黄蜀葵花中黄酮类化合物的提取工艺的制作方法_2

文档序号:9680809阅读:来源:国知局
组分分离良好,如图1所示。
[0037] 3、单因素实验结果与分析
[0038] 3.1超声功率对得率的影响
[0039]超声功率对金丝桃苷、异槲皮苷、槲皮素得率的影响结果如图2所示。控制其他提 取条件不变,考察的超声功率分别为1〇〇1、2001、3001、4001、5001。结果表明,超声功率对金 丝桃苷、异槲皮苷的提取影响较为明显,对槲皮素影响不大,当功率为300W时,金丝桃苷和 异槲皮苷得率最高,随着超声功率升高,得率又呈下降趋势,可能因为大功率会使三种黄酮 结构破坏,促进了黄酮苷的水解作用所致。综合考虑,采用300W作为超声功率较适合。
[0040] 3.2提取时间对得率的影响
[0041]提取时间对金丝桃苷、异槲皮苷、槲皮素得率的影响见图3。控制其他提取条件不变,考察的提取时间分别为1〇111;[11、20111;[11、30111;[11、40111;[11、50111;[11、60111;[11。结果表明,提取时间 对三种黄酮得率的影响较显著,在50min时对金丝桃苷、异槲皮苷、槲皮素得率达到一个顶 点,金丝桃苷、异槲皮苷含量达到(5.0 ± 0.2 )mg,槲皮素含量达到(1.8 ± 0.2)mg。综合考虑, 提取50min比较合适。
[0042] 3.3乙醇浓度对得率的影响
[0043]乙醇浓度对金丝桃苷、异槲皮苷、槲皮素得率的影响见图4。控制其他提取条件不 变,考察的乙醇浓度分别为10 %、30 %、50 %、70 %、90 %、100 %。结果表明,乙醇浓度对金丝 桃苷和异槲皮苷的提取有较大影响,乙醇浓度达50%时,二者获得最高得率。槲皮素在乙醇 浓度提高过程中,在浓度低于50 %时呈现正相关趋势,在浓度为50%~80 %时获得较稳定 的得率。综合考虑,选择乙醇浓度为50%。
[0044] 3.4提取温度对得率的影响
[0045]提取温度对金丝桃苷、异槲皮苷、槲皮素得率的影响见图5。在20~70°C的升温考 察过程中,曲线总体比较平稳,说明温度对三种物质得率的影响不显著。槲皮素得率处于 (2.0±0.2)mg/g,金丝桃苷、异槲皮苷得率处于4~5mg/g之间,升高温度虽然增加了溶剂分 子和溶质分子的动能,升温对三种黄酮的浸出率有一定的促进,整体呈现正相关,但三种物 质都已基本浸出,升温意义不大,考虑安全、节能、可操作性,最终选择50°C作为提取温度。 [0046] 3.5料液比对得率的影响
[0047] 料液比对金丝桃苷、异槲皮苷、槲皮素得率的影响见图6,控制其他提取条件不变, 考察的料液比分别为0 · 1:5g/mL、0 · 1:10g/mL、0 · 1:15g/mL、0 · 1:20g/mL、0 · 1:25g/mL。结果 表明,料液比在0.1:15g/mL时,金丝桃苷、异槲皮苷和槲皮素的得率较高。随着料液比继续 增大,三种黄酮得率反呈下降趋势,可能因为提取体积增大,使后续操作过程增长,加大了 成分损失的风险所致。由于黄蜀葵花含大量粘液质,经预实验结果显示,以乙醇50%为溶剂 时,降低料液比(至低于〇.1:5g/mL时),提取液粘度明显增加,给后续过滤等操作带来难度, 影响了试验结果的重复性和可靠性。综合考虑实验成本、安全、可操作性等因素,最终选择 料液比为0.1:15g/mL。
[0048] 4、响应面法优化金丝桃苷、异槲皮苷、槲皮素的提取条件
[0049] 4.1响应面实验设计
[0050] 依据单因素实验结果,固定料液比0.1:15g/mL、提取温度50°C,选取超声功率、提 取时间、乙醇浓度3个因素为自变量,分别表示为Xi、X2、X3,以金丝桃苷、异槲皮苷、槲皮素的 得率Y(mg/g)为评价指标进行分析,根据根据中心组合(Box-Behnken)实验设计原理,采用 三水平三因素的响应面分析方法设计实验,因素与水平编码表见表1。
[0051]表1响应面试验因素与水平
[0052]
[0053]选择超声功率(Xi)、提取时间(X2)、乙醇浓度(X3)作为自变量,金丝桃苷得率(Yi)、 异槲皮苷得率(Y2)、槲皮素得率(Y3)作为因变量,利用DeSign-EXpert8.0.6设计响应面实验 方案,根据Box-Benhnken中心组合设计原理,选择3水平响应面实验设计,其中包含12个实 验点,5个中心实验点用来估计实验误差,共17个试验点。实验设计和结果见表2。
[0054] 表2Box-Benhken实验设计与结果
[0055]
[0057] 4.2模型建立与显著性检验
[0058] 通过分析软件Design-Expert8.0.6对表2的实验数据进行二次多项式回归拟合, 分别得到金丝桃苷得率(YO、异槲皮苷得率(Y2)、槲皮素得率(Y3)回归方程,对方程的回归 分析和方差分析结果见表3、表4和表5。
[0059]金丝桃苷的回归方程:
[0060] YKmg/g) =9 · 06 -5 · 20X10-4Χι-0 · 38X2+0 · 18X3+3 · 0X10-5ΧιΧ2+2 · 08X10-4ΧιΧ3+ 2 · 11X10-3Χ2Χ3 -2 · 14X10-5Χι2+2 · 63X10-3Χ22 -3 · 05X10-3Χ32
[0061] 异槲皮苷的回归方程:
[0062] Υ2 (mg/g) = 9 · 30 - 6 · 19X10-3Χι- 0 · 31Χ2+0 · 13X3+5· 83X10-19ΧιΧ2+2 · 71X10-4ΧιΧ3 +2 · 24X10-3Χ2Χ3-1 · 51X10-5Χι2 - 1 · 99X10-3Χ22-2 · 80X10-3Χ32
[0063]槲皮素的回归方程:
[0064]Y3(mg/g) = - 1 · 69+3 · 06X10-3Χι-0 · 10X2+0 · 20X3+1 · 50X10-5ΧιΧ2+8 · 25X10-5ΧιΧ3 +5 · 25X10-4Χ2Χ3 - 1 · 41X10-5Χι2+7 · 45X10-4Χ22 -2 · 11X10-3Χ32
[0065]表3金丝桃苷的方差分析和显著性检验结果
[0066]
[0067]注表示表示极显著(ρ〈0·01)表示显著(ρ〈0·05)。
[0068]表4异槲皮苷的方差分析和显著性检验结果
[0069]
[0071] 注表示表示极显著(ρ〈0·01)表示显著(ρ〈0·05)。
[0072]表5槲皮素的方差分析和显著性检验结果
[0073]
[0074] 注表示表示极显著(ρ〈0·01) 表示显著(ρ〈0·05)。
[0075] 由表3、表4和表5可知,三个方程自变量与因变量之间的线性关系明显,实验模型 皆显著(Ρ〈〇.〇5),失拟值(ρ>0.05)皆不显著,并且三个模型相关系数R2(Y1) = 94.23%、R2(Y2) =92.85%、1?2阳)=98.23%,校正决定系数¥1:1^ (^ = 86.81%、¥2:1^(^ = 83.66%、¥3:1^(^ = 95.95%,说明三个模型与实际实验拟合良好,可用于实际提取工艺预测。各因素的F值的大 小反应出对实验影响值的重要性,由F值检验可以看出金丝桃苷、异槲皮苷、槲皮素因子贡 献率为X0XOX2,即乙醇浓度〉超声功率〉提取时间,金丝桃苷超声功率和乙醇浓度、提取时 间和乙醇浓度存在交互作用;异槲皮苷超声功率和乙醇浓度存在交互作用;槲皮素超声功 率和乙醇浓度存在交互作用,具体交互作用如图7~图15所示。
[0076] 4.3提取工艺条件的验证
[0077] 应用响应面分析法对回归模型进行分析,优化得到金丝桃苷、异槲皮苷、槲皮素的 最佳提取工艺均为:超声功率336.44W,提取时间59.74min,乙醇浓度63.98 %,通过对二次 多元方程求解得到:金丝桃苷得率平均值为5.10mg/g,异槲皮苷得率平均值为5.06mg/g、槲 皮素的得率平均值为2.17mg/g。
[0078] 考虑到实际操作的可行性,修正得出金丝桃苷、异槲皮苷、槲皮素的最佳提取工艺 为:超声功率340W,提取时间60min,乙醇浓度60%、料液比0.1:15g/mL、提取温度50°C。在此 条件下对提取工艺条件进行3次平行实验,金丝桃苷平均得率为4.97mg/g,RSD= 0.20 %,异 槲皮苷平均得率为4 · 84mg/g,RSD= 2 · 07 %,槲皮素平均得率为2 · 02mg/g,RSD= 4 · 46 %,模 型预测理论值分别为5.10mg/g、5.06mg/g、2.17mg/g,实际平均得率分别达到理论预测值的 97.5%、95.7%、93.1 %,相对误差分别为2.5%、4.5%、6.9%。实验表明实验值和响应面预 测值吻合较好,说明该模型优化黄蜀葵花中三种黄酮的提取工艺是可靠的。
[0079] 5结论
[0080] 本发明基于单因素考察,以金丝桃苷、
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