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首页优化超声提取法提升补骨脂素效率:工艺参数与数学模型
本文主要探讨了补骨脂素超声提取工艺的优化过程,针对2012年的一项研究。该研究团队采用单因素实验和响应面法对影响补骨脂中补骨脂素提取的关键因素进行了深入分析。研究的核心目标是确定最优化的超声提取参数,以提高补骨脂素的提取效率。 首先,研究中考察了补骨脂的颗粒大小,发现100-120目的颗粒能有效提高提取效率。超声波的频率也是一个关键变量,实验结果显示40kHz的频率在超声提取过程中表现最佳。提取时间也经过了精确控制,41分钟的超声提取时间被证明能够最大化补骨脂素的提取率。 选择的溶剂是体积分数为80%的乙醇水溶液,这种混合物能够有效地溶解补骨脂素,同时保持适当的极性以促进提取。料液比(即固液比)也被调整至10 mL/g,确保了足够的接触面积和有效的提取过程。此外,溶剂的初始温度设定在52℃,这一温度有利于补骨脂素的溶解和释放。 在最佳工艺条件下,补骨脂素的提取率达到了惊人的0.621%,显著高于传统溶剂提取方法的效率。这一结果表明,超声辅助提取技术具有显著的优势,能够提高提取效率并可能减少能源消耗。 研究人员使用Design-Expert 7.0.0软件对实验数据进行二次拟合和分析,通过建立数学模型,不仅验证了实验结果的可靠性,还揭示了各个因素对提取率影响的强度排序。结果显示,溶剂起始温度、料液比和超声时间对提取率的影响程度依次增强,这为后续的实验设计和优化提供了科学依据。 总结来说,这篇论文提供了补骨脂素超声提取工艺优化的重要步骤和成果,为天然产物的高效提取提供了一种新的方法和技术路线,对于食品、医药等领域中补骨脂素的工业化生产具有实际应用价值。
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第 42卷第 3期
2012年 5月
东 南 大 学 学 报
(自 然 科 学 版 )
JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY(NaturalScienceEdition)
Vol.42 No.3
May2012
doi:10.3969/j.issn.1001-0505.2012.03.024
补骨脂素超声提取工艺的优化
晏 芸 潘晓梅 肖国民
(东南大学化学化工学院,南京 211189)
摘要:为了得到超声辅助提取补骨脂素工艺的最佳工艺条件及数学模型,采用单因素实验和响
应面法,对影响超声辅助提取补骨脂中补骨脂素工艺的因素进行分析.得到最佳的超声提取工
艺:补骨脂的颗粒为 100~120目,超声波的频率为 40kHz,超声提取时间为 41min,溶剂为体积
分数 80%的乙醇水溶液,料液比为 10mL/g,溶剂的初始温度为 52℃.最佳工艺条件下补骨脂
素的提取率可达 0621%,提取率远高于普通溶剂提取率.用 DesignExpert700软件对实验数
据进行二次拟合及分析,建立了可靠、稳定的数学模型,并得到各因素对提取率的影响顺序由强
到弱依次为溶剂起始温度、料液比、超声时间.
关键词:补骨脂;补骨脂素;超声提取;响应面法
中图分类号:TQ028 文献标志码:A 文章编号:1001-0505(2012)03051605
Optimizationofultrasonicextractionofpsoralen
YanYun PanXiaomei XiaoGuomin
(SchoolofChemistryandChemicalEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing211189,China)
Abstract:Inordertoobtaintheoptimalparametersofultrasonicextractionofpsoralenandestablish
correspondingmathematicalmodel,singlefactorexperimentsandtheresponsesurfacemethodare
appliedtomeasuretheinfluencefactorsintheprocessofpsoralenextractionfrom Psoraleapubes
cencewithultrasonicassistance.Theoptimalextractionconditionsareobtainedasfollows:themesh
ofgrainis
100to120,theultrasonicfrequencyis40kHz,theextractiontimeis41min,thesolvent
is
80% volumefractionofethanol,theratioofliquidtosolidis10mL/gandthetemperatureis52
℃.Underthesecircumstancestheoptimizedpsoralenextractionyieldcanreach0621%,whichis
muchhigherthanthatobtainedbyconventionalsolventextraction.Areliableandstablemathemati
calmodelisobtainedbyquadraticfittingandanalysisofexperimentalresultswithDesignExpert
700.Withthismodel,itisconcludedthattheinfluenceofinitialtemperature,ratioofliquidto
solid,andultrasonictimeonextractionyielddecreasesinorder.
Keywords:Psoraleapubescence;psoralen;ultrasonicextraction;responsesurfacemethod
收稿日期:20111017. 作者简介:晏芸(1986—),女,硕士生;潘晓梅(联系人),女,博士,副教授,panxiaomei@seu.edu.cn.
引文格式:晏芸,潘晓梅,肖国民.补骨脂素超声提取工艺的优化[J].东南大学学报:自然科学版,2012,42(3):516 520.[doi:10.3969/j.
issn.1001-0505.2012.03.024]
补骨脂又名破帮纸、兰苋、胡韭子或黑故子,为
豆科植物补骨脂的干燥成熟果实.补骨脂种子外形
为肾形状,表面为黑色、黑褐色或灰褐色,且有微网
状皱纹;有芳香气味,并有辛味且略带苦味
[1]
.补
骨脂有很好的药用价值,具有温肾助阳、纳气、止泻
等功能,并可治疗白癜风、斑秃
[2]
.补骨脂素提取
主要采用溶剂提取和超临界 CO
2
萃取法
[34]
,有机
溶剂提取需要消耗大量的溶剂且提取率低,而超临
界提取需要较高的压力.应用超声辅助提取补骨脂
中的补骨脂素也有少量报道
[56]
,但报道中考察因
素不系统,未从提取机理方面进行深入研究,且未
建立相应的数学模型.本文系统考察了影响提取率
的 6个因素,并深入进行提取机理研究,且建立了
相应的数学模型,为实际生产提供理论依据.
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