大孔吸附树脂分离姜油树脂中的姜酚Word下载.docx
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目录
摘要I
ABSTRACTIII
第一章文献综述1
1.1生姜的简介1
1.1.1生姜的药用价值1
1.1.2生姜的化学成分2
1.2生姜提取物2
1.2.1主要提取方法2
1.2.2姜精油4
1.2.3姜油树脂5
1.3姜酚的简介7
1.3.1姜酚的分子结构7
1.3.2姜酚的含量8
1.3.3姜酚的主要化学反应8
1.3.4姜酚的生物活性10
1.3.5姜酚的提取分离12
1.4大孔吸附树脂的介绍12
1.4.1大孔吸附树脂的结构与分类13
1.4.2大孔树脂的吸附分离原理14
1.4.3在天然产物分离方面的应用15
1.4.4大孔树脂的预处理和再生17
1.5国内外研究现状17
1.6本研究的目的、意义和内容18
1.6.1研究目的与意义18
1.6.2主要研究内容19
第二章超临界CO2提取的姜油树脂及姜酚的检测分析21
2.1仪器、材料和试剂21
2.1.1主要仪器与设备21
2.1.2原料和试剂22
2.2分析方法的选定22
2.2.1紫外吸收光谱法24
2.2.2气相色谱-质谱联用法25
2.2.3高效液相色谱法25
2.3姜油树脂的HPLC分析26
2.3.1HPLC分析条件26
2.3.2姜油树脂的HPLC谱图26
2.3.3姜酚含量与峰面积计量数的线性关系29
2.4姜油树脂的GC-MS分析30
2.4.1GC-MS分析条件30
2.4.2姜油树脂的总离子流图30
2.4.3姜油树脂的成分分析31
2.5本章小结33
第三章大孔树脂柱层析分离姜油树脂中的姜酚35
3.1仪器、材料和试剂36
3.1.1主要仪器与设备36
3.1.2原料与试剂36
3.2大孔树脂类型的选择36
3.3流动相体系的选择37
3.4柱层析分离实验方法40
3.4.1大孔树脂的预处理40
3.4.2层析柱的填充40
3.4.3姜油树脂上样40
3.4.4洗脱分离41
3.5洗脱过程的检测分析41
3.6不同型号大孔树脂的分离效果比较41
3.6.1UV洗脱曲线比较42
3.6.2分离度和理论塔板数的计算与分析43
3.6.3HPLC分析结果对比45
3.7工艺条件对柱层析分离效果的影响46
3.7.1洗脱剂配比的影响46
3.7.2固定相填充高度的影响50
3.7.3洗脱流速的影响51
3.7.4温度的影响52
3.8姜酚样品的检测分析54
3.8.1HPLC检测结果54
3.8.2GC-MS检测结果56
3.8.3姜酚收率计算59
3.9本章小结59
第四章姜酚的纯化61
4.1仪器、材料与试剂61
4.1.1主要仪器与设备61
4.1.2原料与试剂61
4.2二次柱层析纯化62
4.2.1实验步骤62
4.2.2结果与讨论62
4.3本章小结64
第五章结论65
参考文献68
致谢74
附录：
硕士期间发表学术论文75
CATALOG
AbstractIII
Chapter1LiteratureReview1
1.1Introductionofginger1
1.1.1MedicinalValue1
1.1.2Chemicalcomposition2
1.2Gingerextract2
1.2.1ExtractionMethods2
1.2.2Gingeressentialoil4
1.2.3Gingeroleoresin5
1.3Introductionofgingerol7
1.3.1Molecularstructure7
1.3.2Contentofgingerol8
1.3.3Chemicalreaction8
1.3.4Bioactivity10
1.3.5Extractionandseparation12
1.4Macroporousabsorptionresin12
1.4.1Structureandclassification13
1.4.2Principleofadsorptiveseparation14
1.4.3ApllicationinNaturalProductsSeparation15
1.4.4Pretreatmentandregeneration17
1.5Researchstatus17
1.6Purposesignificanceandcontents18
1.6.1Purposeandsignificance18
1.6.2Contents19
Chapter2Analysisofgingerolandgingeroleoresin21
2.1Equipments,reagentsandmaterials21
2.1.1Equipments21
2.1.2Reagentsandmaterials22
2.2Determinationofanalyticalmethod22
2.2.1Ultravioletabsorptionspectrometry24
2.2.2Gaschromatography-massspectrometry25
2.2.3Highperformanceliquidchromatography25
2.3HPLCanalysisofgingeroleoresin26
2.3.1HPLCchromatographiccondition26
2.3.2HPLCspectrogram26
2.3.3Linearitybetweengingerolcontentandpeakarea29
2.4GC-MSAnalysisofgingeroleoresin30
2.4.1GC-MSchromatographiccondition30
2.4.2TotalIonChromatogram30
2.4.3Componentanalysis31
2.5Chaptersummary33
Chapter3Separationofgingerolbycolumnchromatography35
3.1Equipments,reagentsandmaterials36
3.1.1Equipments36
3.1.2Reagentsandmaterials36
3.2Determinationofmacroporousresintype36
3.3Derterminationofmobilephase37
3.4Experimentalprocedure40
3.4.1Pretreatmentofmacroporousresin40
3.4.2Fillingofchromatographiccolumn40
3.4.3Feedingwithgingeroleoresin40
3.4.4Elution41
3.5Detectionofelution41
3.6Experimentalcomparisonofvariousmacroporousresins41
3.6.1Elutioncurve42
3.6.2Resolutionandtheoreticalplatenumber43
3.6.3HPLCanalysis45
3.7Optimizationofchromatographicconditions46
3.7.1Eluentratio46
3.7.2Fillingheightofstationaryphase50
3.7.3Eluentflowrate51
3.7.4Temperature52
3.8Analysisofgingerolsample54
3.8.1HPLCanalysis54
3.8.2GC-MSanalysis56
3.8.3Yieldcalculation59
3.9Chaptersummary59
Chapter4Purificationofgingerol61
4.1Equipments,reagentsandmaterials61
4.1.1Equipments61
4.1.2Reagentsandmaterials61
4.2Secondcolumnchromatography62
4.2.1Experimentalprocedure62
4.2.2Resultsanddiscussion62
4.3Chaptersummary64
Chapter5Conclusion65
References68
Acknowledgement74
Appendix:
Publishedpaper75
摘要
以超临界CO2提取的姜油树脂为原料，采用柱层析法分离其中的有效成分姜酚。
选用大孔吸附树脂作为固定相，乙醇-水体系作为流动相。
考察了相关因素对分离效果的影响，并对所得姜酚样品做了进一步纯化研究。
首先，研究了姜酚的检测方法，并对超临界CO2提取姜油树脂中的组分进行分析检测。
分析讨论了各种姜酚检测方法的优缺点，选定紫外分光光度法（UV）、高效液相色谱法（HPLC）和气相色谱-质谱联用法（GC-MS）三种方法结合对实验结果进行分析检测。
在借鉴以往检测经验的基础上，采用梯度洗脱的方法提高HPLC的色谱分离度，并将其作为样品中姜酚含量的表征方法。
分别采用HPLC和GC-MS对超临界CO2提取的姜油树脂进行了检测分析。
结果表明，姜油树脂中组分复杂，包含烯类、酮类、醛类、醇类、酚类等。
其中含量最多的两种组分为姜酚和姜烯。
在HPLC谱图中，姜酚的峰面积百分数为34.65%，姜烯的峰面积百分数为24.62%。
而在GC-MS分析结果中，一部分姜酚受热转化为姜酮，在总离子流图中两者所占的峰面积百分数之和为38.06%。
其次，利用大孔树脂柱层析法分离姜油树脂中的姜酚，并确定了分离条件。
经过研究分析确定以非极性的大孔吸附树脂作为固定相，以乙醇-水体系作为流动相。
使用UV对洗脱过程进行跟踪检测，建立洗脱曲线，并计算柱层析分离度和理论塔板数。
结合HPLC分析结果，分别讨论了大孔树脂的型号、洗脱剂的配比、柱高、洗脱流速和温度对分离效果的影响。
最终得出较优的分离条件为：
D4020大孔树脂，洗脱剂配比V（乙醇）：
V（水）=7:
3，柱高40cm，洗脱流速1mL/min，温度25℃。
在经选定的分离条件下分离姜油树脂，对所得的姜酚段洗脱液样品进行HPLC和GC-MS检测。
检测结果表明，原姜油树脂中的绝大多数杂质组分已被分离去除。
HPLC谱图中姜酚的峰面积百分数提高到71.98%。
而GC-MS总离子流图中姜酚和姜酮两者所占的峰面积百分数之和高达96.68%。
结合姜酚样品和姜油树脂的HPLC检测结果，计算得姜酚收率为86.11%。
最后，对初次柱层析分离所得姜酚样品，作了进一步纯化研究。
在50℃下，采用减压蒸馏去除姜酚洗脱液样品中的溶剂，获得了黄色油状的粗姜酚。
使用二次柱层析对粗姜酚样品做分离纯化。
柱层析条件为：
固定相D4020大孔树脂，洗脱剂70%乙醇，柱高40cm，洗脱流速1mL/min，温度25℃。
经再次纯化后，样品中姜酚的峰面积百分数由71.98%提高到96.27%，纯化效果显著。
关键词：
姜酚；
大孔吸附树脂；
姜油树脂；
UV；
HPLC
ABSTRACT
SupercriticalCO2extractedgingeroleoresinwasusedasrawmaterialofcolumnchromatographytoseparategingerolwhichistheeffectivecomponentinginger.Macroporousadsorptionresinwasusedasstationaryphase,andethanol-watersystemasmobilephase.Therelatedfactorsofseparationwereinspected.Andthefurtherpurificationofgingerolsamplewasconducted.
Firstofall,thetestmethodsofgingerolwerestudied,andthecomponentanalysisofsupercriticalCO2extractedgingeroleoresinwasconducted.Byanalyzingtheadvantagesanddisadvantagesofvarioustestmethods,ultravioletspectrophotometry（UV）,highperformanceliquidchromatography（HPLC）andgaschromatographymassspectrometry（GC-MS）werechosenfinally.Basedontheexperienceofthepast,gradientelutionwasadoptedtoenhancetheresolutionofHPLC,anditsanalysisresultswereusedtorepresentthecontentofgingerol.SupercriticalCO2extractedgingeroleoresinwastestbyHPLCandGC-MSseparately.Theresultsshowedthatthecomponentsofgingeroleoresinarecomplex,includingalkenesketones,aldehydes,alcohols,phenols,etc.Twokindsofthemostcomponentsaregingerolandzingiberene.OnHPLCspectrogram,thepeakareapercentageofgingerolwas34.65%,andthepeakareapercentageofzingiberenewas24.62%.However,inGC-MStest,apartofgingerolconvertedintozingeronewhenheated.Ontotalionchromatogram,thepeakareasofgingerolandzingeronesummedupto38.06%.
Secondly,theseparationofgingerolfromgingeroleoresinwithmacroporousresinwasstudied,andtheconditionsofcolumnchromatographywereoptimized.Accordingtotheanalysis,nonpolarmacroporousadsorptionresinissuitabletobestationaryphase,andethanol-watersystemissuitabletobemobilephase.ElutioncurveswereestablishedbyUVtracingtest,thentheresolutionandtheoreticaltowerplatenumberswerefiguredout.Theeffectsofeluantratio,fillingheight,flowvelocityandtemperatureonseparationwerestudiedseparately.Eventually,theoptimizedseparationconditionswereworkedout:
D4020macroporousresin,eluantratioV（alcohol）:
V（water）=7:
3,fillingheight40cm,flowvelocity1mL/min,temperature25℃.Undertheoptimizedconditionsgingerolwereseparatedfromgingeroleoresin,thegingerolsamplewastestedbyHPLCandGC-MS.Theresultsshowedthatothercomponentsingingeroleoresinwereremovedsubstantially.ThepeakareapercentageofgingerolinHPLCspectrogramwasraisedupto71.98%.InGC-MStotalionchromatogram,thepeakareapercentagesofgingerolandzingeronesummedupto96.68%,andtheyieldofgingerol,calculatedwiththeHPLCresults,was86.11%.
Finally,furtherpurificationofthefirstlyseparatedgingerolsamplewasresearched.Thesolventsingingerolsamplewereremovedbyvacuumdistillationat50℃,andyellowoilycrudegingerolwasobtained.Thenthecrudegingerolwaspurifiedbysecondcolumnchromatography.Columnchromatographyconditions:
3,fillingheight40cm,flowvelocity1mL/min,temperature25℃.Aftersecondlypurified,thepeakareapercentageofgingerolhadincreasedfrom71.98%to96.27%,theeffectofpurificationwasremarkable.
Keywords:
Gingerol;
Macroporousadsorptionresin;
Gingeroleoresin;
UV;
HPLC
第一章文献综述
1.1生姜的简介
生姜（ZingiberOfficinale）又名百辣云、地辛，形如掌状，是多年生草本植物姜的根茎。
它既是一种历史悠久的根茎类调味料，又是传统中医常用药材。
原产于亚洲的中国、印度及东南亚等地区，公元一世纪传入欧洲，十六世纪末传入美洲[]。
目前在世界范围之内广泛种植，并已成为国际贸易中非常重要的一种根茎类香料[]。
根据联合国粮农组织统计，在1995年至2000年间，生姜的世界平均年产量高于67.4万吨，年贸易量高于33.6万吨。
中国是生姜的主要生产国和出口国之一，年出口量约占世界总出口量的40%[]。
在我国，姜的栽培历史已有两千多年之久，目前除了东北和西北高寒地区以外，大部分地区均有种植。
跟据史书的记载，我国早在周秦时期就已经开始种植和食用生姜。
《论语·
乡党》中有孔子“不撤姜食，不多食”的说法。
1.1.1生姜的药用价值
生姜既是一种具有悠久历史的香辛料，又是一种传统的中医药材。
可用于腹痛吐泻、脾胃虚寒、阳虚失血等的治疗。
现代医学研究表明，它能够能刺激胃液、唾液和肠消化液等的分泌，加快肠胃蠕动，增进食欲；
又能驱散风寒，对肺虚咳嗽、腹痛腹泻、头痛鼻塞、慢性支气管炎等都具有良好的治疗效果。
生姜和干姜均可以入药。
生姜味辛而性温，长于化痰止咳、驱散风寒，以及解毒、温中止呕。
临床上经常应用于治疗胃寒呕逆及外感风寒等症状，被称为“呕家圣药”。
干姜与生姜虽然同出一物，但性能存在差异。
干姜性热而辛烈，长于温肺化饮，兼能温中回阳。
临床上常应用于中焦虚寒等症状的治疗[]。
早在《管子·
地负篇》之中就有“群药安生，姜与桔梗、小辛、大蒙”的记录。
《伤寒杂病论》中所记载的112个处方当中，由生姜配伍的高达59个之多[,]。
1.1.2生姜的化学成分
生姜营养很丰富，含有姜辣素、精油、蛋白质、树脂、脂肪油、淀粉、戊聚糖、蜡、纤维素、微量矿物元素和色素等成分。
其中干物质的含量约为13.2%～15.5%，总脂
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