黃色。黃色的深淺與黃酮類化合物的含量呈一定的比例關(guān)系，可以蘆丁(標(biāo)準(zhǔn)樣)做對照，與400nm34波長處比色定量測定。(2)標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備: 精密稱取干燥標(biāo)準(zhǔn)品蘆丁10mg，用甲醇溶解定容至50ml容量瓶中，搖勻作為貯備液備用。吸取儲備液0、1、2、3、4、5、6、7、8、9ml分別置于10個5

17、0ml容量瓶中，各自加入40ml0.1ml/L AlCl3的甲醇溶液，再加水定容至50ml，搖勻備用。以第一瓶為空白對照，在紫外分光光度計上于400 nm處測定吸光值，記錄結(jié)果，以濃度為橫坐標(biāo)，吸光值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，并且用最小二乘法做出回歸曲線方程。(3)樣品溶液中總黃酮含量的測定:精密稱取2ml提取液于10ml容量瓶中用,加人6 ml0.1ml/L AlCl3的甲醇溶液，再加水定容至10ml在400 nm處測吸光度A值。再根據(jù)回歸曲線方程計算出的總黃酮的濃度，再根據(jù)提取液稀釋倍數(shù)和提取液的總體積計算總黃酮的含量，總黃酮得率=總黃酮的含量/玉米須的用量。3.4.3 單因素實驗3.4.3.

18、1提取時間對玉米須總黃酮提取效果的影響分別采用不同的提取時間1、1.5、2、2.5h,各自在乙醇濃度為 60%、提取溫度8035、 料液比1:2536的條件下進行提取,分析測定提取物總黃酮含量和總黃酮得率。3.4.3.2 提取溫度對玉米須總黃酮提取效果的影響分別采用不同的溫度60、70、80 、90，各自在乙醇濃度60%、提取時間2h、料液比1:25的條件下進行提取,分析測定總黃酮含量和總黃酮得率。3.4.3.3 料液比對玉米須總黃酮提取效果的影響分別以不同的熱水浸提次數(shù)1:15、1:20、1:25、1:30,各自在乙醇含量為60%、 提取時間2h、提取溫度80的條件下進行提取,分析測定總黃酮

19、含量和總黃酮的得率。3.4.3.4 乙醇濃度對玉米須總黃酮提取效果的影響分別配制50% 、60%、 70% 、80%乙醇,各自提取時間2h、提取溫度80、料液比1:25的條件下分析測定總黃酮含量和總黃酮的得率。 3.4.4正交試驗 在影響玉米須總黃酮提取效果的 4個主要影響因素 (提取時間A、 提取溫度 B、 料液比 C、 乙醇濃度 D)的單因素實驗的基礎(chǔ)上，確定合適的因素水平進行正交試驗，得出玉米須總黃酮提取的最佳工藝條件及在最佳工藝條件下總黃酮的得率。四、可行性分析本實驗設(shè)計根據(jù)總黃酮乙醇浸漬提取，并參閱大量的參考文獻，確定實驗方案。 五、論文研究過程計劃及時間安排2010年7月初，確定選

20、題2010年7月4日2010年7月25日，收集資料及查閱相關(guān)文獻 2010年8月1日2010年8月15日撰寫開題報告2010年8月15日2010年9月3日 做實驗 整理數(shù)據(jù)六、畢業(yè)論文（設(shè)計）提綱(1).中英文題目(2).中文摘要與關(guān)鍵詞(3).英文摘要與關(guān)鍵詞(4).引言(5).材料與方法(6).實驗過程(7).結(jié)果及分析(8).小結(jié)與討論(9).參考文獻(10).致謝！參考文獻1、王英平,李向高.玉米須化學(xué)成分和藥理作用研究發(fā)展J.特產(chǎn)研究,2004(2):42-462、許剛等.三種玉米穗不同部位黃酮類及其主要營養(yǎng)物質(zhì)含量的測定J.鄭州工程學(xué)院學(xué)報,2001,22(4):82-843、任順

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