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1、摘 要以生姜为原料，研究了超声波法提取生姜黄酮和姜辣素的工艺条件。在单因素实验的基础上，选取乙醇浓度、超声时间、超声温度、物料比为影响因素，通过正交实验研究提取的最佳工艺条件。实验结果表明：以65%乙醇溶液为提取溶剂，提取时间25min，提取温度50，物料比1：30，超声波功率140W，提取姜黄酮效果最佳，此条件下的生姜黄酮得率可达1.0550%。以乙醇浓度65%，提取时间25min，提取温度60，物料比1：30，超声波功率140W，提取姜辣素效果最佳，此条件下的姜辣素提取率为7.8776mg/g。关键词：超声波法提取；生姜；姜黄酮；姜辣素；正交实验 ABSTRACTWith ginger a
2、s the raw material, this paper reaches into the processing condition of Ultrasonic Extraction of ginger flavone and gingerol. Based on the singer factor experiment, it selects ethanol concentration, ultrasound time, ultrasound temperature, material ratio as the influence factor to study and extract
3、the best processing condition by the experiment of orthogonality. The experiment shows that, 65% ethanol liquor as extract dissolvent, 25 min as extract time, 50 as extract temperature, 1:30 as material ratio, 140 W as ultrasonic power are the best processing condition to extract ginger flavone and
4、the ratio to extract ginger flavone can be 1.0550%. And it is the best condition to extract gingerol and the ratio is 7.8776.Key words: Ultrasonic Extraction；ginger；ginger flavone；gingerol；orthogonality目 录摘 要IABSTRACTII第一章 绪 论11.1姜黄酮和姜辣素的性能简介11.2 姜黄酮和姜辣素提取方法的研究现状11.3超声波提取原理简介11.4超声波提取法的应用21.4.1采用超声波
5、技术提取黄酮21.4.2采用超声波技术提取姜辣素21.5超声波法讨论因素分析2第二章 实验内容42.1 实验药品42.1.1 实验所需主要溶液的配制42.3 实验方法52.3.1 总黄酮含量测定52.3.2 姜辣素含量测定62.3.3 工艺优化62.3.3.1 提取溶剂选择62.3.3.2 乙醇浓度的选择72.3.3.3 提取时间的选择72.3.3.4 提取温度的选择82.3.3.5 物料比的选择82.3.4黄酮类物质的定性分析92.3.4.1硼氢化钠反应92.3.4.2硼酸反应92.3.4.3三氯化铝反应92.3.4.4氯化钾反应92.3.4.5氯化亚铁反应92.3.4.6盐酸-铝粉反应92
6、.3.4.7盐酸-锌粉反应92.3.4.8氢氧化钠反应92.3.4.9浓硫酸反应92.3.5 正交实验92.3.5.1 确定超声波提取姜黄酮正交实验102.3.5.2 确定超声波提取姜辣素正交实验10第三章 标准曲线的绘制123.1 芦丁标准曲线绘制123.1.1、寻找最大吸光度对应的波长123.1.2、芦丁溶液测量数据123.1.3、标准曲线123.2 香草醛标准曲线绘制123.2.1、寻找最大吸光度对应的波长123.2.2、香草醛溶液测量数据133.2.3、标准曲线13第四章 黄酮类物质表征结果14第五章 工艺优化结果与讨论155.1 提取溶剂的选择155.1.1黄酮测量数据：155.1.
7、2 姜辣素测量数据：165.2 提取溶剂浓度的影响165.2.1 姜黄酮测量数据：175.2.2 生姜素测量数据：185.3 提取时间的影响185.3.1姜黄酮测量数据：185.3.2 生姜素测量数据：195.4 提取温度的影响195.4.1 姜黄酮测量数据：205.4.2 生姜素测量数据：205.5 料夜比的影响205.5.1 姜黄酮测量数据：205.5.2 生姜素测量数据：21第六章 正交实验结果与讨论236.1生姜黄酮和姜辣素提取工艺主要影响因素正交实验结果和分析236.1.1 正交实验提取姜黄酮和姜辣素的实验结果：236.1.2 正交实验提取姜黄酮和姜辣素的实验结果极差分析234.2验
8、证性实验244.2.1 姜黄酮最佳提取工艺验证244.2.2 姜辣素最佳提取工艺验证24第七章 结论25参考文献26致谢28第一章 绪 论1.1姜黄酮和姜辣素的性能简介生姜(Zingiber officinale Rose)是为传统的调味用香料，其根茎芳香而辛辣，在我国的很多省份以及其他热带及亚热带地区广为种植。同时它也属于姜科的多年生草本植物，具有广阔用途的天然药物，作驱风散寒、健胃止吐、抑菌等药用。在生姜中，主要的两种成分是姜黄酮和姜辣素，本文也是通过超声波提取生姜中的这两种成分，研究提取的最佳工艺，为开发生姜成分提取提供科学依据。生姜黄酮类化合物具有显著的生理药理活性，除具有抗菌、消炎、
9、抗突变、降压、清热解毒、镇静、利尿等作用外，在抗氧化、抗癌、防癌、抑制脂肪酶等方面也有显著效果。它是大多数氧自由基的清除剂，对冠心病、心绞痛等疾病的治疗效果显著黄酮类化合物安全、无毒，即是药品又是食品，在医药、食品加工等方面已被广泛应用1。但迄今对生姜中黄酮的提取研究鲜有报道。姜辣素是一种混合物，是生姜中一些辣味物质的合称，有了它的存在，才让生姜成为了一种香料。生姜素的主要成分是姜酚、姜醇、姜酮、6-姜烯酚2。姜辣素不仅呈现独特风味，作为香料，而且也呈现很多药用特征，所以在食品、医药、化妆品和保健品等行业有广泛的应用3-4。因此姜辣素提取工艺研究有着很重要的意义。1.2 姜黄酮和姜辣素提取方法
10、的研究现状采用水提取、有机溶剂回流提取、索氏提取器提取、超声波提取分别提取生姜的总黄酮,以紫外光度法测定其含量,确定最佳提取方法为索氏有机溶剂提取法5。对于姜辣素的发展现状，以及和姜辣素成分相关的化学式，并通过丙酮提取法、乙酸乙酯提取法、乙醇提取法对姜辣素进行提取，再利用硅胶板对姜辣素进行研究分析6，给姜辣素的研究提供了可靠的研究理论。用微波辐射萃取法从生姜中提取姜辣素，给姜辣素的提取提供了新的技术手段7。无论是从传统的提取法，还是到现代高科技萃取法，都给姜黄酮和姜辣素的提取提供了理论支持。1.3超声波提取原理简介超声波具有“空化现象”、“高频振荡”和“热效应”等特性。机械效应对物料有很强的破
11、坏作用，可使细胞组织变形，植物蛋白质变性；同时，它还可以给予介质和悬浮体以不同的加速度，从而在两者间产生摩擦，这种摩擦力可使生物分子解聚，使细胞壁上的有效成分更快地溶解于溶剂之中。空化效应使介质内部或多或少地溶解了一些微气泡在闭合时会在其周围产生几千个大气压的压力，形成微激波，它可造成植物细胞壁及整个生物体瞬间破裂，有利于有效成分的溶出。热效应指介质将所吸收的能量全部或大部分转变成热能，从而导致介质本身和药材组织温度的升高，增大了药物有效成分的溶解速度。由于这种吸收声能引起的药物组织内部温度的升高是瞬间的，因此可以使被提取的成分的生物活性保持不变。此外，超声波还可以产生许多次级效应，如乳化、扩
12、散、击碎、化学效应等，这些作用也促进了植物体中有效成分的溶解，促使药物有效成分进入介质，并于介质充分混合，加快了提取过程的进行，并提高了药物有效成分的提取率8。所以选择超声波其他有机物是比较好的选择。1.4超声波提取法的应用1.4.1采用超声波技术提取黄酮在洋葱皮总黄酮的超声波提取工艺研究中，通过考察了乙醇浓度、料液比、超声温度、超声时间和提取次数对总黄酮提取率的影响，并用分光光度标准曲线法测定其含量,最终确定最佳工艺条件为：乙醇浓度为70%、料液比1/20、超声温度30、超声时间15min。在上述最佳条件下，总黄酮的提取率可达4.412%8。以川楝子为原料，采用超声波技术提取其中的黄酮类化合
13、物，研究结果表明，超声波法提取川楝子黄酮的最佳工艺为：乙醇浓度50%、液料比1/40、超声波提取时间40min、温度80，黄酮得率为0.561%9。在紫草叶中的总黄酮的含量和提取工艺进行了研究中，通过单因素试验和正交试验确定超声提取最佳工艺是：以80%乙醇作为溶剂，料液比为1:30，在超声波功率为400W 的条件下超声提取15min，其黄酮含量为5.58%10。1.4.2采用超声波技术提取姜辣素以低温干燥的生姜粉为材料，通过单因素和正交试验对姜辣素提取工艺中溶剂种类、乙醇浓度、超声波处理时间、料液比、粉末颗粒大小、提取次数以及生姜的预处理方式等影响姜辣素提取率的因素进行了探讨。确定了最佳的提取
14、工艺：鲜生姜60以下干燥，粉碎过60目筛，60%乙醇为溶剂，1/12.5的料液比条件下超声处理15min，姜辣素的1次提取率即可达到3.03%12。在利用响应面法优化超声波提取生姜中姜辣素的工艺条件研究中，在单因素实验的基础上，选取料液比、超声时间、乙醇浓度为影响因子。结果表明：超声波提取生姜中姜辣素的最佳工艺条件为：料液比为1/13.7、超声时间为25.9min、乙醇浓度为90.0%，此条件下姜辣素的提取率预测值为7.38mg/g，验证值为7.41mg/g13。1.5超声波法讨论因素分析通过实验得出：提取黄酮效果高低顺序为70%乙醇70%乙酸乙醋70%丙酮70%正己烷微波一乙醇法。在选择的四
15、种溶剂中,其极性强弱顺序为乙醇乙酸乙醋丙酮正己烷，因为黄酮为极性物质，所以极性最强的乙醇提取物中黄酮含量最高,而极性低的正己烷提取物中黄酮含量最低14。在对提取时间和提取料液比的实验研究中，得到的结论是提取时间为50min，提取料液比选择1:20(g/ml),提取黄酮的量最多。他们用正交超声波法，得到的最佳提取姜黄酮工艺为提取溶剂为80%乙醇溶液，提取时间 60 min，物料比1:20 （g/mL），此时生姜总黄酮的提取率为1.27%15。用微波萃取生姜中的姜辣素研究中，同样对提取溶剂进行了选择。在实验中选择了乙醇、正己烷、丙酮、乙酸乙酯4种溶剂，实验结果显示丙酮的提取效果最好，其次是无水乙醇
16、，乙酸乙酯、正己烷提取效果最差。然而丙酮提取率并不比无水乙醇大很多，而丙酮的价格偏高，且毒性较大，考虑到姜辣素的食用及药用功能，所以选用了廉价无毒的乙醇作为萃取溶剂16。在用微波提取生姜素时，研究了乙醇浓度对提取产率的影响，得到的结论是姜辣素的萃取产率随着乙醇浓度的提高而逐渐升高，并在50%80%（体积分数，下同）时达到最高，之后，随着萃取溶剂中含水量的进一步减少，萃取产率逐渐降低17。采用传统的溶剂法，研究乙醇溶液提取姜辣素。通过实验表明：乙醇浓度从55%95%，可以看出，随着乙醇体积分数的增加，姜辣素含量先增大后减小。当乙醇体积分数为75%时，达到最大18。以乙醇体积分数为75%，温度50
17、摄氏度，原料过60目筛，抽提时间为1h，抽提1次，研究固液比对姜辣素含量的影响。实验结果得出：随着固液比的增加，姜辣素含量逐渐提高，在1:91:12时达到最大，继续提高固液比，姜辣素含量有所降低19。以过60目筛的生姜粉作为原材料，以85%的乙醇，物料比选择1:12.5，对超声波提取时间和超声波提取功率进行研究，得到的结论：从10min40min，提取时间延长，姜辣素的提取率也随之增加；当时间超过25min时，时间延长提取率增加不明显，并有降低的趋势，表明长时间提取易于导致提取溶剂的挥发，从而影响提取效果，所以提取时间应控制在25min为宜20。第二章 实验内容2.1 实验药品表2-1 实验所
18、需主要药品试剂名称分子式纯度生产厂家生姜购于自贡沃尔玛超市亚硝酸钠NaNO2分析纯重庆川东化工（集团）有限公司化学试剂厂硝酸铝Al(NO3)3分析纯成都市科龙化工试剂厂氢氧化钠NaOH分析纯重庆博艺化学试剂有限公司芦丁C27H30O16生化试剂四川奇生物科技有限公司乙醇95%CH3CH2OH分析纯成都市科龙化工试剂厂香草醛分析纯国药集团化学试剂有限公司无水乙醇CH3CH2OH分析纯成都市科龙化工试剂厂甲醇HCHO分析纯重庆北碚化学试剂厂石油醚C5H12O2分析纯成都市科龙化工试剂厂正丁醇C4H9O分析纯重庆川东化工(集团)有限公司化学试剂厂丙酮C3H6O分析纯成都市科龙化工试剂厂乙酸乙酯CH3
19、COOC2H5分析纯重庆川东化工(集团)有限公司化学试剂厂硼酸分析纯重庆川东化工(集团)有限公司化学试剂厂三氯化铝AlCl3分析纯天津市福晨化学试剂厂硝酸镁Mg(NO3)2分析纯天门化学试剂二厂镁粉Mg分析纯天门化学试剂二厂盐酸HCl分析纯重庆川东化工(集团)有限公司化学试剂厂2.1.1 实验所需主要溶液的配制（1）5%NaNO2溶液的配制：准确称取1.0gNaNO2，用20ml蒸馏水溶解。（2）10%Al(NO3)3溶液的配制：准确称取2.0gAl(NO3)3，用20ml蒸馏水溶解。（3）5%NaOH溶液的配制：准确称取6gNaOH，用120ml蒸馏水溶解。（4）60%乙醇溶液的配制：95%
20、乙醇158ml和92ml蒸馏水，配250ml溶液。（5）65%乙醇溶液的配制：95%乙醇171ml和79ml蒸馏水，配250ml溶液。（6）70%乙醇溶液的配制：95%乙醇184ml和66ml蒸馏水，配250ml溶液。（7）75%乙醇溶液的配制：95%乙醇197ml和53ml蒸馏水，配250ml溶液。（8）80%乙醇溶液的配制：无水乙醇200ml和50ml蒸馏水，配250ml溶液。（9）85%乙醇溶液的配制：95%乙醇224ml和26ml蒸馏水，配250ml溶液。2.2 实验所需仪器表2-2 实验所需主要仪器表名称型号生产厂家数显恒温水浴锅HH-2型金坛市富华仪器有限公司电子天平BS-300+
21、上海友声衡器有限公司电热鼓风干燥箱PHG-9075A上海和羽良电子科技有限公司紫外可见分光光度计UV-1100型上海美谱达仪器有限公司循环水式多用真空泵超声波清洗仪 SHB-AS7240AT郑州长城科工贸有限公司天津奥特赛恩斯仪器有限公司2.3 实验方法2.3.1 总黄酮含量测定测定黄酮含量，选用的标准物是芦丁。（1）芦丁标准溶液的配制准确称量20mg芦丁，用95%乙醇溶解并定容至100ml，得到芦丁标准溶液（0.200mg/ml）。（2）制作标准曲线准确吸取上述标准液0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5ml，移入25ml比色管中，依次编号
22、1-12。每根比色管中，依次加入5%NaNO2 1.0ml、10%Al(NO3)3 1.0ml、5%NaOH 5ml，然后用95%乙醇定容为10ml，时间间隔为8min、8min、20min。寻找最大吸收波长和测定在最大吸收波长下的吸光度。使用紫外分光光度计，将2号管进行吸光度测量，用1号管做空白对照，寻找最大的吸光度下的波长。从490nm-530nm范围内，间隔为5nm，进行吸光度测定，记下数据，找到最大的吸光度下的波长。将分光光度计的波长调到上述的指定数值，测量2-12号管的吸光度，记录数据。由数据制作标准曲线，得到回归方程。（3）样品中总黄酮含量以及黄铜得率按以上方法用生姜提取液代替芦丁
23、溶液实验，在最大吸收波长下，测得相应的吸光度，然后通过回归方程，计算出黄酮的含量m1。利用公式21： X = m1 /（m106）100%X为样品中总黄酮含量得率；m1为黄酮的总含量（g）；m为样品质量（g）；2.3.2 姜辣素含量测定测量姜辣素含量，选用的标准物是香草醛。（1）香草醛标准溶液的配制A、准确称量0.050g香草醛，用无水乙醇定容100ml，得到500微克/毫升。B、取A中溶液4ml，同样用无水乙醇定容为100ml，得到20微克/毫升标准溶液。（2）制作标准曲线准确吸取0ml、1ml、2ml、3ml、4ml、5ml、6ml、7ml标准液，移入25ml比色管中，加入无水乙醇定容至1
24、0ml。依次编号1-8。寻找最大吸收波长和测定在最大吸收波长下的吸光度。使用紫外分光光度计，将3号管进行吸光度测量，用1号管做空白对照，寻找最大的吸光度下的波长。从280nm-310nm范围内，间隔为5nm，进行吸光度测定，记下数据，找到最大的吸光度下的波长。将分光光度计的波长调到上述的指定数值，测量2-8号管的吸光度，记录数据。由数据制作标准曲线，得到回归方程。（3）姜辣素含量和提取率按以上方法用生姜提取液代替香草醛溶液实验，在最大吸收波长下，测得相应的吸光度，然后通过回归方程，计算出姜辣素的含量m2。利用公式22： Y = m2 / m（mg/g）Y为样品中姜辣素提取率；m2为姜辣素的含量
25、（mg）；m为样品质量（g）；2.3.3 工艺优化在实验中，不对超声波功率进行研究讨论，设置功率为固定值140W。将提取溶剂选择、提取溶剂的浓度、提取时间、提取温度、物料比作为研究因素讨论。2.3.3.1 提取溶剂选择溶剂的种类：甲醇、无水乙醇、石油醚、正丁醇、丙酮、乙酸乙酯。实验过程：l 准确称量5份1.00g生姜粉，分别装入250ml锥形瓶中。l 分别依次量取上述溶剂30ml，装入锥形瓶中，并编号-。l 将锥形瓶放入超声波清洗仪中，设置超声波功率为140W，超声温度为40，l 提取时间为20min，进行超声提取l 提取完成后，把混合物用真空抽滤，得到滤液，并将滤液用相应提取溶剂定容100m
26、l。测定黄酮含量：用此定容液，在提取溶剂作为空白试剂情况下，在对应的波长510nm下，测定待测液的吸光度。l 测定姜辣素含量：取上述定容液2ml移入25ml比色管中，用对应提取溶剂定容为10ml，在提取溶剂作为空白试剂情况下，在对应波长295nm下，测定待测液的吸光度。2.3.3.2 乙醇浓度的选择由4.1中的结论可知：提取溶剂为乙醇溶液。现在讨论乙醇浓度对提取姜黄酮和姜辣素的选择。乙醇浓度：60%、65%、70%、75%、80%。l 准确称量5份1.00g生姜粉，分别装入250ml锥形瓶中。l 分别依次量取60%、65%、70%、75%、80%乙醇溶液30ml，装入锥形瓶中，并编号-。l 将
27、锥形瓶放入超声波清洗仪中，设置超声波功率为140W，超声温度为40，提取时间为20min，进行超声提取。l 提取完成后，把混合物用真空抽滤，得到滤液，并将滤液用相应提取溶剂定容100ml。测定黄酮含量：用此定容液，在提取溶剂作为空白试剂情况下，在对应的波长510nm下，测定待测液的吸光度。l 测定姜辣素含量：取上述定容液2ml移入25ml比色管中，用对应提取溶剂定容为10ml，在提取溶剂作为空白试剂情况下，在对应波长295nm下，测定待测液的吸光度。2.3.3.3 提取时间的选择由4.2中的结论可知，乙醇溶液在65%时，对姜黄酮和姜辣素的提取率最大，因此这里的提取溶剂应该选择65%的乙醇溶液，
28、研究提取时间对姜黄酮和姜辣素提取的选择。提取时间：15min、20min、25min、30min、35min。l 准确称量5份1.00g生姜粉，分别装入250ml锥形瓶中。l 分别量取65%乙醇溶液30ml，装入锥形瓶中，并编号-。l 将锥形瓶放入超声波清洗仪中，设置超声波功率为140W，超声温度为40，提取时间分别设定为15min、20min、25min、30min、35min，对应相应的锥形瓶编号，进行超声提取。l 提取完成后，把混合物用真空抽滤，得到滤液，并将滤液用相应提取溶剂定容100ml。测定黄酮含量：用此定容液，在提取溶剂作为空白试剂情况下，l 在对应的波长510nm下，测定待测液
29、的吸光度。l 测定姜辣素含量：取上述定容液2ml移入25ml比色管中，用对应提取溶剂定容为10ml，在提取溶剂作为空白试剂情况下，在对应波长295nm下，测定待测液的吸光度。2.3.3.4 提取温度的选择由4.2、4.3中的结论可知，提取溶液浓度选择65%，提取时间选择20min，姜黄酮和姜辣素提取率都最大，因此在这样的情况下，研究提取温度的选择。提取温度：30、40、50、60、70。l 准确称量5份1.00g生姜粉，分别装入250ml锥形瓶中。l 分别依次量取65%乙醇溶液30ml，装入锥形瓶中，并编号-。l 将锥形瓶放入超声波清洗仪中，设置超声波功率为140W，超声温度设定为30、40、
30、50、60、70，对应相应的锥形瓶编号，提取时间为20min，进行超声提取。l 提取完成后，把混合物用真空抽滤，得到滤液，并将滤液用相应提取溶剂定容100ml。测定黄酮含量：用此定容液，在提取溶剂作为空白试剂情况下，在对应的波长510nm下，测定待测液的吸光度。l 测定姜辣素含量：取上述定容液2ml移入25ml比色管中，用对应提取溶剂定容为10ml，在提取溶剂作为空白试剂情况下，在对应波长295nm下，测定待测液的吸光度。2.3.3.5 物料比的选择提取溶剂浓度为65%，提取温度为50，超声波功率为140W，提取时间为20min，研究物料比的选择。物料比：1:15、1:20、1:25、1:30
31、、1:35。l 准确称量5份1.00g生姜粉，分别装入250ml锥形瓶中。l 分别依次量取65%乙醇溶液15ml、20ml、25ml、30ml、35ml，装入锥形瓶中，并编号-。l 将锥形瓶放入超声波清洗仪中，超声波功率设定为140W，超声温度为50，提取时间为20min，进行超声提取。l 提取完成后，把混合物用真空抽滤，得到滤液，并将滤液用相应提取溶剂定容100ml。测定黄酮含量：用此定容液，在提取溶剂作为空白试剂情况下，在对应的波长510nm下，测定待测液的吸光度。l 测定姜辣素含量：取上述定容液2ml移入25ml比色管中，用对应提取溶剂定容为10ml，在提取溶剂作为空白试剂情况下，在对应
32、波长295nm下，测定待测液的吸光度。2.3.4黄酮类物质的定性分析本论文由于时间和药品等条件原因，没有对姜辣素进行定性分析，只采用黄酮类化合物与某些物质的特性反应来鉴别所制得的溶液中是否含有黄酮类化合物。2.3.4.1硼氢化钠反应 在试管中加入1ml样品浓缩液，再加入等量的2%的硼氢化钠的甲醇溶液，1min后，加浓HCL数滴，观察记录其颜色变化。2.3.4.2硼酸反应取1ml样品浓缩液于是试管中，加入数滴2%的硼酸甲醇溶液，适当振摇，观察记录其颜色变化。2.3.4.3三氯化铝反应在试管中加入1ml样品浓缩液，再加数滴1%三氯化铝乙醇溶液，振摇，观察记录其颜色变化。2.3.4.4氯化钾反应在试
33、管中加入1ml样品浓缩液，再加数滴1%氯化钾乙醇液，振摇，观察记录其颜色变化。2.3.4.5氯化亚铁反应在试管中加入1ml样品浓缩液，再滴加数滴1%氯化亚铁乙醇液，振摇，观察记录其颜色变化。2.3.4.6盐酸-铝粉反应取1ml样品浓缩液于试管中，加适量铝粉振摇，然后加几滴浓盐酸，观察记录其颜色变化。2.3.4.7盐酸-锌粉反应取1ml样品浓缩液于试管中，加适量锌粉振摇，然后加几滴浓盐酸，观察记录其颜色变化。2.3.4.8氢氧化钠反应取1ml样品浓缩液于试管中，加入数滴氢氧化钠溶液，观察记录其颜色变化。2.3.4.9浓硫酸反应取1ml样品浓缩液于试管中，加入适量浓硫酸，振摇观察记录其颜色变化。2
34、.3.5 正交实验姜黄酮和姜辣素提取工艺条件的影响因素有：提取溶剂、提取溶剂浓度、超声波提取时间、超声波提取温度、超声波提取功率、物料比。然而在实验中，减少了超声波提取功率的研究，设定的固定值为140W。从实验分析结果中可知：提取溶剂也将固定，提取溶剂选择乙醇溶液，既经济，又有高效的提取率。分别选择提取剂浓度、超声波提取时间、超声波提取温度、物料比来进行正交实验，用四因素三水平正交表23做正交实验来对姜黄酮和姜辣素提取工艺条件进行优化。实验的评定规则：由于本实验是提取实验，评价指标选用的是提取率。对于姜黄酮和姜辣素，均以提取率来评价提取效果的好坏。2.3.5.1 确定超声波提取姜黄酮正交实验表
35、2-3 姜黄酮的因素水平表水平乙醇浓度/%提取时间/min提取温度/物料比16020401:2026525501:2537030601:30选择正交表及表头设计选L9（34）正交表，表头设计：表2-4 表头设计因素乙醇浓度提取时间提取温度物料比列号1234确定正交实验方案：表2-5 L9（34）正交方案表试验号列号12341111121222313334212352231623127313283213933212.3.5.2 确定超声波提取姜辣素正交实验表2-3 姜辣素的因素水平表水平乙醇浓度/%提取时间/min提取温度/物料比16020401：2026525501：2537030601：30
36、选择正交表及表头设计选L9（34）正交表，表头设计：表2-4 表头设计因素乙醇浓度提取时间提取温度物料比列号1234确定正交实验方案：表2-5 L9（34）正交方案表试验号列号1234111112122231333421235223162312731328321393321l 准确称量9份1.00g生姜粉，分别装入250ml锥形瓶中。l 分别依次按照正交表中的方案加入药品，并编号-。l 将锥形瓶放入超声波清洗仪中，按照设定要求进行超声提取。l 提取完成后，把混合物用真空抽滤，得到滤液，并将滤液用相应提取溶剂定容100ml。测定黄酮含量：用此定容液，在提取溶剂作为空白试剂情况下，在对应的波长51
37、0nm下，测定待测液的吸光度。l 测定姜辣素含量：取上述定容液2ml移入25ml比色管中，用对应提取溶剂定容为10ml，在提取溶剂作为空白试剂情况下，在对应波长295nm下，测定待测液的吸光度。第三章 标准曲线的绘制3.1 芦丁标准曲线绘制3.1.1、寻找最大吸光度对应的波长 表3-1 寻找最大吸光度对应的波长表波长/nm490495500505510515520525530吸光度0.0640.0650.0670.0680.0690.0680.0640.0580.052最大吸光度为0.069，对应的波长是510nm。3.1.2、芦丁溶液测量数据 表3-2 芦丁溶液吸光度表吸光度0.0690.1
38、640.2610.3620.4760.5610.6830.8010.9121.0451.139浓度/g/ml1020304050607080901001103.1.3、标准曲线以表2中的数据，绘制曲线图3-1 芦丁标准曲线由图3-1可以得出，芦丁标准曲线的回归方程为y=0.0109x-0.0629，R2=0.9986；其中x表示总黄酮含量（g），y表示吸光度。所以芦丁溶液浓度在10-110g/ml范围内，此曲线可靠。3.2 香草醛标准曲线绘制3.2.1、寻找最大吸光度对应的波长 表3-3 寻找最大吸光度对应的波长表波长/nm280285290295300305310315510吸光度0.054
39、0.0890.1620.1840.1830.1820.1810.1680.000吸光度最大为0.184，对应的波长为295nm。3.2.2、香草醛溶液测量数据 表3-4 香草醛溶液吸光度表吸光度0.1640.1840.2210.2560.2940.3280.366浓度/g/ml24681012143.2.3、标准曲线以表4中的数据，绘制曲线：图3-2 香草醛标准曲线由图3-2可以得出，香草醛标准曲线的回归方程为y=0.0182x+0.1107，R2=0.9940；其中x表示姜辣素含量（g），y表示吸光度。所以香草醛溶液浓度在2-14g/ml范围内，此曲线可靠。第四章 黄酮类物质表征结果4.1
40、黄酮类物质表征结果表试剂颜色结论硼氢化钠+甲醇硼酸+甲醇三氯化铝+乙醇氯化钾+乙醇氯化亚铁铝粉+浓HCL锌粉+浓HCL氢氧化钠浓硫酸亮黄色亮黄色黄绿色黄绿色浅绿色浅灰色、泡沫反应桃红色、泡沫反应褐红色棕褐色黄酮醇类黄酮、查耳酮黄酮醇类、黄酮类黄酮醇类、黄酮类黄酮醇类、黄酮类黄酮类黄酮类黄酮醇类黄酮类从实验结果可以看出，用超声波法提取的提取液中含有姜黄酮等物质。第五章 工艺优化结果与讨论5.1 提取溶剂的选择所选溶剂有：甲醇；无水乙醇；石油醚；正丁醇；丙酮；乙酸乙酯。5.1.1黄酮测量数据： 表5-1 黄酮吸光度的数据记录表提取溶剂甲醇无水乙醇石油醚正丁醇丙酮乙酸乙酯吸光度0.6030.4020
41、.1010.1500.2230.168量/g6109.174265.141503.671953.212622.942118.35得率/%0.61090.42650.15040.19530.26230.2118图5-1 姜黄酮提取溶剂的选择从图5-1可得，黄酮得率从大到小为：甲醇无水乙醇丙酮乙酸乙酯正丁醇石油醚。然而，从经济角度看，甲醇的单价比无水乙醇贵，所以选择甲醇作为提取溶剂，不太经济；从提取效果看，甲醇比无水乙醇高不了多少；由于丙酮毒性较大，考虑到姜辣素的食用及药用功能，所以选用了廉价无毒的乙醇作为萃取溶剂。5.1.2 姜辣素测量数据： 表5-2 姜辣素吸光度的数据记录表提取溶剂甲醇无水乙
42、醇石油醚正丁醇丙酮乙酸乙酯吸光度0.2230.2040.1150.1750.1650.167量/g6173.415128.94236.383534.732985.013094.95提取率/（mg/g）6.17345.12890.23643.53472.98503.0950图5-2 姜辣素提取溶剂的选择从图5-2可得，姜辣素提取率从大到小为：甲醇无水乙醇正丁醇乙酸乙酯丙酮石油醚。然而，从经济角度看，甲醇的单价比无水乙醇贵，所以选择甲醇作为提取溶剂，不太经济；从提取效果看，甲醇比无水乙醇高不了多少；由于丙酮毒性较大，考虑到姜辣素的食用及药用功能，所以选用了廉价无毒的乙醇作为萃取溶剂。无论是姜黄酮和
43、姜辣素的提取工艺，所选择的溶剂都是乙醇溶液，从提取效果和经济角度，都十分的适宜。5.2 提取溶剂浓度的影响提取溶剂为乙醇，浓度有60%、65%、70%、75%、80%、85%。5.2.1 姜黄酮测量数据： 表5-3 姜黄酮吸光度的数据记录表溶剂浓度%6065707580吸光度0.8620.9370.8590.7840.701量/g8485.329173.398457.807769.727008.26得率/%0.84850.91730.84580.77700.7708从图5-3可得：姜黄酮的提取量开始时随乙醇浓度的增大而增大，但是当浓度增大到65%时提取量就开始下降。其原因为：起始时乙醇浓度增加，生姜中黄酮类化合物被不断地提取出，而当浓度增加到65%时，生姜里其他更易溶于65%及以上的杂质开始溶解，溶液颜色变浅，且此类杂质不与显色剂显色。而乙醇的量是一定的，大部分用于溶解杂质而不能继续的萃取出黄酮类化合物，造成了黄酮类化合物的提取量减小。由此可得到在该提取条件下最佳的乙醇浓度为65%。图5-3 乙醇浓度对超声波法提取姜黄酮的影响5.2.2 生姜素测量数据： 表5-4 生姜素吸光度的数据记录表溶剂浓度%6065707580吸光度0.2350.2500.2370.2320.227量/g6833.097657.67694
