本文首先对从桑叶中连续提取和分离生物碱、黄酮以及多糖三种药用成分的工艺以及质量控制进行了系统的实验研究。采用超声辅助提取法,选用80%的乙醇为溶剂,提取桑叶生物碱。以1-脱氧野尻霉素(DNJ)为控制指标,结果表明DNJ的提取率达到0.117%。然后选用001×7(细)阳离子交换树脂及201×7阴离子交换树脂,通过吸附方法对DNJ进一步纯化,考察了上柱药液浓度、药液pH值以及吸脱剂浓度等因素对DNJ收率的影响,在优化条件下,产品浸膏中DNJ含量高达44.8%,DNJ回收率达到77.5%。由于超声辅助提取法提取桑叶生物碱的粗提液中同时含有总黄酮(提取率为1.72%)。本文进一步考察了采用H-103型大孔树脂使桑叶粗提液中的黄酮与生物碱高效分离的可行性。优化后结果表明,吸附的总黄酮通过洗脱、浓缩等步骤,总黄酮收率可达83.4%,所得产品中总黄酮含量为36.3%;而流出液中生物碱保留率高达99.2%,达到了既精制桑叶黄酮又不损失生物碱的目的。其次,以提取生物碱和黄酮后的桑叶萃余物为原料,优化得到了分离纯化桑叶多糖的新工艺。该工艺包括热水浸提、活性炭柱脱色以及20%乙醇醇沉及干燥等程序,所得多糖收率为2.91%,其中糖醛酸含量为51.5%,中性糖含量为20.9%,达到了开发新药含量的需求目标。初步对所得桑叶多糖的结构进行了研究,通过高效凝胶色谱(HP-GPC),测得了多糖的平均分子量;采用柱前衍生-高效液相色谱分析了多糖中的单糖组成,结果表明,桑叶多糖主要由甘露糖、半乳糖醛酸以及鼠李糖组成;通过红外光谱和核磁共振光谱进一步分析,表明桑叶多糖主要是一种多甲基的果胶多糖。在上述研究基础上设计了连续提取和分离桑叶中生物碱、多糖以及黄酮的新工艺,并进行了物料衡算。结果表明:新工艺能确保三种成分的高效分离,过程各自独立,互不干扰,同时得到三种产品,产品中的桑叶多糖、生物碱和黄酮的含量分别能达到50%、44%以及35%以上。该工艺为桑叶原料的综合利用以及中药新药研制提供了新的途径。本文还对超临界CO2萃取莲子心中的挥发油和β-谷甾醇进行了实验研究。以挥发油和β-谷甾醇的提取率为指标,利用响应曲面方法对超临界CO2萃取莲子心中的挥发油工艺条件进行了优化,挥发油的提取率达到12.2%,其中β-谷甾醇的含量为7.38%。将超临界萃取工艺与溶剂提取法进行了比较,结果表明,超临界萃取方法提取率高,产品质量好,且无溶剂残留,相比溶剂法具有明显的优势。采用微分质量平衡传质模型中的“破碎-完整细胞(BIC)模型”对超临界CO2萃取莲子心中挥发油的传质过程进行了数学模拟,并首次将模型的三个可调参数减少为两个。计算结果表明,计算值与实验值的平均相对误差(AARD)在2.56%~10.5%之间,与三参数模型具有相似的拟合效果。根据理论计算求得外部传质系数kBfB数值在4.20×10-5~1.20×10-4m/s之间;内部传质系数ks根据拟合结果得到的数值在8.88×10-10~2.04×10-8m/s之间。传质模型中的各参数均具有明确的物理意义,从理论上加深了对超临界传质萃取过程的理解。
论文目录
摘要
ABSTRACT
前言
第一章 文献综述
1.1 桑叶中活性成分的提取及应用研究进展
1.1.1 桑叶简介
1.1.2 桑叶中的活性成分
1.1.3 桑叶的生物学功能
1.1.4 桑叶中生物碱的分离与纯化
1.1.5 桑叶中黄酮的分离与纯化
1.1.6 桑叶多糖的分离与结构表征
1.1.7 桑叶应用现状
1.2 莲子心中活性成分的提取及应用研究进展
1.2.1 莲子心及其活性成分
1.2.2 莲子心的药用价值
1.2.3 莲子心挥发油的研究进展
1.3 超临界流体萃取技术
1.3.1 超临界流体简介
1.3.2 超临界流体萃取技术在天然产物提取中的应用
1.3.3 超临界流体萃取技术在植物挥发油提取的应用
1.3.4 超临界流体萃取植物挥发油的传质模型研究进展
1.4 本课题的研究内容和意义
1.4.1 桑叶中活性成分的提取纯化研究
1.4.2 超临界CO_2萃取莲子心挥发油的研究
第二章 桑叶生物碱的提取及纯化工艺研究
2.1 原料来源与预处理
2.2 试剂与仪器
2.3 实验操作与步骤
2.3.1 生物碱的提取方法
2.3.2 澄清方法
2.3.3 生物碱的纯化方法
2.4 生物碱DNJ的分析方法
2.4.1 衍生试剂的配制
2.4.2 分析方法的建立
2.5 实验结果与讨论
2.5.1 桑叶的选择
2.5.2 提取工艺研究
2.5.3 澄清方法的选择
2.5.4 纯化工艺研究
2.6 本章小结
第三章 桑叶中黄酮的提取和纯化工艺研究
3.1 原料与试剂
3.1.1 原料来源及预处理
3.1.2 试剂与仪器
3.2 实验方案的确定
3.3 实验装置与操作步骤
3.3.1 提取实验
3.3.2 静态吸附和解吸
3.3.3 动态吸附和解吸
3.4 分析方法的建立
3.4.1 总黄酮含量测定
3.4.2 芦丁和异槲皮苷的测定
3.5 实验结果与讨论
3.5.1 提取工艺优化
3.5.2 静态吸附条件优化
3.5.3 动态吸附工艺优化
3.5.4 梯度洗脱实验
3.6 吸附曲线的测定
3.6.1 吸附等温线测定
3.6.2 吸附穿透曲线测定
3.6.3 洗脱曲线的测定
3.7 本章小结
第四章 桑叶中多糖的分离和结构分析
4.1 试剂及仪器
4.2 桑叶多糖的提取与纯化
4.2.1 多糖的提取方法
4.2.2 多糖的纯化方法
4.2.3 其它纯化方法
4.3 桑叶多糖含量的测定
4.3.1 蒽酮硫酸法测定中性糖的含量
4.3.2 间羟基联苯法测定糖醛酸含量
4.4 桑叶多糖的结构分析
4.4.1 分析样品的制备
4.4.2 多糖的分子量分析
4.4.3 多糖中的单糖组成分析
4.4.4 多糖的红外光谱分析
4.4.5 核磁共振分析
4.5 实验结果与讨论
4.5.1 多糖的提取和纯化结果
4.5.2 桑叶多糖的分子量
4.5.3 桑叶多糖中的单糖组成
4.5.4 红外光谱分析结果
4.5.5 核磁共振分析结果
4.6 连续分离三种活性成分的工艺
4.6.1 工艺路线的建立
4.6.2 物料衡算
4.7 本章小结
第五章 超临界CO萃取莲子心油的工艺研究
5.1 原料及试剂
5.1.1 原料来源及预处理
5.1.2 试剂来源及规格
5.2 实验仪器与设备
5.3 实验装置与操作步骤
5.3.1 原料含水量测定
5.3.2 超临界CO_2萃取实验
5.4 β-谷甾醇含量测定方法
5.4.1 样品前处理
5.4.2 β-谷甾醇定量分析方法
5.5 结果与讨论
5.5.1 原料含水量测定
5.5.2 温度与压力的影响
5.5.3 粒度与流速的影响
5.5.4 与溶剂提取方法的比较
5.6 本章小结
第六章 超临界CO萃取莲子心油的传质过程模拟
6.1 模型的物理构象
6.2 模型的基本假设
6.3 传质模型的建立
6.3.1 物料衡算
6.3.2 相际间的传质速率
6.3.3 传质模型的求解
6.4 模拟和关联
6.4.1 参数的测量和计算
6.4.2 莲子心油在SC-CO_2中的平衡浓度
6.4.3 外部传质系数kf的计算
6.4.4 模型拟合
6.5 与文献方法的比较
6.6 本章小结
第七章 结论
符号说明
参考文献
附录1 芦丁与异槲皮苷分析方法建立的原始数据
附录2 超临界CO萃取莲子心挥发油及β-谷甾醇的数据表
附录3 CO的黏度表(部分,μ/μPa·s)
附录4 超临界萃取传质模型拟合程序示例
附录5 P-R方程计算流体密度的程序
发表论文和科研情况说明
致谢