小分子有机溶剂/盐双水相体系分离/纯化天然产物中的黄酮类化合物

摘要

黄酮类化合物(Flavonoid)指的是具有C6-C3-C6基本结构的天然产物，在医药植物、水果、蔬菜和牧草中分布广泛。近年来，黄酮类化合物广泛地应用在食品、化妆品、医药等领域，其独特的功能将继续探索与应用。由于传统方法费时、能耗大、成本高、且提取出来的黄酮含杂质多，所以，很有必要建立一种高效，无污染的绿色萃取分离方法。
　　本文构建了双水相萃取与双水相气浮溶剂浮选体系对植物中的天然产物黄酮类化合物进行提取分离。这也为双水相体系和双水相浮选体系分离/纯化其他类型的天然产物提供了依据。天然产物先做预处理，然后用双水相体系和双水相浮选体系萃取分离，随后再经过简单的纯化处理后旋转蒸发除去溶剂，最后干燥得产品。这种一步完成提取和分离的方法和传统的提取方法相比，在节约成本、提高效率方面优势明显。主要研究内容如下:
　　(1)建立了乙醇/NaH2PO4双水相体系选择性分离金银花中黄酮和糖的方法，考察了分相盐和醇的种类、盐浓度、醇浓度、温度、pH值对黄酮和糖分配行为的影响，并采用响应曲面法BBD对实验条件进行了优化。在最优条件下，黄酮的分配系数高达138，上相黄酮的回收率达到98％。随后，通过一步二级萃取，黄酮的纯度从8.86％提高到22.88％，并且通过简单的乙醇处理进一步将纯度提高到48.73％。在随后的放大实验中得到的黄酮的回收率为98.96％，和小规模萃取的结果保持一致，表明了大规模操作的可行性。然后，上相乙醇通过对产物旋转蒸发回收得到循环使用，下相无机盐用重结晶进行回收。此外，双水相萃取得到的黄酮的纯度是用70％浓度的乙醇萃取的4倍。所有的实验结果表明双水相萃取纯化金银花中的黄酮方法是可行的，同时也为萃取其它天然产物提供了可能。
　　(2)建立了乙醇/NaH2PO4双水相体系从黑米中萃取花青素。先用超声粗提黑米花青素粗提液，得到花青素提取液的浓度为211.5761 mg/L。得到花青素的乙醇提取液以后，向溶液中加入一定质量的无机盐NaH2PO4和乙醇，形成双水相体系，花青素进入上相，糖类等杂质留在下相。在最佳的双水相体系条件下，花青素的回收率高达97.31％，在随后的放大的双水相萃取实验中得到的结果也与此相符。将上相收集，用无水硫酸钠进行纯化处理。纯化后的上相旋转蒸发除去乙醇，然后在真空干燥箱中干燥得到纯度为4.728 mg/g的花青素产品。
　　(3)构建了丙酮/(NH4)2SO4双水相气浮溶剂浮选法对菊花提取液中的黄酮进行分离富集。在前处理过程中，用超声细胞破碎仪来提高黄酮从菊花细胞中的溶出速率和效率。随后，浮选过程中，我们考察了醇和盐的种类、(NH4)2SO4浓度、浮选时间、浮选流速、pH和上相初始体积对浮选率的影响。在单因素实验的基础上，用响应曲面法BBD对影响浮选率的主要因素进行了优化。在最佳浮选条件下，菊花黄酮的浮选率、分配系数和浓缩因子分别为86.78％、56.93和13.86。将最佳条件下得到的双水相浮选上相收集起来，旋转蒸发回收丙酮，然后用95％的乙醇沉淀除去和菊花黄酮共存的糖类和盐等杂质，接着旋转蒸发除去乙醇，真空干燥，得到产量为283.6 mg/g的菊花黄酮产物。和双水相萃取的对比结果表明双水相浮选在节约有机溶剂用量，减少成本和环保方面更有优势。此方法也为植物中有效成分的分离/富集提供了一种新思路。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 黄酮类化合物

1．1．1 黄酮类化合物概述

1．1．2 黄酮类化合物的研究现状

1．2 黄酮类化合物的提取、分离和纯化技术研究进展

1．2．1 黄酮类化合物的提取纯化方法

1．2．2 双水相萃取技术

1．2．3 气浮溶剂浮选法

1．2．4 双水相气浮溶剂浮选技术

1．3 紫外-可见分光光度法分析测定黄酮类化合物含量

1．4 选题依据、意义及研究内容

1．4．1 选题依据及意义

1．4．2 研究内容

第二章 乙醇／NaH2PO4双水相体系选择分离金银花黄酮和糖

2．1 实验部分

2．1．1 试剂，药品及材料

2．1．2 实验仪器

2．1．3 实验步骤

2．1．4 分析测定过程

2．1．5 RSM实验设计

2．2 结果与讨论

2．2．1 醇／盐双水相体系萃取金银花黄酮

2．2．2 响应曲面法优化萃取过程

2．2．3 多级萃取

2．2．4 放大实验

2．2．5 回收实验

2．2．6 对比试验

2．3 本章小结

第三章 双水相体系萃取分离黑米中的花青素

3．1 实验部分

3．1．1 试剂，药品和材料

3．1．2 实验仪器

3．1．3 缓冲溶液的配制

3．1．4 实验过程

3．1．5 分析检测方法

3．2 结果与讨论

3．2．1 黑米花青素最大吸收波长的确定

3．2．2 超声萃取花青素醇提液

3．2．3 双水相萃取体系单因素实验讨论

3．2．5 放大倍数实验

3．2．6 纯化实验

3．3 本章小结

第四章 丙酮／(NH4)2SO4双水相浮选体系分离／富集菊花粗提液中的黄酮

4．1 实验部分

4．1．1 药品及材料

4．1．2 实验仪器

4．1．3 菊花粗提液的制备

4．1．4 分离步骤

4．1．5 参数量化

4．1．6 BBD实验和数据处理

4．1．7 对比实验

4．2 结果与讨论

4．2．1 超声提取条件的优化

4．2．2 影响黄酮浮选的单因素实验

4．2．3 BBD实验

4．2．4 对比实验

4．2．5 回收和纯化实验

4．3 本章小结

第五章 结论、创新点及进一步工作建议

5．1 主要结论

5．2 创新点

5．3 进一步工作建议

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文及学术成果

附录：中英文符号及缩写对照表