核桃粉技术研究报告技术总结报告.doc

核桃粉技术研究报告技术总结报告一、立项的目的和意义（一）我国及甘肃省苦荞资源丰富苦荞麦，学名Fagopyrumtataricum(linn)Gaench鞑靼荞麦，俗称苦荞，又名三角麦，也称作野荞麦，是一种药食两用植物。苦荞属于双子叶蓼科荞麦属，一年生草本植物，生育期短，抗逆性强，耐旱、耐寒、耐酸、耐脊，极耐寒瘠，生长期短九十到一百天左右，当年可多次播种多次收获。荞麦在肥沃土壤上较其他粮食作物产量低，但特别适应于干旱丘陵和凉爽的气候。我国是世界苦荞麦的主要生产国，种植历史悠久，分布甚广，种植面积约133万hm2，总产量居世界第二位（约120万吨），仅次于俄罗斯。我国苦荞主要分布于西北、华北、西南地区及边远山区，是我国重要的小宗粮食之一，也是传统的出口贸易粮。甘肃省位于我国青藏高原、黄土高原的内陆西北地区，海拔大多在1000米以上，大部分处于干旱、半干旱及半湿润地区，空气干燥，日照时间长、昼夜温差大，适合苦荞生长，所以苦荞资源非常丰富。目前，甘肃省定西、天水、白银等地区，苦荞种植面积已达20多万亩，年产量12万吨，实现产值4亿元，引进和培育抗病、早熟、高产、高芦丁含量的品种，如定引1号、凉荞1号、华岭07号、黑珍珠1号等。我省加快了对苦荞资源的开发利用，在通渭、会宁、天水等地已开发出苦荞面、苦荞混合挂面、苦荞茶、苦荞醋等，同时，有壳皮等大量副产品亟待开发利用，本项目产品有鲜明的区域性资源优势。（二）苦荞及其提取物有很高的营养保健功能苦荞麦具有很高的营养价值，其蛋白质含量高，八种人体必需氨基酸的种类齐全，配比合理；苦荞脂肪中含有人体正常发育必需的脂肪酸（亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸），其中油酸和亚油酸含量很高，占脂肪总含量的80%；维生素、矿物元系含量丰富，并含有一般谷物所没有的芦丁、维生素E、叶绿素等。苦荞中黄酮含量随品种的不同而不同，一般在1.5%-3.0%之间。黄酮类化合物多为结晶性晶体，少数为无定性粉末。苦荞中含有的黄酮类化合物主要有芦丁、槲皮素、黄酮醇、5-羟黄酮、2-羟黄酮等，芦丁在其他谷物基本没有，其基本结构如图1所示。 芦丁 槲皮素 黄酮醇 5-羟黄酮图1 黄酮类物质的基本结构黄酮、黄酮醇及其苷类多为灰黄至黄色，由于黄酮类化合物多数均含有酚羟基，故显酸性，可溶于碱性水溶液（如碳酸钠水溶液）、碱性有机溶剂（如吡啶、甲酰胺、二甲基甲酰胺）；黄酮类化合物的吡喃酮环上的1-位氧原子，因有未共用电子对，故表现微弱的碱性，可与强酸如浓硫酸、盐酸等成盐，但极不稳定，加水后即分解。黄酮类化合物可与镁粉（或锌粉）/盐酸、硼氢化钠、三氯化铝、氢氧化钠等试剂产生特征性的颜色反应，用于黄酮类化合物的鉴别。近年来许多的研究表明，苦荞黄酮主要治疗毛细血管的脆性和渗透性出血，降低血脂和胆固醇，是治疗高血压、糖尿病、心血管疾病、胃病和皮肤病等多种疾病的良药。黄酮类化合物还是一种天然抗氧化剂，具有清除人体中超氧离子自由基、抗衰老作用，并且有研究证实食用黄酮类化合物与降低癌症率有关。此外，苦荞黄酮可作为食品添加剂，苦荞黄酮的抗氧化作用，使其可以代替合成抗氧化剂，用于油脂的抗氧化；在功能性食品中，苦荞黄酮优越的生理特性，使得其可广泛用于保健品中，特别是一些预防慢性疾病的老年保健品；苦荞黄酮除了作为功能性食品的添加成份，还是重要的生物医药中间体，它的类雌激素作用使其具有明显的预防骨质疏松症的效果。黄酮作为植物体内的天然产物，正日益取代合成化学药物在治疗心血管疾病、肾脏病、糖尿病等多种慢性疾病中的地位，而且其所具有的独特的生物活性及其功能，使其应用范围逐步扩大，经济效益和社会效益迅速提高。苦荞菁油有着卓越的营养保健价值和非凡的食疗功效。苦荞菁油含有多种有益人体健康的无机元素钙、磷、铁、铜、锌和微量元素硒等，其中镁和钾的含量大大高于其他谷物，这也增强了苦荞的营养保健功能。祖国医学本草纲目记载：苦荞油性味苦、平、寒，“实肠胃，益气力，续精神，利耳目，能练五脏滓秽”，“降气宽肠，磨积滞，消热肿风痛。现代临床医学观察表明，苦荞菁油具有降血糖、降血脂，增强人体免疫力、疗胃疾、除湿解毒、治肾炎、蚀体内恶肉的功效，对糖尿病、高血压、高血脂、冠心病、中风、胃病患者都有辅助治疗作用。（三）综合利用苦荞资源，提高社会经济效益我国是苦荞种植大国，苦荞资源丰富，目前国内苦荞利用率不高，仅以初级加工为主，苦荞深加工产业还没有起步，但因苦荞还有丰富的黄酮类化合物，其中的芦丁是其他谷物都没有的，加之近年来黄酮的保健功能日益受到人们的重视，所以苦荞深加工产业显示出极强的生命力。在荞麦加工中，苦荞麸皮是产量最大的一种副产品，因而，苦荞麸皮有望成为一种廉价的提取原料。利用现代生物工程技术和科学生产工艺，使苦荞麸皮中的各种营养成分尤其是黄酮尽可能的释放出来，是这一产业的发展趋势。因此，开发新型、天然、绿色的保健品苦荞黄酮、苦荞菁油，既可充分利用资源，提高副产品的附加值，又可以带动我省地区经济的发展，具有广阔的应用前景。因此，进一步开发先进成熟的相关技术，利用苦荞副产品提取黄酮，对于延长产业链、提高增值效益、满足市场需求，都具有积极作用和现实意义。而且经采用先进技术提取加工后的皮渣，其蛋白质等营养成分不被破坏，仍可做为上好饲料，从而实现资源充分利用，符合科学发展观和循环经济的要求。二、目前存在的问题及研究进展（一）黄酮提取的研究进展目前国内外在黄酮类化合物的提取上多采用有机溶剂萃取法、微波提取法、超声提取法、超临界流体萃取法等。有机溶剂萃取法是根据黄酮类化合物与杂质极性不同来选择适合的有机溶剂。常用乙酸乙酯、丙酮、乙醇、甲醇、水或某些极性较大的混合溶剂如甲醇水（11）进行提取。微波萃取实际上主要是微波对萃取溶剂及样品的加热作用，它能够穿透萃取溶剂和物料使整个系统更加均匀地加热从微观上讲，微波所产生的电磁场加速样品向萃取溶剂界面的扩散速率。超声波提取（ultrasonic extraction，UE）是近年来应用到中草药有效成分提取分离中的一种方法，其原理是利用超声波空化作用加速植物有效成分浸出，另外超声波次级效应，如机械震动乳化、扩散、击碎、化学效应等，也能加速提取成分的扩散、释放并与溶剂充分混合而利于提取。该法具有设备简单、操作方便、提取时间短、产率高、无需加热，有利于保护热不稳定成分、省时、节能、提取率高等优点，但超声波作用的时间和强度需要一系列试验来确定，超声波发生器工作噪声比较大，需注意防护，工业应用有一定困难，而且在大规模提取时效率不高，故常作为一种强化或辅助手段。超临界流体萃取(supercritical fluid extraction,简称SFE或SCFE)的原理是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。黄酮类化合物的分离纯化包括黄酮类化合物与非黄酮类化合物的分离，以及黄酮类化合物之间的单体分离。常用的分离方法有大孔树脂吸附、柱层析法、纸层析法等。黄酮类化合物的测定常采用紫外分光光度法、薄层扫描法、高效液相色谱法、可见光分光光度法等，我国荞麦及其制品中总黄酮含量的测定就是采用可见光分光光度法NY/T1295-2007。上述这些黄酮类化合物提取、纯化的方法都有其各自的缺点和不足，如有机溶剂萃取法易使提取物中含有杂质，此法提取率不高还容易造成有机溶剂的残留；微波萃取、超声波萃取大规模提取时效率不高，不适合工业化生产，仅仅可以作为一种强化或辅助手段；超临界流体萃取存在生产成本过高等问题。（二）菁油的提取的研究进展 目前国内外菁油的萃取主要采用水蒸气蒸馏法、压榨法、溶剂萃取法等，这些方法都有自己的不足之处，蒸气蒸馏法存在的弊端在于蒸馏过程中水及高温会破坏植物菁油中较为脆弱的部分；压榨法萃取的菁油包含蜡等非挥发性物质，相对使得压榨菁油的保存期限较短；溶剂萃取法所得菁油含有树脂、油脂、蜡等。（三）亚临界流体萃取技术的特点(1) HFC -134a（四氟乙烷）亚临界流体无色、无毒、无味，不燃烧爆炸；由于碳氢氟键的键能非常高，因而具有较好的热稳定性和化学稳定性，当其处在高于沸点，但低于临界温度和临界压力状态时，具有较低的粘度和较高的扩散系数，因而传质速度快，溶解能力强，同时，该物质的沸点较低，在减压条件下可以充分气化，非常有利于溶剂的回收，而且避免了萃取分离全过程高温作业（不高于45），非常适合于“热敏性”有效成分的提取、分离。(2)萃取流程均处在比较安全的中、低压状态下完成，设备的有效容积受工艺的制约小，系统的安全性能指标相对提高，同时，大幅度降低了装置制造过程的工艺难度和工程造价。(3)在亚临界流体萃取方法中特别设计夹带剂系统，在萃取前或萃取过程当中利用乙醇作为夹带剂改变溶剂的极性，使得溶媒与夹带剂发挥协同作用，提高萃取效率。(4)与传统溶剂萃取工艺相比，在同等提取率指标下，可缩短提取时间1倍左右（因产品而异），溶媒存在于闭路系统而使其损耗和排放污染均显著低于溶剂萃取，由于避免了传统溶剂依靠较高温度试现脱除和回收的高耗能工序，因而综合能耗可降低40%左右，而且保证了制品的生物活性。绝大多数有机溶剂易燃易爆，而“HFC -134a”却无此危险。此外，“HFC-134a”亚临界萃余物不受溶剂污染，原有的水溶性成分以及蛋白等物质不变性，仍可用做饲料或继续提取剩余的极性成分。(5)与国内现有的亚临界丙丁烷萃取相比，突出优势在于更高的安全性。(6) “HFC”的毒性AEL（8和12小时TWA）可允许的空气暴露浓度为1000PPm(v/v)，并且该密实气体作为气雾携带剂已在医药行业得到大量应用，说明用该溶剂萃取的中间体无医用、食用安全性障碍。（四）苦荞产品的开发现状目前苦荞产品以初加工产品为主，占苦荞制品的95%，主要有苦荞麦粉、苦荞麦挂面、苦荞麦茶等几个品种，这些产品品种单一，适口性差，远不能满足人们对于营养、快捷、方便和药用保健产品的消费需求，类似苦荞黄酮、苦荞菁油等产品很少，市场上很难找到，我省苦荞产品因市场推广、消费引导不力也未能建成外地销售市场，甘肃本地产品市场份额已下降至20%左右，迫切需要新的开发思路。三、课题研究内容（一）研究方法及主要技术路线针对国内外市场状况，特别是把握今后苦荞制品精细加工技术和新主流品种的趋势，结合原材料的物料学特性，应用食品工艺、亚临界及超声波提取技术、干燥、胶囊化、质量管理等先进的理论和技术，进行项目的研究和转化应用。项目的技术路线是：产品定位工艺流程设计解决关键技术确定工艺参数小试中试检测生产应用。（二）主要研究内容本项目通过合理的设计研究解决苦荞麸皮中黄酮类化合物提取存在的问题，通过试验选择合理的工艺流程、工艺参数为提取苦荞黄酮及菁油提供依据，本研究的主要内容有：(1)比较不同产地、苦荞不同部位中黄酮含量。(2)研究确定亚临界提取苦荞麸菁油的工艺及参数。(3)溶剂提取法对苦荞麸皮中黄酮的提取效果，确定其工艺流程、主要影响因素和工艺参数。(4)研究超声波增强-溶剂提取对苦荞麸皮中黄酮的提取效果，确定其工艺流程、主要影响因素和工艺参数。(5)研究亚临界对苦荞麸皮中黄酮的提取效果，确定其工艺流程、主要影响因素和工艺参数。(6)研究超声波-亚临界-乙醇夹带符合技术对苦荞麸皮中黄酮的提取效果。(7)提取物除杂纯化。(8)黄酮、菁油胶囊化。(9)通过对制品的感官、理化及微生物指标的评价选出工艺简单合理，成本低廉的提取苦荞黄酮、苦荞菁油的生产工艺。四、研究材料与方法（一）原料芦丁粉、苦荞粉、苦荞壳、苦荞种子、苦荞茶：产自甘肃省通渭县；苦荞麸皮：产自甘肃省通渭县；苦荞麸皮：四川凉山；苦荞麸皮、苦荞壳：甘肃省白银市会宁县。（二）仪器与设备AL104型电子天平，梅特勒托利多仪器（上海）有限公司；WS2-133-65型恒温水浴锅，江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；SHZ-D()循环水式真空泵，巩义市予华仪器厂；LXJ-B低速离心机，上海平安仪器厂；SHB-III循环水式多用真空泵，郑州长城科工贸有限公司；HG101-3电热干燥箱，北京金紫光仪器仪表销售公司；WFJ7200可见分光光度计，尤尼柯（上海）仪器有限公司；傅立叶红外光谱仪Nicolet NEXUS 670 FT-IR，美国尼克高利公司；1515型高效液相色谱仪（美国Waters公司）。亚临界萃取系统（甘肃天工生物科技公司），超声波强化系统，板框压滤机，逆止式射流真空泵，脱酸反应釜螺等。（三）研究方法1. 亚临界萃取苦荞麸菁油（脱脂）工艺确定为提高黄酮纯度，增加苦荞麸利用途径，本研究采用亚临界萃取法，以四氟乙烷（HFC-134a）为萃取剂，研究确定苦荞麸皮中油脂脱除（菁油提取）工艺及萃取温度、萃取压力、萃取时间等主要参数。2. 溶剂法对苦荞麸皮中黄酮的提取（1）最优提取溶剂的选择以甲醇、乙醇、丙酮为备选溶剂，称取苦荞麸皮约0.2g，精确至0.0001g，置于150mL具塞三角瓶中，分别加入甲醇、乙醇、丙酮各30mL，盖紧瓶塞，将三角瓶置于将三角瓶置于（652）的恒温水浴振荡器中在（16010）r/min的振荡频率下振摇2h，趁热过滤，滤液置于50mL容量瓶中，再用对应溶液清洗滤纸和残渣，合并滤液，冷却至室温，加溶液至刻度，为试料待测液。吸取待测液1.0ml于10ml容量瓶中，加入三氯化铝溶液2ml、乙酸钾溶液3ml，用70%甲醇溶液定容至刻度，摇匀，室温下放置30min。于波长420nm处测定吸光度值，将其带入标准曲线方程计算出总黄酮的浓度。计算提取率：（2）最优溶剂浸提黄酮的单因素试验用（1）中筛选出的最优萃取剂进行单因素试验，通过查阅文献和预试验表明，影响苦荞麸皮中总黄酮萃取效果的因素主要有料液比、萃取剂体积分数、浸提温度、浸提时间。 料液比对黄酮提取率的影响称取荞麦麸皮约0.2g，精确至0.0001g，采用1:10、1:20、1:30、1:40和1:50的料液比进行单因素试验，乙醇体积份数为65%、浸提温度为65、浸提时间为2h，每个处理做三个平行，空白不做处理。 萃取剂体积份数对黄酮提取率的影响称取荞麦麸皮约0.2g，精确至0.0001g，用选出的最优萃取剂在体积份数为35%、50%、65%、80%和95%的情况下进行单因素试验，料液比为中所选的较优料液比，浸提温度为65、浸提时间为2h，每个处理做三个平行，空白不做处理。 浸提温度对黄酮提取率的影响称取荞麦麸皮约0.2g，精确至0.0001g，用最优萃取剂在35、50、65、80和95的温度进行单因素试验，料液比为所选的较优料液比，萃取剂体积分数为中选出的较优体积份数，浸提时间为2h，每个处理做三个平行，空白不做处理。 浸提时间对黄酮提取率的影响称取荞麦麸皮约0.2g，精确至0.0001g，用最优萃取剂在2h、3h、4h、5h、6h的浸提时间进行单因素试验，料液比为中的较优料液比，萃取剂体积分数为中的较优体积分数，浸提温度为中所选的较优温度，每个处理做三个平行，空白不做处理。（3）正交试验设计根据单因素试验结果，进行L16（45）正交试验设计，优化苦荞麸皮中总黄酮提取工艺条件。因素水平见表1。表1 L16（45）正交试验因素水平水平A料液比（g:ml）B萃取剂体积分数（%）C浸提温度（）D浸提时间（h）1A1B1C1D12A2B2C2D23A3B3C3D34A4B4C4D43. 超声波增强-溶剂提取（1）超声波增强-溶剂提取的单因素试验 超声波时间对黄酮提取率的影响 称取荞麦麸皮约2.0g，精确至0.0001g，采用乙醇在10min、15min、20min、25min、30min时间进行单因素试验，料液比为1:20，乙醇体积份数为30%，超声温度为70，每个处理做三个平行，空白不做处理。 超声波温度对黄酮提取率的影响称取荞麦麸皮约2.0g，精确至0.0001g，采用乙醇在50、60、70、80和90进行单因素试验，料液比1:20，乙醇体积分数为30%，超声时间为选出的较优时间，每个处理做三个平行，空白不做处理。 料液比对黄酮提取率的影响称取荞麦麸皮约2.0g，精确至0.0001g，采用1:10、1:20、1:30、1:40和1:50的料液比进行单因素试验，乙醇体积分数为30%、超声温度为筛选出的较优提取温度、超声时间为选出的较优温度，每个处理做三个平行，空白不做处理。（2）正交试验设计根据单因素试验结果，进行L9（34）正交试验设计，优化苦荞麸皮中总黄酮提取工艺条件。因素水平见表2。表2 L9（34）正交试验因素水平水平A料液比（g:ml）B萃取剂体积分数（%）C超声温度（）D超声时间（min）1A1B1C1D12A2B2C2D23A3B3C3D34A4B4C4D44. 亚临界萃取苦荞麸皮中黄酮（1）工艺原理以亚临界状态的复合溶剂流体及其混合溶液为溶媒，与溶质在系统内经过压缩、浸泡提取、蒸发分离、冷凝回收等连续过程，从而达到提取、分离动植物有效成分的过程。亚临界流体为四氟乙烷（HFC-134a，其毒性AEL可允许的空气暴露浓度为1000PPM(v/v)，该密实气体作为气雾携带剂已在医药行业得到大量应用，用其萃取的中间体没有医用、食用安全性障碍），具有优良的扩散性能，对许多物质有较好的渗透性和较强的溶解能力，特别适宜用于弱极性以及非极性物质的萃取生产过程。（2）工艺流程原料分拣压坯储存上料夹带剂搅拌、混合、萃取溶剂槽车 搅拌、混合、萃取溶剂储罐 暂存釜罐 搅拌、混合、萃取主冷凝器搅拌、混合、萃取压缩、回收溶剂 加热、搅拌、抽真空 自动卸料压缩、回收溶剂 抽真空抽真空 二级循环解析 一级循环解析黄酮类物质分离气体扩散脱溶包装、存储油脂分离过滤包装、存储 （3）工艺步骤系统检查：在充装溶剂前分别对各运动部件按照相应的操作规程做好运行前的安全检查工作，如手动攀车、各阀门的密封情况。系统排空：关闭相应各釜罐进口阀，打开出口阀门，启动真空机组，将系统抽真空至210-5Pa，排出系统内空气备用。溶剂灌装：打开溶剂储罐间的阀门，连通溶剂储罐，将溶剂槽车出口通过充装泵与溶剂储罐妥善对接，开启储罐入口阀门，使溶剂在压差作用下进入溶剂储罐，带压力平衡后启动灌装溶剂泵，进行溶剂充装。溶剂充装量不得超过80%。萃取：将溶剂储罐中的上述亚临界流体萃取溶剂在温度35，压力0.8MPa的状态下压缩为液态，注入萃取釜中与麦麸搅拌混合；保持萃取溶剂与麦麸的体积比大于2:1，控制溶剂温度为1050、系统压力0.84.0MPa、萃取时间为4060min，过滤分离固液相，将液相混合溶液输送进入暂存釜罐，完成一次浸泡提取。解析：暂存釜的混合溶液经高压隔膜泵输送注入一级解析釜；隔膜输送泵将混合溶液循环输送，使其反复通过一、二级列管式热交换器和夹套式热交换器加热，在11045105Pa的压力范围，始终保持混合溶液温度高于其沸点，经喷射器在解析釜喷射扩散后解析蒸发，完成溶剂与溶质的初步分离。真空脱溶：一级解析并初步分离的混合溶液经隔膜泵输送注入二级解析釜，通过夹套式热交换器加热，在1104Pa5102Pa真空度，温度为1050的状态下，溶剂进一步解析蒸发，完成溶剂与溶质的完全分离。平压至0.1MPa，关闭阀门，放出成品油。溶剂回收：解析蒸发呈气态的溶剂，经真空泵组抽提、压缩机组压缩后进入缓冲罐；解析蒸发呈气态的溶剂蒸汽在高压区和低压区的压差作用下进入列管式主冷凝器进行热交换，循环水带走压缩产生的热能，气态溶剂转化为饱和液体后返回溶剂储罐。解析釜中的溶剂分阶段压缩、冷却、回收溶媒。排放料渣：当按照工艺要求完成提取后，打开溶剂回收阀门，回收萃取釜中的溶剂蒸汽，至萃取釜与大气等压，打开放料阀，启动出料螺旋输送机，排除萃余料渣。准备下一循环进料萃取。贮存：成品须置于04条件下避光、密封冷藏。（4）亚临界提取单因素试验亚临界浸提法提取苦荞黄酮主要受萃取压力、温度和时间等参数影响。由此，以黄酮类化合物的提取率为评判指标，设定以下三个单因素试验，从而确定适宜的工艺参数范围，为优化工艺提供依据。 萃取压力对提取率的影响在萃取温度28，选择萃取压力为0.6MPa、0.7MPa、0.8MPa、0.9MPa和1.0MPa五个水平，进行萃取3h，研究不同萃取压力对提取率的影响。 萃取温度对提取率的影响分别设置24、26、28、30、32和34六个萃取温度梯度，在萃取压力0.8MPa、进行萃取3h，研究不同萃取温度对提取率的影响。 萃取时间对提取率的影响在萃取温度28，萃取压力0.8MPa的条件下，选择萃取时间为1h、2h、3h、4h和5h五个水平，进行萃取，研究不同萃取时间对提取率的影响。（5）亚临界提取苦荞黄酮工艺条件的优化根据亚临界浸提法提取苦荞黄酮的单因素研究结果，萃取压力、温度和时间对苦荞黄酮的提取率影响最大。选择上述三个变量，采用正交试验设计方案，选择最优化工艺条件。设计三因素三水平的正交试验表L9(34)，详见表3。表3 亚临界萃取正交试验设计表水平A萃取压力（MPa）B萃取温度（）C萃取时间（min）1A1B1C12A2B2C23A3B3C35. 超声波增强-亚临界-乙醇夹带复合工艺对苦荞黄酮的提取（1）工艺路线溶剂原料混匀超声波增强亚临界萃取板式过滤真空蒸发浸膏离心干燥纯化精制苦荞黄酮Sevage法（2）提取试验将原料投入超声波-亚临界联合萃取仪，用超声波萃取和亚临界萃取的最佳工艺进行萃取，测定黄酮类化合物提取率。将物料苦荞麸皮投入到由表2所设计的L9（34）正交试验选出的最优体积分数及最优料液比三分之一量的乙醇溶液中，浸泡4小时后，使用振动频率为2500Hz的超声波，同时使用亚临界的最佳工艺对物料进行提取。将超声时间分为三个周期，每个周期后将溶液倒出，继续加入一定浓度三分之一料液比量的乙醇溶液在原料中，三次提取过后合并溶液。测定此法对黄酮的提取率及黄酮纯度。6. 苦荞黄酮、苦荞菁油的纯化精制分析提取物中杂质的成分，有针对性的选择精制纯化条件，采用溶剂提取、板框过滤、脱酸、脱色等工艺，对所得黄酮粗品、油脂提取物进行纯化，以获得高纯度苦荞黄酮和菁油。7. 产品胶囊灌装（1）苦荞黄酮硬胶囊灌装在青海明诺胶囊有限公司进行，苦荞黄酮和沙棘果粉按1:1的比例混匀，主要设备为丹东市制药机械设备厂NJP-800型系列全自动胶囊充填机。（2）苦荞菁油软胶囊灌装 灌装材料在青海明诺胶囊有限公司进行，明胶，甘油，纯化水，苦荞菁油（4.3.5超声波增强-亚临界-乙醇夹带萃取出的苦荞菁油）。 工艺流程 明胶、纯水、甘油溶胶罐溶胶过滤胶液静止配色胶皮 自动包丸机（压丸） 填充物填充物调制过滤填充物 入库检验报告外包装内包装抛光选丸排盘干燥定形干燥 工艺步骤填充物的制备：将苦荞菁油加入真空乳化罐中；搅拌均匀，抽真空，真空度保持在-0.05-0.06Mpa；打开出料阀出料，物料通过300目筛（去除油料中的杂质）网盛于容器中待用。配制胶液：在溶胶罐中加入称量好的纯水、甘油，搅拌并加热到7680；将明胶（用适量酒精溶解）加入溶胶罐中，搅拌溶解6090min，真空度-0.05-0.07Mpa，时间4560min，出料后将胶液通过120目尼龙筛网。静置：胶液转入静置罐后，静置罐夹层的温度5868，使气泡浮在胶液的表面，并使胶液的温度保持恒定、均匀。在5565下静置4小时以上。软胶囊制作：胶液通过胶盒和鼓轮，在自动旋转制囊机中自动制成胶带，胶带的厚度通过调节油轴和鼓轮之间的间隙来控制。填充物搅拌均匀，通过自动旋转制囊机的贮液槽流经填充泵，进入滚模中填充入胶带经滚模旋压制成软胶囊，压缩空气压力在0.30Mpa，水温度410，明胶盒温度5565，滚模温度（冷风温度）812，喷体温度4047。定型干燥：胶囊通过运输带进入第一节转笼进行定型干燥11.5h。将第一节胶丸转入第二节转笼，第二节胶丸转入第三节转笼进行干燥。最后，反转第三节转笼将胶丸放出，置于干燥盘内。转笼转速4050r/mi，定型时间3小时。排盘干燥：将胶囊放在干燥盘上，置于干燥室内（温度2027，湿度50%），使软胶囊胶皮的水份降至14%以下。选丸与抛光：把胶丸倒入分选机料斗中，启动分选机，根据选丸的需要调节连板的速度，人工分挑选出缺陷胶囊，将选好了的胶囊放入抛光机中抛光30min。8. 测定项目和方法（1）苦荞中总黄酮含量测定配制的试剂：（1）三氯化铝溶液c(AlCl3)=0.1mol/L；(2)乙酸钾溶液c(CH3COOK)=1mol/L；（3）甲醇水溶液：7+3；（4）芦丁标准溶液(C27H30O16)=0.0500mg/mL；标准曲线的绘制：用移液管分别吸取芦丁标准溶液0.25ml、0.50ml、1.0ml、2.0ml、3.0ml、4.0ml置于10ml容量瓶中，加入三氯化铝溶液2ml、乙酸钾溶液3ml，用甲醇溶液定容至刻度，摇匀，室温下放置30min。同时做空白。标准曲线中芦丁含量分别为0.00125mg/ml、0.00250mg/ml、0.00500mg./ml、0.0100mg/ml、0.0150mg/ml、0.0200mg/ml。在波长420nm处测定吸光度。以吸光度值为横坐标，浓度值为纵坐标，绘制标准曲线。试料溶液的制备及测定：称取试样0.2-1.0g，精确至0.0001g，置于150mL具塞三角瓶中，加入甲醇溶液30mL，盖紧瓶塞，将三角瓶置于将三角瓶置于（652）的恒温水浴振荡器中在（16010）r/min的振荡频率下振摇2h，趁热过滤，滤液置于50mL容量瓶中，用甲醇溶液清洗滤纸和残渣，合并滤液，冷却至室温，加甲醇溶液至刻度，为试料待测液。准确吸取1.0ml试料待测液置于10ml容量瓶中，分别加入三氯化铝溶液2ml、乙酸钾溶液3ml，用70%甲醇溶液定容至刻度，摇匀，室温下放置30min。于波长420nm处测定吸光度值，将其带入标准曲线方程计算出总黄酮的浓度。水分含量的测定：按照GB/T 5497规定执行。结果计算：总黄酮含量（以干基结果表示）以芦丁的质量分数w计，数值以10-2或%表示，按以下公式计算：式中：C由标准曲线计算得出的待测试液的总黄酮浓度的数值，单位为毫克每毫升（mg/ml）；V待测试液的体积，单位为毫升（ml）；D试料的总稀释倍数；m试料的质量，单位为克（g）；H试样水分的质量分数。取平行测定结果的算术平均值为测定结果。计算结果表示到小数点后两位。（2）苦荞黄酮、苦荞菁油品质分析 苦荞黄酮品质分析理化指标测定水分测定：参照GB/T5497规定执行蛋白测定：参照GB/T5009.51985规定执行灰分测定：参照GB/T5009.41985规定执行脂肪测定：参照GB/T5009.62003规定执行纯度测定总黄酮含量的测定：参照NY/T12952007规定执行红外光谱测定：供试品与KBr混合压片法4000400cm-1红外光谱仪扫描以确定黄酮纯度，采用傅立叶红外光谱仪Nicolet NEXUS 670 FT-IR，该仪器由迈克逊干涉仪和数据处理系统组成，干涉仪将信号以干涉图的形式送往计算机进行Fourier变换，再经绘图仪、电传打字机就送出了红外光谱图。采用KBr压片法，将1-2mg的样品和200-300mg的溴化钾粉末，在玛瑙研钵中研磨混均，然后在压片机上压成透明的薄片进行测量，在4000400cm-1红外光谱仪扫描以确定黄酮纯度。 苦荞菁油品质分析理化指标测定参照GB/T5009.37食用植物油卫生标准分析方法，分别测定通过精制纯化后的苦荞菁油的折光率、酸价、皂化价、过氧化值、碘价和色泽。脂肪酸分析采用1515高效液相色谱仪（美国Waters公司），色谱条件：色谱柱：Pake MCH-5（5m，4.6mm150 mm），柱温，30。示差折光检测器：波长360nm。流动相：乙腈：H2O 梯度洗脱。流速：1mL/min。进料量：10L。精确移取各种脂肪酸的标准液配制成不同浓度的混标液，用混标液进行标准曲线、线性范围，相关系数和检出限的确定。根据保留时间和示差折光检测器所得紫外吸收谱图与标准谱图对比，对各种脂肪酸极性定性分析，用峰面积按外标法定量分析含量。（3）胶囊的感官、理化及微生物等指标的评价参照企业标准进行。9. 数据处理与分析所测定的数据均采用Excel和SPSS17.0版本统计软件进行数据统计与分析。五. 取得的主要研究成果 1. 苦荞中水分及总黄酮含量的测定结果（1）芦丁标准曲线的绘制图2 芦丁标准溶液浓度与吸光度的关系回归分析得到芦丁浓度C和吸光度A的回归方程为：C=0.0271A+0.0004，R2=0.993。表明芦丁浓度在0.00125mg/ml0.0200mg/ml范围内线性良好。（2）水分的测定结果表4 苦荞及其制品中的水分含量项目通渭苦荞粉通渭芦丁粉通渭苦荞种子通渭苦荞茶通渭苦荞壳会宁苦荞壳通渭苦荞麸皮会宁懿隆苦荞麸皮四川凉山苦荞麸皮会宁西北磨坊苦荞麸皮水分含量（%）13.1911.2212.5513.1010.5812.6910.8711.0210.6610.76（3）各种荞麦制品中总黄酮含量的试验结果表5 苦荞及其制品中的黄酮含量项目通渭苦荞粉通渭芦丁粉通渭苦荞种子通渭苦荞茶通渭苦荞壳会宁苦荞壳通渭苦荞麸皮会宁懿隆苦荞麸皮四川凉山苦荞麸皮会宁西北磨坊苦荞麸皮黄酮含量（%）0.883.461232.040.480.472.952.186.863.90以上结果显示，各种荞麦制品中除了芦丁粉中黄酮含量高于苦荞麸皮外，其他苦荞制品如苦荞粉、苦荞茶、苦荞壳中黄酮含量均低于苦荞麸皮中黄酮含量，苦荞麸皮以四川凉山的最优，其黄酮含量可达到6.86%，我省通渭县产的苦荞麸皮黄酮含量为2.95%，虽不如四川凉山，但从运输成本和带动我省农村经济发展等因素，最终选择通渭县的苦荞麸皮为研究原料。2. 亚临界萃取苦荞麸菁油（脱脂）工艺确定通过筛选组合，确定了亚临界法萃取苦荞麸油脂的工艺及参数，见图3所示。该法对苦荞麸油脂的提取率为3.15%。原料分拣造 粒R134a溶剂搅拌、超声波强化、萃取萃取液暂存釜罐搅拌、超声波强化、萃取搅拌、超声波强化、萃取一级解析浓缩二级解析浓缩参数：3050C；1104pa510-5pa参数：3045C；5105pa 1104pa参数：3050C；0.1 Mpa0.2 Mpa；4050MIN；次数：35次原料粉碎抽真空，排除不凝气自动上料搅拌、超声波强化、萃取抽真空抽真空加热脱溶、回收R134a溶剂压缩、回收溶剂脱脂苦荞原料3050；110-5pa 510-5pa抽真空苦荞油脂粗品图3 亚临界萃取苦荞麸油脂工艺流程3. 溶剂法提取苦荞黄酮研究（1）苦荞麸皮中黄酮提取最佳溶剂筛选表6 不同萃取剂提取效果萃取剂提取率（%）产品外观123平均甲醇43.5443.0142.8443.13棕褐色乙醇40.2341.9240.8641.00棕黄色丙酮45.6746.5946.9046.39灰绿色由表6可以看出，甲醇、乙醇、丙酮的提取率大小由高到低依次为：丙酮甲醇乙醇。对于苦荞麸皮中甲醇提取法总黄酮的提取率比乙醇提取法平均约高2.13%，丙酮比乙醇又高5.39%。但是丙酮挥发性强，有强烈刺激性气味且有毒，对人神经系统易造成伤害；甲醇容易挥发且有毒，对操作人员身体有害并污染环境。相比之下乙醇作萃取剂具有无毒、无残留、安全性好、价廉、易回收利用等优点, 且得到的产品外观性好，有可能通过设计成熟的工艺条件进行大规模的生产。综合各个因素考虑，最终选取乙醇作为萃取剂。（2）黄酮提取单因素试验结果 料液比对黄酮提取率影响在乙醇体积份数65%、浸提温度65、浸提时间2h的条件下，采用1:10、1:20、1:30、1:40和1:50的料液比进行浸提，结果如图4所示。图4 料液比对总黄酮提取率的影响由图4可知，苦荞麸皮中总黄酮的提取率随料液比的增加而提高，随着液体体积的增加，乙醇水溶液对黄酮的溶解能力也在增加，当料液比为1:301:50时，总黄酮提取率的增加逐渐变缓，通过对提取率、溶剂用量和能量损耗的综合考虑，料液比为1:30最佳。 乙醇体积份数对黄酮提取率的影响在料液比1:30（g：ml）、浸提温度65、浸提时间2h的条件下，采用体积份数为35%、50%、65%、80%和95%的乙醇进行浸提，结果如图5所示。图5 乙醇体积份数对总黄酮提取率的影响由图5可知，随着乙醇体积份数的增加，乙醇含量增加，能溶于乙醇中的黄酮含量也随之增加，苦荞麸皮中总黄酮提取率也在大幅度提高，整条曲线的斜率逐渐变小，说明随着乙醇体积份数的增加，虽然溶于乙醇溶液中的黄酮越来越多，但其增长率越来越低，这说明苦荞麸皮中的黄酮含量是有限的，当乙醇体积份数小于65%时，随着乙醇体积份数的增加，黄酮提取率增加的很明显，乙醇体积份数大于65%时，随着乙醇体积份数的增加，虽然黄酮提取率也在增加，但没有之前那么明显。综合考虑乙醇体积份数对总黄酮提取率及降解率的影响，选65%、75%、85%为进一步优化的范围。 浸提温度对黄酮提取率的影响在料液比1:30（g/ml）、乙醇体积份数65%、浸提时间2h的条件下，采用35、50、65、80和95的温度进行浸提，结果如图6所示。图6 浸提温度对总黄酮提取率的影响由图6可知，在浸提温度小于65时随着温度的增加，乙醇水溶液对黄酮的溶解能力增加，荞麦麸皮中总黄酮的提取率随之增加；当温度达到65时，荞麦麸皮中总黄酮的提取率达到最大；当浸提温度大于65时，随着温度的增加，乙醇挥发量也在增加，温度越高乙醇挥发得越剧烈，水溶液中乙醇含量的降低和芦丁降解酶在高于65时有可能失活导致了黄酮提取率的小幅度降低。综合以上因素，最终选取60、65、70为进一步优化的范围。 浸提时间对黄酮提取率的影响在料液比1:30（g/ml）、乙醇体积分数65%、浸提温度65的条件下，采用2h、3h、4h、5h、6h的浸提时间，结果如图7所示。图7 浸提时间对总黄酮提取率的影响由图7可知，在浸提时间小于5h时随着浸提时间的增加，乙醇水溶液对黄酮的溶解能力大幅度增加，荞麦麸皮中总黄酮提取率也在增加；当浸提时间达到5h时，荞麦麸皮中总黄酮的提取率最大；在浸提时间大于5h时，随着时间的延长，乙醇挥发量也在增加，时间越长乙醇挥发得越多，水溶液中乙醇含量的降低最终导致黄酮提取率的降低。通过对提取率和能量损耗的综合考虑，选3h、4h、5h为进一步优化的范围。（3）溶剂浸提最优工艺参数筛选表7 溶剂提取黄酮类物质正交试验结果试验组乙醇体积分数料液比温度时间空列提取率（%）1551：25603.5139.722551：30654244.253551：35704.5341.954551：40755439.45651：25654.5445.426651：30605343.257651：35753.5236.288651：40704141.289751：25705243.4510751：30754.5138.8211751：35604441.512751：40653.5343.813851：2575433814851：30703.5440.6715851：35655147.216851：40604.5242.89k141.33041.64841.84040.11741.755k241.55841.74845.16841.25841.718k341.89241.73341.83842.27041.750k442.19041.84338.12543.32541.748极差0.8600.1957.0433.2080.037表8 正交试验方差分析因素偏差平方和自由度F比F临界值显著性乙醇体积分数1.70930.0693.290料液比0.07730.0033.290*温度99.34234.0133.290时间22.63430.9143.290空列0.00330.0003.290误差123.7715通过表7各因素的极差值（R）可以看出，影响黄酮提取率的因素顺序为浸提温度浸提时间乙醇体积分数料液比，因此可以确定浸提温度对于充分提取苦荞麸皮中总黄酮具有重要的意义。从表8可以看出，浸提温度对黄酮的提取有极显著影响，其中乙醇体积分数以A4好，料液比以B3好，浸提温度以C2好，浸提时间以D4好，由于不考虑交互作用，故最终确定的最佳提取条件为：A4B3C2D4，乙醇体积分数85%，料液比(g:mL)1:35，浸提温度为65，浸提时间5h。该工艺下，荞麦麸皮中总黄酮的提取率为47.20%。4. 超声波增强-溶剂提取苦荞黄酮研究（1）超声波增强-溶剂提取单因素试验结果 超声波时间对黄酮提取率的影响在料液比为1:20（g/ml）、乙醇体积分数为30%、超声温度为70的条件下，采用10min、15min、20min、25min、30min的超声时间，结果如图8所示。图8 超声时间对总黄酮提取率的影响研究表明，在料液比为1:20（g/ml）、乙醇体积分数为30%、超声温度为70的条件下，随着超声波时间的延长，乙醇对黄酮类物质的萃取能力也大幅度增加，萃取出来的黄酮类物质会越来越多，总黄酮提取率也在增加，当超声波时间为30min时，苦荞麸皮中总黄酮提取率最大，达到58.00%。 超声波温度对黄酮提取率的影响在料液比为1:20（g/ml）、乙醇体积分数为30%、超声时间为30min的条件下，采用50、60、70、80、90的超声温度，结果如图9所示。图9 超声温度对总黄酮提取率的影响研究表明，在料液比为1:20（g/ml）、乙醇体积分数为30%、超声时间为30min的条件下，采用60的超声温度时，黄酮类物质提取率最高，可达到54.5%，随着温度的升高，分子运动速度加快，溶解速度也加快，黄酮提取率升高。但当温度过高时，超过60的情况下，其中的活性成分被破坏，黄酮提取率也随之下降。 料液比对黄酮提取率的影响在乙醇体积分数为30%、超声时间为30min、的条件下，超声温度为60的条件下，采用1:10、1:20、1:30、1:40、1:50的料液比，结果如图10所示。图10 料液比对总黄酮提取率的影响研究表明，在乙醇体积分数为30%、超声时间为30min、的条件下