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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 響應(yīng)面法優(yōu)化牛蒡葉綠原酸的提取工藝
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類(lèi)：
- 生命科學(xué)
- 大類(lèi)：
- 自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文
- 簡(jiǎn)介：
- 本論文針對(duì)牛蒡葉中綠原酸提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，擬合回歸方程并進(jìn)行相應(yīng)面分析，得出的數(shù)學(xué)模型能較好的指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐，為綠原酸新資源的開(kāi)發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。
- 詳細(xì)介紹：
- 牛蒡(Arctium lappa L．)為2年生菊科草本植物，其既是營(yíng)養(yǎng)豐富的蔬菜，又是藥用價(jià)值很高的中藥材。近年來(lái)牛蒡作為一種具有營(yíng)養(yǎng)與保健功能的食品而受到消費(fèi)者的喜愛(ài)。牛蒡根、籽、葉皆可入藥，具有清熱解毒、抗菌消炎的作用，不僅可降低膽固醇、促進(jìn)腸道蠕動(dòng)、幫助消化、防止便秘，還能夠預(yù)防肥胖、高血壓，并且對(duì)糖尿病有輔助治療作用。 研究表明，牛蒡籽、根、葉中含有多種活性成分，具有重要的生理功能，如牛蒡葉、籽中含有木酯體、綠原酸等，牛蒡莖和葉中含有較多菊粉。綠原酸具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤、降血脂及抗氧化活性的功能；木脂體具有抗腫瘤、抗病毒等多種重要的生物活性和藥理作用 ；菊粉在人的胃和小腸不能被酶消化，而直接到達(dá)大腸，能夠促進(jìn)雙歧桿菌、乳酸桿菌的生長(zhǎng)和活動(dòng)并抑制有害菌的生長(zhǎng)，同時(shí)具有調(diào)節(jié)血脂、降低血糖、免疫調(diào)節(jié)和抗腫瘤等生理活性。牛蒡還含有其他多酚類(lèi)和生物活性成分，也具有重要的生理功能。因此，牛蒡及其產(chǎn)品具有重要的藥用價(jià)值和保健功能。目前，我國(guó)牛蒡的種植面積及產(chǎn)量逐步擴(kuò)大，除出口外，多用于鮮食，牛蒡深加工制品寥寥無(wú)幾，為加強(qiáng)牛蒡資源的開(kāi)發(fā)和深加工，要運(yùn)用現(xiàn)代食品加工技術(shù)，最大限度地綜合利用牛蒡根、莖、葉、籽制取生物活性成分，并進(jìn)行功能性食品開(kāi)發(fā)。 在論文中，我們采用響應(yīng)面分析法對(duì)牛蒡葉中綠原酸的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上選取實(shí)驗(yàn)因素與水平，根據(jù)正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理采用3因素5水平的響應(yīng)面分析法，在分析各個(gè)因素的顯著性和交互作用后得出牛蒡葉綠原酸的最佳提取工藝條件。得出的數(shù)學(xué)模型能較好的指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐，為綠原酸新資源的開(kāi)發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，最佳提取條件為：乙醇濃度為70.9%、料液比為1:20.9，浸提溫度為80.9℃，浸提時(shí)間2h，牛蒡葉粒度40目，浸提2次，溶液pH值2，在最優(yōu)條件下，綠原酸的提取率可達(dá)3.70%。
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作品專(zhuān)業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 目的：對(duì)牛蒡葉中綠原酸提取工藝進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，為實(shí)際的生產(chǎn)工藝提供試驗(yàn)依據(jù)。 基本思路：對(duì)牛蒡葉中綠原酸進(jìn)行定性定量分析，并優(yōu)化提取及純化工藝，為牛蒡資源的開(kāi)發(fā)利用提供試驗(yàn)依據(jù)。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 選題的科學(xué)性： 牛蒡莖葉部分多用廢棄處理，造成浪費(fèi)，如能以牛蒡莖葉為原料提取綠原酸，將較大幅度的降低綠原酸的生產(chǎn)成本，增加牛蒡的附加值，推動(dòng)牛蒡的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。 先進(jìn)性及獨(dú)特性： 關(guān)于牛蒡葉中綠原酸的研究較少,而且大都針對(duì)其分離純化后的精制及鑒定。本論文針對(duì)牛蒡葉中綠原酸提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，擬合回歸方程并進(jìn)行相應(yīng)面分析，得出的數(shù)學(xué)模型能較好的指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐，為綠原酸新資源的開(kāi)發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 牛蒡主要食用部分為根，莖葉部分大多用作飼料或廢氣處理，浪費(fèi)了大量材料，研究表明，牛蒡葉中粗綠原酸含量達(dá)到3.5％以上。如能以牛蒡莖葉為原料提取綠原酸，將較大幅度的降低綠原酸的生產(chǎn)成本，同時(shí)增加牛蒡的附加值，這對(duì)于推動(dòng)牛蒡的產(chǎn)業(yè)化、促進(jìn)牛蒡產(chǎn)區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整都有著顯著的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 采用響應(yīng)面分析法對(duì)牛蒡葉中綠原酸的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上選取實(shí)驗(yàn)因素與水平，根據(jù)正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理采用3因素5水平的響應(yīng)面分析法，在分析各個(gè)因素的顯著性和交互作用后得出牛蒡葉綠原酸的最佳提取工藝條件，結(jié)果表明，最佳提取條件為：乙醇濃度為70.9%、料液比為1:20.9，浸提溫度為80.9℃，浸提時(shí)間2h，牛蒡葉粒度40目，浸提2次，溶液pH值2，在最優(yōu)條件下，綠原酸的提取率可達(dá)3.70%。
獲獎(jiǎng)情況
- 無(wú)
鑒定結(jié)果
- 在最優(yōu)條件下，綠原酸實(shí)際提取率為3.50%。提取液顏色較深。綠原酸粗提液在提取濃縮后放置于冰箱中冷藏保存過(guò)夜后有大量綠色沉淀，判斷其沉淀可能為脂溶性色素，而非實(shí)驗(yàn)所需物質(zhì)。需進(jìn)一步提純優(yōu)化。
參考文獻(xiàn)
- 參考文獻(xiàn)： [1] 羅銘清.中草藥有效成分理化與藥理活性[M].長(zhǎng)沙：湖南科技出版社，1982：225- 226. [2] 陳紹華， 王亞琴， 羅立新.天然產(chǎn)物綠原酸的研究進(jìn)展[J].食品科技，2008,(2),195-198. [3] 劉世名，陳靠山，Willibald Schliemann，等.Polyamide SC6柱層析/RP—HPLC/LC-ESI-MS分離純化鑒定牛蒡葉中的綠原酸[J].藥物分析雜志，2003，23(2)：140-143.
同類(lèi)課題研究水平概述
- 牛蒡?yàn)?年生菊科草本植物，其既是營(yíng)養(yǎng)豐富的蔬菜，又是藥用價(jià)值很高的中藥材。牛蒡根、籽、葉皆可入藥，不僅可降低膽固醇、促進(jìn)腸道蠕動(dòng)、幫助消化、防止便秘，還能夠預(yù)防肥胖、高血壓，并且對(duì)糖尿病有輔助治療作用。 研究表明，牛蒡籽、根、葉中含有多種活性成分，具有重要的生理功能，如牛蒡葉、籽中含有木酯體、綠原酸等，牛蒡莖和葉中含有較多菊粉。綠原酸具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤、降血脂及抗氧化活性的功能；木脂體具有抗腫瘤、抗病毒等多種重要的生物活性和藥理作用 ；菊粉在人的胃和小腸不能被酶消化，而直接到達(dá)大腸，能夠促進(jìn)雙歧桿菌、乳酸桿菌的生長(zhǎng)和活動(dòng)并抑制有害菌的生長(zhǎng)，同時(shí)具有調(diào)節(jié)血脂、降低血糖、免疫調(diào)節(jié)和抗腫瘤等生理活性。牛蒡還含有其他多酚類(lèi)和生物活性成分，也具有重要的生理功能。因此，牛蒡及其產(chǎn)品具有重要的藥用價(jià)值和保健功能。 牛蒡各部位成分的研究現(xiàn)狀: 劉杰，時(shí)謹(jǐn)研究了牛蒡中菊糖的提取與測(cè)定方法，研究結(jié)果表明，牛蒡根富含菊糖，菊糖含量為牛蒡根濕重的13.8%。并確定了菊糖最佳浸提條件。郝林華，陳靠山等對(duì)牛蒡中菊糖進(jìn)行了提取、分析并進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定表明牛蒡根中提取的寡糖組成僅含有果糖及少量的葡萄糖，具有菊糖類(lèi)物質(zhì)的一般特征。黃順福等用ICP—MS電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測(cè)定微量元素含量，用HPLC法測(cè)定維生素。結(jié)果表明錳的含量高，鋅、銅次之；維生素C的含量最高，胡蘿卜素、維生素E的含量次之。牛蒡根中含有的天門(mén)冬氨酸、精氨酸具有健腦的功效；牛蒡菊糖具有治療冠心病、糖尿病等作用；綠原酸還能抗艾滋病病毒、抗過(guò)敏等作用。 目前，我國(guó)牛蒡的種植面積及產(chǎn)量逐步擴(kuò)大，除出口外，多用于鮮食，牛蒡深加工制品寥寥無(wú)幾，要進(jìn)一步拓展牛蒡的應(yīng)用范圍。為加強(qiáng)牛蒡資源的開(kāi)發(fā)和深加工，要運(yùn)用現(xiàn)代食品加工技術(shù)如冷凍干燥技術(shù)、微膠囊技術(shù)、噴霧干燥技術(shù)等研制方便牛蒡粉，最大限度地保留其中的營(yíng)養(yǎng)和保健成分。功能性食品的開(kāi)發(fā)利用是當(dāng)今世界的潮流，要加強(qiáng)研究利用牛蒡原料提取生物活性物質(zhì)如木脂體、綠原酸、菊粉(或用微生物產(chǎn)生的內(nèi)切酶將之酶解為功能性低聚果糖)等進(jìn)行功能性食品開(kāi)發(fā)；還可開(kāi)發(fā)牛蒡中提取的生物活性成分制成日用化妝品如美容、護(hù)膚、護(hù)發(fā)用品。在綜合利用牛蒡根、莖、葉、籽制取生物活性成分之后，進(jìn)行膳食纖維的提取，剩余的下腳料可用于飼料產(chǎn)品的加工，從而形成梯級(jí)鏈?zhǔn)介_(kāi)發(fā)的生產(chǎn)模式，提高牛蒡產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。
