化工学院-课程论文排版参考论文 (1)

化工学院-课程论文排版参考论文(1)响应曲面法用于微波提取柠檬皮渣总黄酮研究刘****（内江师范学院化学化工学院，四川内江641112）摘要：以60℃下烘干的柠檬皮渣为原料，通过响应曲面法分析得出柠檬皮渣总黄酮微波提取的最佳工艺条件，即乙醇浓度为60%、液料比为30、微波处理时间为4min。在此条件下进行3次平行实验，结果表明柠檬皮渣总黄酮的提取率高，而且实验的重现性好，此时平均提取率为1.20％。本文对于天然产物中活性成分的提取研究具有一定的参考价值。关键词：柠檬皮；总黄酮；响应曲面法；微波提取1前言四川安岳县，早在二三十年代就开始种植柠檬，被誉为“中国柠檬之乡”。内江及安岳的一些柠檬、橙汁厂，将大量榨汁后的柠檬、橙皮渣等直接抛弃到环境中而没有将其有效利用，这不仅浪费了资源，而且还给环境带来了负面影响。柠檬、橙皮渣含有黄酮类化合物，黄酮类化合物具有多重生理功效，如抗炎、抗动脉硬化、抗癌、抗氧化等[1-3]。从柠檬、橙皮渣中提取黄酮类化合物加入到食品或化妆品中，提高产品附加值，减少环境污染具有重要意义。目前研究者们在提取天然产物中黄酮类化合物方面做了许多有意义的工作，涉及到的提取方法主要有有机溶剂回流提取法、酶法辅助提取法、超声波萃取法、CO2超临界流体萃取法等[4-7]。响应面法是一种综合实验设计和数学建模的优化方法，可以在小区域内采用多元二次回归方程来拟合因素与响应值之间的函数关系，通过对回归方程的分析来寻求最优工艺参数，计算方便[8]。本文以乙醇为溶剂，采用微波提取柠檬皮渣中的黄酮类物质。在前期研究的基础上，通过响应面法对工艺条件进行优化，为进一步开发利用提供有价值的工艺参数。2实验材料仪器：型号UWave-1000的微波·紫外·超声波三位一体合成萃取反应仪(上海新仪微波化学科技有限公司)；T6型新世纪紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)；BT224S电子分析天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司)。试剂与原料：芦丁(国药集团化学试剂有限公司，含量大于95%)；亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠、三氯化铝、三氯化铁、乙醇、镁粉及浓硫酸均为分析纯(AR)；柠檬(购自四川安岳)。3实验方法3.1黄酮类化合物鉴定盐酸-镁粉反应：在少许样品液中加入少量镁粉，再滴加1～2滴浓盐酸，在沸水溶液中加热2～3min，观察结果[9]。铝盐反应：在少许样品液中滴加1%AlCl3溶液2～3滴，观察结果[10]。浓硫酸反应：在少许样品液中加入少量浓硫酸观察结果[11]。3.2黄酮类化合物提取与测定标准溶液的配制：准确称取芦丁对照品12.50mg于50mL容量瓶中，加入75%乙醇溶解，定容摇匀得芦丁标准液，浓度为0.2500mg/mL。测定波长选择：精密量取芦丁对照液1.00mL于比色管中，加5%NaNO2溶液0.4mL，摇匀，放置5min，加10%Al(NO3)3溶液0.4mL，摇匀，放置5min，加4%NaOH溶液4mL，再用蒸馏水稀释至10mL，摇匀，放置15min，在波长300～600nm之间扫描，确定测定波长为510nm。标准曲线的绘制：精确量取芦丁对照品溶液0、0.50、1.00、1.50、2.00分别于10mL比色管，75%乙醇定容，在510nm处测吸光度，以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，得到标准曲线的回归方程为:A=11.8110C–0.0108，R2=0.9995。总黄酮的提取与测定：柠檬皮洗净后60℃下干燥，粉碎，过60目筛，称取3.000g于一圆底烧瓶中，按设定的液固比加入一定浓度的乙醇，微波功率为400W下处理一段时间后过滤，定容至100mL，吸取1mL显色后蒸馏水定容至10mL，测定吸光度值。根据标准曲线回归方程，得到提取液浓度，总黄酮提取率按下式计算：Et%=(C×V×n)/W，式中Et%为提取率；C为测得的提取液浓度；V为提取液体积；n为稀释倍数；W为原料的质量。4结果与讨论4.1黄酮类化合物的鉴定黄酮类化合物鉴定实验结果见表1，各现象说明提取液中有黄酮类化合物的存在。表1黄酮类化合物鉴定结果Table1Identificationresultsofflavonoid试剂盐酸-镁粉1%AlCl3浓硫酸现象浅红色黄色黄色4.2响应曲面试验设计与分析应用DesignExpert7.0.0软件，采用Box-BehnkenDesign设计实验方案，以乙醇浓度(A)、液料比(B)、提取时间(C)为自变量，黄酮提取率(Y)为因变量共设立了17个处理组(共5组全“0”水平处理组)。因子编码及水平见表1。表2实验因素与水平Table2.Factorsandlevelsofexperiment编码值因素-101乙醇浓度(A)406080液料比(B)102030提取时间(C)246由Box-BehnkenDesign设计方案所得的试验结果见表3（全“0”水平处理两组，共进行14组实验）。表3Box-Behnken设计方案及响应值Table3Table2Box-Behnkendesignandresponsevalues处理号乙醇浓度(A)液料比(B)提取时间(C)吸光度黄酮得率(%)模型值10000.4051.171.1721-100.3581.041.1030-110.3951.151.1140000.4051.171.1751100.4081.181.156-1010.3140.920.9670110.3911.131.1780-1-10.3310.960.95910-10.3541.030.9810-10-10.3340.971.00111010.4071.181.1512-1-100.3370.980.9713-1100.4171.211.141401-10.3891.131.17用DesignExpert7.0.0软件将表3中试验数据进行多元回归拟合，得到提取率对乙醇浓度(A)、液料比(B)、提取时间(C)的二次多项式回归模型。对所建立的响应模型进行方差分析，结果见表4。由表4可知，试验选用的模型显著（P表4回归模型方差分析Table4Analysisofvarianceforregressionmodel变异来源平方和自由度df均方F值P值是否显著模型0.13090.0145.870.0146显著（P≦0.05）残差0.01772.423E-003---失拟项0.01735.653E-003---纯误差0.00040.000---总和0.15016----回归模型系数显著性检验结果见表5。由表4可知，模型一次项A显著（P表5回归模型系数显著性检验Table5Significancetestforregressioncoefficient因子项回归系数自由度F值P值是否显著Intercept1.1701---A0.04416.430.0389显著B0.065113.840.0074高度显著C0.03514.020.0851较显著AB-0.02110.730.4217不显著AC0.05114.340.0758较显著BC-0.04313.120.1205不显著A2-0.06918.300.0236显著B2-8.750E-00411.331E-0030.9719不显著C2-0.079110.880.0131显著4.3响应面分析响应面图形是响应值对各因素所构成的三维空间的曲面图，图1、图2和图3为乙醇浓度(A)、液料比(B)、微波处理时间(C)在其中一个固定时，另外两个对柠檬皮渣黄酮提取率的交互影响曲面图。比较图1、图2和图3的曲面图可知，液料比(B)对柠檬皮渣黄酮提取率的影响最为显著，表现为曲线较陡，而乙醇浓度(A)和微波处理时间(C)次之，表现为曲线相对平滑。微波处理时间(C)的影响最小，可能是黄酮类化合物在400W微波处理下浸出速度都很大，故提取时间的变化对黄酮提取率影响不显著。比较图1、图2和图3的等高线图可以看乙醇浓度(A)和微波处理时间(C)的交互影响相对较为显著，表现为等高线最密集，结果与方差分析相似。图3液料比、提取时间及其交互作用对提取率的影响Fig.3Effectsofliquid-solidratio,extractiontimeandtheirinteractionsontheextractionyield4.4优化与验证在选取的各因素范围内，根据回归模型通过DesignExpert软件分析得出，柠檬黄酮最佳提取条件为：乙醇浓度为63.33%，液料比为30，微波处理时间为4min，黄酮得率的理论预测值为1.24%。为了验证预测结果是否正确，需进一步进行实验验证。考虑到实际操作的便利，确定柠檬皮中黄酮类化合物的优化提取工艺条件为：乙醇浓度为60%，液料比为30，微波处理时间为4min，重复试验3次，得黄酮提取率分别为1.23%、1.19%、1.17%，平均值为1.20%与预测值为1.24%基本一致，即该方程与实际情况拟合很好，响应曲面法适用于对柠檬黄酮的微波提取工艺分析和参数优化。5结论本文利用试验设计软件DesignExpert，采用Box-BehnkenDesign设计实验方案，得出柠檬皮渣总黄酮微波法乙醇提取的最佳工艺条件，进而通过实验在最佳工艺条件下对柠檬皮渣总黄酮进行提取，不但提取率更高，而且实验的重现性好，说明响应曲面法得出的结论是正确的。本文对于天然产物中有效成分的提取研究具有一定的参考价值。StudyonMicrowaveExtractionofTotalFlavonoidsofLemonPeelUsingResponseSurfaceMethodologyLIU****(CollegeofChemistryandChemicalEngineering,NeijiangNormalUniversity,Neijiang,Sichuan641199,China)Abstract:Thebestconditionsofextractionwithmicrowavewereobtainedthroughresponsesurfacemethodology.Whentheethanolconcentrationwas60%,theratioofsolutiontosolidwas30andtheextractiontimewas4min,theextractionratereachedthemaximum.Underthiscondition,the3paralleledexperimentswerecarriedout.Theresultsshowedthattheextractionratesoftotalflavonoidsoflemonpeelwerehighandtheexperimentswithgoodreproducibility;theaverageextractionratewas1.20%.Thispapermayhaveacertainreferencevaluefortheextractionofactiveingredientofnaturalproducts.Keywords:Lemonpeel;Totalflavonoids;Responsesurfacemethodology;Microwaveextraction参考文献[1]李建凤,廖立敏,王碧.改进的分子电性距离矢量用于黄酮类化合物抗氧化活性研究[J].华中师范大学学报(自然科学版),2021,45(2):75–78.[2]程悦,王志宇,王冬梅,等.不同溶剂对鸡血藤提取物总黄酮含量及抗肿瘤活性的影响[J].中国实验方剂学杂志,2021,17(9):145–145.[3]刘利敏,朱俊博,戴亚妮,等.藏药短管兔耳草总黄酮抗炎作用研究[J].中国药师,2021,13(4):503–505.[4]陈雪峰,吕小丽,徐敏强.桃叶中总黄酮的提取工艺研究[J].食品科技,2021,36(2):207–210.[5]陈源,潘东明,郭金鹏,等.酶法辅助提取金柑皮总黄酮的工艺优化研究[J].中国农学通报,2021,27