玉米须中总黄酮的提取工艺分析解析.docx

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玉米须中总黄酮的提取工艺分析解析

本科毕业论文（设计）

开题报告

论文题目：

玉米须总黄酮的提取工艺研究

StudyonExtractionTechniqueoftotalflavonefromStigmamaydis

学生姓名：

罗丹学号0707040071

专业：

生物科学（师范）

指导教师：

丁红秀

完成时间：

2009-8-15

生命科学学院

二○一○年八月

玉米须总黄酮的提取工艺研究

StudyonExtractionTechniqueoftotalflavonefromStigmamaydis

一、论文研究背景及意义

1.1论文研究背景（依据）

玉米须（cornsilkorstigmamaydis）又叫玉米胡子、棒子毛、玉麦须，是禾本科黍属植物玉米的干燥花柱和柱头，为《中华人民共和国卫生部药材标准》1985版（一部）收录的常用药材品种之一[1]，具有抗菌作用、抗肿瘤作用、降血糖作用、利尿和抗尿路结石形成作用、降血压作用、对血液病和肝病有一定治疗作用等。

但是其作为玉米的副产物，虽然玉米是一年生禾本科高大草本植物，在我国有着较广泛的分布，尤其在吉林和黑龙江等省，玉米的重要性不亚于在江南的大米，就玉米的餐用价值而言，除玉米粒外，玉米苞叶、玉米芯和玉米须等玉米的副产品都被大家所忽略，仅仅被用作饲料[2~6]。

然而祖国医学认为，玉米须性味甘淡而平，入肝、肾、膀胱经，有利尿消肿、平肝利胆的功能，主治急、慢性肾炎、水肿、急性胆囊炎、胆道结石和高血压等。

现代药理学分析表明玉米须含有许多丰富的营养物质及活性成份，如脂肪油、树胶状物、苦味糖苷、挥发油、多糖、β-谷甾醇、豆甾醇、多聚戊糖、尿囊、有机酸等，还含有较高药用价值的黄酮类化合物[7]。

从玉米须中提取出的黄酮类化合物具有明显的抗溃疡、解痉、抗菌、消炎、抗癌、降血脂、降血糖、软化血管和镇痛等作用，同时它还是一种天然的抗氧化剂，具有清除人体中超氧离子自由基、抗衰老、增加机体免疫力的生理活性作用，在治疗冠心病、老年性痴呆、脑血栓、神经系统疾病和消除自由基等方面有显著效果，无副作用[8~11]。

鉴于玉米须既有明显利尿，泄热，平肝，利胆，治肾炎水肿，脚气，黄疸肝炎，高血压，胆囊炎，胆结石，糖尿病，吐血衄血，鼻渊，乳痈等的药理价值，玉米须虽然不属于常用中药，但是收集玉米须并不局限在玉米丰收的季节，玉米须采摘下来晒干，就可保存比较长的时间[12~17]，并且我国玉米须来源丰富，我国的玉米的产量居世界第2位，借此估算玉米须的产量为750万吨以上[18]、价格低廉、易于采摘收集、是有待于全面开发利用的药用资源，具有广阔的研究与开发前景。

玉米须总黄酮的提取的方法[19~21]很多,主要包括回流提取法、微波提取法、酶浸提萃取法、超声波辅助提取法等。

虽然以上各大技术在各领域都得到广泛的应用并且提取率高，但是各个技术设备耗资大、操作复杂，此次实验根据总黄酮溶于乙醇的特性，结合总黄酮提取技术，充分利用实验资源，采取乙醇浸提法这种经济实用的有效方法提取总黄酮,只是其工艺有待进一步优化。

因此本实验决定通过单因素试验、正交试验,研究玉米须总黄酮的最佳提取条件,旨在为玉米须黄酮类化合物的进一步研究和利用奠定基础。

1.2相关国内外的研究现状

近年来黄酮类化合物研究异军突起，国际科学界视黄酮类化合物的研究为生命科学前沿的领域。

黄酮类化合物广泛存在于自然界中,是一类重要的天然有机化合物，是植物在长期自然选择过程中产生的一类此生代谢产物。

它广泛存在于高等植物及羊齿植物的根、茎、叶、花、果实中，不仅数量种类繁多，而且结构类型复杂多样，黄酮类化合物因其独特的化学结构而对哺乳动物和其它类型的细胞具有许多重要的生理、生化作用。

一方面，黄酮类化合物具有高度的化学反应性，例如，它能清除生物体内的自由基，具有抗氧化作用[22]；另一方面，黄酮类化合物又具有很多重要的药理作用，对许多人类疾病具有治疗价值。

Hussein等[23]先后预测和发现了黄酮类化合物具有防癌抗癌作用。

黄酮类化合物是自由基淬灭剂和抗氧化剂，能有效地阻止脂质过氧化引起的细胞破坏，起到防癌、抗癌的作用。

黄酮类化合物的抗菌、抗病毒作用、抗肝脏毒性作用、抗炎作用及提高机体免疫力已得到医学界的肯定，并且黄酮类化合物具有抗心血管疾病的功能。

美国食品与药物管理局（FDA）于1999年10月就已经将大豆异黄酮中的大豆蛋白推荐为降低血液中胆固醇浓度，以减少患心血管疾病危险的健康食品[24]。

研究表明，黄酮类化合物可治疗心脑血管系统的一些疾病，有降血脂、胆固醇的作用，还具有抑制血栓和扩张状动脉等作用，可用于治疗高血压、动脉硬化。

并且黄酮类化合物还可以用于治疗骨病和骨质疏松等症[25]和消除自由基和抗氧化活性等。

甚至于作为弱植物雌激素可与雌激素受体结合，具有双向调节功能，可以根据个体激素的状态，发挥雌激素样或抗雌激素样作用。

一般认为绝经前黄酮类化合物可能具有抗雌激素样能力，当绝经后可能为雌激素受体激发剂。

Veronika等[26]研究了黄酮类化合物的雌激素样与抗雌激素样作用。

此外黄酮类化合物还是茶及众多中草药如银杏、沙棘、蜂胶等的活性成分。

因此，引起了国内外化学家、药物学家的广泛重视，研究进展很快。

黄酮类化合物的生理活性与其独特的化学结构密切相关，随着对其构效关系的深入研究，发现了部分药理作用的作用机制，为其在医药、食品领域的应用提供了理论依据，加快了黄酮类化合物的开发和利用。

黄酮类化合物在人体内不能直接合成，只能在食品中获得。

主要是作为食品添加剂或直接应用于食品中增加其保健作用。

例如茶多酚在功能食品中的应用主要是以茶叶及其提取物的形式添加到食品中。

由于黄酮类化合物在食品中的应用十分广泛，于是近年来科学家都积极关注从植物中提取纯度高、活性强的天然黄酮成分，并进一步将其加工成有特异功能的食品保健食品和药品等产品。

现在国际上黄酮类化合物的研究以日本、美国、德国等处于领先地位，我国黄酮类化合物的研究起步较晚，对黄酮类化合物的研究相对较少。

提取黄酮类化合物多用微波提取法、超声波辅助提取法、超临界流体萃取法、酶浸提萃取法、超高压提取法、双水相提取法、半仿生提取法、膜分离法提取黄酮类化合物。

微波提取时利用不同结构的物质在微波场中的某些区域或提取体系中的某些组分被选择性加热，从而使被提取物质从基体或体系中分离，进入介电常数较小，微波吸收能力相对差的提取剂，这种方法的优点是对提取物具有较高的选择性、提取率高、提取速度快、溶剂用量少、安全、节能、设备简单[27]。

超声波提取法是目前比较新的方法，原理主要是利用超声波在液体中的空化作用加速植物有效成份的浸出提取。

另外,还利用其次效应,如机械振动,扩散,击碎等,使其加速被提取成份的扩散,释放。

超声波提取法具有提取时间短，产率高，无需加热，同时有利于保护热不稳定成分，省时，节能，提高率高的优点。

吴传茂[28]等曾用超声波振荡发提取过大豆和豆豉中的大豆异黄酮苷元。

超临界流体萃取技术（简称SPE）是一项新型分离技术，它利用超临界流体的独特优点，通过控制体系的压力和温度而使萃取物得到分离。

最常用的超临界流体为CO2，应用CO2-SPE技术提取黄酮类物质，具有萃取速度快，效率高的特点，且不存在有机溶剂残留问题，易与其它先进技术联用的优点。

但它所需要的设备规模较大，技术要求高，投资大，安全操作要求高，难以用于较大规模的生产。

李志平等[29]对超临界二氧化碳萃取技术从菌陈蒿中提取黄酮类化合物进行了研究，研究表明，与溶剂提取法相比，这种方法、提取率高和后续分离易于进行的特点。

酶解法适用于被细胞壁包围的黄酮类物质，利用酶反应的高度专一性，破坏细胞壁，是其中的黄酮类物质释放出来。

黄剑波等[30]采用纤维素酶辅助法从甜茶中提取黄酮类化合物，试验结果表明:

黄酮类物质的提取率为91%,提取纯度为54%。

双水相提取技术是瑞典PerAlbersson首次发现并研究的一种技术，双水相萃取法属于液-液萃取，使用温度低、容易操作、无污染、提取率高，因此成为黄酮类化合物富集分离的一种有效方法。

张春秀等[31]用其技术从银杏叶中提取的黄酮类化合物的提取率可达98.2%。

半仿生提取法是将整体药物研究法和分子药物研究法相结合，模拟口服给药后药物经肠胃道转运的环境，为经消化道给药的中药制剂设计的一种新的提取工艺。

这种方法的特点是可以提取和保留更多的有效成分，能缩短生产周期、降低成本。

陈选娟等[32]通过正交试验优选半仿生提取杜仲叶中黄酮的工艺条件，黄酮得率达0.044%。

膜分离法是依靠薄膜两侧压力差作为推动力来分离溶液中不同分子量的物质。

于涛等用超滤技术对银杏叶中黄酮类化合物进行精制，黄酮质量分数达到33.39%。

而用有机溶剂回流提取，提取率低，提取时间长，溶剂量多，副产物多。

国内外学者对玉米须的化学成分、药理作用、临床应用等方面进行了广泛而深入的研究，并且都取得了令人鼓舞的进展，虽然目前对玉米须粗提物的临床及药理研究较多，但是对黄酮类化合物等的提取工艺研究较少[6~7]。

有关玉米须黄酮类化合物提取的文献中所引用的方法一般都是有机溶剂提取法，只有少数会用到酶解法、超声波辅助法和微波法。

但是鉴于玉米须具备很好的药理性，又具备一定的食疗特性，还有较强的抑菌效应，且玉米须来源丰富，所以对于玉米须的深入研究具有重要的社会意义和经济价值。

1.3论文研究的目的意义

目的：

实验设计溶剂乙醇浓度、料液比、提取温度、提取时间四个关键单因子因素的影响对总黄酮提取量的对比研究，再在单因素分析的基础上用正交法设计优化提取工艺。

意义：

通过各单因子的研究，再用正交法得出最佳优化工艺。

为其他科研提供可靠有效的实验数据和方法。

并且据此撰写毕业论文。

二、项目的研究内容及拟解决的关键问题

内容：

为了使玉米须资源能够得到充分利用，提高农业副产品的综合利用水平，本文选取了玉米须作为主要原料，以玉米须中的主要有效活性成分黄酮类化合物的提取为出发点，对玉米须中黄酮类化合物的提取工艺进行初步研究，为进一步对玉米须黄酮类化合物的研究和利用奠定基础。

本文的主要内容包括以下几个方面：

（1）玉米须总黄酮的提取流程；

（2）玉米须总黄酮的单因子研究；

（3）玉米须总黄酮的正交设计提取；

（4）玉米须中总黄酮的最佳提取条件的确定；

（5）玉米须总黄酮在最佳提取条件下的总黄酮的得率。

拟解决的关键问题：

最佳提取工艺条件的确定。

三、实验方案

3.1主要实验材料

玉米须

3.2实验试剂

蒸馏水无水乙醇甲醇0.1mol/lAlCl3的甲醇溶液芦丁:

均为分析纯

3.3实验仪器与设备

烘箱研钵大小烧杯电子天平漏斗玻璃棒滤纸抽滤器离心机可见光分光光度计大小容量瓶50ml比色管移液管水浴锅标签纸试管试管架冰箱温度计具盖锥形瓶

3.4实试验方法和步骤

3.4.1玉米须中总黄酮的提取流程玉米须切碎，烘干，研磨成粉末状，取2g,置于具盖锥形瓶中，加适量乙醇溶液后，于水浴锅中水浴一定时间后，冷却后过滤。

测定滤液中总黄酮含量，并计算总黄酮提取得率。

3.4.2总黄酮的测定方法

（1）实验原理采用三氯化铝显色法[33]。

黄酮类化合物是以2-苯基并吡喃酮为母核的多羟基化合物，可与铝盐、铅盐、镁盐络合生成黄色并具有荧光的络合物。

分光光度计以用黄酮类化合物与铝离子在醇溶液存在条件下生成黄酮的铝络合物，生成稳定的黄色。

黄色的深浅与黄酮类化合物的含量呈一定的比例关系，可以芦丁（标准样）做对照，与400nm[34]波长处比色定量测定。

（2）标准曲线的制备:

精密称取干燥标准品芦丁10mg，用甲醇溶解定容至50ml容量瓶中，摇匀作为贮备液备用。

吸取储备液0、1、2、3、4、5、6、7、8、9ml分别置于10个50ml容量瓶中，各自加入40ml0.1ml/LAlCl3的甲醇溶液，再加水定容至50ml，摇匀备用。

以第一瓶为空白对照，在紫外分光光度计上于400nm处测定吸光值，记录结果，以浓度为横坐标，吸光值为纵坐标绘制标准曲线，并且用最小二乘法做出回归曲线方程。

（3）样品溶液中总黄酮含量的测定:

精密称取2ml提取液于10ml容量瓶中用,加人6ml0.1ml/LAlCl3的甲醇溶液，再加水定容至10ml在400nm处测吸光度A值。

再根据回归曲线方程计算出的总黄酮的浓度，再根据提取液稀释倍数和提取液的总体积计算总黄酮的含量，总黄酮得率=总黄酮的含量/玉米须的用量。

3.4.3单因素实验

3.4.3.1　提取时间对玉米须总黄酮提取效果的影响　分别采用不同的提取时间1、1.5、2、2.5h,各自在乙醇浓度为60%、提取温度80℃[35]、料液比1:

25[36]的条件下进行提取,分析测定提取物总黄酮含量和总黄酮得率。

3.4.3.2　提取温度对玉米须总黄酮提取效果的影响　分别采用不同的温度60、70、80、90℃，各自在乙醇浓度60%、提取时间2h、料液比1:

25的条件下进行提取,分析测定总黄酮含量和总黄酮得率。

3.4.3.3　料液比对玉米须总黄酮提取效果的影响　分别以不同的热水浸提次数1:

15、1:

20、1:

25、1:

30,各自在乙醇含量为60%、提取时间2h、提取温度80℃的条件下进行提取,分析测定总黄酮含量和总黄酮的得率。

3.4.3.4　乙醇浓度对玉米须总黄酮提取效果的影响　分别配制50%、60%、70%、80%乙醇,各自提取时间2h、提取温度80℃、料液比1:

25的条件下分析测定总黄酮含量和总黄酮的得率。

3.4.4正交试验在影响玉米须总黄酮提取效果的4个主要影响因素（提取时间A、提取温度B、料液比C、乙醇浓度D）的单因素实验的基础上，确定合适的因素水平进行正交试验，得出玉米须总黄酮提取的最佳工艺条件及在最佳工艺条件下总黄酮的得率。

四、可行性分析

本实验设计根据总黄酮乙醇浸渍提取，并参阅大量的参考文献，确定实验方案。

五、论文研究过程计划及时间安排

2010年7月初，确定选题

2010年7月4日－2010年7月25日，收集资料及查阅相关文献

2010年8月1日－2010年8月15日　撰写开题报告

2010年8月15日—2010年9月3日做实验整理数据

六、毕业论文（设计）提纲

（1）.中英文题目

（2）.中文摘要与关键词

（3）.英文摘要与关键词

（4）.引言

（5）.材料与方法

（6）.实验过程

（7）.结果及分析

（8）.小结与讨论

（9）.参考文献

（10）.致谢！

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