畢業(yè)設計論文超聲技術提取車前草中可溶性膳食纖維研究

1、目 錄目 錄1摘 要3abstract4前 言51.1 實驗的目的與意義51.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀51.2.1車前草簡介61.2.2膳食纖維簡介8第一章 實驗部分91.1 儀器與材料91.1.1儀器91.1.2材料91.1.3藥品91.2 實驗原理101.2.1原料的預處理101.2.2粗可溶性膳食纖維提取101.2.3去蛋白101.3 實驗地點101.4 測定方法111.5 實驗方法121.5.1單因素實驗法121.5.2 正交實驗法13第二章 結果與分析142.1 單因素實驗結果分析142.1.1固液比對可溶性膳食纖維的提取的影響142.1.2提取時間對可溶性膳食纖維的提取的影響142.1.

2、3 ph值對可溶性膳食纖維的提取的影響152.2正交實驗結果分析15結 論16參考文獻17附 圖18致 謝19摘 要車前草為車前科車前屬多年生草本植物,種子和全草皆可入藥。車前草可溶性膳食纖維(sdf)含量較高, 膳食纖維是人體所必需的營養(yǎng)素之一 ，其本身不能直接被機體所吸收利用，但對胃腸道功能及多種營養(yǎng)元素的吸收都有一定的影響。車前草作為我國的一味傳統(tǒng)中藥,在我國資源豐富、分布廣泛，有著十分廣闊的開發(fā)前景。我國在膳食纖維的研究與開發(fā)上起步較晚, 尤其是膳食纖維的分析方法相對國外發(fā)達國家尚處于較低水平。超聲技術已廣泛應用于中草藥成分的提取,超聲提取過程無需加熱,提取率高,時間短,能耗低,整個提

3、取過程是個物理過程保證了提取組分不發(fā)生化學變化。本文采用超聲技術提取車前草中可溶性膳食纖維，通過單因素及l(fā)9 (34)正交實驗獲得提取最佳工藝,即用固液比1: 30, ph為5.8的0. 2 m乙酸乙酸鈉緩沖液提取,提取時間為20 min，可溶性膳食纖維的提取率為6.07%。關鍵詞:車前草；可溶性膳食纖維；超聲技術；正交實驗 abstractplantain for the vehicle is a perennial herb plantago criminal record, seeds and whole plant can be used as medicine. plantain s

4、oluble dietary fiber (sdf) high content of dietary fiber. the fiber itself can not be directly absorbed and utilized by the body，but it has some effects on gastrointestinal tract function and absorption of many nutrients. plantain blindly as traditional chinese medicine in china, rich in our country

5、, widely distributed, has a very broad development prospects. research and development of dietary fiber on the late start, especially the analysis of dietary fiber in developed countries is still at a relatively low level. ultrasound technology has been widely used in chinese herbal medicine ingredi

6、ents extraction, ultrasonic extraction process without heating, extraction rate, time is short, low energy consumption, the whole extraction process is a physical process to ensure that the extraction of chemical composition does not change.soluble dietary fiber was extracted by hot water from plant

7、ago asiatica l. and prepared by ultrasonic technique. the optimal conditions were obtained by a series of mono-factor experiments and l9 (34 ) orthogonal test. the experiments showed that the optimal conditions were using 0. 2m acetic acid-acetic acid sodium buffering agent, ph 4 to distill; the liq

8、uid-solid ratio was 1: 30; the extraction time was 20 min,the extraction rate was 6.07%.key words: plantago asiatica l. ; soluble dietary fiber; ultrasonic technique前 言1.1 實驗的目的與意義車前草為車前科(plantaginaceae)車前屬(plantago)多年生草本植物,種子和全草皆可入藥1。車前草可溶性膳食纖維(sdf)含量較高,膳食纖維通常用來治療便秘和結腸癌。膳食纖維是一種復雜的混合物,按其常用特性, 可分為可溶性

9、和不可溶性膳食纖維?？扇苄陨攀忱w維是指不被人體消化道酶消化,但可溶于溫、熱水且其水溶液又能被乙醇再沉淀的那部分膳食纖維。而不可溶性膳食纖維是指不被人體消化道酶消化且不溶于熱水的那部分纖維?？扇苄陨攀呈忱w維有更強的生理功能?？扇苄陨攀忱w維指不能被人體消化酶消化分解，可溶于熱水，其成分主要是一些膠類物質，如果膠、瓜爾豆膠、卡拉膠、黃原膠、甘露糖、葡聚糖、海藻酸鈉、真菌多糖等2。大量研究表明：可溶性膳食纖維對人體具有多種生理功能，能降低血液中的膽固醇含量，預防心臟病、高血壓和動脈硬化；控制血糖含量，預防糖尿??；促進腸胃蠕動，預防便秘；清除體內(nèi)自由基，抗氧化，防衰老；清除體內(nèi)有害金屬離子等3 。我國在

10、膳食纖維的研究與開發(fā)上起步較晚, 尤其是膳食纖維的分析方法相對國外發(fā)達國家尚處于較低水平。但車前草作為我國的一味傳統(tǒng)中藥,在我國資源豐富、分布廣泛數(shù)，有著十分廣闊的開發(fā)前景4。因此研究用提取車前草可溶性膳食纖維對充分利用此資源有很重要的作用。本文采用單因素及l(fā)9(34)正交試驗,研究了用超聲法5提取車前草的可溶性膳食纖維的最佳條件組合。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀膳食纖維是一種復雜的混合物6,按其常用特性,可分為可溶性和不可溶性膳食纖維。目前國內(nèi)已經(jīng)用很多種方法對車前草膳食纖維進行了提取，其中包括用磷酸鹽緩沖液7做提取液提取，酶解法，超聲提取法等。1.2.1車前草簡介車前科植物全世界有3屬，約270

11、種，車前屬約有265種，我國僅有車前屬一屬，有17種2變種1變型5，按根系類型可將其分為直根系和須根系兩大類。車前(plantago asiatical)和大車前(p.major l)屬于須根系；平車前（p.depressal.)屬于直根系。在全國各地均有分布。車前子，從外形上看，多呈橢圓形或三角狀長圓形，稍扁，長約2mm，寬lmm，表面棕色或黑棕色，臍凹，表面紋理較細，由于品種不同外觀形態(tài)差異較大。質地堅硬，切斷面灰白色、氣微、味淡、嚼之粘液性，遇水粘滑稍膨脹。目前，我國車前草主要開發(fā)藥用的是車前、平車前和大車前3種。黑龍江省主要品種為平車前，也有少量車前。1車前的形態(tài)特征多年生草本。根狀莖

12、短粗，須根?；~外展，葉片卵形至寬卵形，頂端鈍，基部楔形。全緣或有波狀淺齒，兩面無毛或有短柔毛。 花葶數(shù)個，直立，穗狀花序，綠白色疏生花。 綠色龍骨狀突起。蒴果橢圓形，周裂，基部有不脫落的花萼。種子56個，長圓形，長15mm 。花期48月，果熟期79月。2車前的生活習性車前草適應性強，在溫暖、潮濕、向陽、沙質沃土上能生長良好。2024種子發(fā)芽較快，528范圍內(nèi)莖葉能正常生長，氣溫超過32，則地上部的幼嫩部分首先凋萎枯死，葉片逐漸枯萎直至整株死亡。車前草苗期喜歡潮濕環(huán)境，耐澇，抗旱性強，進入抽穗期因根系吸收功能旺盛，受漬后容易枯死。土壤以微酸性的沙質沖積土壤較好。3車前的價值（1）食用價值 車

13、前嫩葉可食用，每100 g嫩葉、芽中含碳水化合物10.0 g、蛋白質4.0 g、脂肪1.0 g、粗纖維3.3 g、鈣309 mg、磷175 mg、鐵25.3 mg、胡蘿卜素5.85 mg、維生素c 23 mg及其他礦物質和維生素等。（2）藥用價值車前全草和種子均可入藥。車前草味甘，性寒，歸肝、腎、肺、小腸經(jīng)，具有清熱利尿，祛痰，涼血，解毒功能，用于水腫，尿少，熱淋澀痛，暑濕瀉痢，痰熱咳嗽，吐血，癰腫瘡毒。車前子味甘，性微寒，歸肝、腎、肺、小腸經(jīng)，具有清熱利尿，滲濕通淋，明目，祛痰功能，用于水腫脹痛，熱淋澀痛，暑濕泄瀉，目赤腫痛，痰熱咳嗽等癥8。種子入藥稱為“車前子”，車前子味具有利水通淋、清肝

14、明目的功效，用于治療小便不利、水腫等；全株入藥則稱“車前草”，具有清熱解毒、利尿的功效，用于治療尿路感染、暑熱泄瀉、痰多咳嗽、熱毒痛腫等癥狀。邱靜帆總結了車前的藥理作用如下： 對泌尿系統(tǒng)的影響：車前草及車前子有利尿作用，能增加尿素、尿酸及氯化鈉的排泄。 鎮(zhèn)咳、平喘、祛痰作用：車前草及車前子煎劑具有較強的鎮(zhèn)咳作用。車前草煎劑具有平喘作用，可使兔氣管分泌液量明顯增加。有祛痰作用 車前苷有一定鎮(zhèn)咳作用。 抗病原微生物作用：體外抑菌試驗表明車前草水浸劑對同心性毛癬菌、羊毛狀小芽孢癬菌、星形奴卡氏菌等有不同程度的抑制作用，且金黃色葡萄球菌對本品高度敏感。其醇提取物可殺滅鉤端螺旋體。 對動物關節(jié)囊的作用：

15、5% 車前子浸液注入家兔膝關節(jié)腔內(nèi)，有促使家兔關節(jié)囊膜結締組織增生作用。 對心血管系統(tǒng)作用：小劑量車前苷能使家兔心跳變慢，振幅加大，血壓升高，大劑量可引起心臟麻痹，血壓降低。 抗炎作用9：車前子水提醇沉液給小鼠灌胃，對二甲苯致耳殼腫脹蛋清致足跖腫脹有明顯的抑制作用，能降低皮膚及腹腔毛細血管的通透性及紅細胞膜的通透性。表明車前子具有一定的抗炎作用?？顾ダ献饔茫很嚽白犹崛∫航o小鼠灌胃，能明顯延長小鼠游泳時間、常壓缺氧存活是間及亞硝酸鈉中毒性組織缺氧存活時間10，能明顯增加sod的活性，減少過氧化脂質lpo的生成，延綏衰老的進程。緩瀉作用：可用于老年人、體弱、孕婦便秘者的治療。 降低眼壓作用：家兔灌

16、服車前子煎劑25gkg給藥36天，可使家兔限壓輕微下降，但不能阻止水負荷所致的兔眼壓升高，對家兔瞳孔無明顯影響。車前子能促使肝臟丟失膽固醇11。具有增強消膽胺降低倉鼠膽固醇的作用。近年來研究還發(fā)現(xiàn)車前子能提取一種高級宇航潤滑油和植物膠。車前子的浸提液可制作夏季降暑的上品飲料。國內(nèi)外把它作為容積性瀉藥12、避孕藥載體及工業(yè)原料。1.2.2膳食纖維簡介1.膳食纖維的分類膳食纖維是一種復雜的混合物13, 按其常用特性, 可分為可溶性和不可溶性膳食纖維?？扇苄陨攀忱w維是指不被人體消化道酶消化, 但可溶于溫、熱水且其水溶液又能被乙醇再沉淀的那部分膳食纖維。而不可溶性膳食纖維是指不被人體消化道酶消化且不溶

17、于熱水的那部分纖維?？扇苄陨攀呈忱w維有更強的生理功能。2膳食纖維的功能膳食纖維(dietary fiber，df)在預防人體胃腸道疾病、維護胃腸道健康方面有一定的積極作用。雖然目前關于膳食纖維的準確作用機制仍然難以確定，但有充分的證據(jù)表明，攝人膳食纖維含量充足的食物，無論是在預防糖尿病、防治冠心病、治療肥胖癥14、預防高血壓15、預防結腸癌 等方面都有顯著效果。另外。膳食纖維能夠延緩和減少人體對重金屬等有害物質的吸收，有減少和預防有害化學物質對人體毒害的作用16第一章 實驗部分1.1 儀器與材料1.1.1儀器fa1604電子天平 （上海天平儀器廠）ssy電熱恒溫水浴鍋 （北京泰克儀器有限責任公

18、司）t6新悅可見分光光度計 （北京普析通用儀器有限責任公司）tgl-16c臺式離心機 （上海安亭科學儀器廠）sk2200h型數(shù)控超聲清洗器 （上?？茖С晝x器有限公司）容量瓶 玻璃棒 吸量管 研缽 燒杯 研缽1.1.2材料實驗所用的車前草為校園第一食堂正門兩側草坪內(nèi)自然生長的平車前。1.1.3藥品無水乙醇 分析純 （浙江湖州食品化工聯(lián)合公司）濃硫酸 分析純 （哈爾濱市化工試劑廠）正丁醇 分析純 （天津市化學試劑廠）氯仿 分析純 （哈爾濱市化工試劑廠）乙酸 分析純 （天津市藥華化學試劑公司）乙酸鈉 分析純 （天津市化學試劑廠）葡萄糖 分析純 （浙江湖州食品化工聯(lián)合公司）蒽酮 分析純 （天津市藥華

19、化學試劑公司）1.2 實驗原理1.2.1原料的預處理先將車前草洗凈，然后用干燥箱60烘干3h，將其研磨至粉末狀。1.2.2粗可溶性膳食纖維提?。?）工藝流程：將干粉以一定液料比加乙酸乙酸鈉緩沖液,置超聲儀上恒溫提取,真空抽濾,取濾液，在水浴鍋中高溫蒸發(fā)0.5h后，加入等體乙醇積的無水乙醇進行醇沉,大約靜置5min,4000r/min，離心15min。沉淀物用80乙醇溶液洗滌3次，干燥后即得粗可溶性膳食纖維。（2）操作要點17:真空抽濾時要趁熱，速度快，效果好，避免樣液殘留。濃縮時注意溫度不能過高，否則可能會破壞多糖的結構，使之分解，最終結果會偏低。在離心過程中，要避免轉移過程中容器上的殘留損失

20、。用80乙醇溶液洗滌沉淀，去除殘留還原性糖。1.2.3去蛋白 采用sevag法去蛋白車前草粗可溶性膳食纖維加入50ml水溶解，加入4:1混合的氯仿和正丁醇30ml，充分振蕩，離心分離，取上清液，重復上述操作至無蛋白質沉淀，再用4倍體積的無水乙醇沉淀，離心沉淀，再將沉淀物干燥，可得可溶性膳食纖維18。1.3 實驗地點哈爾濱學院植物生理學實驗室、東北林業(yè)大學細胞學實驗室。 1.4 測定方法車前草可溶性膳食纖維的測定 蒽酮 硫酸法（1）標準曲線制作19: 準確稱取0.1g葡萄糖，溶解并用蒸餾水定容至100ml后，取1ml,2ml,3ml,4ml,5ml分別加入到50ml的容量瓶中，用蒸餾水定容到50

21、ml,配成濃度分別為10ug/ml,20ug/ml,30ug/ml,40ug/ml,50ug/ml,各取1ml于試管中，再加入3ml的蒽酮試劑，迅速浸入冰水中冷卻，待幾支試管均勻加完后，一起浸入100恒溫水浴箱中，為防止水分蒸發(fā)，應在試管口上加蓋一個玻璃球或者加一個塞子，自溫度重新升至100起計時，準確保溫10min后取出，用流動水冷卻，然后，于室溫中平衡片刻（約10min左右），在分光光度計上，波長620nm處，用0.5cm厚度的比色杯，以空白管做對照空白（此處的空白是指不加葡萄糖的蒽酮試劑，其他反應條件都一致），進行比色，經(jīng)線性回歸分析得葡萄糖標準曲線的回歸方程： y=214x-1.4 式

22、中： y 葡萄糖濃度，ug /ml;x 吸光度值。表1-1葡萄糖濃度表編號123456體積(ml)012345度 （ug/ml）01020304050圖1-1 葡萄糖標準曲線（2）車前草可溶性膳食纖維樣液的制備用適量蒸餾水溶解去蛋白的車前草可溶性膳食纖維，并定容到10ml,備用。（3）車前草可溶性膳食纖維樣液的提取率的測定如上述條件一致，即吸取4.0ml樣液按上述方法進行測定，但要記得用除去蛋白質的樣品溶液進行測定，否則會影響測定結果。樣品含糖量計算： y×v2×50車前草可溶性膳食纖維含糖量（%）=-×100% w×v1×106其中y-根據(jù)標

23、準曲線方程算出的糖含量（ug)v2-提取液總體積（ml）v1-測定時取用體積（ml）w-樣品重量（g）106-樣品重量單位g換算成ug的倍數(shù)注意事項：1.一定要注意溫度要控制在1002.從100開始準確計時10min,然后迅速冷卻，于室溫中平衡10min.3.蒽酮要注意避光保存。配置好的蒽酮試劑也應注意避光，當天配制好的當天使用。4.試管要保證干燥清潔，無殘留水滴。1.5 實驗方法1.5.1單因素實驗法（1）固液比對可溶性膳食纖維的提取的影響精確稱取2.0g樣品4份，分別以固液比1：10,1:20,1:30，1:40（g/ml）添加ph為4的0. 2 m乙酸乙酸鈉緩沖液提取,提取時間為10 m

24、in進行提取。用上述方法處理并測定處理后樣液吸光度，重復3次，分析固液比對提取的影響。（2）提取時間對可溶性膳食纖維的提取的影響精確稱取2.0g樣品4份，以（1）確定的最佳固液比添加ph為4的0. 2 m乙酸乙酸鈉緩沖液，提取時間分別為10min,20min,30min,40min。用上述方法處理并測定處理后樣液吸光度，重復3次，分析提取時間對提取的影響。 （3）乙酸乙酸鈉緩沖液ph值對可溶性膳食纖維的提取的影響精確稱取2.0g樣品4份，以（1）確定的最佳固液比分別添加ph為3，4，5,5.8的0. 2 m乙酸乙酸鈉緩沖液，以（2）確定的提取時間進行提取。用上述方法處理并測定處理后樣液吸光度，

25、重復3次，分析ph值對提取的影響。1.5.2 正交實驗法在單因素試驗結果的基礎上，選擇超聲提取法影響膳食纖維提取率的主要因素固液比、提取時間、提取液ph值、空白做四因素三水平正交實驗，以確定此方法的最優(yōu)生產(chǎn)工藝條件。見表1-2。表1-2 l9(34)正交實驗表格列號管號a（固液比）b(提取時間)c（ph值）d（空白）11（1:20）1（10min）1(ph=4)1212(20min)2(ph=5)2313（30min)3(ph=5.8)342（1：30）123522316231273（1:40）1328321393321按照以上設計好的l9(34)正交實驗表格進行不同因素的9組實驗，后將提取好

26、的可溶性膳食纖維進行干燥，后按測定方法進行測定所提取的可溶性膳食纖維的含量。第二章 結果與分析2.1 單因素實驗結果分析2.1.1固液比對可溶性膳食纖維的提取的影響圖2-1 固液比對可溶性膳食纖維提取的影響由上圖2-1分析可得，在一定范圍內(nèi)隨著固液比的增加，提取效果在增強，當達到1:30后效果就不明顯了，從提取效果和降低濃縮負荷兩方面考慮選用1:30。2.1.2提取時間對可溶性膳食纖維的提取的影響 圖2-2 提取時間對可溶性膳食纖維提取的影響由圖2分析，提取時間對提取效果有一定的影響。在10min,20min,30min,40min這四個水平之間，20min的提取效率最高。2.1.3 ph值對

27、可溶性膳食纖維的提取的影響 圖2-3 ph值對可溶性膳食纖維提取到的影響 由圖3分析可得，乙酸乙酸鈉緩沖液ph值對可溶性膳食纖維的提取的影響特別大，在ph值為4時，提取效率最高。2.2 正交實驗結果分析表2.1正交實驗結果與實驗分析試驗號固液比a/(g/ml)提取時間b(min)ph值c空白d吸光度/abs提取率/%11:2010413.7194.9721:2020523.6734.9031:20305.833.8865.1941:3010533.4544.6151:30205.814.5476.0761:3030424.0975.4771:40105.824.0005.3481:402043

28、3.9095.2291:4030513.4524.60k15.024.975.22k25.385.394.70k35.055.085.53r0.360.420.83 由表2.1可得出，影響的大小因素為c>b>a，即提取時乙酸乙酸鈉緩沖液的ph值的影響最大，固液比影響最小，超聲提取法提取車前草膳食纖維的最佳工藝組合為：a2b2c3，即固液比為1:30，提取時間為20min，ph值為5.8，可溶性膳食纖維的提取率為6.07%。結 論超聲技術與其他方法相比,超聲提取過程無需加熱,提取率高,時間短,能耗低,整個提取過程是個物理過程保證了提取組分不發(fā)生化學變化，已廣泛應用于中草藥成分的提取。

29、本實驗采用單因素實驗法和正交實驗法對其進行研究探討，優(yōu)化用超聲法從車前草中提取可溶性膳食纖維最佳條件為固液比1:30，提取時間20min，提取緩沖液ph值5.8，其提取率高達6.07%。參考文獻1 李敏，程敏：中藥車前草化學成份與藥理研究的新進展，2005年。2 莫劉基，等幾種中藥材輸尿管結石排石機理的研究j新中醫(yī)，1985，18(2)：133137。3王劭華,羅光明,曾金祥,朱玉野,吳波：“中藥車前子的化學成分及藥理學研究進展”亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥第133-144頁，2008年第9期。4 陳志強，等單味中藥提取液預防腎結石形成的實驗研j中華泌尿外科雜志，1993，14(2)：155157。5 付全意

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