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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- *響應(yīng)曲面法優(yōu)化紅棗熊果酸微波提取工藝
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 目前熊果酸來(lái)源少，紅棗開(kāi)發(fā)利用少，以紅棗為原料提取熊果酸的報(bào)道不多，為紅棗的開(kāi)發(fā)利用提供新思路增加其附加值，促使我國(guó)紅棗快速健康發(fā)展，本項(xiàng)目在參考大量文獻(xiàn)基礎(chǔ)上研究微波法提取紅棗熊果酸。 據(jù)中心組合(Box-Behnken)試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，采用響應(yīng)曲面法對(duì)紅棗熊果酸的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果顯示，微波法提取紅棗熊果酸的提取率達(dá)2.686 mg/g。
- 詳細(xì)介紹：
- 本項(xiàng)目研究的熊果酸具有抗致癌、抗促癌、鎮(zhèn)靜、抗炎、抗菌、抗?jié)兛固悄虿?、降低血糖等生理作用。以陜北紅棗為原料提取熊果酸，一是優(yōu)化紅棗熊果酸的提取工藝條件，為實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)提供理論參考；二是促進(jìn)紅棗熊果酸的提取技術(shù)快速發(fā)展，促使其早日應(yīng)用于醫(yī)藥食品方面；三是加大陜北紅棗資源深度加工，增加其附加值，促進(jìn)紅棗經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。 本項(xiàng)目首先通過(guò)單因素試驗(yàn)考察各因素對(duì)紅棗熊果酸提取率的影響，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上選取試驗(yàn)因素與水平，根據(jù)中心組合(Box-Behnken)試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理確定各工藝條件的影響因素對(duì)紅棗中熊果酸提取率的影響，得出最優(yōu)工藝條件，為將來(lái)工業(yè)化生產(chǎn)熊果酸提供理論參考。 本項(xiàng)目采用現(xiàn)代微波提取法，可有效地保護(hù)有效成分，縮短了操作時(shí)間，具有產(chǎn)率高，溶劑用量少，無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)；采用現(xiàn)代分析儀器檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠性高，誤差??；采用SAS8.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果先進(jìn)科學(xué)，可信度高。 結(jié)果顯示，乙醇體積分?jǐn)?shù)77%、液料比20:1( mL/g)、提取溫度76 ℃、微波功率300 W、微波作用時(shí)間90 s為紅棗熊果酸微波提取的最佳工藝條件，可使紅棗熊果酸提取率達(dá)2.686 mg/g。
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作品專業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 本項(xiàng)目研究的熊果酸具有抗癌、鎮(zhèn)靜、抗炎等生理作用。以陜北紅棗為原料提取熊果酸，一是優(yōu)化紅棗熊果酸的提取工藝條件，為工業(yè)化生產(chǎn)提供理論參考；二是加大陜北紅棗資源深加工，促進(jìn)紅棗經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。 本項(xiàng)目首先通過(guò)單因素試驗(yàn)考察各因素對(duì)提取率的影響，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，根據(jù)中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理確定各因素對(duì)紅棗中熊果酸提取率的影響，得出最優(yōu)工藝條件，為將來(lái)工業(yè)化生產(chǎn)熊果酸提供理論參考。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 科學(xué)性：在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，根據(jù)中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理優(yōu)化提取工藝，結(jié)果準(zhǔn)確。利用紫外線光譜掃描熊果酸樣品，采用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。 先進(jìn)性：本項(xiàng)目采用現(xiàn)代微波提取法；采用現(xiàn)代分析儀器檢測(cè)，誤差??；采用SAS8.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析，結(jié)果科學(xué)可信度高。 獨(dú)特之處：目前以紅棗為原料提取熊果酸報(bào)道不多，本項(xiàng)目為紅棗熊果酸工業(yè)化生產(chǎn)提供理論參考。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 價(jià)值：本項(xiàng)目研究的熊果酸在醫(yī)藥、功能食品等領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大，但難以化學(xué)合成，來(lái)源少，而本項(xiàng)目研究紅棗熊果酸提取工藝條件，可為熊果酸提供新來(lái)源。 意義：我國(guó)棗資源十分豐富，但對(duì)紅棗深加工的綜合開(kāi)發(fā)利用不多，特別是對(duì)爛棗和落地棗。研究表明，紅棗中熊果酸含量較為可觀，利用各類紅棗提取熊果酸極具開(kāi)發(fā)潛力；本項(xiàng)目可提高紅棗附加值，促進(jìn)紅棗產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展；鍛煉大學(xué)生創(chuàng)新能力及動(dòng)手操作能力。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 為進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)利用紅棗資源，采用響應(yīng)曲面法對(duì)紅棗熊果酸的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上選取試驗(yàn)因素與水平，根據(jù)中心組合(Box-Behnken)試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理采用3因素3水平的響應(yīng)曲面分析法，依據(jù)回歸分析確定各工藝條件的影響因素，以紅棗熊果酸提取率為響應(yīng)值作響應(yīng)曲面和等高線。結(jié)果顯示，乙醇體積分?jǐn)?shù)77%、液料比20:1( mL/g)、提取溫度76 ℃、微波功率300 W、微波作用時(shí)間90 s為紅棗熊果酸微波提取的最佳工藝條件，可使紅棗熊果酸提取率達(dá)2.686 mg/g。
獲獎(jiǎng)情況
- 論文：“響應(yīng)曲面法優(yōu)化紅棗熊果酸微波提取工藝”，發(fā)表在《貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)》（中文核心期刊）雜志，2010年第8期。
鑒定結(jié)果
- 乙醇體積分?jǐn)?shù)77%、液料比20:1( mL/g)、提取溫度76 ℃、微波功率300 W、微波作用時(shí)間90 s為紅棗熊果酸微波提取的最佳工藝條件，可使紅棗熊果酸提取率達(dá)2.686 mg/g。
參考文獻(xiàn)
- [1] 陳小全,劉靜靜,邵輝瑩等.紅棗色素提取方法的改進(jìn)及穩(wěn)定性試驗(yàn)[J].中國(guó)釀造,2009,(1):128～130. [2] 李銘芳,席峰,李清龍等.紅棗中生物黃酮的提取及分析方法研究[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2009, 31 (6): 1156～1159. [3] 高岐,竇憲民.微波輔助法提取蛇舍草中熊果酸的研究[J].食品工業(yè)科技,2009,30(10):257～258. [4] 李勝華,伍賢進(jìn),郁建平等.超聲波提取翻白草中熊果酸工藝優(yōu)化研究[J]. 食品科學(xué), 2007, 28 (0 8):160～164. [5] 黎海彬.山楂中熊果酸提取分離的工藝研究[J].食品科學(xué), 2009, 30 (16): 177～180. [6] 吳有煒.試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理(第一版) [M].蘇州:蘇州大學(xué)出版社, 2002, 115-154.
同類課題研究水平概述
- 熊果酸是一種五環(huán)三萜類化合物，具有廣泛的生物活性，尤其在抗癌、抗腫瘤、抗氧化、保肝和降血脂等方面有顯著作用。但熊果酸較難化學(xué)合成，主要從植物體內(nèi)提取。熊果酸在植物中的分布很廣，主要分布在女貞子、山楂、白花蛇舌草等植物中。 目前，熊果酸的提取技術(shù)主要有：回流提取法、微波提取法、超聲波提取法、超臨界提取法等。 回流提取法由于操作簡(jiǎn)單方便，熊果酸提取的相關(guān)研究報(bào)道多采用該方法提取，且主要集中在對(duì)不同原料工藝條件的改進(jìn)，以期拓寬熊果酸的提取原料。但這種提取方法需消耗大量的溶劑，提取時(shí)間較長(zhǎng)，料液長(zhǎng)時(shí)間受熱容易使其中的有效成分發(fā)生改變。 超聲波提取技術(shù)主要應(yīng)用于小型實(shí)驗(yàn)室，要用于大規(guī)模生產(chǎn)，還要解決有關(guān)設(shè)備的問(wèn)題。李開(kāi)泉等研究發(fā)現(xiàn)，枇杷葉中的熊果酸提取率比回流法高36.1%。由于超聲波提高提取效率，因此超聲波提取更簡(jiǎn)單、快捷。但受超聲波功率限制，大規(guī)模生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性不好。 超臨界流體提取法可在近常溫條件下提取分離有效成分，無(wú)有機(jī)溶劑殘留，產(chǎn)品純度高，收率高等優(yōu)點(diǎn)。然而該方法操作壓力高、能量消耗大、設(shè)備放大時(shí)制造成本高。蔣盛巖等研究發(fā)現(xiàn)，采用超臨界二氧化碳萃取法萃取枇杷葉中的熊果酸，萃取效果好，萃取物中熊果酸含量高，基本不含其他雜質(zhì)成分。 微波提取利用微波所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)加快被提取部分成分向提取溶劑界面擴(kuò)散速率，從而使提取速率提高數(shù)倍，同時(shí)還降低了提取溫度，最大限度保證提取的質(zhì)量。高岐等人采用微波法從中藥材蛇舌草中提取熊果酸，最佳工藝條件為：料液比1：20、提取功率440W、提取時(shí)間3min。與傳統(tǒng)溶劑提取法的對(duì)比試驗(yàn)表明，微波法不僅節(jié)省時(shí)間、提取效率高, 而且操作簡(jiǎn)便、快速、結(jié)果令人滿意。 微波提取技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)比較成熟，雖然規(guī)?；a(chǎn)尚存在一定的問(wèn)題，但隨著我國(guó)中草藥走向國(guó)際，生產(chǎn)現(xiàn)代化工業(yè)化，采用微波技術(shù)生產(chǎn)中草藥活性成分是必經(jīng)之路，所以本項(xiàng)目采用微波法提取熊果酸的工藝研究具有很大的意義， 由于目前對(duì)熊果酸需求很大，因此探索出一種成本低、產(chǎn)率高、無(wú)污染、無(wú)毒害、適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)熊果酸的方法是具有廣闊前景的。本項(xiàng)目旨在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，根據(jù)中心組合(Box-Behnken)試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理優(yōu)化提取工藝，找到最適宜的提取條件，并用微波輔助的方式，提高浸提效果，易于用于工業(yè)化生產(chǎn)，所以本項(xiàng)目的工業(yè)應(yīng)用前景極為廣闊。
