CN103333068B - 一种利用响应曲面法优化菊芋秸秆绿原酸的提取方法 - Google Patents

一种利用响应曲面法优化菊芋秸秆绿原酸的提取方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103333068B
CN103333068B CN201310278951.0A CN201310278951A CN103333068B CN 103333068 B CN103333068 B CN 103333068B CN 201310278951 A CN201310278951 A CN 201310278951A CN 103333068 B CN103333068 B CN 103333068B
Authority
CN
China
Prior art keywords
chlorogenic acid
extraction
solution
extracting
response surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310278951.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103333068A (zh
Inventor
邵赟
毕宏涛
刘增根
岳会兰
于瑞涛
梅丽娟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qinghai Rui Lake Biological Resources Development Co., Ltd.
Original Assignee
Northwest Institute of Plateau Biology of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northwest Institute of Plateau Biology of CAS filed Critical Northwest Institute of Plateau Biology of CAS
Priority to CN201310278951.0A priority Critical patent/CN103333068B/zh
Publication of CN103333068A publication Critical patent/CN103333068A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103333068B publication Critical patent/CN103333068B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明涉及一种利用响应曲面法优化菊芋秸秆绿原酸的提取方法，该方法包括以下步骤：⑴样品溶液制备：将菊芋秸秆洗净，烘干、粉碎并加入不同浓度的乙醇溶液进行提取，经离心、沉淀得到对应于不同浓度乙醇溶液的提取液；对应于不同浓度乙醇溶液的提取液定容至相同体积；⑵用HPLC法测定每个提取液中绿原酸含量；⑶实验设计与统计分析：①单因素试验；②响应面法优化设计：根据单因素试验结果，选取绿原酸提取效果影响较显著的提取溶剂乙醇浓度、提取时间、提取温度、料液比这4个因素，建立多元二次回归方程2；⑷实验结果分析与优化：利用Design Expert 8.0软件进行绘图分析，得到回归方程的响应面及其等高线图。本发明操作简单、易于工业化生产。

Description

一种利用响应曲面法优化菊芋秸秆绿原酸的提取方法
技术领域
本发明涉及一种绿原酸的提取方法，尤其涉及一种利用响应曲面法优化菊芋秸秆绿原酸的提取方法。
背景技术
菊芋(Helianthus tuberosus L.)，属菊科向日葵属多年生宿根草本植物，因其地上似菊，地下为芋而得名，俗名洋姜、鬼子姜等。原产自北美洲，于17世纪传入欧洲，后传入伊朗、中国和日本。全球的热带、温带、寒带以及干旱、半干旱地区都有菊芋的分布。近几年，我国对能源植物的开发和利用极大地促进了菊芋的大面积种植及开发项目的启动，需求量日趋增大，逐渐形成了很多较为规范化、规模化的菊芋种植园区和深度开发项目，并形成了规模日趋扩大的较为完整的“菊芋块茎种植加工产业链”。但在菊芋产业链中，菊芋地上部分的利用程度不高。
绿原酸(Chlorogenic acid)类化合物广泛存在于植物中，是植物体在有氧呼吸过程中经莽草酸途径产生的一种苯丙素类化合物，为多酚类化合物，是菊芋的重要生理活性成分，具有降压、利胆、清除自由基、抗肿瘤、抗氧化、抗衰老等多种药理学功能。
目前，医药产业中所需的绿原酸主要来源于金银花和杜仲的叶片中，而菊芋秸秆绿原酸的研究还处于起步阶段。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种操作简单、易于工业化生产的利用响应曲面法优化菊芋秸秆绿原酸的提取方法。
为解决上述问题，本发明所述的一种利用响应曲面法优化菊芋秸秆绿原酸的提取方法，包括以下步骤：
⑴样品溶液制备：
将菊芋秸秆洗净，在30~70℃温度下烘干12~72h后粉碎至60~100目，按20~30 mL/g料液比加入质量浓度为50%~70%的不同浓度的乙醇溶液，在50~70℃不同提取温度下按60~100min进行提取，提取后的溶液分别以5000转/min进行离心，20min后收集上清液，沉淀重复提取2~3次，合并得到对应于不同浓度乙醇溶液的提取液；所述对应于不同浓度乙醇溶液的提取液用其所对应浓度的乙醇溶液定容至相同体积；
⑵用HPLC法测定每个提取液中绿原酸含量：
①绿原酸标准溶液的制备：
精密称取绿原酸对照品10 mg，用质量浓度为60%乙醇溶解并定容于50 mL容量瓶，摇匀，得到0.2mg/mL储备液；再分别稀释0.2mg/mL储备液至0.1mg/mL、0.08mg/mL、0.06mg/mL、0.04mg/mL、0.02 mg/mL和0.01 mg/mL，用质量浓度为60%乙醇定容于25 mL容量瓶摇匀待用；
②色谱条件：
色谱柱：Dikma SynerSi 4u Fusion-RP 80R 250×4.6mm 4 micron；柱温：30℃；流速：1.0 mL/min；检测波长：327 nm；流动相：0.2%磷酸：乙腈=82:18；进样量10μL；
③绿原酸含量标准曲线的制作：
以峰面积积分值为纵坐标Y，样品质量μg为横坐标X，绘制标准曲线，并建立回归方程为Y = 1503.3X + 183.62，相关性R2为0.9994；
⑶实验设计与统计分析
①单因素试验
依次改变提取溶剂乙醇浓度、提取时间、提取温度、料液比进行单因素试验，用HPLC法测定所得的菊芋秸秆绿原酸提取液中绿原酸的含量，并按下式计算绿原酸产率，每次处理重复三次：
绿原酸产率(%)=（提取液中绿原酸质量/菊芋秸秆原料质量）×100%；
②响应面法优化设计：
根据单因素试验结果，选取绿原酸提取效果影响较显著的提取溶剂乙醇浓度、提取时间、提取温度、料液比这4个因素，利用Design Expert 8.0软件根据Box-Behnken设计原则进行实验设计，以乙醇浓度A、提取时间B、提取温度C和料液比D为自变量，以绿原酸的产率为响应值y，建立多元二次回归方程：
Y = -43.53912 + 0.80192A+ 0.18447B+ 0.60434C+ 0.073179D- 8.14275 × 10-4 AB- 2.51685 × 10-3AC+ 4.65300 × 10-4AD+ 5.51662 × 10-4BC+ 7.40250 × 10-4BD+ 1.05045 × 10-3CD- 4.28194 × 10-3A2 - 9.03487 × 10-4B2 + 4.15504 × 10-4C2 - 3.81029 × 10-3D2；
⑷实验结果分析与优化：
利用Design Expert 8.0软件根据多元二次回归方程进行绘图分析，得到回归方程的响应面及其等高线图。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、与正交法相比，本发明采用Box-Behnken Designs (BBD)中心组合设计模型的响应面分析法，用4个变化因子、3个水平及少量的实验组（仅29组实验）就可以得出优化结果，获得最佳产率，在提高了提取效率的同时降低了能耗和污染物排放，具有工业化生产的实际意义；并且所得的最佳提取条件不是设定的值，而是在设定条件的范围之内。
2、本发明采用回流提取技术，其提取条件可控性强，在提高了提取效率的同时降低了能耗和污染物排放。
3、本发明操作简单、实用性强，为菊芋秸秆中绿原酸的高效利用提供了依据。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为绿原酸对照品HPLC图谱.
图2为菊芋叶样品HPLC图谱。
图3为本发明乙醇浓度与提取时间对绿原酸产率影响的响应面三维图。
图4为本发明乙醇浓度与提取时间对绿原酸产率影响的响应面二维图。
图5为本发明乙醇浓度与提取温度对绿原酸产率影响的响应面三维图。
图6为本发明乙醇浓度与提取温度对绿原酸产率影响的响应面二维图。
图7为本发明乙醇浓度与料液比对绿原酸产率影响的响应面三维图。
图8为本发明乙醇浓度与料液比对绿原酸产率影响的响应面二维图。
图9为本发明提取时间与提取温度对绿原酸产率影响的响应面三维图。
图10为本发明提取时间与提取温度对绿原酸产率影响的响应面二维图。
图11为本发明提取时间与料液比对绿原酸产率影响的响应面三维图。
图12为本发明提取时间与料液比对绿原酸产率影响的响应面二维图。
图13为本发明提取温度与料液比对绿原酸产率影响的响应面三维图。
图14为本发明提取温度与料液比对绿原酸产率影响的响应面二维图。
图15为本发明乙醇浓度变化对绿原酸产率影响图。
图16为本发明提取时间变化对绿原酸产率影响图。
图17为本发明提取温度变化对绿原酸产率影响图。
图18为本发明料液比变化对绿原酸产率影响图。
具体实施方式
一种利用响应曲面法优化菊芋秸秆绿原酸的提取方法，包括以下步骤：
⑴样品溶液制备：
将菊芋秸秆洗净，在30~70℃温度下烘干12~72h后粉碎至60~100目，按20~30 mL/g料液比加入质量浓度为50%~70%的不同浓度的乙醇溶液，在50~70℃不同提取温度下按60~100min进行提取，提取后的溶液分别以5000转/min进行离心，20min后收集上清液，沉淀重复提取2~3次，合并得到对应于不同浓度乙醇溶液的提取液；对应于不同浓度乙醇溶液的提取液用其所对应浓度的乙醇溶液定容至相同体积。
⑵用HPLC法测定每个提取液中绿原酸含量：
①绿原酸标准溶液的制备：
精密称取绿原酸对照品10 mg，用质量浓度为60%乙醇溶解并定容于50 mL容量瓶，摇匀，得到0.2mg/mL储备液；再分别稀释0.2mg/mL储备液至0.1mg/mL、0.08mg/mL、0.06mg/mL、0.04mg/mL、0.02 mg/mL和0.01 mg/mL，用质量浓度为60%乙醇定容于25 mL容量瓶摇匀待用。
②色谱条件：
色谱柱：Dikma SynerSi 4u Fusion-RP 80R 250×4.6mm 4 micron；柱温：30℃；流速：1.0 mL/min；检测波长：327 nm；流动相：0.2%磷酸：乙腈=82:18；进样量10μL；绿原酸对照品HPLC色谱图如图1所示，菊芋叶样品HPLC色谱图如图2所示。
③绿原酸含量标准曲线的制作：
以峰面积积分值为纵坐标Y，样品质量μg为横坐标X，绘制标准曲线，并建立回归方程为Y = 1503.3X + 183.62，相关性R2为0.9994。
⑶实验设计与统计分析
①单因素试验
依次改变提取溶剂乙醇浓度、提取时间、提取温度、料液比进行单因素试验，用HPLC法测定所得的菊芋秸秆绿原酸提取液中绿原酸的含量，并按下式计算绿原酸产率，每次处理重复三次：
绿原酸产率(%)=（提取液中绿原酸质量/菊芋秸秆原料质量）×100%。
②响应面法优化设计：
根据单因素试验结果，选取绿原酸提取效果影响较显著的提取溶剂乙醇浓度、提取时间、提取温度、料液比这4个因素，利用Design Expert 8.0软件根据Box-Behnken设计原则进行实验设计（设定结果见表1），以乙醇浓度A、提取时间B、提取温度C和料液比D为自变量，以绿原酸的产率为响应值y（实验方案及结果见表2），建立多元二次回归方程：
Y = -43.53912 + 0.80192A+ 0.18447B+ 0.60434C+ 0.073179D- 8.14275 × 10-4 AB- 2.51685 × 10-3AC+ 4.65300 × 10-4AD+ 5.51662 × 10-4BC+ 7.40250 × 10-4BD+ 1.05045 × 10-3CD- 4.28194 × 10-3A2 - 9.03487 × 10-4B2 + 4.15504 × 10-4C2 - 3.81029 × 10-3D2。
各因子与响应值之间线性关系显著性，由F值检验来判定，P值越小，则说明变量的显著性越高。由方差分析表（表3）可知，其因变量和全体自变量之间的线性关系显著（R2=0.8936），模型显著水平小于0.0001，所以该回归方程模型是极显著的。
表1 实验因素与水平设定
表2 Box-Behnken实验设计与结果
表3实验数据的方差分析结果
注：**为差异极显著（p<0.01），*为差异显著（p<0.05）。
⑷实验结果分析与优化：
利用Design Expert 8.0软件根据多元二次回归方程进行绘图分析，得到回归方程的响应面及其等高线图（如图3~18）。

Claims (1)

1.一种利用响应曲面法优化菊芋秸秆绿原酸的提取方法，包括以下步骤：
⑴样品溶液制备：
将菊芋秸秆洗净，在30~70℃温度下烘干12~72h后粉碎至60~100目，按20~30 mL/g料液比加入质量浓度为50%~70%的不同浓度的乙醇溶液，在50~70℃不同提取温度下按60~100min进行提取，提取后的溶液分别以5000转/min进行离心，20min后收集上清液，沉淀重复提取2~3次，合并得到对应于不同浓度乙醇溶液的提取液；所述对应于不同浓度乙醇溶液的提取液用其所对应浓度的乙醇溶液定容至相同体积；
⑵用HPLC法测定每个提取液中绿原酸含量：
①绿原酸标准溶液的制备：
精密称取绿原酸对照品10 mg，用质量浓度为60%乙醇溶解并定容于50 mL容量瓶，摇匀，得到0.2mg/mL储备液；再分别稀释0.2mg/mL储备液至0.1mg/mL、0.08mg/mL、0.06mg/mL、0.04mg/mL、0.02 mg/mL和0.01 mg/mL，用质量浓度为60%乙醇定容于25 mL容量瓶摇匀待用；
②色谱条件：
色谱柱：Dikma SynerSi 4u Fusion-RP 80R 250×4.6mm 4 micron；柱温：30℃；流速：1.0 mL/min；检测波长：327 nm；流动相：0.2%磷酸：乙腈=82:18；进样量10μL；
③绿原酸含量标准曲线的制作：
以峰面积积分值为纵坐标Y，样品质量μg为横坐标X，绘制标准曲线，并建立回归方程为Y = 1503.3X + 183.62，相关性R2为0.9994；
⑶实验设计与统计分析
①单因素试验
依次改变提取溶剂乙醇浓度、提取时间、提取温度、料液比进行单因素试验，用HPLC法测定所得的菊芋秸秆绿原酸提取液中绿原酸的含量，并按下式计算绿原酸产率，每次处理重复三次：
绿原酸产率(%)=（提取液中绿原酸质量/菊芋秸秆原料质量）×100%；
②响应面法优化设计：
根据单因素试验结果，选取绿原酸提取效果影响较显著的提取溶剂乙醇浓度、提取时间、提取温度、料液比这4个因素，利用Design Expert 8.0软件根据Box-Behnken设计原则进行实验设计，以乙醇浓度A、提取时间B、提取温度C和料液比D为自变量，以绿原酸的产率为响应值y，建立多元二次回归方程：
Y = -43.53912 + 0.80192A+ 0.18447B+ 0.60434C+ 0.073179D- 8.14275 × 10-4 AB- 2.51685 × 10-3AC+ 4.65300 × 10-4AD+ 5.51662 × 10-4BC+ 7.40250 × 10-4BD+ 1.05045 × 10-3CD- 4.28194 × 10-3A2 - 9.03487 × 10-4B2 + 4.15504 × 10-4C2 - 3.81029 × 10-3D2；
⑷实验结果分析与优化：
利用Design Expert 8.0软件根据多元二次回归方程进行绘图分析，得到回归方程的响应面及其等高线图。
CN201310278951.0A 2013-07-04 2013-07-04 一种利用响应曲面法优化菊芋秸秆绿原酸的提取方法 Active CN103333068B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310278951.0A CN103333068B (zh) 2013-07-04 2013-07-04 一种利用响应曲面法优化菊芋秸秆绿原酸的提取方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310278951.0A CN103333068B (zh) 2013-07-04 2013-07-04 一种利用响应曲面法优化菊芋秸秆绿原酸的提取方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103333068A CN103333068A (zh) 2013-10-02
CN103333068B true CN103333068B (zh) 2015-04-22

Family

ID=49241294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310278951.0A Active CN103333068B (zh) 2013-07-04 2013-07-04 一种利用响应曲面法优化菊芋秸秆绿原酸的提取方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103333068B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106971080A (zh) * 2017-04-21 2017-07-21 上海交通大学 一种改性生物炭吸附废水中磷的响应面优化方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104899362B (zh) * 2015-05-21 2017-11-17 江苏大学 一种锶离子印迹聚合物动态吸附锶离子的响应曲面优化方法
CN105067476A (zh) * 2015-08-01 2015-11-18 陈修梅 一种多元二次回归方程拟合模型的应用方法
CN105343335A (zh) * 2015-11-17 2016-02-24 南昌大学 一种利用响应面法优化沉香叶茶多酚的提取工艺
CN108752207A (zh) * 2018-04-26 2018-11-06 铜仁职业技术学院 一种基于响应面法石韦绿原酸提取方法
CN108863790A (zh) * 2018-06-13 2018-11-23 爱可道生物科技有限公司 一种朝鲜蓟叶中连续提取洋蓟素与绿原酸的方法及其应用
CN109444288A (zh) * 2018-12-21 2019-03-08 武汉市农业科学院 一种基于响应面优化的‘凤丹’牡丹多酚提取与检测方法
CN112908430A (zh) * 2019-12-03 2021-06-04 中国科学院大连化学物理研究所 利用响应曲面法优化高碳醇脱水制正构烯烃的实验方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101973882B (zh) * 2010-10-08 2013-07-31 九环菊芋生物产业股份有限公司 一种从菊芋叶中提取绿原酸的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106971080A (zh) * 2017-04-21 2017-07-21 上海交通大学 一种改性生物炭吸附废水中磷的响应面优化方法
CN106971080B (zh) * 2017-04-21 2019-09-27 上海交通大学 一种改性生物炭吸附废水中磷的响应面优化方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103333068A (zh) 2013-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103333068B (zh) 一种利用响应曲面法优化菊芋秸秆绿原酸的提取方法
CN102093456B (zh) 一种从黄芪中提取黄芪甲苷iv的方法
CN104961792A (zh) 藕节中白桦脂酸和多糖的提取方法及测定方法
CN105294628A (zh) 一种从野菊花中分离制备黄酮类成分的方法
CN103274927A (zh) 一种天然脱落酸的提纯方法
CN102532077B (zh) 一种快速制备色谱分离制备丹酚酸b的方法
CN103232515A (zh) 一种制备青钱柳苷ⅰ的方法
CN103012424B (zh) 一种羌活醇单体的分离纯化方法
CN103908513B (zh) 文冠果果壳总皂苷的提取方法
CN103183658A (zh) 一种提取毛喉鞘蕊花有效成分的方法
CN102086187B (zh) 一种提取分离云南松树皮中低聚原花青素的方法
CN105567430B (zh) 一种复合酶辅助制备桂花浸膏和精油的方法
CN102250049A (zh) 一种高纯度樱黄素的制备方法
CN104744367A (zh) 莲子心生物碱的闪式提取方法
CN107474031B (zh) 一种利用响应面法优化提取莲蓬原花青素的方法及应用
CN104650164A (zh) 一种制备辣椒叶活性黄酮苷单体的方法
CN103254164A (zh) 一种白术内酯i的制备方法
CN104262354B (zh) 一种制备8-甲氧基补骨脂素的方法
CN103232469A (zh) 一种野菊花内酯的制备方法
CN101955516A (zh) 一种制备微囊藻毒素-lr的方法
CN102286043A (zh) 一种野漆树苷的纯化方法
CN103408405A (zh) 一种石竹厚朴酚的制备方法
CN105294629A (zh) 一种蔓荆子黄素的制备方法
CN102838615A (zh) 一种制备印度苦木素类化合物的方法
CN104557832A (zh) 荸荠皮提取西黄松黄酮的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20180502

Address after: 810001 the 4 layer of Building 5, food and health products gathering area, Qinghai biotechnology industry park, Xining, Qinghai.

Patentee after: Qinghai Rui Lake Biological Resources Development Co., Ltd.

Address before: 810001 Xiguan Street, Xining, Xining, Qinghai

Patentee before: Northwest Institute of Plateau Biology, Chinese Academy of Sciences

TR01 Transfer of patent right