2023年银杏叶中黄酮类化合物的提取.doc

别离工程 期末论文 银杏叶中黄酮类化合物的提取 THE EXTRACTION OF FLAVONOIDS IN THE LEAVES OF GINKGO BILOBA 学 院： 化学工程学院 专业班级： 化学工程与工艺 化工081 学生姓名： 周露 学 号： 050811113 指导教师： 戴卫东〔副教授〕 2023年6月 期末论文中文 银杏叶中黄酮类化合物的提取 摘 要：详尽介绍了膜别离法从银杏叶中提取黄酮类化合物,并对提取物的精制工艺进行探索,进而在实验室最正确工艺条件下提取出有效成分。综述了近年来对银杏叶黄酮类化合物提取工艺、测定方法、应用等方面的研究进展, 为大规模提取、开发黄酮类化合物及综合利用银杏叶资源提供依据。对银杏叶中黄酮类化合物的提取工艺进行了研究, 为黄酮的提取别离提供依据。 关键词：银杏叶；黄酮；膜别离；研究进展 期末论文外文 THE EXTRACTION OF FLAVONOIDS IN THE LEAVES OF GINKGO BILOBA Abstract: This paper introduces in detail membrane separation from extracting flavonoids of ginkgo biloba leaves, and explores the extracts of refining process in lab, and then extracted optimum conditions effective components. In recent years were reviewed flavonoids of ginkgo biloba extract technology, measuring methods, application, etc, the research progress for large-scale extraction, development of flavonoids and comprehensive utilization of ginkgo biloba resources, provides the basis. Flavonoids of ginkgo biloba in the extraction process was studied, the extraction and separation for flavonoids provides the basis. Keywords: Ginkgo biloba leaves ;Flavonoids ;Membrane separation ;Research progress 别离工程期末论文 第 13 页 共 13 页 1 绪论 银杏树Ginkgo bilobaL.又称白果树、公孙树,是我国古老的树种之一, 具有“活化石〞的美称。由于其生长规律特殊,抗病能力强而受到国内外的重视[1]。有关银杏叶的有效成分及疗效的研究日益受到重视,已开发出保健品、化装品、药品等多达100多种,形成国际市场上销售额20多亿美元的新兴产业[2]。银杏叶的化学成分有黄酮类、萜类、内酯类、酚酸类以及生碱、聚异戊二烯等化合物。黄酮类为银杏叶的主要有效成分之一,含量随品种、产地、树龄、不同的采摘时间而不同[3]。黄酮类化合物优异的抗氧化、抗病毒、防治心血管疾病、增强免疫力等作用而受世人瞩目。药学研究说明,有38种银杏黄酮类化合物从银杏叶中别离出来,其中黄酮类化合物主要有3类:黄酮(醇)及其苷28种:如槲皮黄酮等;黄烷醇类:如儿茶素等4种;双黄酮:如白果双黄酮等6种(儿茶素)[4]。 1 膜别离法 1.1 膜别离法 超滤是新兴的别离纯化技术，是利用膜的孔径特征，以物理手段将不同大小的分子进行别离，具有在别离过程中被别离成分稳定、别离率高、耗能低、无二次污染等优点[5]，目前在食品、生物、医药以及化工领域使用较多。 1.2 原料、仪器与设备 银杏叶:江苏邪州港上镇市售;芦丁标准品:上海化学试剂公司产品;无水乙醇:上海振兴化工一厂产品.722型光栅分光光度计:上海第三分析仪器厂产品;真空旋转蒸发仪:上海申顺生物科技产品;离心沉淀机:上海医用分析仪器厂产品;小型平板超滤装置:赛普(无锡)膜科技开展产品;超滤膜(截留相对分子质量分别为5000，10000，20230):美国Osmonies公司产品。 1.3 银杏叶中黄酮提取的工艺路线 银杏干叶一粉碎~乙醇(丙酮)水溶液浸提一抽滤后的滤渣重复提取一次~合并滤液一减压浓缩(除乙醇)~静置Zh~离心一超滤一减压浓缩一真空枯燥~银杏叶黄酮产品。 1.4 黄酮化合物的定量测定 以芦丁为标准品，利用黄酮类化合物中的3一羟基、4一羟基、5一羟基、4一羰基或邻二位酚羟基与Al3+进行络合反响，在碱性条件下生成红色络合物，在波长510nm下测定，得到标准曲线方程为:y=12.973x一0.0101，r2=0.9996，线性范围0.02~0.10mg/mL.样品的测定方法相同[6]。 1.5 超滤工艺中相对通量的测定 将一定体积的提取液装入料槽中，开泵超滤并计时，间隔一定时间测定超滤液体积.相对通量是对膜通量的间接表示方法，可准确地反映出膜通量的变化规律.超滤开始后以3min为单位测量通量J。，然后每隔一定时间测量通量Jt，直到相对通量(Jt /J。)相对稳定时停止[7]。 1.6 银杏叶黄酮提取工艺 1.6.1 溶剂对银杏叶总黄酮浸提效果的影响 国外专利报道过使用丙酮溶剂提取银杏叶黄酮产品[8]，作者采用不同体积分数的乙醇、丙酮两种溶剂进行浸提比照实验，结果见图1.丙酮的提取效果优于同体积分数的乙醇，丙酮溶液的体积分数在60%时的提取效果最好，乙醇溶液的体积分数在50%时的提取效果最好.由于丙酮的价格昂贵，且有毒性，国内企业很少使用，从提取效果、生产安全性及本钱等综合考虑，选择体积分数50%的乙醇溶液作溶剂较适宜。 1.6.2 温度对银杏叶黄酮浸提效果的影响 温度是对提取效果产生显著影响的因素之一从图2可以看出，温度越高黄酮的提取效果越好，在80℃时到达最大值，继续升高温度，黄酮质量分数有所下降，原因是黄酮贰在高温条件下长时间受热易发生氧化，而且温度过高会使叶绿素、单宁等杂质溶出量增大，导致别离纯化难度加大，造成黄酮的损失.因此，提取温度不应超过80℃。 1.6.3 固液比例对银杏叶黄酮浸提效果的影响 在控制本钱的前提下，为了到达最正确的提取效果，对固液比例进行实验.图3说明，在固液比1g:4mL一1g:10mL的范围内提取效果随溶剂用量的增加，黄酮质量分数显著增加。当固液比到达1g:10mL之后，黄酮质量分数的增加随溶剂用量增加趋势明显降低。因此，选取的最正确固液比为1g:10mL。 1.6. 4 浸提时间对银杏黄酮提取效果的影响 为缩短生产周期，提高提取效率，现对浸提时间进行考察。图4可见，黄酮提取效果随时间变化趋势平缓，浸提时间2h与3h的提取液中黄酮质量分数分别为3.51%和3.56%，差异很小，因此，选定最正确提取时间为2h。 由上述实验确定了银杏叶黄酮的提取条件:乙醇水溶液体积分数50%，提取温度80℃，料液质量体积比1g:10mL，提取时间2h。在确定的提取条件下，产品中黄酮质量分数到达了5.96%.在超滤工艺中，将应用上述最正确提取条件。 1.7 银杏叶黄酮的超滤工艺条件研究 1.7.1截留相对分子质量不同的超滤结果膜的孔径或截留相对分子质量的选择虽然主要是根据被别离物的相对分子质量大小来确定的，但是分子的实际尺寸与分子的构型、分子的聚集状态有关，而且还与溶液的浓度有关[9]由于使用有机溶 剂提取得到的料液粘度较大，高分子胶体物质较多，膜污染现象较严重.因此一般情况下，膜的截留相对分子质量应选择稍大一些的.故分别选用截流相对分子质量为5000，10000，20230等3种膜，对有效成分迁移率及产品得率进行比拟，结果见表1，选用截留相对分子质量5000的膜所得到产品中黄酮质量分数最高，但黄酮的透过率只有80.58%;截留相对分子质量20230的膜得到黄酮的透过率最高，但所得产品中黄酮质量分数最低，这是由于杂质的透过量增大.综合黄酮的透过率和得率两方面考虑，选用截留相对分子质量10000的膜较适宜。 1.7.2 时间与膜通量的关系 通过对图5的分析，可得出相对通量随时间的变化规律.在压力为0.1MPa、温度为20℃条件下，开始超滤的45min里通量下降很快;在超滤过程中的1一2h间通量变化缓慢;在2h后相对通量变化根本稳定在35%左右。由于实验装置带有料液循环功能，因此实验过程中没有出现浓差极化的现象。 1.7.3 压力对膜通量的影响 由图6可见，随着压力增大，膜通量也增加，且在30min内膜通量增加较快，但压力增加使得衰减幅度减小，以后衰减趋势相近.理论上，压力越高，膜通量越高，但实际压力不能太高，因会影响整个膜装置系统的密闭性，本实验中所使用的工作压力范围为0.10~0.40MPa，建议的使用压力为0.10~0.30MPa，因此实际操作中压力控制在0.20~0.30MPa间较为适宜。 2.2.4温度对膜通量的影响 由图7可见，温度对膜通量影响显著。30℃时的通量降低较20℃时缓慢。90min后，30，35，40℃下的通量根本到达一致。因此，选择料液温度30℃时进行超滤是适宜的。 1.8 结论 1.8.1 银杏叶黄酮的提取条件为乙醇水溶液体积分数50%、提取温度80℃、料液质量体积比1g:10mL、提取时间2h，得到产品中黄酮质量分数到达5.96%。 1.8.2 选用截留相对分子质量10000的膜，得到的产品中黄酮质量分数为33.9%，黄酮类物质的透过率是89.45%，总提取物得率为3.1%.比照文献[11]的树脂提取法，超滤工艺的总黄酮得率是较高的。 1.8.3 膜通童2h后根本稳定在35%左右，压力范围在0.2~0.3MPa，工作温度取30℃较适宜。 1.8.4 从试验结果可以看出，超滤技术用于别离纯化银杏黄酮类物质效果理想.值得说明的是，目前本试验还处于使用小型试验阶段，下一步将进行放大试验，以获得更多的数据。 2 银杏叶黄酮类化合物的研究进展 2.1 溶剂提取法 目前国内外掀起了研究开发银杏叶热。国内银杏叶常用溶剂例如乙醇、丙酮、醋酸乙酯、水以及某些极性较大的混合溶剂浸泡银杏叶进行提取,溶剂提取方法一般有:煎煮、冷浸、回流、渗漉等经典方法。 2.1.1 水提取树脂别离法 有关水浸提银杏黄酮苷的文献报道不多。肖顺昌等报道了用16倍量沸水分3次浸提银杏叶,得到的水溶液,经冷藏、别离杂质得溶液,然后用D101型吸附树脂吸附得到浓度达38%的黄酮苷[12]。胡敏等研究水浸提银杏叶黄酮苷并用树脂精制的工艺,探讨了影响黄酮苷浸出的主要因素以及最适的精制方法,结果说明:水为提取剂,在90℃水溶回流浸提银杏叶2次,4 h/次,经沉淀,过滤,浓缩后,用树脂精制,冷冻枯燥后,制得总黄酮苷含量高的提取物,产品得率为银杏叶干重的1.2%~1.5%[13]。 水提取本钱低,没有任何环境污染,产品安全性高,但是水对有效成分的选择性差,提取率低。 2.1.1 有机溶剂浸提法 一般的有机溶剂浸提法。田呈瑞等研究了乙醇浸提银杏叶黄酮的方法