木豆根中染料木素和芹菜素提取纯化工艺及其抗氧化活性研究

论文摘要

本文首次研究了木豆根中染料木素和芹菜素的负压空化提取工艺,并利用大孔吸附树脂、柱色谱和重结晶等多种方法对木豆根中染料木素和芹菜素的纯化工艺条件进行了系统的研究。同时,对木豆根的乙醇提取物以及染料木素和芹菜素进行了抗氧化活性研究。结果如下：1、确定了RP-HPLC同时分析检测木豆根中染料木素和芹菜素的色谱条件：色谱柱：Diamonsil C18V （5μm,250 mm×4.6 mm I.D.）,流速：1 mL/min,柱温：30℃,检测波长：260 nm,进样量：10μL。流动相体系为甲醇-水-甲酸（65:34.935:0.065,v/v/v）.2、对负压空化提取木豆根中染料木素和芹菜素的条件进行了优化,对影响提取率的各因素进行了考察,确定了最优负压空化提取工艺参数：提取溶剂：体积分数70%乙醇溶液原料粒径：50目液固比：44：1提取时间：45 min负压压力：-0.05 MPa提取次数：3次提取温度：室温在上述优化的条件下对木豆根进行提取,染料木素和芹菜素的平均提取率分别为：0.418 mg/g和0.118 mg/g,其RSD分别为：1.06%和1.53%,在浸膏中含量分别为：1.62%和0.22%。3、首次确立了木豆根中染料木素和芹菜素的最佳纯化工艺：（1）大孔吸附树脂富集过程中,较优的大孔吸附树脂为ADS-5型,确定了ADS-5大孔吸附树脂分离纯化染料木素和芹菜素的最佳条件：上样浓度：染料木素0.3307 mg/mL,芹菜素0.0475 mg/mL上样体积：20 BV上样流速：1 mL/min上样溶液pH值：4.5解吸溶液及体积：体积分数20%乙醇溶液4 BV及体积分数70%乙醇溶液10 BV解吸流速：1 mL/min操作温度：25℃在上述优化的条件下,经过ADS-5大孔吸附树脂处理,染料木素的含量从1.62%增加到15.16%,提高了9.36倍,芹菜素的含量从0.22%增加到2.44%,提高了11.09倍,回收率分别为89.78%和93.41%。（2）确定了正相中压硅胶柱层析条件：300-400目硅胶；上样量与硅胶用量比为：1：50；径高比：1：3.5；洗脱剂为：乙酸乙酯-石油醚（12：1,v/v）；梯度洗脱流速为：30mL/min。在柱层析过程中,利用TLC跟踪检测。收集硅胶柱层析富含染料木素和芹菜素的馏分,得纯度分别为73.26%和20.13%的染料木素和芹菜素粗品,收率为：65.37%和70.25%。（3）确定了反相中压硅胶柱层析条件：ODS-反相填料：上样量与填料用量比为：1：120；径高比：1：10；洗脱剂：甲醇-水-甲酸（60：39.935：0.065,v/v/v）。（4）结晶溶剂为甲醇,微热溶解,室温静置、析晶,得染料木素和芹菜素分别为黄色和淡黄色针状晶体,纯度为：85-90%。用三氯甲烷：石油醚（1：3,v/v）体系进行多次重结晶,得纯度大于95%的染料木素和芹菜素晶体,回收率为63.27%和68.53%。染料木素和芹菜素纯化的全过程总收率为：37.13%和44.97%。（5）通过理化性质反应结合FT-IR、ESI-MS-MS与1H-NMR和13C-NMR,确定所得产品为目标化合物。4、研究了木豆根的乙醇提取物和木豆根中染料木素和芹菜素单体的抗氧化活性：在DPPH自由基清除实验中,木豆根提取物在低浓度时,对DPPH自由基的清除能力较差,在较高浓度（>2 mg/mL）时,DPPH自由基清除率较高,其IC50为1.184mg/mL,木豆茎提取物对DPPH自由基的清除能力较好,其IC50为0.844 mg/mL。但是根中的染料木素和芹菜素在DPPH自由基清除实验中均表现出较好的抗氧化活性,其IC50分别为0.341和0.312 mg/mL,接近于抗坏血酸的IC50。在β-胡萝卜素漂白实验中,木豆根提取物表现出较好的抗氧化活性,其IC50（0.206 mg/mL）与BHT IC50（0.196mg/mL）较接近,优于叶和茎的0.378和0.311 mg/mL,染料木素和芹菜素均呈现出较好的抗氧化活性,其β-胡萝卜素漂白实验IC50分别为0.185和0.176 mg/mL,接近于BHT的IC50值（0.196 mg/mL）。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 木豆的基本特征
• 1.1.1 木豆的起源与分布
• 1.1.2 木豆的形态学特征
• 1.2 木豆研究与应用概况
• 1.2.1 木豆化学成分的研究
• 1.2.2 木豆的药用及药理研究
• 1.2.3 木豆资源的其他应用概况
• 1.3 木豆的有效成分及其药理作用
• 1.4 负压空化提取技术
• 1.4.1 气泡理论
• 1.4.2 空化空蚀效应
• 1.5 分离纯化
• 1.5.1 沉淀法
• 1.5.2 柱色谱法
• 1.5.3 结晶、重结晶法
• 1.5.4 结构鉴定
• 1.6 抗氧化简介
• 1.6.1 抗氧化剂及其分类
• 1.6.2 抗氧化作用机理
• 1.6.3 测定抗氧化活性的方法
• 1.7 研究目的和意义
• 2 染料木素、芹菜素分析方法的建立
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验仪器与试剂
• 2.1.2 标准溶液的配制
• 2.1.3 样品溶液的制备
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 色谱条件的优化
• 2.2.2 木豆根样品溶液的测定
• 2.2.3 方法学验证
• 2.3 本章小结
• 3 木豆根中染料木素和芹菜素提取工艺研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验仪器与试剂
• 3.1.2 染料木素和芹菜素的HPLC分析
• 3.1.3 提取率计算公式
• 3.1.4 不同提取方法分析样品的制备
• 3.1.5 负压空化提取工艺参数的单因素优化实验
• 3.1.6 负压空化提取工艺参数的中心组合设计与响应面优化实验
• 3.1.7 扫描电镜观察
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 不同提取方法的比较
• 3.2.2 负压空化提取工艺参数的单因素优化结果
• 3.2.3 负压空化提取工艺参数的中心组合优化结果
• 3.2.4 扫描电镜观察结果
• 3.3 本章小结
• 4 染料木素和芹菜素分离纯化方法的建立
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 仪器与试剂
• 4.1.2 待分离样品的制备
• 4.1.3 大孔吸附树脂富集
• 4.1.4 中压硅胶柱层析分离纯化
• 4.1.5 结晶和重结晶
• 4.1.6 结构确认
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 大孔吸附树脂的富集
• 4.2.2 硅胶柱层析纯化
• 4.2.3 结构的确认
• 4.3 本章小结
• 5 木豆根中染料木素和芹菜素抗氧化活性研究
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 实验仪器与试剂
• 5.1.2 木豆不同部位总黄酮含量的测定
• 5.1.3 抗氧化活性的测定
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 木豆不同部位的总黄酮含量
• 5.2.2 木豆不同部位提取物的抗氧化活性
• 5.2.3 木豆根中染料木素和芹菜素的抗氧化活性
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢