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盾叶薯蓣皂苷、皂苷元的超声提取与聚集相行为的研究

作　者: 牛春玲
导　师: 吴胜举
学　校: 陕西师范大学
专　业: 生物物理学
关键词: 皂苷皂苷元响应面分析法动力学原子力显微镜
分类号: S567.239
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本文考察了乙醇浓度、溶剂用量、超声时间、超声功率和超声频率对盾叶薯蓣总皂苷提取率的影响。采用先超声后水解的方法从盾叶薯蓣中提取薯蓣皂苷元,进而利用响应面分析法（RSM）优化超声提取的工艺条件。实验中以70%（v/v）乙醇溶液作溶剂或用水作溶剂进行超声提取,建立超声提取盾叶薯蓣有效成分的动力学模型。最后用原子力显微镜技术检测了不同浓度下皂苷和皂苷元分子的聚集相行为。实验结果表明:对于所研究的10 g盾叶薯蓣,最佳超声提取条件为:乙醇浓度72%,溶剂体积100 mL,超声时间45 min,超声功率420 W,拟合得到的模型与实际能够较好的符合,与发酵-酸水解法提取薯蓣皂素相比,提取率提高了26.46%。分子动力学模拟结果表明,在扩散过程中超声提取薯蓣总皂苷的动力学模型满足非定常扩散方程,相关系数为R=0.95,最佳超声时间为40 min。AFM实验结果可以观察到:（1）浓度为10^-5 mol/L时,皂营形成分散较均匀的小片段结构,表现为皂苷分子的聚集体结构;皂苷元则是由多个分子连接形成的聚集体结构,与皂苷相比较高度起伏较低,链的长度较长。（2）浓度为10^-4 mol/L时,皂苷分子出现了不规则片层与小片段共存结构;皂苷元分子却形成具有多孔的网状结构。（3）当浓度增大到10^-3mol/L时,皂苷分子紧密聚集的分布在云母表面;皂苷元则形成紧密聚集的大片层多孔结构。实验拟合得到的模型与实际情况相一致,与发酵-酸水解法提取薯蓣皂素相比,提取率提高了26.46%。超声-酸水解法提取薯蓣皂苷元具有收率高、污染小、节约能源、易于工业化等特点。聚集相行为结构分析表明,皂苷和皂苷元分子在不同浓度下形成的不同结构主要是分子官能团的属性起到关键作用,皂苷分子骨架中的糖链阻碍其形成大片层结构,而皂苷元分子骨架中的羟基间氢键相互作用易于形成大的片层结构。研究皂苷与皂苷元的分子聚集相行为为研究药物与脂膜相互作用奠定了基础。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第1章绪论  9-19
  1.1 盾叶薯蓣研究进展  9-12
    1.1.1 盾叶薯蓣资源的概述  9-10
    1.1.2 盾叶薯蓣化学成分  10-12
  1.2 皂苷的研究进展  12-13
  1.3 薯蓣皂苷元的研究进展  13-16
    1.3.1 薯蓣皂苷元的结构和性质  13
    1.3.2 薯蓣皂苷元的提取方法  13-16
  1.4 超声-酸水解法提取薯蓣皂苷元研究概括  16-17
  1.5 本课题选题依据及研究内容  17-19
    1.5.1 选题依据  17-18
    1.5.2 研究内容  18-19
第2章超声提取盾叶薯蓣总皂苷  19-27
  2.1 材料与方法  19-22
    2.1.1 仪器与试药  19-20
    2.1.2 实验试剂的配置  20
    2.1.3 提取方法  20-21
    2.1.4 薯蓣总皂苷的检测  21-22
  2.2 结果与讨论  22-25
    2.2.1 乙醇浓度对总皂苷提取率的影响  22-23
    2.2.2 液固比对总皂苷提取率的影响  23-24
    2.2.3 超声作用时间对总皂苷提取率的影响  24
    2.2.4 超声功率对总皂苷提取率的影响  24-25
    2.2.5 超声频率对总皂苷提取率的影响  25
  2.3 本章小结  25-27
第3章响应面法优化超声提取薯蓣总皂苷工艺研究  27-35
  3.1 响应面法简介  27-29
    3.1.1 Box-Behnken设计(BBD)  27-28
    3.1.2 中心组合设计(Central Composite Rotatable Design,CCRD)  28-29
  3.2 响应面法优化总皂苷的提取模型  29-30
  3.3 结果与讨论  30-34
    3.3.1 响应面法优化工艺条件  30-31
    3.3.2 数学模型的应用分析  31-33
    3.3.3 条件的优化与验证  33-34
  3.4 本章小结  34-35
第4章超声提取薯蓣总皂苷动力学研究  35-39
  4.1 超声提取动力学模型的建立  35-36
  4.2 超声提取机理的分析  36-37
  4.3 超声提取薯蓣总皂苷动力学  37-38
  4.4 本章小结  38-39
第5章超声-酸水解法提取薯蓣皂苷元  39-44
  5.1 实验仪器与方法  39-42
    5.1.1 实验材料与仪器  39
    5.1.2 索氏提取  39-41
    5.1.3 发酵-酸水解法提取薯蓣皂苷元  41
    5.1.4 超声-酸水解法提取薯蓣皂苷元  41-42
    5.1.5 薯蓣皂苷元的分析  42
  5.2 实验结果与分析  42-43
    5.2.1 酸的选用与用量的选取  42-43
    5.2.2 两种方法提取结果的比较  43
  5.3 本章小结  43-44
第6章皂苷、皂苷元分子聚集相行为的原子力显微镜研究  44-49
  6.1 实验部分  44-45
    6.1.1 皂苷与皂苷元的纯化  44
    6.1.2 皂苷与皂苷元的紫外光谱和高效液相色谱检测  44-45
    6.1.3 皂苷与皂苷元的原子力显微镜检测  45
  6.2 结果与讨论  45-47
    6.2.1 皂苷与皂苷元紫外光谱和高效液相色谱检测  45
    6.2.2 皂苷与皂苷元分子聚集体的原子力显微镜检测  45-47
  6.3 本章小结  47-49
第7章结论与展望  49-51
  7.1 本研究主要结论  49-50
  7.2 今后工作展望  50-51
参考文献  51-57
致谢  57-59
攻读硕士学位期间科研成果  59

盾叶薯蓣皂苷、皂苷元的超声提取与聚集相行为的研究

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