齊墩果酸工藝研究論文

時(shí)間:2022-03-06 03:17:06

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齊墩果酸工藝研究論文

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)儀器

DGG-9140B型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海森信試驗(yàn)儀器有限公司);WF117型中草藥粉碎機(jī)(天津天斯特儀器有限公司);GR-200電子天平(日本AND);LD5-10型低速離心機(jī)(北京京立離心機(jī)有限公司);WF-2000型微波快速反應(yīng)系統(tǒng)(上海屹堯分析儀器有限公司);Cary50型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(美國(guó)瓦里安公司)等。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1齊墩果酸的提取將烘干后的女貞子用中草藥粉碎機(jī)粉碎,過(guò)60目篩,備用。準(zhǔn)確稱取女貞子果干粉1.0000g,以一定體積分?jǐn)?shù)的乙醇作為提取劑,按設(shè)定好的料液比(g/mL)加入錐形瓶中,并置于微波快速反應(yīng)器中,在一定的微波溫度、微波時(shí)間、微波功率下進(jìn)行提取。提取完成后減壓抽濾,收集濾液并用相同體積分?jǐn)?shù)的提取劑定容,精確量取8mL提取液于3000r/min的離心機(jī)中離心10min。上清液備用、待測(cè)。1.2.2最大吸收波長(zhǎng)的確定取一干燥的具塞試管,加入0.2mL5%香草醛-冰乙酸溶液(5g香草醛用冰乙酸溶解并定容至100mL),再加入0.8mL高氯酸溶液,搖勻。置于60℃水浴中加熱15min,取出后立即置于冷水中冷卻3min。用乙酸乙酯定容至30mL,搖勻,靜置,用于空白對(duì)照。準(zhǔn)確移取0.2mL齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)品溶液(準(zhǔn)確稱取齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)品0.02g,用無(wú)水乙醇定容至100mL,配得濃度為0.2mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液)置于具塞試管中,80℃水浴加熱揮去標(biāo)準(zhǔn)品溶液中的溶劑。揮干溶劑后,按上述實(shí)驗(yàn)方法操作,用空白對(duì)照進(jìn)行紫外光譜分析,測(cè)定最大吸收波長(zhǎng),測(cè)定結(jié)果如圖1所示。確定550.00nm為齊墩果酸的最大吸收波長(zhǎng)。1.2.3標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制準(zhǔn)確移取1.2.2中配制的齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)品溶液0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7mL分別置于試管中并標(biāo)號(hào),加熱揮去溶劑,加入0.2mL5%香草醛-冰醋酸溶液,再加入0.8mL高氯酸,搖勻。于60℃水浴加熱15min,取出后立即置于冷水中冷卻3min。用乙酸乙酯定容至30mL,搖勻,靜置3min。以空白試劑作為參比溶液,用紫外分光光度計(jì)在波長(zhǎng)550nm處測(cè)得吸光度,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。齊墩果酸濃度在8.6142~34.1004μg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。1.2.4計(jì)算提取率準(zhǔn)確量取1.2.1中的待測(cè)液0.2mL于具塞試管中,80℃水浴下?lián)]去溶劑。揮干溶劑后,在具塞試管中加入0.2mL5%香草醛-冰乙酸溶液,再加入0.8mL高氯酸溶液,搖勻。于60℃水浴加熱15min,取出后立即置于冷水中冷卻3min。用乙酸乙酯定容至30mL,搖勻,靜置3min。用紫外分光光度計(jì)在波長(zhǎng)550nm處測(cè)得吸光度,計(jì)算提取率。

2結(jié)果與討論

2.1單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1微波溫度對(duì)提取率的影響分別稱取1.0000g女貞子干粉5份,微波溫度分別為40、50、60、70、80℃,并固定乙醇體積分?jǐn)?shù)為90%,微波時(shí)間3min,微波功率300W,料液比1∶10(g/mL),按照1.3.1和1.3.4步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)定吸光度,計(jì)算提取率。由表1可知,在40~60℃的范圍內(nèi),微波溫度升高,齊墩果酸提取率增大。這可能是由于分子間相互摩擦碰撞增大,從而加快溶劑擴(kuò)散速率。當(dāng)溫度超過(guò)60℃時(shí),齊墩果酸結(jié)構(gòu)遭到破壞,提取率下降。綜合考慮,微波輔助提取溫度60℃為宜。2.1.2料液比對(duì)提取率的影響分別稱取1.0000g女貞子干粉5份,料液比分別為1∶6、1∶8、1∶10、1∶12、1∶14(g/mL),并固定乙醇體積分?jǐn)?shù)為90%,微波時(shí)間為3min,微波溫度為60℃,微波功率為300W,按照1.3.1和1.3.4步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)定吸光度,計(jì)算提取率。料液比增加,齊墩果酸提取率隨之增加。當(dāng)料液比超過(guò)1∶10(g/mL)時(shí),提取率增加很緩慢。在保證一定提取率的前提下,溶劑越少越好,從而降低成本。綜合考慮,微波提取料液比1∶10(g/mL)為宜。2.1.3微波時(shí)間對(duì)提取率的影響分別稱取1.0000g女貞子干粉5份,微波時(shí)間分別為1、2、3、4、5min,并固定乙醇體積分?jǐn)?shù)為90%,微波溫度60℃,微波功率300W,料液比1∶10(g/mL),按照1.3.1和1.3.4步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)定吸光度,計(jì)算提取率。由表3可知,在1~3min的范圍內(nèi),微波時(shí)間增加,齊墩果酸提取率呈上升趨勢(shì)。當(dāng)提取時(shí)間超過(guò)3min后,提取率呈下降趨勢(shì),這可能是由于齊墩果酸長(zhǎng)時(shí)間受熱導(dǎo)致結(jié)構(gòu)被破壞,導(dǎo)致提取率下降。綜合考慮,微波提取時(shí)間3min為宜。2.1.4微波功率對(duì)提取率的影響分別稱取1.0000g女貞子干粉5份,微波功率分別為100、200、300、400、500W,并固定乙醇體積分?jǐn)?shù)為90%,微波溫度為60℃,微波時(shí)間為3min,料液比為1∶10(g/mL),按照1.3.1和1.3.4步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)定吸光度,計(jì)算提取率。在100~300W的范圍內(nèi),微波功率增大,齊墩果酸提取率呈上升趨勢(shì),這是由于超聲對(duì)細(xì)胞膜的破壞作用增加,齊墩果酸溶出速率加快,提取率也隨之增大。當(dāng)微波功率超過(guò)300W時(shí),局部溫度過(guò)高,導(dǎo)致齊墩果酸結(jié)構(gòu)被破壞,提取率也隨之降低。綜合考慮,微波提取功率300W為宜。2.1.5乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)提取率的影響分別稱取1.0000g女貞子干粉5份,乙醇溶液的體積分?jǐn)?shù)分別為75%、80%、85%、90%、95%,并固定微波時(shí)間為3min,微波溫度為60℃,微波功率為300W,料液比為1∶10(g/mL),按照1.3.1和1.3.4步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并測(cè)定吸光度,計(jì)算提取率。在75%~90%的范圍內(nèi),乙醇體積分?jǐn)?shù)越大,齊墩果酸提取率隨之增大。這是由于齊墩果酸溶于乙醇而不溶于水,乙醇體積分?jǐn)?shù)越大,溶劑的極性越弱,有利于齊墩果酸的溶出。當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)超過(guò)90%時(shí),色素等雜質(zhì)的溶出也會(huì)增加,從而導(dǎo)致齊墩果酸提取率下降。綜合考慮,乙醇體積分?jǐn)?shù)90%為宜。

2.2響應(yīng)面法實(shí)驗(yàn)與結(jié)果

2.2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)根據(jù)響應(yīng)面SAS[5-6]的設(shè)計(jì)原理,綜合單因素實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)選擇微波溫度(X1)、料液比(X2)、微波時(shí)間(X3)、微波功率(X4)、乙醇體積分?jǐn)?shù)(X5)為考察因素,設(shè)計(jì)五因素三水平的響應(yīng)面分析方法進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn),按照1.3.1和1.3.4步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)定吸光度,計(jì)算提取率。回歸模型具有高度的顯著性(P<0.01),說(shuō)明方程與實(shí)際情況擬合較好,能夠反應(yīng)提取率與各因素之間的關(guān)系。失擬項(xiàng)不顯著(P>0.05),說(shuō)明其它因素對(duì)實(shí)驗(yàn)影響很小。同時(shí),設(shè)定的五個(gè)因素中,料液比、乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)提取率有極顯著影響。微波溫度、微波時(shí)間及微波功率二次項(xiàng)為極顯著統(tǒng)計(jì)水平,表明三因素對(duì)提取率有重要的曲面影響。雖然微波溫度、微波時(shí)間、微波功率對(duì)提取率影響不顯著,但是微波溫度和微波時(shí)間,料液比和微波時(shí)間、微波功率和微波時(shí)間的交互作用有極顯著的影響,表明實(shí)驗(yàn)因素對(duì)提取率的影響并非簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。各因素對(duì)提取率的影響順序?yàn)閄5(乙醇體積分?jǐn)?shù))>X2(料液比)>X3(微波時(shí)間)>X4(微波功率)>X1(微波溫度)。綜合一次項(xiàng)和交互項(xiàng)結(jié)果表明,當(dāng)料液比減少時(shí),應(yīng)增加微波時(shí)間。微波溫度減少時(shí),應(yīng)增加微波時(shí)間。微波功率減少時(shí),應(yīng)增加微波時(shí)間。從而獲得較高的提取率。由表9結(jié)果可知,一次項(xiàng)、二次項(xiàng)、交互項(xiàng)均對(duì)實(shí)驗(yàn)影響極顯著,模型的誤差較小,可用該回歸方程代替實(shí)驗(yàn)真實(shí)點(diǎn)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。其相關(guān)系數(shù)R2=0.9419,說(shuō)明實(shí)驗(yàn)所選擇的五個(gè)變量對(duì)響應(yīng)值的影響已達(dá)94.19%,其他影響因素對(duì)提取率的因素可忽略不計(jì)。由SAS程序預(yù)測(cè)最佳工藝為微波溫度61.865℃、料液比為1∶10.644(g/mL),微波時(shí)間為2.914min、微波功率為284.312W,乙醇體積分?jǐn)?shù)為90.937%。預(yù)測(cè)最大提取率為2.119%,且最大值處于穩(wěn)定點(diǎn)。2.2.3驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為方便實(shí)際操作并考慮微波快速反應(yīng)系統(tǒng)的可操作性,將最優(yōu)參數(shù)調(diào)整為:體積分?jǐn)?shù)為91%的乙醇溶液,微波溫度62℃,微波時(shí)間3min,微波功率300W,料液比為1∶11(g/mL)。此條件下對(duì)女貞子果中齊墩果酸進(jìn)行3次平行提取實(shí)驗(yàn),齊墩果酸平均提取率為2.105%。與預(yù)測(cè)提取率誤差為0.014%,實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠,具有一定的實(shí)際預(yù)測(cè)性。

3結(jié)論

響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,各因素對(duì)女貞子中齊墩果酸提取率的影響依次為X5(乙醇體積分?jǐn)?shù))>X2(料液比)>X3(微波時(shí)間)>X4(微波功率)>X1(微波溫度)。其中乙醇體積分?jǐn)?shù)、料液比對(duì)提取率影響顯著,微波功率、微波時(shí)間、微波功率對(duì)提取率影響不顯著。當(dāng)料液比減少時(shí),應(yīng)增加微波時(shí)間。微波溫度減少時(shí),應(yīng)增加微波時(shí)間。微波功率減少時(shí),應(yīng)增加微波時(shí)間。從而獲得較高的提取率。微波輔助提取女貞子中齊墩果酸的最佳工藝:體積分?jǐn)?shù)為91%的乙醇溶液,微波溫度62℃,微波時(shí)間3min,微波功率300W,料液比為1∶11(g/mL)。此條件下女貞子果中齊墩果酸平均提取率為2.105%,與預(yù)測(cè)提取率2.119%的誤差為0.014%。該研究結(jié)果可以為微波輔助提取女貞子中齊墩果酸提供理論基礎(chǔ)和參考。

作者:樊維同萌李榮波田震單位:陜西理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院