超声波提取白藜芦醇工艺的研究

超声波提取白藜芦醇工艺的研究

白橙醇也被称为三酚，具有3、4、5-三羟基-1、2-二苯乙烯（3、4'，5-）等。存在于葡萄糖、虎杖、花、桑赞、松树、买麻藤、朝鲜怀属12种植物中。c14h12o3的saltic是无色的、难溶的和不易溶于水的72种植物中。它是一种溶于乙醇、氯仿、乙醇、乙酸乙酯、丙酮和二甲基溴的有机溶剂。存在的形式包括顺式和反式。白藜芦醇的药理功能主要有抗肿瘤、抗炎、抗菌、抗氧化、抗自由基、肝脏保护、神经保护、心血管保护、免疫调节等,其中,最令人瞩目的是其抗肿瘤作用。白藜芦醇的制备方法目前国内外研究较多的是从天然植物中提取,提取方法主要采用有机溶剂加热提取,耗时费事,成本高,工艺复杂,难以扩大化,生产实用性差。因此探索新的提取工艺技术,提高提取效率和工业化实施可行性尤为重要。超声波提取作为一种有效提取方法,在植物的有效成分提取中得到了广泛应用,应用超声技术来强化提取过程,可有效提高提取效率,缩短提取时间。而且,超声波破碎过程是一个物理过程,浸泡提取过程中无化学反应,被浸泡的化学成分的结构和性质不会发生变化。葡萄酒厂每年产生大量的葡萄穗轴废渣,目前国内还未见对其进行加工利用的报道,一般作为固体废料丢弃,造成资源浪费同时也对环境造成严重污染。若能利用这些葡萄穗轴提取白藜芦醇,加以合理利用,可以变废为宝,具有重要意义。1材料和方法1.1材料表面1.1.1醇标准品及乙醇葡萄穗轴为天津葡萄酒厂酿酒后废弃物;白藜芦醇标准品为美国Sigma公司产品;乙醇为医药级,天津市科锐思精细化工有限公司;甲醇、氯仿、乙酸乙酯、甲酸为分析纯,天津大学科威公司。1.1.2超声仪器和检测方法756MC型紫外可见分光光度计,上海精密科学分析仪器厂生产;ZF-2型四用紫外分析仪,上海顾村电光仪器厂生产;KQ-50B型超声波清洗器,频率为40kHZ,江苏昆山市超声仪器有限公司;RE52CS旋转蒸发器,上海亚荣生化仪器厂。1.2标准品比移值对比实验采用薄层色谱法进行定性分析和分离白藜芦醇,薄层板为2.5cm×10cmGF254硅胶板,展开剂为V(氯仿)∶V(乙酸乙酯)∶V(甲酸)=5.0∶4.0∶0.4,和标准品的比移值进行对照分析。定量分析采用紫外分光光度法,白藜芦醇在紫外光区306nm处有最大吸收,实验中提取浓缩液经薄层层析分离提纯后,用756MC型紫外可见分光光度计在306nm处测其吸光度值,由标准曲线计算出白藜芦醇浓度。1.3提取剂为单一溶剂称取一定量预先干燥粉碎好的过80目筛、留在120目筛上的葡萄穗轴废渣粉,加入适量的提取剂,置于锥形瓶中,施加超声波震荡处理提取一定时间,提取液用旋转蒸发器蒸发掉乙醇浓缩,用薄层层析法分离,收集白藜芦醇斑点后用甲醇溶解后,使用紫外分光光度计测其吸光度值,由标准曲线计算出样品溶液中的白藜芦醇浓度,进而计算出溶液中的白藜芦醇的质量。1.4溶解甲醇，稀释甲醇精密称取白藜芦醇标准品,置于容量瓶中,用甲醇溶解并稀释到刻度定容。分别配制不同浓度的标准溶液,用紫外可见分光光度计在306nm处测其光度值。制作得标准曲线。2结果与分析2.1单因素实验2.1.1白垩系黄农民家造林后白助黄醇提取率的变化超声时间对提取率的影响如图1,可见超声波作用时间1～2min,白藜芦醇提取率增长速度最快,2～5min时增长缓慢,当作用时间达5min后,提取率不再增加。所以最佳作用时间为5min。2.1.2在不同温度下的实验结果对于超声波辅助提取来说,提取温度也是一个很重要的影响因素。在其他条件相同的情况下,在30～70℃温度范围内进行了实验。实验结果如图2,可以看出提取率随温度的升高而增大,但考虑高温下白藜芦醇的酚羟基容易氧化,乙醇挥发而引起的损耗也较大,能源消耗也较高,综合考虑最终确定60℃为较优提取温度。2.1.3不同占空比的实验结果主要体现超声时间与间隙时间(脱气时间)之比称占空比,占空比对于控制液体中由超声波产生的空化现象及其附加作用,有明显影响。采用不同占空比实验结果如表1所示。可见占空比对白藜芦醇提取率影响规律不明显,但占空比对白藜芦醇提取率的影响较显著,这方面的机理有待于进一步探讨。由表1可看出占空比1∶1时提取率较高,可达到0.27%,所以较优占空比为1∶1。2.1.4质量比实验结果固液比小,可增加固液两相中白藜芦醇的浓度梯度,有利于提取率的增加,但固液比太小,增加溶剂回收成本。在一定温度下进行提取,固液比选定范围为1∶(9～26)(质量比),实验结果如图3所示。由图3可以看出:固液比在1∶(9～17)时,白藜芦醇提取率随着固液比的减小而增加;固液比为1∶17时,提取率最高,但固液比继续减小,白藜芦醇提取率反而下降。这是由于在固液两相间,除了溶解平衡外,还存在吸附平衡,吸附主要是基于固体表面对邻近溶质分子的亲合作用,低温有利于吸附,高温有利于脱附,从而对溶质提取率产生一定的影响。由于固液比的减小,在产生相同热量的条件下,提取液温度下降,吸附作用增强导致提取率下降。所以固液比1:17为宜。2.2超声条件的确定在单因素实验的基础上设计了4因素3水平的正交试验,如表2,实验结果见表3。从极差Rj的大小可知,4因素中提取温度对白藜芦醇提取率影响最显著,其次为占空比,提取时间和固液比的影响最小。由单因素及正交实验得到了最优提取条件,即最优搭配方案为:A3B3C3D1,即超声作用时间为6min,占空比1∶2,提取温度为70℃,固液比为1∶13。为了验证正交实验最优化的条件,取葡萄穗轴废渣10g,按照固液比1∶13加入体积分数为60%乙醇150mL,在70℃下超声提取6min,白藜芦醇提取率达到0.33%,是实验范围内的最高值。2.3超声提取白垩系有机溶剂提取率取葡萄穗轴废渣10g,按照固液比1∶13加入体积分数为60%乙醇150mL,在70℃下加热提取4h,白藜芦醇提取率达到0.34%,可见超声波提取6min与有机溶剂加热提取4h的提取效果相当,超声波提取法可大大缩短提取时间,提高提取效率。3超声强化提取工艺此实验以安全无毒的乙醇作提取剂,采用超声波法从葡萄穗轴废渣中提取高附加值的抗癌药白藜芦醇,对开发一条新型高效绿色环保型工艺进行了有益的探索。通过单因素及正交实验得出了最优化条件,在此条件下超声提取6min的