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姜黄素在超声提取过程中,会被环境中的羟自由基氧化,降解生成阿魏酸,阿魏酸会进一步被氧化生成香兰素。活性物质阿魏酸和香料香兰素具有很高的经济价值。本文以姜黄素、阿魏酸、香兰素为研究对象,研究了姜黄素在超声场中降解的动力学特性;同时探索了单频超声、双频复合超声和双频交变超声对姜黄素的降解、阿魏酸和香兰素的生成的影响;并且考察了不同因素的影响程度;掌握了不同频率组合超声对反应的影响;用频率、功率、温度、乙醇浓度、pH和时间6个因素与产物浓度的相互关系建立数学模型。为研究姜黄素提取和阿魏酸与香兰素制备的学者提供参考和依据,完善超声系统知识和技术。 实验将姜黄素通过不同条件下的超声处理和空白对照对姜黄素进行降解反应,利用摸索出的姜黄素降解产物高效液相色谱同时检测法定量降解产物,得到了一系列不同反应条件下不同时间的产物浓度数据。实验确定姜黄素超声降解中间产物为阿魏酸,终产物为香兰素,降解过程为连串反应,符合动力学一级反应特性。通过对实验数据的分析,利用分离变量法,确定了超声条件下的动力学常数,得到动力学方程,建立了动力学模型,其计算值和实验值吻合性较好。通过单因素实验发现,姜黄素随功率、温度、乙醇浓度和pH值的升高,降解趋于剧烈。对于超声提取姜黄素的研究者来说,若要避免姜黄素降解,则应在不影响提取效果的情况下,尽量降低功率、温度、乙醇浓度和pH值。而频率为135kHz的超声波,对姜黄素的降解是微弱的。单因素实验数据还显示,阿魏酸产量在超声频率50kHz下最高,并且单频超声效果好于复频超声,阿魏酸浓度随超声功率、温度、乙醇浓度和pH的增加而升高,尤以pH对其影响最为明显。但在高温强碱性环境下,反应时间超过45min后,阿魏酸进一步降解,浓度急剧下降。香兰素在超声频率50/135kHz复频交变条件下产量最高,并且复频超声效果好于单频超声,香兰素浓度随超声功率、温度、乙醇浓度和pH的增加而升高,尤以pH和温度对其影响最为明显。通过均匀设计实验,以阿魏酸为目标产物优化设计时,超声频率50kHz下,超声功率100W,温度65℃,乙醇浓度30%,pH11时,阿魏酸浓度为0.81mg/L,产量最多。超声频率50/135kHz复频交变条件下,超声功率20W,温度80℃,乙醇浓度70%,pH11时,香兰素浓度为2.93mg/L,产量最多。对于提取姜黄素的研究者来说,需要解决的是如何控制条件,避免姜黄素的降解。而另一方面,我们也可以通过改变条件,促使姜黄素降解,从而为阿魏酸和香兰素的制备提供另一种途径。