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大蒜总黄酮的提取及纯化

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 大蒜在我国资源丰富,是我们常见的一种食物,也是重要的药用植物,其中含黄酮类化合物、大蒜素等多种活性成分。
本实验以乙醇作为溶剂提取大蒜中的总黄酮,对其提取工艺条件进行研究。首先对水提取法、乙醇回流提取法以及超声波辅助乙醇回流提取法进行对比,确定了超声波辅助乙醇提取法为最佳提取方法;并通过单因素试验探讨超声波处理时间、提取次数、料液比、提取温度、乙醇浓度及提取时间对总黄酮得率的影响,然后又通过响应面分析确定了超声波辅助乙醇回流提取法的最佳工艺条件:料液比1:19,提取温度67℃,乙醇浓度为80%,总黄酮得率达到1.32%。然后采用AB-8大孔吸附树脂进行纯化,同时进行紫外光谱和红外光谱实验分析,初步确定了大蒜黄酮主要为橙酮类。最后进行抗氧化试验和抑菌试验,证明大蒜总黄酮有比较强的抗氧化活性和较好的抑菌效果。与研究比较多的大蒜素相比,大蒜黄酮没有刺激性气味,将来可以作为功能性食品的基础原料。
关键词: 大蒜总黄酮;响应面;纯化;抗氧化;抑菌
目 录

摘 要 I
Abstract II
1 文献综述 1
1.1 大蒜的概述 1
1.2 大蒜的主要化学成分 1
1.2.1 黄酮类化合物 2
1.2.2 有机硫化物 2
1.2.3 类固醇皂苷 2
1.2.4 氨基酸 2
1.2.5 有机锗 2
1.2.6 硒 3
1.2.7 矿物元素 3
1.3 大蒜的生理功能及作用 3
1.3.1 防治心脑血管疾病 3
1.3.2 预防癌症和抗癌作用 3
1.3.3 抗衰老作用 3
1.3.4 降血脂作用 4
1.3.5 保护肝脏作用 4
1.3.6 提高机体免疫力 4
1.3.7 预防感冒 4
1.4 大蒜的国内外的研究现状 4
1.5 黄酮类化合物的概述 5
1.5.1 黄酮类化合物的分类 5
1.5.2 黄酮类化合物的提取 6
1.5.3 黄酮类化合物的测定 7
1.6 黄酮类化合物的生物活性 8
1.6.1 抗氧化活性 8
1.6.2 抗肿瘤活性 8
1.6.3 抗炎、免疫调节活性 9
1.6.4 抗病毒活性 9
1.6.5 对心血管疾病的作用 9
1.6.6 解毒护肝和细胞保护作用 9
1.6.7 抗菌作用 10
1.7 研究意义 10
2 实验材料与方法 12
2.1 实验材料 12
2.1.1 实验原料 12
2.1.2 实验试剂与设备与仪器 12
2.3 实验方法 13
2.3.1 原料预处理 13
2.3.2 预实验 13
2.3.3 大蒜总黄酮含量的测定 14
2.3.4 大蒜总黄酮提取工艺的确定 15
2.3.5 大蒜总黄酮的纯化工艺研究 17
2.3.6 大蒜纯化样品的紫外光谱及红外光谱实验 18
2.3.7 大蒜总黄酮的生物活性研究 18
3 结果分析与讨论 20
3.1 预实验结果分析 20
3.1.1 大蒜中活性成分的鉴定结果 20
3.1.2 提取方法选择结果 20
3.2 大蒜总黄酮含量的测定 20
3.3 大蒜总黄酮提取工艺确定结果分析 22
3.3.1 单因素试验 22
3.3.2 响应面实验分析结果 26
3.4 大蒜总黄酮的纯化工艺研究 30
3.4.1 大孔吸附树脂的选择结果分析 30
3.4.2 乙醇浓度对解析效果的影响 30
3.4.3 大蒜总黄酮得率的测定 31
3.5 大蒜纯化样品的紫外光谱及红外光谱分析 32
3.5.1 紫外吸收光谱图分析 32
3.5.2 红外吸收光谱图分析 32
3.6 大蒜总黄酮的生物活性研究 33
3.6.1 大蒜总黄酮的抗氧化性分析 33
3.6.2 大蒜中黄酮的抑菌效果分析 34
结 论 35
致 谢 36
参考文献 37
黄酮类化合物是普遍存在于植物中天然物质。体内不能合成,只能从食物中摄取。对于调节生理机能, 提高生命运动质量,具有极其重要的意义。当人缺少黄酮类化合物时,容易导致大脑和心脏功能不全,血管硬化,脆性增强。因其分子小,易被人体吸收,能通过血管屏障,进入脂肪组织。所以对人体的健康有广泛的作用。黄酮的功效是多方面的,它是一种很强的抗氧剂,可有效清除体内的氧自由基,如花青素、花色素可以抑制油脂性过氧化物的全阶段溢出,这种阻止氧化的能力是维生素E的十倍以上,这种抗氧化作用还可以阻止细胞的退化、衰老,也可阻止癌症的发生。黄酮类化合物可以降低胆固醇,可以改善血液循环,向天果中的黄酮还含有一种PAF抗凝因子,这些作用大大降低了心脑血管疾病的发病率,也可改善心脑血管疾病的症状。黄酮可以抑制炎性生物酶的渗出,可以增进伤口愈合和止痛,栎素由于具有强抗组织胺性,可以用于各类敏感症。
目前,全国保健食品的开发呈现出欣欣向荣的形势。黄酮类化合物作为世界范围新兴的保健食品活性成分,以纯天然、见效快为特征,以人体补充黄酮的理论和严格的科学实验为基础, 为食用者带来实实在在的健康体验。黄酮类化合物在食品上的应用比较局限,主要以保健食品的形式存在。从产品形式上看,种类不多,基本是液态饮品。众多研究证实,黄酮类化合物具有保健功能,且已开发出多种保健食品。目前, 市售的生物类黄酮功能食品可谓琳琅满目,涉及到功能食品的许多方面,如防衰、防癌、提高免疫力、降脂、降压食品等,产品外观覆盖到液体、固体和半流体等多种形式。
尽管食用大蒜对人类健康有利,但服用大蒜的有效剂量,大蒜中未知的生物活性化合物的种类以及生物学特性等仍待研究。大蒜产品的制作过程和功能成分的提取方法做进一步研究,尽可能保持大蒜及其制剂的高质量和其特殊的生物活性。希望未来利用大蒜生产的商品有所突破,对保健品以及药理作用有着重大意义。

2 实验材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 实验原料
新鲜大蒜,购于吉林省长春市。
2.1.2 实验试剂与设备与仪器
芦丁, 标准品 上海友思生物技术有限公司;
镁粉, 分析纯 天津光复精细化工研究所;
盐酸, 分析纯 莱阳化工实验厂;
硝酸铝 , 分析纯 天津光复精细化工研究所;
亚硝酸钠,分析纯 莱阳化工实验厂;
氢氧化钠,分析纯 北京化工厂;
无水乙醇,分析纯 天津富宇精细化工有限公司;
邻苯三酚,分析纯 沈阳市试剂五厂;
牛肉浸膏,分析纯 沈阳市试剂五厂;
蛋白胨, 分析纯 沈阳市试剂五厂;
氯化钠, 分析纯 沈阳市试剂五厂;
牛肉膏, 分析纯 沈阳市试剂五厂;
酵母粉, 分析纯 沈阳市试剂五厂;
氯化钠, 分析纯 沈阳市试剂五厂;
甲醇, 色谱纯 美国Agilent公司;
溴化钾, 光谱纯 天津市科器高新技术公司;
AB-8大孔吸附树脂 天津市光复精细化工研究所;
NAK-9大孔吸附树脂 天津市光复精细化工研究所;
DB-101大孔吸附树脂 天津市光复精细化工研究所
Jy3002电子天平 上海舜宇恒平科学仪器有限公司;
SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵 郑州长城科工贸有限公司;
DHG-9070A 型电热恒温鼓风干燥箱 上海精密试验设备有限公司;
RE52-98 旋转蒸发器 上海亚荣生化仪器厂;
DK-8D型电热恒温水浴锅 北京光明医疗仪器厂;
高压灭菌锅 上海医用设备厂;
UV754紫外可见分光光度计 上海佑科仪器仪表有限公司;
玻璃层析柱ф2cm×50cm 上海青浦沪西仪器厂
紫外分光光度计 Lambda 25型美国Perkin Elmer仪器公司
红外光谱仪 Spectrum One FTIR型美国Perkin Elmer仪器公司
2.3 实验方法
2.3.1 原料预处理
将新鲜的大蒜剥皮、切碎,在烘箱中55℃烘干,然后将大蒜进行粉碎备用。
2.3.2 预实验
3.3.2.1 大蒜化学成分的鉴定
(1) 黄酮类化合物[25]
盐酸—镁粉反应:可能有黄酮类化合物存在的原因:加入镁粉几颗、滴入浓盐酸几滴的放在试管中的1mL乙醇提取液(必要时在沸水中加热3分钟)是否显红紫颜色。
(2) 生物碱的检识
改良碘化铋钾(Dragendorff)试剂:一般在棕色瓶内保存将由0.85g的碱式硝酸铋溶于10mL的乙酸和40mL水中得到的试剂一和0.8g碘化钾溶于20mL水中就得到的试剂二等量混合。用前各自取2mL上述的液体、4mL的乙酸与20mL水混合。若显橙红色表明提取液中存在有生物碱成分的。
(3) 酚类成分的检识
可能含有酚类的原因:取1~2滴1%三氯化铁试剂加在1mL乙醇提取液观察其呈蓝墨绿色或蓝紫色颜色变化的可直接进行检查的如为酸性的提取液,碱性的可加乙酸酸化后检查。
(4) 糖及苷
Molish反应:含有糖类或苷类的可能,观察产生紫红色环颜色的变化在浓硫酸的接触面的少量浓硫酸被沿试管壁慢慢的加入前加入2~3滴的5%的萘酚乙醇液前1mL的水提取液或乙醇提取液中摇匀后。
(5) 甾体及萜类
李伯曼反应(Liebermann-Burchard反应):可能含有甾体皂苷元、甾醇或三萜类化合物,在试管中的颜色逐渐由黄→红→紫→蓝墨绿变化因为分别加入使它充分溶解的1mL冰乙酸在将溶剂挥发出去的3mL的再加1mL乙酸酐和滴入1滴浓硫酸在乙醇提取液和残渣。
显色反应:用新鲜配制的5%磷钼酸乙醇溶液喷洒在滤纸上挥去溶剂的乙醇提取

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作者:佚名
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