万寿菊中叶黄素及黄酮的提取与纯化工艺研究

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万寿菊(Tagetes erecta L.)原产墨西哥,又名金盏菊、臭芙蓉,是富含叶黄素、黄酮类物质的天然原料,被广泛应用于食品、化妆品、医药、烟草、禽类饲料等领域,是一种极其丰富而宝贵的自然资源。本文探讨了叶黄素酯的超声波提取,通过单因素实验及正交实验,研究了提取时间、提取温度、料液比和超声波功率四个参数对叶黄素酯收率的影响。实验结果表明:料液比对叶黄素酯收率影响显著。叶黄素酯超声波提取最优工艺条件为:提取溶剂为氯仿:四氢呋喃(V:V)=1:1,超声波提取功率160W,料液比(g:ml)1:2,提取温度40℃,提取时间40min,提取次数2次。在该工艺条件下,万寿菊花中叶黄素酯的提取含量达到17.17mg/g。叶黄素在植物体中主要是以酯衍生物的形式存在,所以要经过皂化处理,将叶黄素酯还原为单体形式。本研究利用超声波产生的‘空化效应’和机械作用,加快皂化时间,降低皂化温度。采用薄层层析法分析,考察碱浓度、加碱量、皂化时间和皂化温度对叶黄素含量的影响,得出超声波皂化最佳工艺条件:KOH甲醇溶液浓度10%,碱液加入量为30ml/g,皂化时间3h,皂化温度50℃。利用重结晶法对叶黄素的分离纯化工艺进行了研究,以配比:叶黄素粗品(g):四氢呋喃(ml):无水乙醇(ml):石油醚(ml):水(ml)=1:20:15:5:20对叶黄素进行第一次结晶,并用丙酮+水+石油醚混合溶剂进行第二次重结晶,依次进行四次重结晶可以提高叶黄素纯度,可以达到78.40%,相对于叶黄素酯收率达到40.31%,但是由于重结晶损失较大,时间长,故选择盐析法进一步纯化叶黄素,以质量浓度为55%的NaHSO4进行盐析3次,叶黄素含量达到88.32%,万寿菊中叶黄素收率达到1.63%。作者还研究了叶黄素在光、热、酸、碱存在条件下的性质变化情况,对其稳定性进行比较,并通过与β-环糊精包合增加其水溶性,实验结果表明:光照、高温(≥60℃)、酸对叶黄素稳定性影响较大;并通过单因素、正交实验,研究了投料质量比(叶黄素:β-CD)、包合时间、包合温度对包合的影响。实验结果表明:包合时间对包合的影响显著。叶黄素-β-环糊精包合最优工艺条件为:投料质量比(叶黄素:β-CD)为1:2,包合时间4h,包合温度35℃。应用此工艺得到包合物中载药量为12.95%,收率为62.02%,水中溶解度为738.34mg/L。采用微波辅助有机溶剂法对万寿菊中总黄酮提取方法进行了研究,探寻万寿菊中总黄酮提取的最佳工艺,实验获得最佳提取工艺条件为:以70%乙醇为提取剂,提取温度70℃,微波辅助回流60 min,微波功率300 W,固液比1:8,提取2次。经试验验证,在此条件下,万寿菊残渣中黄酮浸膏得率为15.86%,浸膏中总黄酮含量为44.01%,总黄酮收率为6.98%。
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