莲房原花青素提纯分离工艺条件及优化研究

摘要

莲是我国重要的经济作物，每年五月到九月是莲子成熟的季节，人们采摘莲蓬后，取出莲子，却将莲房丢弃。大量研究表明，莲房中含有丰富的原花青素，原花青素具有很强的抗氧化活性和药理活性，能有效的清除人体自由基，治疗心血管疾病、抗衰老等。基于此，本文在前期对废弃莲房中的原花青素提取工艺研究的基础上，采用不同的分离技术对莲房原花青素进行提纯工艺研究。该研究能有效利用废弃资源，保护环境，相关成果具有较高的实用价值和经济效益。
　　采用紫外分光光度计绘制了原花青素的标准曲线，将原花青素标准品配制浓度为50-600μg/mL的标准溶液，选用香草醛-浓盐酸显色体系，显色30min，以甲醇为参比溶液，在波长为500nm下，测定原花青素的吸光度，绘制浓度-吸光度标准曲线，线性回归方程为y=0.0015x-0.0135，R2=0.9994，相关度较好。对原花青素的稳定性进行了研究，结果表明:原花青素浓度随着时间的延长会降低，并在72h后达到稳定;随着温度的升高，溶液浓度降低，表明高温环境下原花青素不稳定易发生分解;随着pH的升高，溶液浓度降低，表明原花青素在弱酸环境下更稳定。
　　以乙醇溶剂提取法制备莲房原花青素粗提取液，使用超滤膜分离装置对其进行分离，通过单因素实验，确定膜种类，超滤压力，温度，浓度的范围。在此基础上，设计四因素三水平正交试验，得出较优的工艺条件为:选取10KDa的PAN超滤膜，超滤温度为30℃，压力为0.14MPa，溶液浓度为1.3mg/mL，在该条件下，得到的产品纯度为52.88％，收率为95.33％，影响因素最显著的是膜种类，影响最小的是温度。
　　采用树脂吸附-解吸法纯化原花青素粗提取液，通过静态吸附实验，筛选出聚酰胺树脂和HPD826大孔树脂，两者的吸附性能明显优于其他树脂，静态吸附动力学研究表明，聚酰胺树脂的吸附效果远远好于HPD826，因此采用聚酰胺树脂对原花青素进行吸附。
　　用Lagergren一级速率方程对聚酰胺的吸附动力学数据进行拟合，结果表明:R2在0.98以上，相关性很好，表明表面吸附是传质的主要控速步骤，且伴有液膜传质扩散控制和颗粒内扩散。分别采用Langmuir和Freundlich吸附等温方程对聚酰胺吸附原花青素的吸附等温线进行拟合，相关性较好，表明聚酰胺吸附原花青素为单分子层吸附。对吸附过程中ΔH，ΔG，ΔS进行了分析，其中焓变为正值，表明吸附过程为吸热过程，即随着温度的升高，吸附量相应地增加，这与吸附等温线趋势相吻合。吉布斯自由能ΔG为负值，表明聚酰胺对莲房原花青素的吸附过程是自发进行的。熵变ΔS为正值，表明溶质吸附过程的熵增加大于溶剂解吸过程的熵减少。
　　使用柱层析法考察了动态吸附-解吸过程，得到适宜的工艺条件为:上样流速2BV/h，洗脱液的浓度为70％的乙醇溶液，洗脱速率2BV/h。

目录

声明

摘要

1 概述

1．1 莲

1．2 莲房

1．3 原花青素的性质

1．4 国内外原花青素的研究历史及研究现状

1．5 原花青素的功效

1．6 原花青素的应用领域

1．7 原花青素的提取

1．7．1 溶剂提取法

1．7．2 超声提取法

1．7．3 超临界提取法

1．7．4 微波提取法

1．7．5 热回流抽提法

1．8 原花青素的分离

1．8．1 萃取分离法

1．8．2 沉淀法

1．8．3 柱层析法

1．8．4 膜分离技术

1．9 本论文的创新点和主要研究内容

1．9．1 论文的创新点

1．9．2 研究内容

2 莲房原花青素标准曲线的条件研究及绘制

2．1 前言

2．2 实验材料及仪器

2．3 实验内容

2．3．1 反应时间的确定

2．3．2 参比溶液的确定

2．3．3 标准曲线的绘制

2．3．4 标准曲线的误差分析

2．4 原花青素稳定性研究

2．4．1 浓度随时间的变化

2．4．2 浓度随温度的变化

2．4．3 浓度随pH的变化

2．5 本章小结

3 超滤膜分离莲房原花青素工艺条件及优化研究

3．1 前言

3．2 实验材料和仪器

3．3 实验内容及步骤

3．3．1 莲房粗提取液的制备

3．3．2 实验工艺流程图

3．3．3 实验参数的测定方法

3．3．4 单因素实验

3．3．5 超滤膜分离正交试验--以纯度为目标

3．3．6 超滤膜分离正交试验--以收率为目标

3．4 本章小结

4 树脂吸附-解吸法分离原花青素工艺条件及优化研究

4．1 前言

4．2 实验材料及仪器

4．3 实验内容

4．3．1 静态吸附试验

4．3．2 静态吸附动力学研究

4．3．3 聚酰胺树脂静态吸附动力学曲线

4．3．4 静态吸附等温线及拟合方程

4．3．5 动态不同上样流速对吸附效果的研究

4．3．6 不同洗脱液浓度对洗脱效果的研究

4．3．7 不同洗脱流速对洗脱效果的影响

4．4 结果与讨论

4．4．1 两种树脂的静态吸附曲线

4．4．2 静态吸附动力学曲线

4．4．3 静态吸附等温线

4．4．4 吸附热力学函数

4．4．5 吸附过程上样液流速的确定

4．4．6 洗脱液浓度的确定

4．4．7 洗脱速率的确定

4．5 本章小结

5 结论与展望

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

致谢