大豆皂苷提取方法的比较及动力学和热力学的研究

摘要

大豆富含蛋白质和不饱和脂肪酸，还含有对人体健康有益的多种生理活性物质，如大豆低聚糖、大豆皂苷、大豆异黄酮等。大豆皂苷具有抗炎症、抗溃疡、抗癌、降低血液中胆固醇、抑制血栓的形成、降低心血管病的发生率、防止过氧化脂质的生成、延缓机体老化等多重药用功能。为提取具有生理活性和药用价值的大豆皂苷，以大豆豆渣为原料，对大豆皂苷的提取分离方法进行了研究，考察了索氏提取法、有机回流提取法、微波提取法、超声提取法和超临界提取法对大豆皂苷提取率的影响，并对几种提取方法进行对比。另外对提取过程的动力学和热力学机理进行了研究。
　　1.分别采用索氏法、有机回流法、微波法、超声法、超临界等方法进行大豆皂苷的提取实验，以提取时间、提取温度、溶剂种类和浓度、颗粒直径、提取压力、功率等为参数，对各种提取方法进行了比较。结果表明，超临界提取的大豆皂苷产率最高，为0.97％，且提取时间较短，无污染，产品质量好，但是设备复杂，成本较高；索氏提取的产率很低，为0.362%，且提取温度高达95℃，提取时间长达5h；有机回流法的产率稍高，为0.703%，但实验步骤较多，有机回流用量相对较大；而微波法提取时间较短，料液比小，且实验步骤简单，又可以降低提取的温度，同时产率达到0.832%；超声法产率为0.900%，提取时间较短且提取温度不高，但是超声污染很难避免。从大豆皂苷产率、提取时间、提取温度、消耗溶剂量、反应装置复杂程度等方面分析，微波提取方法得到的皂苷产率较高，且提取温度较低，提取时间短，有望进行进一步的放大实验。
　　2.研究了有机回流法提取大豆皂苷的动力学理论，以动态的角度观察大豆皂苷分子的溶出过程，在60℃、65℃、70℃、75℃、80℃温度下从大豆豆渣中提取大豆皂苷，根据费克第一定律，建立了该提取过程的动力学相关模型。结果表明，在一定时间范围内，大豆皂苷浓度C的对数与时间t的对数为一次函数关系，实验值和理论值接近。
　　3.研究了有机回流法提取大豆皂苷的热力学机制，分析大豆皂苷溶出过程的能量变化。计算了大豆皂苷在提取过程中的热力学函数变化，包括焓变、熵变以及吉布斯自由能变化。结果表明，大豆皂苷的提取过程中，△S0=26.332J/mol＞0，即该过程熵增加，△H0=6874J/mol＞0，即该过程吸热，△G0=6874-26.332T，即吉布斯自由能变化和温度的关系是，吉布斯自由能随着温度的增加而减小。

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1 绪论

1.1 前言

1.2 大豆皂苷的结构

1.3 大豆皂苷的理化性质

1.4 大豆皂苷的生理功能

1.5 大豆皂苷的提取

1.6 大豆皂苷的检测

1.7 课题研究内容

2 大豆皂苷的提取

2.1 实验仪器及材料

2.2 实验方法

2.3 结果与讨论

2.4 小结

3 提取大豆皂苷动力学及热力学机理研究

3.1 实验

3.2 结果与分析

3.3 小结

4 结论

参考文献

个人简历、硕士在校期间发表的学术论文与研究成果

致谢