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《华南理工大学》 2017年
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超声协同静电场提取黄花菜中总黄酮的研究

耿琳琳  
【摘要】:总黄酮作为黄花菜中有效成分之一,具有提高机体免疫力、保肝抗炎、抗肿瘤以及降血压、降血脂等功能。目前,对于黄花菜中总黄酮的分离大都是采用传统提取方法,该提取方法,不仅浪费时间、效率低还存在着污染环境等弊端。近年来,超声波提取在分离天然植物成分中的应用越来越被人们关注。超声波作用于液体时会产生超声空化,超声空化会产生局部的高温高压,同时还伴随着冲击波、微射流以及自由基的产生,对植物细胞壁造成破坏,可以使细胞内的物质加速流出,提高天然产物的提取得率。与传统的提取方法对比,超声提取具有提取温度低、提取时间短、操作设备简单、适用范围广等优点。电场提取作为近年来的研究热点,已经逐步被应用到化工分离中。电场提取是利用电场对植物细胞膜进行电刺激、电融合、电穿孔,从而对细胞膜产生不可逆的破坏,促进细胞内目标组分的流出,提高有效成分的提取得率。本论文将超声与静电场进行结合,利用超声的破壁作用和静电场的破膜作用,共同作用提取黄花菜中总黄酮,发挥两者在分离天然产物中的优势,进一步提高黄酮的提取得率。在超声以及超声协同静电场条件下分别探讨了静电场电压、超声电功率、提取时间、乙醇体积分数、液料比以及提取温度等单因素对黄花菜中总黄酮提取得率的影响。结果表明:在静电场的作用下,总黄酮的提取得率随静电场电压的升高先上升后下降,在7kV时,总黄酮提取得率达到最大。当乙醇体积分数增加时,总黄酮的提取得率先迅速升高之后略有降低。当液料比增加时,总黄酮的提取得率先增加,液料比达到25mL/g后,提取得率开始降低。当提取时间不断增加时,总黄酮得率也随之增加,但超过30min时,得率开始下降。当超声电功率逐渐增强时,总黄酮的提取得率先上升后下降,在超声电功率为700W时,总黄酮得率达到了最大。当提取温度的增加时,总黄酮的提取得率先缓慢上升后缓慢下降,在55℃时总黄酮得率达到最大值。在单因素试验中,超声协同静电场获取的总黄酮提取得率均高于超声提取,说明超声与静电场之间存在交互作用;静电场的存在强化了超生的空化效应,提高了空化产额,从而影响了总黄酮的提取得率。根据单因素试验结果,选取对总黄酮提取得率影响较大的因素进行曲面响应优化试验,得出提取黄花菜中总黄酮的最优工艺条件为:静电场电压7kV,超声电功率500.17W,乙醇体积分数70%,提取时间20.02min,总黄酮的提取得率预测值为1.583%。经过试验验证,总黄酮实际提取得率为1.536%,相对误差为2.97%,在误差范围之内。在最优工艺条件下,分别使用超声法和水浴法提取黄花菜中总黄酮,对比表明,使用超声协同静电场提取黄花菜中总黄酮得到了最高的提取得率和最优的抗氧化性。为了进一步验证超声与静电场之间存在交互作用,使用碘释放法测定超声空化产额,结果表明:静电场加入超声之后,碘的释放量增加,超声和静电场之间存在协同作用,当超声协同静电场处理碘化钾溶液的时间达到30min时,超声与静电场之间的协同效率达到最大。碘释放法验证了静电场可以促进超声空化的产生,超声空化是分离天然产物的主要动力,静电场可以看作是声场中的一个随机干扰,强化了空化效应,增加了空化产额,也正式因为超声空化的增强,总黄酮的提取得率才可以提高。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:R284.2;TB559

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