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苦瓜总黄酮的提取及副产品发酵生产酒精的研究

作　者: 于津津
导　师: 魏振平；张长银
学　校: 天津大学
专　业: 制药工程
关键词: 苦瓜总黄酮提取酒精发酵
分类号: TQ914.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

目前发现五千余种植物中存有黄酮类化合物,大部分与糖结合成苷。其生理活性广泛,可预防与活性氧有关的动脉硬化、癌、糖尿病、帕金森化病等疾病,对高血压引起的头痛、项强、头晕、耳鸣等症状有明显的疗效,尤以缓解头痛、项强为显著,对凝血因子具有较强的抑制作用,还具有抗氧化、抗衰老、抗菌、消炎、抗溃疡作用等药用保健功能。苦瓜是人们喜爱的一种保健蔬菜食品,全国各地都有栽培,资源丰富,其中含有丰富的苦瓜苷。目前有关苦瓜黄酮的报道并不多见。本文选用较经济的乙醇水溶液作为提取溶剂,直接溶剂提取法和超声辅助提取法两种方法提取苦瓜总黄酮。结合实验结果,在对提取效率影响不大的前提下,考虑到实际生产成本,直接溶剂法苦瓜总黄酮提取工艺的最佳条件为乙醇体积分数80%,料液比1g:10mL,提取时间3.5h,提取温度70℃,此条件下提取的总黄酮含量为0.8251%。此方法操作简单,易于工业化生产。超声辅助法提取苦瓜总黄酮的最佳工艺条件为乙醇体积分数70%,料液比1g:12mL,提取时间60min,提取温度70℃,总黄酮含量为1.3983%。两种方法的最佳组合一致,只是最佳提取条件稍有变化,主要是超声法缩短了提取时间,提高了生产效率,且总黄酮含量明显提高。说明超声作用对细胞膜的破坏有助于黄酮类化合物的释放与溶出,使提取液不断震荡,有助于溶质扩散。因此采用超声辅助提取法提取苦瓜总黄酮有其生产意义。且两种方法中影响总黄酮提取量的四个因素的主次关系一致,即料液比(B)>提取温度(D)>乙醇浓度(A)>提取时间(C)。利用苦瓜总黄酮提取后的残渣作为主要原料,外加疏松剂,少量麸皮,微量营养素作为固体培养基,确定糖化过程的最佳工艺条件为培养时间为120h,初始pH值为5,培养温度为29℃,在此条件下黑曲霉生产还原糖的含量达到4.95%。影响苦瓜残渣糖化生产还原糖的因素的主次顺序为:培养时间>培养温度>培养初始pH值。在还原糖含量为11%(经蒸馏后所得)的苦瓜残渣糖化液中加入0.15%的硫酸铵和磷酸二氢钾,作为酒精发酵液体培养基,经过60h,32℃发酵可获得6.3%(v/v)的酒精,酒化率为89%。

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摘要 3-4ABSTRACT 4-8第一章文献综述 8-25 1.1 苦瓜研究现状 8 1.2 苦瓜的生理功效 8-9 1.3 黄酮概述 9-10 1.4 黄酮的生理功效 10-13 1.4.1 清除氧自由基、抗肿瘤作用 10 1.4.2 调节心脑血管系统作用 10-11 1.4.3 抗氧化、抗衰老作用 11 1.4.4 抑菌、抗病毒作用 11-12 1.4.5 免疫调节作用 12 1.4.6 抗炎、镇痛、抗过敏作用 12 1.4.7 对内分泌系统的作用 12-13 1.5 黄酮提取技术研究现状 13-16 1.5.1 有机溶剂提取 13 1.5.2 热水提取 13 1.5.3 碱液提取 13 1.5.4 系统溶剂提取 13-14 1.5.5 超滤法提取 14 1.5.6 超声技术提取 14-15 1.5.7 微波提取 15 1.5.8 超临界流体萃取 15 1.5.9 酶法 15-16 1.6 黄酮类化合物的纯化方法 16-17 1.6.1 大孔树脂法 16 1.6.2 硅胶柱层析分离 16 1.6.3 聚酰胺柱层析 16-17 1.6.4 葡聚糖凝胶柱层析 17 1.7 黄酮类化合物的检测方法 17-19 1.7.1 鉴定方法 17 1.7.2 定性和定量分析 17-19 1.8 纤维素酒精研究现状 19-22 1.8.1 菌株的选育 20-21 1.8.2 发酵技术 21 1.8.3 酒精脱水技术 21-22 1.9 本课题研究的内容及意义 22-25 1.9.1 本课题研究的内容 22-24 1.9.2 本课题研究的意义 24-25第二章苦瓜总黄酮直接溶剂提取工艺条件研究 25-33 2.1 实验材料 25-26 2.1.1 原料 25 2.1.2 试剂 25 2.1.3 仪器设备 25-26 2.2 实验方法 26-28 2.2.1 原料的预处理 26 2.2.2 直接溶剂提取工艺 26 2.2.3 测定方法依据 26 2.2.4 波长的选择 26 2.2.5 标准曲线的绘制 26-27 2.2.6 样品中总黄酮含量的测定 27-28 2.2.7 黄酮的定性鉴定 28 2.3 结果与讨论 28-33 2.3.1 乙醇体积分数对苦瓜总黄酮直接溶剂提取的影响 28-29 2.3.2 料液比对苦瓜总黄酮直接溶剂提取的影响 29 2.3.3 提取时间对苦瓜总黄酮直接溶剂提取的影响 29-30 2.3.4 提取温度对苦瓜总黄酮直接溶剂提取的影响 30-31 2.3.5 正交实验选择最佳提取工艺的研究 31-33第三章苦瓜总黄酮超声辅助提取工艺条件研究 33-42 3.1 实验材料 33-34 3.1.1 原料 33 3.1.2 试剂 33 3.1.3 仪器设备 33-34 3.2 实验方法 34-36 3.2.1 原料的预处理 34 3.2.2 超声辅助提取工艺 34 3.2.3 测定方法依据 34 3.2.4 波长的选择 34 3.2.5 标准曲线的绘制 34-35 3.2.6 样品中总黄酮含量的测定 35-36 3.2.7 黄酮的定性鉴定 36 3.3 结果与讨论 36-42 3.3.1 乙醇体积分数对苦瓜总黄酮超声辅助提取的影响 36-37 3.3.2 料液比对苦瓜总黄酮超声辅助提取的影响 37-38 3.3.3 超声时间对苦瓜总黄酮超声辅助提取的影响 38 3.3.4 超声温度对苦瓜总黄酮超声辅助提取的影响 38-39 3.3.5 正交实验选择最佳提取工艺的研究 39-40 3.3.6 与其他提取方法的比较 40-42第四章苦瓜残渣发酵生产酒精的工艺条件研究 42-52 4.1 实验材料 42-43 4.1.1 微生物菌株 42 4.1.2 试剂 42-43 4.1.3 仪器设备 43 4.2 实验方法 43-45 4.2.1 黑曲霉的扩大培养 43 4.2.2 苦瓜残渣的糖化 43-44 4.2.3 还原糖含量的测定 44-45 4.2.4 糖化液的发酵 45 4.2.5 酒精含量的测定 45 4.3 结果与讨论 45-52 4.3.1 培养时间对苦瓜残渣糖化生产还原糖的影响 45-46 4.3.2 培养初始pH 值对苦瓜残渣糖化生产还原糖的影响 46-47 4.3.3 培养温度对苦瓜残渣糖化生产还原糖的影响 47 4.3.4 加入疏松剂对苦瓜残渣糖化生产还原糖的影响 47-48 4.3.5 正交实验选择最佳糖化工艺的研究 48-49 4.3.6 利用糖化液发酵生产酒精的研究 49-52第五章结论与展望 52-54参考文献 54-59发表论文和参加科研情况说明 59-60致谢 60

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