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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 用響應(yīng)面法優(yōu)化微波提取苦蕎麩皮總黃酮工藝的研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 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：
- 本課題為探究提取苦蕎麩皮總黃酮的最佳工藝條件，利用微波提輔助取苦蕎麩皮中總黃酮類(lèi)化合物。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面分析法對(duì)提取苦蕎麩皮總黃酮工藝中的液固比、微波功率、提取時(shí)間三個(gè)主要因素進(jìn)行了優(yōu)化。該提取工藝的最佳條件為：固液比1:47.68（g/ml）、微波功率510.8w和提取時(shí)間49.03s，實(shí)際測(cè)得的總黃酮得率66.58 mg/g，提高了13.83%.
- 詳細(xì)介紹：
- 苦蕎學(xué)名韃靼蕎麥，生長(zhǎng)在海拔比較高污染源很少的地區(qū)?？嗍w集七大營(yíng)養(yǎng)素于一身，它不是藥，不是保健品，而是能當(dāng)飯吃的食品。它有著卓越的營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值和非凡的食療功效。它不屬禾本科，而屬蓼科，與人們所熟悉的“何首烏、大黃”等是親兄弟，是國(guó)際糧農(nóng)組織公認(rèn)的優(yōu)秀糧藥兼用糧種，是我國(guó)藥食同源文化的典型體現(xiàn)?？嗍w被譽(yù)為“五谷之王”、“三降食品（降血壓，降血糖，降血脂）”。苦蕎麥中的黃酮類(lèi)物質(zhì)，主要成分為蘆丁，其含量占總黃酮的70%—80%。蘆丁又名維生素P，具有降低毛細(xì)血管脆性，改善微循環(huán)的作用，在臨床上主要用于糖尿病、高血壓的輔助治療。植物中黃酮類(lèi)化合物的提取方法主要有溶劑提取法、微波輔助提取法、超聲輔助提取法、酶解法、超臨界流體萃取法、大孔樹(shù)脂吸附法和超濾法等。其中微波輔助提取法是近年來(lái)發(fā)展較快的新型提取方法，具有高效性、強(qiáng)選擇性、提取時(shí)間短、能耗低、節(jié)約溶劑等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于食品和醫(yī)藥等工業(yè)領(lǐng)域。 本研究為了探索出了苦蕎麩皮中總黃酮類(lèi)化合物的最優(yōu)提取工藝，為更進(jìn)一步提高苦蕎的綜合利用率，降低生產(chǎn)成本，改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。利用微波提取苦蕎麩皮中總黃酮類(lèi)化合物,在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用先進(jìn)的響應(yīng)面分析方法（Response Surface Analysis，RSA），通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)提取苦蕎麩皮總黃酮工藝中的液固比、微波功率、提取時(shí)間三個(gè)主要因素進(jìn)行優(yōu)化，以總黃酮得率為試驗(yàn)指標(biāo)，進(jìn)行試驗(yàn)研究。 最后經(jīng)過(guò)響應(yīng)面分析方法分析，得出微波功率和固液比是影響苦蕎麩皮總黃酮提取率的主要因素。該提取工藝的最佳條件為：固液比1:47.68（g/ml）、微波功率510.8w和提取時(shí)間49.03s，在此條件下苦蕎麩皮總黃酮提取率的理論值可達(dá)66.67mg/g。將提取工藝參數(shù)修正為微波功率510 w，提取時(shí)間49s，固料比1：48（g/ml），實(shí)際測(cè)得的總黃酮得率66.58 mg/g。 該研究得出了苦蕎麥麩皮總黃酮最佳提取工藝，能有效地提高苦蕎的綜合利用率，降低生產(chǎn)成本，具有較強(qiáng)的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益。
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作品專(zhuān)業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 研究目的：本試驗(yàn)探索出了苦蕎麩皮中總黃酮類(lèi)化合物的最優(yōu)提取工藝，為更進(jìn)一步提高苦蕎的綜合利用率，降低生產(chǎn)成本，改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。 研究思路：利用微波提取苦蕎麩皮中總黃酮類(lèi)化合物,在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面分析法對(duì)提取總黃酮工藝中的液固比、微波功率、提取時(shí)間三個(gè)主要因素進(jìn)行了優(yōu)化試驗(yàn)。以總黃酮得率為試驗(yàn)指標(biāo)，進(jìn)行試驗(yàn)研究。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 1.該科研率先采用先進(jìn)的響應(yīng)面分析方法（Response Surface Analysis），通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)提取苦蕎麩皮總黃酮工藝中的液固比、微波功率、提取時(shí)間三個(gè)主要因素進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)，探索出最優(yōu)總黃酮提取工藝。 2.微波提取與傳統(tǒng)提取方法相比，節(jié)約大量時(shí)間，成本更低，效率更高。 3.苦蕎麩皮中總黃酮最優(yōu)提取工藝，能有效地提高苦蕎的綜合利用率，降低生產(chǎn)成本，具有較強(qiáng)的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 黃酮類(lèi)化合物是存在于自然界的一類(lèi)化合物，在食品和醫(yī)療工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用?？嗍w中黃酮含量較為豐富，現(xiàn)階段對(duì)苦蕎的開(kāi)發(fā)主要集中在苦蕎麥的籽粒，而對(duì)其副產(chǎn)物苦蕎麩皮的開(kāi)發(fā)較少。本研究探索出了苦蕎麩皮總黃酮的最優(yōu)提取工藝，為更進(jìn)一步提高苦蕎的綜合利用率，降低生產(chǎn)成本，改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 為探究提取苦蕎麩皮總黃酮的最佳工藝條件，本文利用微波提取苦蕎麩皮中總黃酮類(lèi)化合物,在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面分析法對(duì)提取苦蕎麩皮總黃酮工藝中的液固比、微波功率、提取時(shí)間三個(gè)主要因素進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明，微波功率和固液比是影響苦蕎麩皮總黃酮提取率的主要因素。該提取工藝的最佳條件為：固液比1:47.68（g/ml）、微波功率510.8w和提取時(shí)間49.03s，在此條件下苦蕎麩皮總黃酮提取率的理論值可達(dá)66.67mg/g。將提取工藝參數(shù)修正為微波功率510 w，提取時(shí)間49s，固液比1：48（g/ml），實(shí)際測(cè)得的總黃酮得率66.58 mg/g
獲獎(jiǎng)情況
- 已向《食品科學(xué)》雜志社投稿
鑒定結(jié)果
- 本課題是涼山州科研項(xiàng)目，苦蕎麥高值化研究的一項(xiàng)子課題，主要研究應(yīng)用微波輔助原理，從苦蕎麥麩皮中提取黃酮的工藝。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究得出黃酮的率為66.58mg/g，具有一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
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同類(lèi)課題研究水平概述
- 目前對(duì)苦蕎麥中黃酮類(lèi)物質(zhì)的提取的研究方法多為回流法、索式提取法、熱水浸提、堿提酸沉法、超聲輔助提取法、微波提取法、超臨界流體萃取法、酶解法提取等。 蕎麥的莖和葉采用甲醇索式提取方法，先用乙醚浸泡除雜,再用甲醇于80℃水浴中索式提取8小時(shí),濃縮得黃酮類(lèi)提取物,紫外測(cè)定蕎麥秸中黃酮類(lèi)含量為6.16%。 熱水浸提法的優(yōu)點(diǎn)是成本低、安全、適合于工業(yè)化生產(chǎn)。缺點(diǎn)是熱水提取出的雜質(zhì)較多且由于苦蕎中淀粉含量較高,用熱水浸提后藥液粘度較大、濾過(guò)困難。周瑞雪等對(duì)苦蕎進(jìn)行水提取工藝的研究。通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)考察優(yōu)選出熱水提取法的最佳工藝:浸泡時(shí)間9h,料液比1∶15,提取時(shí)間2h/次,提取次數(shù)2次。水提法得到的苦蕎總黃酮純度可達(dá)到10%以上。 類(lèi)黃酮含有較多的酚羥基,呈弱酸性,在堿性溶液中溶解度較大,在酸性溶液中,類(lèi)黃酮即可沉淀析出。楊德全等采用堿提取酸沉淀加醇(甲醇、乙醇和異丙醇)的方法。采用堿提取酸沉淀加乙醇的方法從苦蕎中提取蘆丁的較佳條件:苦蕎稀堿溶液(PH值8-9):乙醇=1∶15∶6(重量比),酸中和時(shí)PH為4。該法提取率高,工藝簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便,成本低廉。 張杰用超聲提取法研究苦蕎中黃酮的提取工藝的最佳條件為:乙醇濃度80%,提取溫度60℃,超聲時(shí)間30min,料液比1∶3。 微波提取技術(shù)主要是應(yīng)用微波具有的熱特性,使物體本身被加熱,從而促進(jìn)有效成分的溶出。王軍等對(duì)微波提取苦蕎麩皮總黃酮的工藝進(jìn)行了研究。試驗(yàn)結(jié)果表明微波提取的最佳工藝條件為:微波功率中檔,微波加熱120s,乙醇濃度80%,料液比1∶50。該工藝條件下固形物收率達(dá)5.51%。 超臨界流體萃取技術(shù)是一種新型綠色分離技術(shù),具有工藝簡(jiǎn)單、操作方便等傳統(tǒng)工藝不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。其工藝流程如下:原料一裝柱一CO2超臨界流體萃取儀(控制合適的溫度、壓力)一萃取一降壓一產(chǎn)品。 酶法提取技術(shù)是通過(guò)加入某些特定的酶,使包裹于植物細(xì)胞內(nèi)的有效成分轉(zhuǎn)移到溶媒中。近年來(lái),纖維素酶被應(yīng)用于中藥有效成分的提取,采用纖維素酶酶解可破壞細(xì)胞壁,進(jìn)而有利于有效成分的提取。王敏等研究了苦蕎莖葉粉中總黃酮酶法提取工藝。提取的最佳工藝條件:酶解溫度55℃,加酶量3.0/L,PH值6.5,酶解90min,在90℃下用水提取3次,每次30min,總黃酮得量可達(dá)1.47%。
