超临界CO2流体萃取黄姜中重金属的研究

论文摘要

黄姜是我国特有经济作物，其有效成分甾体皂素是合成甾体激素药物的基础原料，拥有“药用黄金”之美誉。为降低黄姜中重金属含量并保护其有效成分，本论文进行了超临界CO2流体络合萃取法净化黄姜中Cu、Cd、Pb的工艺研究，并探讨了黄姜中重金属净化后对其有效成分的影响。主要研究内容及结果如下：1、黄姜中重金属Cu、Cd、Pb的含量测定（1）通过比较微波消解和湿法消解两种样品前处理方式发现，前者消解效果更好，速度快，试剂用量少，测定结果更准确。（2）通过优化仪器操作参数，建立了微波消解—火焰原子吸收和微波消解—石墨炉原子吸收测定黄姜中Cu、Cd、Pb的方法。在优化后的条件下测得黄姜中Cu含量为11.51μg／g，Cd含量为0.28μg╱g，Pb含量为3.60μg╱g。2、超临界CO2流体络合萃取黄姜中Cu、Cd、Pb的方法（1）采用单因素试验法对络合剂、络合方式、萃取压力、温度、时间、改性剂含量等因素的影响进行了考察。试验表明，二乙基二硫代氨基甲酸钠作络合剂效果较好；其络合方式为萃取前加入到样品中密闭放置1h；各条件因素对重金属萃取率的影响在开始阶段均表现为正相关。（2）综合单因素试验结果，采用L9（34）正交表设计试验，结果分析表明，各因素的影响程度为：萃取压力＞萃取温度＞萃取时间＞改性剂含量。（3）根据正交试验结果，采用中心组合设计法（三因素三水平响应面分析）对萃取条件进行了优化，建立了重金属净化率的二次回归方程。此模型拟合性好，通过响应面分析及岭嵴分析得到了优化组合条件。结果表明，压力、温度、时间均对净化率有极显著影响。当萃取条件为压力25.54MPa，温度59℃，时间35min时，黄姜中重金属净化率达到极大值。此条件下净化率预测值为71.71％，验证值为75.10％。净化后的黄姜达到了重金属国际限量标准。3、重金属净化后对黄姜中有效成分的影响（1）超临界CO2流体萃取法与有机溶剂萃取法对比表明，前者对黄姜中甾体皂素的提取效果更好，萃取率较高，且安全高效、工艺简单、操作温度低、无溶剂污染。（2）采用超临界CO2流体萃取法提取黄姜中甾体皂素，以可见分光光度法测定其含量，得到黄姜原样品及重金属净化后样品中甾体皂素含量分别为2.03％和1.84％，超临界CO2流体络合萃取黄姜中Cu、Cd、Pb后对其有效成分影响不大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 英文缩写词表
• 第一部分 前言
• 1 超临界流体萃取技术
• 1.1 超临界流体定义及萃取原理
• 1.2 超临界流体萃取技术的广泛应用
• 1.3 超临界流体萃取技术在净化重金属上的应用
• 1.3.1 超临界流体络合萃取技术的原理与方法
• 1.3.2 超临界流体络合萃取技术的动力学机理
• 1.3.3 超临界流体络合萃取技术中试剂的选择与应用
• 1.3.4 超临界流体络合萃取技术的应用
• 2 黄姜及其相关研究概述
• 2.1 黄姜地理分布及生理学特征
• 2.2 黄姜的药用历史及药用价值
• 2.3 黄姜主要活性成分及其提取分析
• 2.3.1 甾体皂素的提取方法
• 2.3.2 甾体皂素含量的检测方法
• 2.4 黄姜中重金属影响及其检测
• 2.4.1 黄姜中重金属影响
• 2.4.2 重金属含量的检测方法
• 3 本课题研究意义及目的
• 第二部分 黄姜中重金属Cu、Cd、Pb含量的测定
• 1 实验部分
• 1.1 实验试剂和材料
• 1.2 实验仪器
• 1.3 仪器操作参数
• 1.4 实验方法
• 1.4.1 药品的配制
• 1.4.2 样品前处理
• 1.4.3 工作曲线的绘制
• 1.4.4 样品的测定
• 2 实验结果与讨论
• 2.1 火焰原子吸收法测定黄姜中Cu含量
• 2.1.1 微波消解条件的选择
• 2.1.2 燃烧器高度的影响
• 2.1.3 助燃比的影响
• 2.1.4 线性范围、检出限、精密度的考察
• 2.1.5 样品测定和方法回收率
• 2.1.6 消解方法比较
• 2.2 石墨炉原子吸收法测定黄姜中Cd、Pb含量
• 2.2.1 操作条件的优化
• 2.2.2 共存离子干扰
• 2.2.3 线性范围、检出限、精密度的考察
• 2.2.4 样品测定和方法回收率
• 2.2.5 消解方法比较
• 2流体萃取黄姜中重金属的研究'>第三部分 超临界CO₂流体萃取黄姜中重金属的研究
• 1 实验部分
• 1.1 实验试剂
• 1.2 实验仪器
• 1.3 超临界流体萃取装置及试验方法
• 1.4 分析方法
• 2 实验结果与讨论
• 2.1 单因素试验
• 2.1.1 络合剂的选择
• 2.1.2 络合方式对萃取率的影响
• 2.1.3 压力对萃取率的影响
• 2.1.4 温度对萃取率的影响
• 2.1.5 改性剂含量对萃取率的影响
• 2.1.6 时间对萃取率的影响
• 2.2 正交试验
• 2.3 中心组合试验
• 2.3.1 中心组合试验方案与结果
• 2.3.2 回归方程分析及检验
• 2.3.3 响应面分析
• 2.3.4 岭嵴分析
• 2.3.5 优化条件下预测值检验
• 2.4 重金属净化效果检验
• 第四部分 重金属净化后对黄姜中甾体皂素的影响研究
• 1 实验部分
• 1.1 分光光度法测定甾体皂素含量的方法建立
• 1.1.1 实验试剂
• 1.1.2 实验仪器
• 1.1.3 样品的预处理
• 1.1.4 甾体皂素纯品的制备及分光光度法分析
• 1.2 黄姜中甾体皂素的萃取研究
• 1.2.1 实验试剂
• 1.2.2 实验仪器
• 1.2.3 实验方法
• 2 实验结果与讨论
• 2.1 超临界流体萃取法的萃取结果
• 2.2.1 样品萃取结果
• 2.2.2 萃取方法比较
• 2.2 实验结果讨论
• 2.2.1 检测波长的确定
• 2.2.2 标准曲线的建立
• 2.2.3 水解方法的选择
• 3溶液中和洗涤的效果分析'>2.2.4 直接水洗与饱和NaHCO₃溶液中和洗涤的效果分析
• 2.2.5 显色剂条件
• 2.2.6 超临界流体萃取条件的选择
• 2.3 萃取前后黄姜中甾体皂素含量比较
• 第五部分 结论
• 1 主要结论
• 2流体萃取重金属方面'>1.1 超临界CO₂流体萃取重金属方面
• 2流体萃取甾体皂素方面'>1.2 超临界CO₂流体萃取甾体皂素方面
• 1.3 重金属测定方面
• 2 主要创新点
• 3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录