畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）題 目： 姜黃素的提取工藝研究教 學(xué) 院： 化學(xué)與材料工程學(xué)院 專業(yè)名稱： 化學(xué)工程與工藝（生物化工）學(xué) 號： 201040810132 學(xué)生姓名： 溫小龍 指導(dǎo)教師： 劉颋老師 2014年 5 月 12 日摘 要本次姜黃素提取的研究采用的是有機溶劑法和超聲波輔助法。有機溶劑用的是乙醇，利用乙醇從姜黃中提取姜黃素具有工業(yè)成本低、提取效率高的特點，研究得出乙醇提取姜黃素影響的主要因素有時間、濃度、料液比和溫度。超聲波輔助法提取姜黃素具有操作簡單，提取效率高等特點，研究得出影響提取率的因素有乙醇濃度、時間和功率。在單因素實驗基礎(chǔ)上得出，乙醇浸提的濃度最佳為70%，溫度為60，料液比為1:20；超聲波輔助法的最佳功率為300W，時間為40min，乙醇濃度為80%。關(guān)鍵詞：姜黃素；乙醇浸提；超聲波提取AbstractThe curcumin extract research uses organic solvent method and ultrasonic assisted method.Organic solvent is ethanol. The use of ethanol extract of curcumin from turmeric has the characteristics of the industry of low cost, high extraction efficiency, the main factors that affected ethanol extraction of curcumin included concentration, the ratioofmaterialtosolvent and temperature.Ultrasonic assisted extraction of curcumin method has simple operation, high extraction efficiency etc. the research indicated that the factors affected extraction included ethanol concentration, time and power.On the basis of single factor experiment,the best concentration and temperature of ethanol extraction are 70% and 60,and the ratioofmaterialtosolvent is 1:20. The best power and time of ultrasonic assisted method are 300W and 60min ,and the ethanol concentration is 80%.Keywords: curcumin; ethanol extraction; ultrasonic assisted method to extraction 目 錄摘 要IAbstractII1 緒論11.1 關(guān)于姜黃與姜黃素的簡介11.1.1 姜黃11.1.2 姜黃素11.2 姜黃素的提取方法21.2.1 浸提法21.2.2 超聲波提取法21.2.3 微波萃取法21.2.4 超臨界流體萃取法31.2.5 滲漉法31.2.6 酶提取法31.3 姜黃素的測定方法31.3.1 高效液相色譜法41.3.2 分光光度法41.3.3 薄層掃描法41.3.4 庫侖滴定法41.4 國內(nèi)外對姜黃素提取的研究現(xiàn)狀41.5 研究目的與意義62 實驗研究72.1 姜黃素標準曲線的制作72.1.1 實驗儀器72.1.2 實驗藥品72.1.3實驗方法與步驟72.1.4 實驗結(jié)論72.2 乙醇浸提姜黃素的研究82.2.1 實驗儀器82.2.2 實驗試劑92.2.3 實驗原理92.2.4 實驗方法與步驟102.2.5 影響因素研究102.3 超聲波法提取姜黃素142.3.1 實驗儀器142.3.2 實驗試劑142.3.3 實驗原理142.3.4 實驗方法與步驟152.3.5 影響因素研究152.4 超聲波法與乙醇浸提法比較182.4.1 實驗方法與步驟182.4.1 實驗結(jié)果183 實驗總結(jié)193.1 乙醇法193.2 超聲波法19參考文獻20致謝221 緒論1.1 關(guān)于姜黃與姜黃素的簡介1.1.1 姜黃姜黃為姜科植物姜黃的根莖，呈不規(guī)則卵圓形、圓柱形或紡錘形，常彎曲，表面深黃色，粗糙，有皺縮紋理和明顯環(huán)節(jié)，并有圓形分枝痕及須根痕。質(zhì)堅實，不易折斷，斷面棕黃色至金黃色，角質(zhì)樣，有蠟樣光澤。內(nèi)皮層環(huán)紋明顯，維管束呈點狀。氣香特異,味苦、辛。姜黃中主要化學(xué)成分為姜黃素類和揮發(fā)油，此外還含有糖類、甾醇類及微量元素等。姜黃素類是醇溶性二苯基庚烴類化合物，包括姜黃素、脫甲氧基姜黃素和雙脫甲氧基姜黃素等3種組分的混合物，是一種較理想的天然色素。其中姜黃素的含量約占70%，脫甲氧基姜黃素含量約為10%20%，而雙脫甲氧基姜黃素約為101。1.1.2 姜黃素姜黃素(Curcumin)為一種酚類化合物，化學(xué)名稱為：1，7雙(4羥基3甲氧基苯)1，6庚二烯二酮，姜黃色素；分子式為C21H20O6分子量368.37，其主鏈為不飽和脂族及芳香族基團，為橙黃色結(jié)晶性粉末。姜黃素的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：圖1-1 姜黃素結(jié)構(gòu)式姜黃素易溶于乙醇、甲醇、冰醋酸和堿等，微溶于苯、乙醚和水等，在酸性或中性溶液中顯黃色，在pH 約大于9.0的堿性溶液中顯紅色2。姜黃素不穩(wěn)定，易受光線、溫度、濕度、pH等影響，由于姜黃素分子中含有多個雙鍵、酚羥基及羰基等，故其化學(xué)反應(yīng)較強。Al3+、Fe3+ 等金屬離子及強光、高溫等可影響姜黃素的穩(wěn)定性，故姜黃色素不能與鐵器接觸，同時在貯存、運輸和使用過程中要注意避光和保持低溫。碳酸鈉和苯甲酸鈉能使姜黃色素的吸收峰有一定程度的增加，能保護其穩(wěn)定性。Zn2+、Cu2+等金屬離子不會改變姜黃素的穩(wěn)定性，所以可在其中添加對人體健康有益的鋅、銅等微量元素。姜黃素具有耐氧化性強，但耐還原性較差，故應(yīng)注意避免與還原性物質(zhì)接觸3-5。姜黃素是安全性相當高的食品添加劑，其作用與地位是任何一種天然植物色素都無法與其比擬的，是國內(nèi)外允許使用的重要天然食用色素之一，食用姜黃色素可用于糖果、飲料、糕點、冷飲等食品的著色，特別適用于對蛋白質(zhì)的著色。在醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面，姜黃素具有抗氧化、抗癌、抗炎、消除自由基、抗微生物以及對消化系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)等藥理作用6-7。1.2 姜黃素的提取方法姜黃素的提取方法很多，提取的工藝流程也各有特色，常用的有浸提法、超聲提取法、微波萃取法、超臨界流體萃取法、滲漉法、酶提取法等。1.2.1 浸提法這是目前最常用的天然色素的提取方法，其原理是根據(jù)目標成分在不同溶劑中的溶解度不同而將其分離。提取過程包括：原料干燥、粉粹后用溶劑提取，經(jīng)分離、濃縮、干燥、精制取得成品。提取時應(yīng)根據(jù)色素的不同性質(zhì)選擇不同的提取溶劑。姜黃素易溶于堿水，如可用1%左右的NaOH加熱浸提姜黃中的姜黃色素。姜黃素也溶于有機溶劑，常用若干倍的乙醇或丙酮等有機溶劑浸提經(jīng)粉碎的姜黃原料，采用離心或過濾的方式分離提取液，經(jīng)濃縮精制、干燥取得成品得到姜黃素產(chǎn)品。1.2.2 超聲波提取法超聲波法作為提取中草藥中有效成分的一種新方法，它具有界面效應(yīng)、湍動效應(yīng)、微擾效應(yīng)、聚能效應(yīng)，起到空化、粉碎、攪拌等特殊作用，并且不會改變姜黃素的結(jié)構(gòu)8。超聲波把姜黃的細胞壁擊破，使溶媒滲透到姜黃的細胞中，以便姜黃素溶于溶媒之中，這既縮短了提取時間，又提高了提出率。秦?zé)?等考察了超聲波場對姜黃素提取的影響，超聲波場的介入顯著縮短了浸提時間，明顯加快傳質(zhì)速率，提高了姜黃素的浸出率，同時保證了姜黃素的穩(wěn)定性。1.2.3 微波萃取法微波萃取是利用電磁場的作用使固體或半固體物質(zhì)中的某些有機物成分與基體有效的分離，并能保持分析對象的原本化合物狀態(tài)的一種分離方法。微波具有高頻性、波動性、熱特性和非熱特性四大特點。微波輔助萃取技術(shù)在姜黃素的提取上的工藝流程為原料的預(yù)處理、原料與溶劑的混合、微波萃取、冷卻、過濾、溶劑與萃取組分分離。1.2.4 超臨界流體萃取法超臨界流體是處于臨界溫度和臨界壓力以上，介于氣體和液體之間的流體。超臨界流體的密度和液體相近，粘度與氣體相近，但擴散系數(shù)約比液體大100倍。由于溶解過程包含分子間的相互作用和擴散作用，因而超臨界流體對許多物質(zhì)有很強的溶解能力。超臨界流體萃取分離技術(shù)是利用超臨界流體的溶解能力與其密度密切相關(guān)，通過改變壓力或溫度使超臨界流體的密度大幅改變。在超臨界狀態(tài)下，將超臨界流體與待分離的物質(zhì)接觸，使其有選擇性地依次把極性大小、沸點高低和相對分子質(zhì)量大小不同的成分萃取出來。超臨界流體萃取技術(shù)應(yīng)用于姜黃素提取的主要影響因素為粉碎度、時間、溫度、萃取壓力、超臨界流體的流速等10。1.2.5 滲漉法將姜黃粉碎為粗粉，然后裝入滲漉器，乙醇浸泡后進行滲漉，結(jié)果表明滲漉法具有收率高，且克服了姜黃素不耐熱、不耐光、不溶于水的缺點，并具有簡便、實用、經(jīng)濟科學(xué)的優(yōu)點，乙醇溶劑價格低廉，其藥渣還可作為提取揮發(fā)油的原料，這種方法適合于工業(yè)化大生產(chǎn)。滲漉法既能綜合利用藥材，又能根據(jù)有效部位的不同性質(zhì)進行有效提取，從而達到資源的綜合利用。1.2.6 酶提取法酶提取法處理使用的條件溫和、選擇性強。一方面通過降解植物細胞壁使有效成分更易提取從而達到提高提取收率或減低溶劑消耗量的目的；另一方面可以針對植物藥中的大多數(shù)雜質(zhì)（淀粉、果膠、蛋白質(zhì)等）選擇性降解，以利于提取分離更易進行，同時還綜合利用藥渣，變廢為寶。酶提取的原理是利用酶反應(yīng)的高度專一性，將細胞壁的組成成分水解或降解，破壞細胞壁，從而提高有效成分的提取率。通過纖維素酶、果膠酶等組成的復(fù)合酶，使姜黃細胞壁及細胞間質(zhì)中的纖維素、半纖維素等物質(zhì)降解，然后再用堿水法或有機溶劑提取，經(jīng)過酶處理后的姜黃細胞，使得細胞內(nèi)有效成分向提取介質(zhì)擴散的傳質(zhì)面積增大，減小了傳質(zhì)阻力，從而提高了姜黃素的提取率。該法既有堿水法提取成本低的優(yōu)點，又提高了收率，安全性也比較大。1.3 姜黃素的測定方法傳統(tǒng)對姜黃素測定方法是利用姜黃素與硫酸、硼酸、冰乙酸作用生成紅色絡(luò)合物，然后通過512nm波長處測定這種絡(luò)合物的吸光度而確定姜黃素的含量，這種方法操作繁瑣，測出的數(shù)據(jù)波動較大?，F(xiàn)在采用的主要方法是高效液相色譜法(HPLC）、分光光度法、薄層掃描法、庫侖滴定法等，這些方法操作方便，數(shù)據(jù)精確。1.3.1 高效液相色譜法楊企錚11等研究出了測定姜黃素的高效液相色譜法，其基本操作是在流動相中加入冰乙酸，其目的是對姜黃素起離子抑制作用。姜黃素與最鄰近的去氧甲基姜黃素峰達到基線分離，分離度好，理論塔板數(shù)高。1.3.2 分光光度法嚴建偉12等用分光光度法測定姜黃素含量，選擇的溶劑為四氫呋喃，姜黃素的激發(fā)波長為442nm，發(fā)射波長為475nm。黃燕芬13等利用姜黃素在256nm波長處有一吸收峰，直接采樣比色測定，這種方法操作簡便，相關(guān)性好，樣品回收率高。分光光度法與薄層掃描法、高效液相色譜法等相比，具有操作簡便、快速、靈敏，適用于姜黃制劑中姜黃素的含量測定。1.3.3 薄層掃描法吳桂碧等采用雙波長薄層掃描測姜黃素的含量，姜黃經(jīng)提取、薄層分離后可獲得分離度較好的3個斑點，測定波長為425nm，本法具有取樣量小、重現(xiàn)性好和提取過程簡單。 1.3.4 庫侖滴定法劉保啟14等采取溶有碘化鉀溶液的B-R緩沖液為電解液，在陽極電解生成的碘與姜黃素反應(yīng)，電極反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移數(shù)為4，結(jié)果在0.03-0.11mg 范圍內(nèi)。庫侖滴定法具有簡便、靈敏、準確和快速等特點，可用于樣品中姜黃素的測定。1.4 國內(nèi)外對姜黃素提取的研究現(xiàn)狀（1）有機溶劑提取 張麗15等用丙酮提取姜黃素，結(jié)論表明：加20倍量70丙酮，提取2次，每次提取2h，在此條件下姜黃素含量達到5.17。顧聲音16等在實驗中采用乙醇提取或丙酮提取，都能得到較高的含量，乙醇提取姜黃的最佳工藝：料液比為110，75%乙醇，提取3h，姜黃素的提取率為4.48%。丙酮提取姜黃素的最佳工藝：料液比為120，70%丙酮，提取2.5h，提取率為4.91%。（2）超聲提取法 秦?zé)?7等考察了超聲波場對姜黃素提取的影響，超聲波場的介入顯著縮短了浸提時間，明顯加快傳質(zhì)速率，提高了姜黃素的浸出率，同時保證了姜黃素的穩(wěn)定性。胡忠澤18等研究超聲法提取姜黃素，確定出最佳工藝條件為加入8倍生藥，pH值為12的堿水，提取4次，每次40min。利用超聲場實現(xiàn)過程強化是開拓高效、節(jié)能、降耗工藝過程的主要途徑之一。（3）堿水提取法 姜黃色素易溶于堿水，故可用堿水對姜黃色素進行浸提。宋長生等19通過正交試驗得出最佳工藝條件在投料量為10g，浸取溫度為20，浸取時間為28h，NaOH溶液的質(zhì)量分數(shù)1.0的條件下，姜黃素的提取率為3.13，總姜黃索的純度為95.44。（4）酶提取法 董海麗20等用0.35%的纖維素酶、果膠酶組成的復(fù)合酶在50, pH為4.5時，使姜黃細胞壁及細胞間質(zhì)中的纖維素、半纖維素等物質(zhì)降解120min，然后再用堿水法提取，增大了細胞內(nèi)有效成分向提取介質(zhì)擴散的傳質(zhì)面積，減小了傳質(zhì)阻力，從而提高了姜黃素的提取率，收率提高了8.1% 。（5）微波提取法 唐課文21等得到提取姜黃色素的最適宜工藝條件為：提取劑為75乙醇(體積分數(shù))，料液比為1:30(g：mL)，微波輻射功率為360W，輻射時間為60s。王平等利用微波萃取技術(shù)提取姜黃素，在溶劑比1:50，溫度60，萃取時間30min，微波功率200W的條件下，微波萃取工藝的姜黃素得率優(yōu)于傳統(tǒng)的提取工藝。微波提取法與同傳統(tǒng)方法相比該方法具有萃取時間短、提取率高、溶劑用量少、無污染等特點，易于工業(yè)化生產(chǎn)。（6）滲漉法 宿樹蘭22等將藥材粉碎為粗粉后裝入滲漉器，用85%乙醇浸泡6h后以3mL/min的流速進行滲漉，結(jié)果收率高，且克服了姜黃素不耐熱、不耐光、不溶于水的缺點。滲漉法簡便、實用、經(jīng)濟科學(xué)，溶劑乙醇價格低廉，其藥渣還可作為提取揮發(fā)油的原料，適用于大生產(chǎn)。這樣既能綜合利用藥材，又能根據(jù)有效部位的不同性質(zhì)進行有效提取，達到資源的綜合利用。（7）超臨界流體提取 羅海23等研究了超臨界二氧化碳萃取姜黃中姜黃素的工藝條件，主要探討了萃取壓力、萃取時間、萃取溫度、二氧化碳流量及夾帶劑使用情況等對姜黃素提取率的影響，通過正交設(shè)計法對提取工藝進行優(yōu)選，得出超臨界二氧化碳萃取姜黃素的最佳提取工藝條件為：夾帶劑用量1mL/g，萃取壓力為35 MPa，萃取溫度為40 ，萃取時間為3 h，二氧化碳流量為30 L/h。李湘洲24等研究了姜黃油和姜黃色素的超臨界與微波聯(lián)合提取工藝，一定程度上達到了兩種有效成分的提取分離同步進行的效果，有利于后期的精制。1.5 研究目的與意義本次課題的研究是為工業(yè)上的提取工藝提供技術(shù)參考，選擇工業(yè)上提取工藝的最適合條件，確定出提取過程的主要影響因子。姜黃的主要有效成份為姜黃素、去甲氧基姜黃素、去二甲氧基姜黃素三種成份，合稱為類姜黃素。一般從植物中提取的姜黃素就是這三種成份的總稱，國內(nèi)外常用的姜黃素提取方法主要有有機溶劑提取法和堿水提取法，堿水提取效率遠不如有機溶劑提取，堿水提取工藝中存在著操作過程復(fù)雜、pH值對有效成份的影響大、不易控制和不宜工業(yè)化大生產(chǎn)等缺點。盡管有機溶劑用量較大，但只要強化有機溶劑的回收和重復(fù)利用步驟，此法在未來幾十年內(nèi)在工業(yè)上依然會處于主要地位。而超聲法提取與其它方法相比，該法具有實驗設(shè)備簡單，操作方便，省時，提取率高，成本低，安全性高，無需加熱的優(yōu)點，因而具有較強的實用性。2 實驗研究2.1 姜黃素標準曲線的制作2.1.1 實驗儀器表2-1 實驗儀器儀器名稱型號生產(chǎn)廠家電子天平AR2140梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司分光光度計UV752上海鳳凰科儀有限公司2.1.2 實驗藥品表2-2 實驗藥品藥品名稱生產(chǎn)廠家備注姜黃素天津市光復(fù)精細化工研究所分析純乙醇天津市凱通化學(xué)試劑有限公司分析純2.1.3實驗方法與步驟精密稱取姜黃素對照品50 mg置100 mL容量瓶中，加無水乙醇溶解，定容搖勻，作為標準儲備溶液，精密吸取10 mL置10 mL容量瓶中，用無水乙醇稀釋至刻度。然后用微量移液管分別精密吸取該溶液0.0l，0.025，0.075，0.1，0.125，0.15，0.2，0.25，0.5，0.75，1.0 mL，分別置10 mL容量瓶中，用無水乙醇稀釋至刻度，搖勻，以無水乙醇溶液為空白，在430 nm波長處測定吸光度，以吸光度對濃度作線性回歸。2.1.4 實驗結(jié)論表2-3 姜黃素標準曲線管號原溶液體積(ml)最終濃度（mg/ml）吸光度10.010.000050.00920.0250.0001250.01630.0750.0003750.05140.10.00050.06850.1250.0006250.08960.150.000750.10770.20.0010.14080.250.001250.17790.50.00250.334100.750.003750.528111.00.0050.742由圖2-4得到，姜黃素隨著濃度的升高吸光度具有極好的線性關(guān)系，求得的回歸線性方程為Y=145.31X-0.0048，R=0.9978。2.2 乙醇浸提姜黃素的研究2.2.1 實驗儀器表2-4 實驗儀器儀器名稱型號生產(chǎn)廠家粉碎機XFB-500吉首市中誠制藥機械廠電子天平AR2140梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司分光光度計UV752上海鳳凰科儀有限公司恒溫水浴鍋DF-101B鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司循環(huán)水式真空泵SHZ-D3鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司干燥箱PH-030A上海一恒科學(xué)儀器有限公司2.2.2 實驗試劑表2-5 實驗試劑藥品名稱生產(chǎn)廠家備注姜黃安徽廣印中藥股份有限公司姜黃片乙醇天津市凱通化學(xué)試劑有限公司分析純2.2.3 實驗原理乙醇浸提姜黃素的方法屬于溶劑提取法，即指從中草藥中提取有效部位的方法，根據(jù)中草藥中各種成分在溶劑中的溶解性，選用對活性成分溶解度大、對不需要溶出成分溶解度小的溶劑，而將有效成分從藥材組織內(nèi)溶解出來的方法。乙醇對姜黃素具有溶解度大，對其他成分溶解性差。乙醇通過滲透作用，通過姜黃細胞壁透入姜黃細胞內(nèi)，溶解胞內(nèi)的姜黃素，而造成細胞內(nèi)外的濃度差，姜黃細胞內(nèi)的高濃度姜黃素溶液不斷向外擴散，溶劑又不斷進入姜黃組織細胞中，多次往返，直到細胞內(nèi)外姜黃素溶液濃度達到動態(tài)平衡時，大部分的姜黃素已被溶出。 2.2.4 實驗方法與步驟將原料藥材姜黃粉碎，在干燥箱中50以下干燥后備用。稱干姜黃粉末1.0g 加入一定量的溶劑，用乙醇浸提，將提取液移入漏斗抽濾，取一定量的上清液，用70%乙醇定容到一定體積，然后以70%乙醇水溶液為空白組，然后在430nm處測定其吸光度。2.2.5 影響因素研究（1）乙醇濃度對提取率影響用無水乙醇分別配制50%、60%、70%、80%、90%的乙醇水溶液（體積比），備用。稱取5份1.0g姜黃粉末，分別置于20mL的50%、60%、70%、80%、90%乙醇水溶液中浸提40min，然后分別將提取液移入漏斗抽濾，取濾液1ml于10ml容量瓶中用70%乙醇水溶液定容，再從容量瓶中取1ml，于10ml容量瓶中用70%乙醇水溶液定容，即稀釋100倍，以70%乙醇水溶液為空白組，測得各浸提液吸光度。表2-6 乙醇濃度對提取率的影響管號乙醇濃度(%)吸光度1500.1852600.1873700.2094800.2045900.184由圖2-2可知，姜黃素的提取率隨乙醇的濃度改變而發(fā)生變化，隨乙醇濃度的升高，姜黃素的提取率先升高，在50%-60%區(qū)間緩慢上升，在60%-70%時出現(xiàn)急速上升現(xiàn)象，當乙醇濃度70%時出現(xiàn)最高提取率，而后姜黃素的提取率隨乙醇濃度的上升而下降，由此得出最適合乙醇浸提姜黃素的乙醇濃度為70%。 （2）溫度對提取率影響稱取5份1.0g姜黃粉末，分別加20ml70%的乙醇水溶液，分別于30、40、50、60、70水浴中浸提40min，然后分別將提取液移入漏斗抽濾，取濾液1ml于10ml容量瓶中用70%乙醇水溶液定容，再從容量瓶中取1ml，于10ml容量瓶中用70%乙醇水溶液定容，即稀釋100倍，以70%乙醇水溶液為空白組，在430nm波長處測得各浸提液吸光度。表2-7 溫度對提取率的影響管號溫度吸光度1300.2452400.2543500.2614600.2705700.258圖2-3表明，姜黃素的提取率隨溫度的變化而發(fā)生變化，首先在溫度30-60區(qū)間時，姜黃素的提取率隨溫度的升高而緩慢增大，在60時提取率達到最大值，大于60后，姜黃素的提取率減小，這是因為姜黃素在溫度過高時會發(fā)生分解反應(yīng)，使得姜黃素的提取率降低，而在到達極限溫度之前，隨著溫度的升高，更有利于乙醇水溶液滲透到姜黃細胞內(nèi)，加速姜黃素的溶出，從而大大的提高姜黃素的提取率。 （3）時間對提取率影響稱取5份1.0g姜黃粉末，分別加20ml70%的乙醇水溶液，各提取5min、10min、20min、40min、60min、80min、100min、120min，然后分別將提取液移入漏斗抽濾，取濾液1ml于10ml容量瓶中用70%乙醇水溶液定容，再從容量瓶中取1ml，于10ml容量瓶中用70%乙醇水溶液定容，即稀釋100倍，以70%乙醇水溶液為空白組，在430nm波長處測得各浸提液吸光度。表2-8 時間對提取率的影響管號提取時間（min）吸光度150.1782100.1833200.2074400.2165600.2226800.23171000.23381200.234由圖2-4分析可得，姜黃素的提取率隨時間的增長而增大，在5-80min之間增長的趨勢較明顯，當超過80min時，基本不增長，說明用乙醇浸提姜黃素的極限時間為80min，這是因為當?shù)竭_80min時，由于存在阻力作用胞內(nèi)的姜黃素不在溶出。（4）料液比對提取率影響稱取5份1.0g姜黃粉末，分別于5mL、10mL、20mL、40mL、60mL70%乙醇水溶液中浸提40min，將提取液移入漏斗抽濾，取濾液1ml于100ml容量瓶，分別用70%乙醇定容到100mL，然后再取1ml于10ml容量瓶中稀釋10倍，以70%乙醇水溶液為空白組，在430nm波長處測得各浸提液吸光度，得出吸光度與料液比的關(guān)系曲線。表2-9 料液比對提取率的影響管號乙醇溶液體積（ml）吸光度150.4572100.4613200.4804400.4675600.453圖2-5說明，首先姜黃素的提取率隨乙醇溶液體積的增大而增大，當?shù)竭_20倍時，姜黃素的提取率達到最大值，超過20倍后，姜黃素的提取率急速下降，實驗表明乙醇浸提姜黃素的最適料液比為1:20。2.3 超聲波法提取姜黃素2.3.1 實驗儀器表2-10 實驗儀器儀器名稱型號生產(chǎn)廠家電子天平AR2140梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司分光光度計UV752上海鳳凰科儀有限公司循環(huán)水式真空泵SHZ-D3鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司超聲波細胞粉碎機SCIENTZ-D寧波新芝生物科技股份有限公司2.3.2 實驗試劑表2-11 實驗試劑藥品名稱生產(chǎn)廠家備注乙醇天津市凱通化學(xué)試劑有限公司分析純2.3.3 實驗原理超聲波法提取原理是利用超聲波輻射壓強產(chǎn)生的強烈空化效應(yīng)、擾動效應(yīng)、高加速度、擊碎和攪拌作用等多級效應(yīng),增大物質(zhì)分子運動頻率和速度,增加溶劑穿透力,從而加速目標成分進入溶劑,促進提取的進行。對于提取細胞內(nèi)物質(zhì)來說，細胞壁是影響提取速度的壁壘之一。在超聲場中由于提取溶劑內(nèi)含氣體及微小的雜質(zhì)，為超聲波空化作用提供了必要條件。超聲波空化時產(chǎn)生的極大壓力和局部高溫可以使細胞壁的通透性提高，甚至造成細胞壁及整個生物體破裂。而且整個破裂過程在瞬時完成，從而使細胞中的有效成分得以快速釋放，直接與溶劑接觸并溶解在其中。超聲波提取姜黃素時，在容器中加入提取溶媒（水、乙醇或其他有機溶劑等），將姜黃根據(jù)需要粉碎或切成顆粒狀，放入提取溶媒中，容器的外壁粘接換能器振子或?qū)⒄褡用芊庥诓讳P鋼盒中投入容器中，開啟超聲波發(fā)生器，振子向提取溶媒中發(fā)出超聲波，超聲波在提取溶媒中產(chǎn)生的空化效應(yīng)和機械作用，一方面可有效地破碎姜黃的細胞壁，使姜黃素呈游離狀態(tài)并溶入提取溶媒中，另一方面可加速提取溶媒的分子運動，使得提取溶媒和姜黃中的姜黃素快速接觸，相互溶合、混合。2.3.4 實驗方法與步驟稱干姜黃粉末1.0g ，于20ml乙醇水溶液在超聲波場中提取，將提取液移入漏斗抽濾，取濾液1ml于10ml容量瓶中用70%乙醇水溶液定容，再從容量瓶中取1ml，于10ml容量瓶中用70%乙醇水溶液定容，即稀釋100倍，以70%乙醇水溶液為空白組，在430nm波長處測得各浸提液吸光度，得出各因素下的吸光度曲線。2.3.5 影響因素研究（1）超聲波功率對提取率影響稱取5份1.0g姜黃粉末，分別加入20mL70%乙醇水溶液，在超聲波條件下，分別于100W、300W、500W、700W、900W提取，將提取液移入漏斗抽濾，再從容量瓶中取1ml，于10ml容量瓶中用70%乙醇水溶液定容，即稀釋100倍，以70%乙醇水溶液為空白組，在430nm波長處測得各浸提液吸光度，得出吸光度隨超聲波功率變化的曲線。表2-12 超聲波功率對提取率的影響管號超聲波功率（W）吸光度11000.20123000.23135000.21547000.17159000.142結(jié)論表明，超聲波條件下，姜黃素的提取率在300W時出現(xiàn)最大值，當超聲波的功率超過300W時，姜黃素的提取率迅速下降，這是因為功率過高會破壞姜黃素的結(jié)構(gòu)，使得姜黃素的提取率大大地降低，故超聲波條件下提取姜黃素最適合的功率為300W。（2）乙醇濃度對提取率影響稱取5份1.0g姜黃粉末，分別加入20mL50%、60%、70%、80%、90%乙醇水溶液，在300W超聲波條件下浸提40min，將提取液移入漏斗抽濾，再從容量瓶中取1ml，于10ml容量瓶中用70%乙醇水溶液定容，即稀釋100倍，以70%乙醇水溶液為空白組，在430nm波長處測得各浸提液吸光度，得出吸光度隨乙醇濃度變化的曲線。表2-13 乙醇濃度對提取率的影響管號乙醇濃度（%）吸光度1500.2022600.2203700.2274800.2375900.206圖2-7表明，在超聲波條件下，姜黃素的提取率隨著乙醇溶液濃度的升高而增大，當達到80%時，姜黃素的提取率出現(xiàn)最大值，當乙醇溶液的濃度超過80%時，姜黃素的提取率極速下降，實驗結(jié)果得出超聲波條件下最佳的乙醇溶液濃度為80%。（3）時間對提取率影響稱取5份1.0g姜黃粉末，分別加20ml70%的乙醇水溶液，于300W超聲波條件下，各提10min、20min、30min、40min、50min、60min，然后分別將提取液移入漏斗抽濾，再從容量瓶中取1ml，于10ml容量瓶中用70%乙醇水溶液定容，即稀釋100倍，以70%乙醇水溶液為空白組，在430nm波長處測得各浸提液吸光度，得出吸光度隨提取時間變化的曲線。表2-14 時間對提取率的影響管號時間（min）吸光度1100.1912200.1963300.2064400.2305500.2396600.217實驗結(jié)論說明，在超聲波條件下，姜黃素的提取率隨時間的延長而增大，小于30min時增大的趨勢較緩慢，當在30-50min時隨時間延長增大趨勢較快，姜黃素的提取率的最大值出現(xiàn)在50min，但超過50min后，提取率反而下降，這是因為破碎時間過長反而降低提取率，超過極限時間姜黃素會發(fā)生分解，使得姜黃素含量下降，從而降低提取率，所以超聲波條件下最適合的提取時間為50min。2.4 超聲波法與乙醇浸提法比較2.4.1 實驗方法與步驟稱取2份1.0g姜黃粉末，分別加20ml70%的乙醇水溶液，一份于無超聲波條件下浸提40min，另一份于超聲波條件下浸提40min，然后分別將提取液移入漏斗抽濾，再從容量瓶中取1ml，于10ml容量瓶中用70%乙醇水溶液定容，即稀釋100倍，以70%乙醇水溶液為空白組，在430nm波長處測得各浸提液吸光度。 2.4.1 實驗結(jié)果表2-15 超聲波法與乙醇浸提法比較實驗項目吸光度乙醇浸提法0.190超聲波法0.233實驗結(jié)論說明，其他相同條件下，從姜黃中提取姜黃素超聲波法的提取率比乙醇浸提法的提取率更高。3 實驗總結(jié)3.1 乙醇法研究表明，乙醇靜提姜黃素的最佳工藝條件：料液比為1:20，乙醇溶液濃度為70%，提取溫度為60，提取時間為80min。乙醇提取法作為從姜黃中提取姜黃素，具有設(shè)備簡單、成本低、乙醇利用率高、操作較簡便。乙醇提取物中，雜質(zhì)較少，易提純，主要適用于食品添加劑、食用色素、特殊保健品的生產(chǎn)。3.2 超聲波法研究得出，超聲波法提取姜黃素的最佳工藝條件：超聲波功率為300W，時間為50min，乙醇溶液濃度為80%。超聲波法作為提取中藥材有效成分的方法，具有湍動效應(yīng)、微擾效應(yīng)、界面效應(yīng)、聚能效應(yīng)，起到空化、粉碎、攪拌等特殊作用，并且不改變姜黃的結(jié)構(gòu)。超聲波法從姜黃中提取姜黃素的原理是把姜黃的細胞壁擊破，使乙醇滲透到姜黃細胞中，促使姜黃素溶于乙醇之。超聲波法與乙醇法相比，超聲波法提取姜黃素的提取率更高。以乙醇為提取溶媒超聲波法，將會應(yīng)用更加廣泛，現(xiàn)主要研究方向是尋找與其他方法相結(jié)合，確定更適合的提取工藝條件。參考文獻1 羅海,李玉鋒,劉瑤. 超臨界二氧化碳流體萃取法提取姜黃素的研究J. 現(xiàn)代食品科技, 2010, 26(4):400-405.2 王賢純. 姜黃色素及其提制方法J. 生物學(xué)雜志, 2000, 17(1):36-37.3 劉煥云. 姜黃色素穩(wěn)定性的研究J. 食品工業(yè), 2000, 21(3):22-24.4 段聶晶. 水溶性姜黃色素的提取及其理化性質(zhì)研究J.湖北化工, 1997, 14(1):24-25.5 金莉,楊世勇. 姜黃素的研究進展J. 國外醫(yī)學(xué)中醫(yī)中藥分冊, 1997, 19(3):49-53.6 Surh YJ (2002) Anti-tumor promoting potential of selected spice ingredients with antioxidative and anti-inflammatory activities: a short review. Food Chem Toxicol 40:10911097.7 Duvoix A, Blasius R, Delhalle S, Schnekenburger M, Morceau F, Henry E, Dicato M, Diederich M (2005) Chemopreventive and therapeutic effects of curcumin. Cancer Lett 223:181190.8 郭孝武. 一種提取中草藥化學(xué)成分的方法超聲提取法J. 天然產(chǎn)物研究與開發(fā), 1998