红枣芦丁提取最佳工艺条件研究
1.徐州一中综合实践活动（研究性学习）课题实施方案申报表
课题名称 |
红枣芦丁提取最佳工艺条件研究 |
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课 题 组 成 员 及 有 关 情 况 |
姓名 |
性别 |
班级 |
职务 |
学号 |
张悦 |
女 |
高一11 |
组长 |
3266436704 |
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车禹成 |
男 |
高一11 |
组员 |
3266436721 |
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张艺馨 |
女 |
高一11 |
组员 |
3266436711 |
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李佳欣 |
女 |
高一11 |
组员 |
3266436706 |
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刘俊豪 |
男 |
高一11 |
组员 |
3266436712 |
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指导教师 |
张雅轩 |
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课 题 研 究 的 目 的 及 主 要 内 容 |
目的： 本课题研究红枣中芦丁提取的最佳工艺。实验以红枣为原料，经干燥粉碎后以乙醇为有机溶剂提取目标产物芦丁。以单因素实验研究乙醇体积分数、浸取温度、料液比、pH值4个因素对提取工艺的影响。 主要内容： 步骤一：芦丁标准曲线绘制 配制0.1mg/ml的芦丁标准溶液；用722可见分光光度计调整为510nm波长，分别测定不同浓度芦丁溶液的吸光度，以浓度和吸光度为两组数据绘制标准曲线并进行方程回归,根据标准曲线回归方程，得到芦丁萃取率方程。 步骤二：芦丁提取工艺流程确定 新鲜红枣→去核、清洗→低温风干→粉碎→红枣渣→加入溶剂(乙醇)→溶剂提取法提取→趁热抽滤→合并滤液→浓缩→得到提取物→计算→绘制图形→得出结论 步骤三：单因素实验分析4个主要工艺因素对芦丁提取率的影响 1.乙醇体积分数对芦丁提取的影响 称取2.00g红枣粉末置于圆底烧瓶中，分别用40%、50%、60%、70%、80%(v/v)乙醇水溶液溶解，设置60℃的温度，以物料比为1:10(g/ml)，pH值为7的条件下提取1h后过滤，准确度量提取液的体积，并记录(分别标记为：V40%、V50%、V60%、V70%、V80%)。记录其吸光度，并计算芦丁提取率。 2.浸取温度对芦丁提取的影响 称取2.00g红枣粉末置于圆底烧瓶中，用70%(v/v)的乙醇水溶液溶解，分别调节40℃、50℃、60℃、70℃、80℃的温度下，以物料比为1:10(g/mL)，pH值为7的条件下提取1h后过滤，准确度量提取液的体积，并记录(分别标记为：V40℃、V50℃、V60℃、V70℃、V80℃)。记录其吸光度，并计算芦丁提取率。 3.料液比对芦丁提取的影响 称取2.00g红枣粉末置于圆底烧瓶中，用70%(v/v)乙醇水溶液溶解，调节温度为60℃，以pH值为7的条件下，分别以1:10、1:20、1:30、1:40、1:50g/ml的物料比提取1h后过滤，准确度量提取液的体积，并记录(分别标记为：V1:10、V1:20、V1:30、V1:40、V1:50)。记录其吸光度，并计算芦丁提取率。 4.pH值对芦丁提取的影响 称取2.00g红枣粉末置于圆底烧瓶中，用70%(v/v)乙醇水溶液溶解，调节60℃的温度，加入盐酸水溶液或氢氧化钠水溶液分别调节pH值为4、5、6、7、8、9、10，以物料比为1:10(g/mL)的条件下提取1h后过滤，准确度量提取液的体积，并记录(分别标记为：V4、V5、V6、V7、V8、V9、V10)。记录其吸光度，并计算芦丁提取率。 步骤四：确定红枣中芦丁提取的最佳工艺条件 当乙醇体积分数为70%，提取温度为70℃，液料比为1：40（g/ml），pH值为8，芦丁得提取率最高； |
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研 究 假 设 |
芦丁常见的提取方法有酶法、水提法、有机溶剂提取法、超临界提取法等。本实验中采用的是浸渍法中的醇提法，该方法操作方便、溶剂乙醇对环境无污染，提取率应基本满足研究要求。 |
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研 究 方 法 |
查阅文献，实验。 |
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研 究 步 骤 （各 阶 段 的 主 要 内 容 和 时 间 安 排） |
一 、8月22日-8月24日 确定研究课题 二、8月25日-8月27日 组建课题小组，分工查阅资料文献。 三、8月28日-9月10日 1. 确定工艺流程； 2. 协调准备实验药品、实验仪器； 四、9月11日-9月13日 实验完成步骤一：芦丁标准曲线绘制 五、9月14日-9月28日 实验完成步骤二～步骤四，依次确定红枣最佳烘干温度，芦丁提取工艺中乙醇体积分数、浸取温度、料液比、pH值对提取率的影响。 六、9月底 进行数据整合及成果汇报。 |
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成 果 形 式 |
PPT,论文 |
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论 证 小 组 意 见 |
论证人签名： 年 月 日 |
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2.徐州一中综合实践活动（研究性学习）记录表
课题题目：红枣芦丁提取最佳工艺条件研究 |
编号： |
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活动时间：8月28日—9月2日 |
第 1 次 |
活动地点：教室 |
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指导教师：张雅轩 |
班级：高一11班 |
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参加活动成员： 组内:张悦，车禹成，张艺馨，李佳欣，刘俊豪。 |
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活动内容： 1）目的（解决什么问题）： 确定红枣芦丁提取工艺方法、工艺步骤 2）形式（小组讨论、试验、查阅资料、调查、实地测量）： 查阅文献资料、小组讨论。 3）过程： 对各自查询获取的文献资料进行汇总讨论，提取有用信息； 4）结果（得到什么结论、解决哪些问题、是否完成预定目标和计划、出现的新问题） ①结论：确定本次研究中对芦丁的提取采用浸渍法中的醇提法，以乙醇为提取溶剂； ②理清了本次研究的主要步骤及个人分工，也增强了大家将化学理论知识与实验操作相结合的信心； ③完成了预定目标和计划。 记录者:张悦 |
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注：1、由课题组长指派专人负责填写，备追踪课题研究过程时使用。
2、本表一式三份，交由年级处、指导教师、课题组长存档。
徐州一中综合实践活动（研究性学习）记录表
课题题目：红枣芦丁提取最佳工艺条件研究 |
编号： |
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活动时间：9月11日—9月13日 |
第 2 次 |
活动地点：化学实验室 |
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指导教师：张雅轩 |
班级：高一11班 |
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参加活动成员： 组内:张悦，车禹成，张艺馨，李佳欣，刘俊豪。 |
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活动内容： 1）目的（解决什么问题）： ①芦丁标准曲线绘制 2）形式（小组讨论、试验、查阅资料、调查、实地测量）： 实验、小组讨论。 3）过程： ①配制0.1mg/ml的芦丁标准溶液； ②用722可见分光光度计调整为510nm波长，分别测定不同浓度芦丁溶液的吸光度，以浓度和吸光度为两组数据绘制标准曲线并进行方程回归,根据标准曲线回归方程，确定芦丁提取率方程。 4）结果（得到什么结论、解决哪些问题、是否完成预定目标和计划、出现的新问题） ①结合芦丁标准曲线，回归方程为A=6.7600C+0.0502(R2=0.9889)。 式中A—提取液的吸光度； C—提取芦丁的质量浓度，mg/mL。相关系数R2=0.9889，在试验的质量浓度范围内线性关系良好。 ②根据标准曲线的回归方程，芦丁的提取率方程为： 芦丁萃取率
式中，A—吸光度值 V—样品液体积(mL) m—红枣重量(g) 记录者:张悦 |
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注：1、由课题组长指派专人负责填写，备追踪课题研究过程时使用。
2、本表一式三份，交由年级处、指导教师、课题组长存档。
徐州一中综合实践活动（研究性学习）记录表
课题题目：红枣芦丁提取最佳工艺条件研究 |
编号： |
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活动时间：9月14日—9月28日 |
第 3 次 |
活动地点：化学实验室 |
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指导教师：张雅轩 |
班级：高一11班 |
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参加活动成员： 组内:张悦，车禹成，张艺馨，李佳欣，刘俊豪。 |
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活动内容： 1）目的（解决什么问题）： ①确定红枣最佳烘干温度； ②依次通过实验测定芦丁提取工艺中乙醇体积分数，浸取温度，料液比和PH值对芦丁提取率的影响。 2）形式（小组讨论、试验、查阅资料、调查、实地测量）： 实验、小组讨论。 3）过程： ①结合红枣中糖分的焦化临界温度反复调整确定最佳烘干温度； ②称取2.00g红枣粉末置于圆底烧瓶中，分别用体积分数为40%、50%、60%、70%、80%的乙醇水溶液溶解，温度设定60℃，物料比为1:10(g/ml)，pH值为7的条件下提取1h后过滤，准确度量提取液的体积，并记录(分别标记为：V40%、V50%、V60%、V70%、V80%)。记录其吸光度，并计算芦丁提取率。 ③称取2.00g红枣粉末置于圆底烧瓶中，用70%(v/v)的乙醇水溶液溶解，分别调节温度40℃、50℃、60℃、70℃、80℃，物料比为1:10(g/ml)，pH值为7的条件下提取1h后过滤，准确度量提取液的体积，并记录(分别标记为：V40℃、V50℃、V60℃、V70℃、V80℃)。记录其吸光度，并计算芦丁提取率。 ④称取2.00g红枣粉末置于圆底烧瓶中，用70%(v/v)乙醇水溶液溶解，温度为60℃，pH值为7的条件下，分别以1:10、1:20、1:30、1:40、1:50g/ml的物料比提取1h后过滤，准确度量提取液的体积，并记录(分别标记为：V1:10、V1:20、V1:30、V1:40、V1:50)。记录其吸光度，并计算芦丁提取率。 ⑤称取2.00g红枣粉末置于圆底烧瓶中，用70%(v/v)乙醇水溶液溶解，60℃的温度，加入盐酸水溶液或氢氧化钠水溶液分别调节pH值为4、5、6、7、8、9、10，物料比为1:10(g/ml)的条件下提取1h后过滤，准确度量提取液的体积，并记录(分别标记为：V4、V5、V6、V7、V8、V9、V10)。记录其吸光度，并计算芦丁提取率。 4）结果（得到什么结论、解决哪些问题、是否完成预定目标和计划、出现的新问题） ①结论：红枣烘干的最佳温度段约为64～67℃；乙醇体积分数为70%，提取温度为70℃，液料比为1：40（g/ml），pH值为8，芦丁得提取率最高； ②完成了本次研究的预定目标和计划。记录者:张悦 |
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注：1、由课题组长指派专人负责填写，备追踪课题研究过程时使用。
2、本表一式三份，交由年级处、指导教师、课题组长存档。
3.徐州一中综合实践活动（研究性学习）课题研究成果报告
题目：红枣芦丁提取最佳工艺条件研究 |
编号： |
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课题组成员 |
组长：张悦 |
组员：车禹成，张艺馨，李佳欣，刘俊豪 |
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指导教师：张雅轩 |
报告执笔人：张悦 |
完成时间：9月30日 |
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主导课程：化学 |
相关课程：化学反应速率影响因素 |
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（一）书面材料 |
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课题成果： 1）预期的成果： 各项实验数据均体现线性变化规律，良好完成研究预定目标。 2）课题实际取得的成果： 成果一：红枣中含有极为丰富的糖分，热敏性极强的糖分有一定的焦化温度，当达到或者超过这个焦化的临界温度时，红枣会焦化，粉末颜色加深，且更容易粘结成块，故红枣烘干的最佳温度必须要低于糖分焦化的临界温度。通过文献资料数据及反复实验发现红枣烘干的最佳温度段约为64～67℃。 成果二：实验分析乙醇体积分数对芦丁提取的影响，随着乙醇体积分数的变大，红枣中芦丁的得率也迅速提高。当乙醇体积分数为70%时提取效果最好，芦丁的得率为5.73mg/g；当乙醇体积分数增加到70%之后，再增加乙醇体积分数，红枣中其他类化合物溶出，影响芦丁的提取，芦丁提取率反而有所下降。 成果三：实验分析浸取温度对芦丁提取的影响，随着温度的升高，分子运动的速度和分子间的渗透、扩散、溶解的速度加快，使芦丁更容易从红枣中转移到乙醇水溶液中，提取液的颜色也逐渐变深，芦丁提取率也随之提高。当温度高于70℃之后，伴随着温度的升高，乙醇挥发量增大，水溶液中乙醇的减少导致芦丁提取率下降。 成果四：实验分析料液比对芦丁提取的影响，在液料比为1：40（g/ml）之前，随着溶液量的增加，芦丁得率随之增大；在液料比为1：40（g/ml）后，随溶液量的进一步增加，芦丁得率反而下降了。这是因为红枣中所含的芦丁含量是有限的，当红枣中芦丁全部溶出后，再增加溶液对提取的效果不再有明显的影响。 成果五：实验分析pH值对芦丁提取的影响，在pH值为8之前，芦丁得率随pH值的升高而提高；当pH值为8时，芦丁得率最高，为6.22mg/g；pH值为8之后，芦丁得率又平稳的下降。 |
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参考书目及资料： [1] 闫忠心, 鲁周民, 刘坤等. 我国红枣资源加工利用研究现状与展望[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2010, 38(6): 102-103. [2] 李敏, 刘月菊, 张馨月. 红枣果肉中黄酮类物质的提取及抗氧化性研究[J]. 应用工, 2014, 43(11): 2023. |
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附录材料（要求提交原始记录）包括： 活动记录表（3）份 访谈表（ ）份 实验记录（）份 调查表（ ）份 测量数据记录（ ）份 |
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（二）实物材料，如制作的图片，模型，照片，事物样本，音像资料等 编号： 名称： 制作者： 内容： 功能： |
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（三）演示课题成果所需要的条件，要求（如特别需要，请说明）： |
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红枣芦丁提取的最佳工艺研究
徐州市第一中学高一11班
张悦、车禹成、张艺馨、李佳欣、刘俊豪
【摘要】
本文研究红枣中芦丁提取的最佳工艺。实验以红枣为原料，以乙醇为有机溶剂提取目标产物芦丁。以单因素试验分别研究乙醇体积分数、浸取温度、料液比、pH值4个因素对提取工艺的影响，最终获得最佳工艺条件为：乙醇体积分数为70%，浸取温度为70℃，料液比为40ml/g以及pH值为8，在此条件下芦丁提取率最佳。
【关键词】红枣；芦丁；有机溶剂提取
1研究背景
红枣产自于中国,其营养保健作用和药用价值一直被人们重视及利用，红枣中富含黄酮、三萜类化合物、腺苷、生物碱等多种特殊生物活性成分。芦丁又称芸香苷，属于黄酮苷类化合物，芦丁的药用价值体现在辅助治疗高血压病及脑出血、视网膜出血等因芦丁缺乏所致的出血症，同时还可用于预防和治疗糖尿病等一些其他病症。在我国红枣资源充足，因此本研究选取红枣作为原料。目前，有关红枣中芦丁提取的研究还尚不成熟，为了确定红枣中芦丁提取的最佳工艺，本研究过程对各主要工艺条件进行优化，为开发和利用红枣中的芦丁提供了依据。
2 实验材料与方法
2.1 实验仪器
实验用主要仪器：鼓风干燥箱，DHG-9070A，苏州江东精密仪器有限公司；电子天平，JA2003，上海方瑞仪器有限公司；集热式恒温加热磁力搅拌器，DF-101S，巩义市予华仪器有限责任公司；循环水式真空泵，SHZ-D，巩义市英峪予华仪器厂；722可见分光光度计，上海悦丰仪器仪表有限公司。
实验所用主要样品、试剂：芦丁标准样，中国药品生物制品检定所；无水乙醇，上海中秦化学试剂有限公司；红枣：江苏徐州。
2.2 芦丁提取及含量测定
在实验中需要用到粉末状的红枣，对新鲜红枣进行清洗、去核、烘干、粉碎。红枣加工的核心是烘干，在尽可能保证红枣不改变其本来品质的前提下蒸发内部水分和转化糖分。结合红枣的焦化临界温度，设定红枣最佳烘干温度段约为64～67℃。对芦丁的提取方法，本研究中采用的是浸渍法中的醇提法，将红枣渣加入有机溶剂乙醇中，并在恒温水浴中加热，之后抽滤，即可得到芦丁物质。
在25ml容量瓶中加入2.5mg芦丁标准样品，再加少量30%乙醇水溶液，加热溶解。冷却后用30%乙醇水溶液定容，配制成0.1mg/ml的芦丁标准溶液。以芦丁标准品为标样，精密量取配制成含有芦丁0.00、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05mg/ml的标准液，用722可见分光光度计调整为510nm波长，分别测定其吸光度，以浓度和吸光度为两组数据绘制标准曲线并进行方程回归。回归方程为A=6.7600C+0.0502(R2=0.9889)。式中A—提取液的吸光度；C—提取芦丁的质量浓度，mg/ml。相关系数R2=0.9889，在试验的质量浓度范围内线性关系良好。根据标准曲线的回归方程，芦丁的提取率方程为：
芦丁萃取率
式中，A—吸光度值
V—样品液体积(mL)
m—红枣重量(g)
3 芦丁提取最佳工艺条件测定
图1 乙醇体积分数对芦丁提取的影响
如图1所示,随着乙醇体积分数的变大，红枣中芦丁的得率也迅速提高。当乙醇体积分数为70%时提取效果最好，芦丁的得率为5.73mg/g；当乙醇体积分数增加到70%之后，再增加乙醇体积分数，红枣中总三萜溶出，影响芦丁的提取，芦丁提取率反而有所下降。
图2 浸取温度对芦丁提取的影响
如图2所示，随着温度的升高，分子运动的速度和分子间的渗透、扩散、溶解的速度都加快，使芦丁更容易从红枣中转移到乙醇水溶液中，提取液的颜色也逐渐变深，芦丁提取率也随之提高。当温度高于70℃之后，伴随着温度的升高，乙醇挥发度增大，水溶液中乙醇的减少导致芦丁提取率下降。
图3 料液比对芦丁提取的影响
如图3所示，在液料比为40（ml/g）之前，随着溶液量的增加，芦丁得率随之增大；在液料比为大于40（ml/g）后，随溶液量的进一步增加，芦丁得率反而下降了。这是因为红枣中所含的芦丁含量是有限的，当红枣中芦丁全部溶出后，再增加溶液对提取效果不再有明显影响。
图4 pH值对芦丁提取的影响
如图4所示，在pH值为8之前，芦丁得率随pH值的升高而提高；当pH值为8时，芦丁得率最高，为6.22mg/g；pH值为8之后，芦丁得率又平稳的下降。
4 结论
本研究以红枣为原料，以乙醇为有机溶剂提取目标产物芦丁。在单因素试验的基础上，研究不同体积分数的乙醇溶剂、浸取温度、料液比、pH值4个因素对提取工艺的影响。有机溶剂提取红枣芦丁物质的最佳工艺条件为：乙醇体积分数为70%，浸取温度为70℃，料液比为40mL/g以及pH值为8，在此条件下芦丁提取率最高，达到实验预期目的。
参考文献
[1] 杜丽娟, 冀晓龙, 许芳溢等. 低温真空膨化与自然干制对红枣抗氧化活性的影响[J]. 食品科学, 2014, 35(13): 82.
[2] 闫忠心, 鲁周民, 刘坤等. 我国红枣资源加工利用研究现状与展望[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2010, 38(6): 102-103.
[3] 李敏, 刘月菊, 张馨月. 红枣果肉中黄酮类物质的提取及抗氧化性研究[J]. 应用工, 2014, 43(11): 2023.
