超声波萃取法提取甘草中的甘草皂苷毕业论文

山东大学网络教育学院毕业论文（设计）论文（设计）题目：超声波萃取法提取甘草中的甘草皂苷姓名年级专 业学习中心指导教师 职 称目录摘要1前言11实验仪器与试剂21.1仪器21.2试剂22实验方法22.1甘草酸标准曲线的绘制22.2甘草皂苷的提取22.2.1甘草的预处理22.2.3甘草酸的定性鉴别32.2.4单因素实验32.2.5正交实验33实验结果53.1标准曲线的制备53.2料液比与甘草皂苷得率结果分析53.3提取温度与甘草皂苷得率结果分析63.4提取时间与甘草皂苷得率结果分析63.5提取次数与甘草皂苷得率结果分析73.6正交试验结果分析8结论9参考文献9致 谢11超声波萃取法提取甘草中的甘草皂苷摘要目的：采用超声波法提取甘草中的甘草皂苷。方法：用紫外分光光度法对提 取物进行含量测定，设计正交试验探讨超声波水法提取甘草皂苷的最佳提取条 件。以料液比、提取温度、超声时间及提取次数为因素，每个因素3个水平，选 择L9(34)正交表，用分光光度法测定甘草皂苷含量作为综合评价指标。结果：最 佳提取条件为提取温度40C，提取时间40min，料液比1 ： 20，提取次数1次； 最佳提取条件下甘草酸为9.750%。结论：具有较高的可行性以及较好的应用前 景，为实际生产提供了一定的理论依据。关键词：甘草；甘草皂苷；紫外分光光度法；超声提取前言甘草(Glycyrriza)是豆科(Leguminosae)蝶形花亚科(Faboideae Rudd)甘草属植 物，是一种应用极广的中药材，素有“十方九草”之称。其性平，味甘，具有 补脾益气，清热解毒，祛痰止咳，缓急止痛，调和诸药之功能；甘草的主要活性 成分为甘草黄酮类和甘草皂苷类，其中黄酮类成分主要有甘草苷、异甘草苷、甘 草素和异甘草素等，具有抑菌、抗病毒、抗氧化以及保肝作用等活性。甘草皂苷 类成分主要为甘草酸、甘草皂苷G和乌拉尔甘草皂苷B等，甘草酸及其盐具有保 肝的治疗作用以及抗菌、抗病毒活性。目前国内外对甘草等天然植物的提取方法较多，主要有水回流法、有机溶剂 提取法、连续法、渗滤法、热浸法、冷浸法等方法。我国至今主要用水回流法即 热提取法提取甘草皂苷，但该法存在提取时间长、所用水量大、提取液含杂质多、 操作麻烦、甘草酸类药物提取率低、成本高等缺点，而且产品的产量和质量无法 提高，这严重阻碍了我甘草资源的研究开发和利用，同时这也是我国天然植物研 究、开发利用，特别是提取中共同的一大难题，急需解决。超声波提取作为一种优良新型的提取技术，但尚无研究报道应用与甘草皂苷 的的提取。本文以甘草皂苷的提取过程为对象，研究超声条件下不同因素变化对甘草皂苷提取率的影响。1实验仪器与试剂1.1仪器UV-29200型紫外可见分光光度计（北京瑞利分析仪器公司）；鼓风干燥箱（北 京朝阳区来广营医疗器械厂）；粉碎机（上海比朗仪器有限公司）；KQ-600DE 型数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；KE52CS型旋转蒸发仪（上 海亚荣生化仪器厂）。1.2试剂甘草（产地 新疆），乙醇（分析纯，20120603，天津市大茂化学试剂厂）、 氯仿（分析纯，20130215,天津市天泰精细化学品有限公司）、乙酸乙脂（分析 纯，20140826，天津市大茂化学试剂厂），甲醇（分析纯，20120821，天津市永 大化学试剂有限公司）2实验方法2.1甘草酸标准曲线的绘制精密称取10mg甘草皂苷标准品，用甲醇溶解，用超声波清洗机加速溶解， 稀释定容至100mL，制备成100mg/L标准储备液。利用100mg/L的甘草皂苷提 取液液，分别配制0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mg/L的甘草皂苷溶液，紫外分光 光度计200-400nm波段扫描1.0mg/L的甘草皂苷标准品，在265nm波长处有最 大吸收峰。以甘草皂苷质量浓度（mg/L）为横坐标X，吸光度为纵坐标7制作甘草 皂苷标准曲线。将提取好的样品测定其吸光度，根据标准曲线方程，计算甘草皂 苷的质量浓度。2.2甘草皂昔的提取2.2.1甘草的预处理取甘草样品在40 C烘干至恒重，粉碎、过100目筛，备用。2.2.2超声波提取法提取甘草皂苷提取甘草药材中的成分常有浸渍法、水煎煮法、回流法、超声波萃取法等， 这些方法中，超声波萃取法快速、方便、操作简单，在实验室中大都采此方法 对样品进行处理。故选用超声波水法提取甘草皂苷。并选料液比、温度、提取 时间、提取次数进行单因素实验。2.2.3甘草酸的定性鉴别精确称取0.2000 g甘草粉，按料液比1:10,提取30min，温度为40度，提 取次数一次，以水作溶剂超声波清洗器提取。提取后离心过滤，旋转蒸发浓缩 得待测样。取甘草酸样品4mg，置于白瓷板上，加7%H2SO4滴，颜色渐渐变为 橙黄色至橙红色，即表明样品中含甘草皂苷。2.2.4单因素实验（1）料液比与甘草皂苷得率的关系精确称取0.2000 g甘草粉，按料液比1:10、1:20、1:30、1:40，提取30min， 温度为40度，提取次数一次，以水作溶剂超声波清洗器提取。提取后离心过滤， 旋转蒸发浓缩得待测样。计算甘草酸得率，比较不同料液比对甘草酸得率的影响。（2）提取温度与含草皂苷得率的关系精确称取0.2000 g甘草粉，按料液比1:10，温度分别为20C、40C、60C、 80C，提取30min，提取次数一次的提取条件，以水作溶剂用超声波清洗器提取。 提取后离心过滤，旋转蒸发浓缩得待测样。计算甘草皂苷得率，比较不同提取温 度对甘草皂苷得率的影响。（3）提取时间与甘草皂苷得率的关系精确称取0.2000 g甘草粉，按料液比1:10，温度40C，提取时间分别为 20min、30min、40min、60min，提取次数一次的提取条件，以水作溶剂用超声 波清洗器提取。提取后离心过滤，旋转蒸发浓缩得待测样。计算甘草皂苷得率， 比较不同提取时间对甘草皂苷得率的影响。（4）提取次数与甘草皂苷得率的关系精确称取0.2000 g甘草粉，按料液比1:10，温度40度，提取时间30min， 提取次数分别为1次、2次、3次的提取条件。以水作溶剂用超声波清洗器提取。 提取后离心过滤，旋转蒸发浓缩得待测样。计算甘草皂苷得率，比较不同提取次 数对甘草皂苷得率的影响。2.2.5正交实验在以上讨论了个单因素影响的基础上，为进一步优化提取工艺，试验中设计 了料液比（g/ml） A、提取温度（C） B、提取时间（min） C、提取次数D四因 素三水平正交试验，探讨各工艺参数相互交叉影响。称取0.2000 g甘草粉9份，按正交试验表1条件提取，重复试验一次。提取后离心过滤，旋转蒸发浓缩得待测 样。计算甘草酸得率。四因素三水平表见表2-1，L9(43)正交实验设计表见表2-2。表2-1四因素三水平表水平ABCD因素提取温度(C)料液比(g/ml)提取时间(min)提取次数1201： 102012401： 203023601：30403表2-2 L9(34)正交试验设计表实验号因素A因素B因素C因素D1111121222313334212352231623127313283213933213实验结果3.1标准曲线的制备图3-1甘草皂苷标准曲线从图3-1中可以看出，芦丁浓度与吸光度的线性回归方程为：y=0.0129X- 0.0004，在06mg/L范围内呈良好的线性关系，相关系数为0.9996。式中：y 表示在波长265nm处溶液的吸光度；x表示芦丁标准溶液的浓度(mg/L)。3.2料液比与甘草皂昔得率结果分析表3-1不同料液比与甘草皂苷得率结果料液比(g/ml)1 : 101 : 201 : 30.1 : 40吸光度1.19381.28681.22480.1426得率()7.58.17.77.2料液比是提取过程中的一个重要因素，直接影响到甘草皂昔的溶出。料液比 对甘草皂昔提取的影响见图3-1。从图3-2可知，黄酮提取率随着料液比的减小而 增大，当料液比为1 ： 20时达到最高，为8.1%。这是由于当料液比较大时即萃取 剂用量少、料液两相间的浓度差小、传质推动力比较小时，会使萃取不完全，从 而使得黄酮的提取率较低。3.3提取温度与甘草皂昔得率结果分析表3-2不同提取温度与甘草皂苷得率结果提取温度(C)20406080吸光度1.13181.19381.10080.9767得率(% )7.17.56.96.1提取温度对甘草皂昔提取的影响见图3-3。从图3-3可知，随着超声波浸提 温度的升高，甘草皂昔提取率逐渐升高，当浸提温度为40C时，甘草皂昔的提 取率最高，为7.5%。当超过40C后甘草皂昔的提取率反而降低。这可能是由于 随着温度的升高，有部分甘草皂首分解。派度g10C图3-3提取温度比对得率的影响3.4提取时间与甘草皂昔得率结果分析表3-3不同提取时间与甘草皂苷得率结果提取时间（min）20304050吸光度1.10081.19381.13181.0233得率（）6.97.57.16.4提取时间对甘草皂苷提取的影响见图3-4。从图3-4可知，随着超声波浸提 时间的增加，甘草皂苷提取率逐渐升高，当浸提时间为30min时，甘草皂苷的提 取率最高，当超过30min后甘草皂苷的提取率反而降低。理论上超声时间越长， 应获得更高的提取率，但是长时间的超声过程，会使原料粉碎成较细的颗粒而透 过滤纸，影响含量测定，并且长时间的处理过程也会导致溶剂大量挥发，从而影 响黄酮的提取率。图3-4提取时间对得率的影响3.5提取次数与甘草皂昔得率结果分析表3-4提取次数与甘草皂苷得率结果提取次数（次）123吸光度1.19381.25581.2713得率（）7.57.98.0提取次数对甘草皂苷提取的影响见图3-5。从图3-5可知，随着超声波浸提 次数的增加，甘草皂苷提取率逐渐升高，当提取2次之后，甘草皂苷的提取率变 化不显著。腔.g? 7. 67. 20提职次数m0.51. 52.53. S图3-5提取次数对得率的影响3.6正交试验结果分析表3-5 L9(34)正交试验结果实验号因素A因素B因素C因素D得率(% )111116.04212229.20313337.58421238.09522319.75623127.84731328.13832138.45933217.66K17.617.427.448.82K28.569.078.328.39K38.087.698.498.04R0.951.651.050.27较优水平A2B2C3D1表3-5的正交试验结果表明，影响超声波提取甘草皂苷的各因素主次顺序为: 料液比提取时间提取温度提取此时。最佳因子组合为：料液比1 ： 20，提取 时间40min,提取温度40C,提取次数1次。这种最佳组合恰好与实际试验中的 5号试验水平相同。故可知理论分析得出的最佳水平组合与实际得到的最优水平组合是一致的。在此最佳参数组合条件下，甘草皂苷的得率为9.75%。结论超声波提取法作为一种天然产物活性成分分离提取的新技术、新方法，具有 方便、高效的特点和较高的实用价值，值得认真探索研究。在料液比、时间、提 取温度、提取次数对甘草皂苷提取实验研究基础上，通过正交试验法对甘草皂苷 的提取工艺进行优化，确定了最佳工艺条件分别为料液比1 ： 20，提取时间40min，提取温度40C，提取次数1次。在最优化条件下，甘草中甘草皂苷的提 取率可以达到9.75%，比文献9中的提取率略有增加，说明此方法具有较高的 可行性以及较好的应用前景，为实际生产提供了一定的理论依据。参考文献1中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志(第四十二卷，第二分册)M.北京：科学出版社，1998： 167175 国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)Z.北京：化学工业出版 社,2005.73 崔淑芬、张信青、徐柏球等.高效液相色谱法同时测定甘草中甘草酸和甘草苷 的含量J.时珍国医国药,2006, 17(3): 307-3084 LEE S E，HWANG H J，HA J S，et al. Screening of medicinal plant extracts for antioxidant activityJ. tiff Sei, 2003, 73(2): 167-1795 CHEN X M, WANG Z R, LI D G et a1. 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