黄连总生物碱提取工艺的优化研究

南阳理工学院本科生毕业论文学院（系）：生物与化学工程学院专业：生物工程学生：贾建军指导老师：李杰（讲师）完成日期2014年5月南阳理工学院本科生毕业论文黄连总生物碱提取工艺的优化研究StudyontheExtractionTechnologyofTotalAlkaloidfromCoptisChinensis总计:毕业论文24页表格:9个插图：11幅南阳理工学院本科毕业论文黄连总生物碱提取工艺的优化研究StudyontheExtractionTechnologyofTotalAlkaloidfromCoptisChinensis学院：生物与化学工程学院专业：生物工程学生姓名：贾建军学号：105010540075指导教师（职称）：李杰（讲师）评阅教师：完成日期：2014年5月南阳理工学院NanyangInstituteofTechnology黄连总生物碱提取工艺的优化研究i黄连总生物碱提取工艺的优化研究生物工程专业贾建军[摘要]本论文主要对黄连总生物碱的提取工艺条件进行优化研究。首先，通过单因素试验研究提取时间、乙醇浓度、提取温度、料液比等因素对黄连总生物碱得率的影响，然后进行析因试验筛选出对黄连总生物碱得率影响显著的因子，再通过Box-Behnken试验对提取条件进行优化。结果显示黄连总生物碱的最佳提取条件为：提取时间120min，乙醇浓度60%，提取温度81℃，料液比1：41。在最佳提取条件下黄连总生物碱得率可达73.21mg/g，与预测值73.44mg/g一致，证明试验结果准确可靠，可为黄连总生物碱的提取工艺研究提供参考。[关键词]黄连总生物碱；提取工艺；响应面分析黄连总生物碱提取工艺的优化研究iiStudyontheExtractionTechnologyofTotalAlkaloidfromCoptisChinensisBiologicalengineeringMajorJiaJianjunAbstract:ThispaperistooptimizetheextractionconditionsoftotalalkaloidsfromCoptischinensis.First,singlefactorexperimentsweredonetoexaminetheimpactofethanolconcentration,extratingtime,extractingtemperature,ratioofsolidtoliquidandothereffectontheextractionofCoptischinensisalkaloids.Thenfactorialexperimentsweredonetofilteroutthesignificantfactors.Finally,Box-Behnkenexperimentsweredonetooptimizetheextractionconditions.TheoptimalextractionconditionsoftotalalkaloidsfromCoptischinensisareobtainedasfollows:ethanolconcentration60%,extractiontime120min,extractiontemperature81℃andthematerialliquidratioof1:41.Thetotalcoptisalkaloidsyieldcouldreach73.21mg/gundertheoptimumtechnologicalconditions,whichissimilarwiththepredicted73.44mg/g.Itprovedthatthetestresultsareaccurate,reliableandcouldprovidethereferencefortheextractionoftotalalkaloidsfromCoptischinensis.Keywords:totalalkaloidofCoptisChinensis;extractioncondition;responsesurfacemethodology黄连总生物碱提取工艺的优化研究I目录1绪论.............................................................11.1黄连生物碱的研究现状.........................................11.1.1黄连的自然分布和特性...................................11.1.2黄连的主要化学成分.....................................11.2黄连生物碱的药理活性.........................................11.3黄连生物碱的应用现状.........................................21.4黄连生物碱的提取技术的研究现状及进展.........................31.5总生物碱含量的分析测定方法...................................41.6响应面分析法简述.............................................51.7本论文的选题依据及研究内容...................................51.7.1本论文的选题依据.......................................51.7.2本论文研究的主要内容...................................62黄连总生物碱的提取工艺优化研究...................................72.1材料........................................................72.1.1原料...................................................72.1.2试剂...................................................72.1.3仪器设备...............................................72.2方法........................................................82.2.1黄连总生物碱的提取.....................................82.2.2黄连总生物碱的检测.....................................82.2.3盐酸小檗碱标准曲线的绘制...............................82.2.4黄连总生物碱得率的计算.................................82.2.5单因素试验.............................................92.2.6析因试验设计...........................................92.2.7响应面分析试验设计....................................102.2.8最佳工艺条件的验证实验................................102.3结果及分析.................................................102.3.1盐酸小檗碱标准曲线的绘制及结果........................102.3.2单因素试验结果分析....................................112.3.3析因试验及结果........................................132.3.4响应面结果及分析......................................142.3.5响应曲面图分析........................................162.3.6黄连总生物碱提取工艺最优值的预测......................182.3.7最佳工艺条件的验证实验................................19黄连总生物碱提取工艺的优化研究II3结论与展望.......................................................203.1主要结论....................................................203.2展望........................................................20参考文献...........................................................22致谢...............................................................24黄连总生物碱提取工艺的优化研究11绪论生物碱是一类碱性含氮有机化合物并广泛存在于自然界中，普遍含有复杂的环状结构，通常以盐或游离态两种形式存在，有显著的抗肿瘤、抗菌、抗过敏、抗炎症等药理活性，是一种重要的中草药有效成分，具有极为重要的药用价值和保健功能[1]。近年来，生物碱类化合物一直成为国内外研究的热点。1.1黄连生物碱的研究现状1.1.1黄连的自然分布和特性黄连通常是指毛莨科植物味连、雅连或云连的干燥根茎，主要含异喹啉类生物碱，具有泻火解毒、清热燥湿的功效，对胃肠溃疡也有显著疗效。作为一种常用中药材，最早的记载见于《神农本草经》，因其根茎呈黄色连珠状，所以称之为“黄连”，根据其形状的不同又可分为味连、云连和雅连，其中味连大多聚集成簇且形状弯曲似鸡爪，习惯上称之为“鸡爪连”，主产于中国四川、重庆、贵州、湖北、陕西等省，云连多弯曲呈钩状，形如“蝎尾”，多为细小的单枝，主产于中国云南省，雅连多呈微弯曲的圆柱形，形似“蚕状”的单枝，主产地为中国四川省[2]。黄连是一种大宗名贵中药材，因此具备相当的开发潜力，其开发利用备受关注。1.1.2黄连的主要化学成分黄连的化学研究表明[3、4]，其主要药理成分除异喹啉类生物碱外，还含有木兰花碱、黄柏酮、黄柏内酯、阿魏酸和多种微量元素，其中异喹啉类生物碱主要包括小檗碱、黄连碱、甲基黄连碱、掌叶防己碱、非洲防己碱和药根碱。季铵型生物碱小檗碱的含量最高，约为8%～10%，是其主要成分，具有抗菌、抗肿瘤和抗心律失常等生物活性。其他异喹啉类生物碱，如黄连碱、药根碱和掌叶防己碱等，也具有降血糖、抗菌、抗肿瘤、保护胃黏膜等活性。1.2黄连生物碱的药理活性（1）抗肿瘤、抗癌作用黄连生物碱多具有显著的抗肿瘤和抗癌作用，但由于其结构复杂、作用机制繁杂且作用位点较多，因而对某些病症缺乏选择性和针对性，又由于尚不清楚一些生物碱的作用机制，因此进一步分离、纯化、筛选生物碱，加强深层次针对性的病理、药理和毒性研究，对于新药的研发与应用具有重要的现实意义。试验证明[5、6]，黄连生物碱具有抑制人结肠癌细胞中环氧合酶、肿瘤坏死因子、人肝细胞中激活蛋白酶、DNA拓扑异构酶Ⅰ、Ⅱ活性及食道癌细胞生长繁殖的作用。黄连总生物碱提取工艺的优化研究2（2）抗焦虑作用Kromhout[7]等人的一系列实验证明浓度为40μg/ml的黄连丁醇提取物，可阻断生物合成儿茶酚胺。经柱层析分离纯化后的提取物，FrⅡ和FrⅢ中均含有异喹啉类生物碱，如小檗碱和巴马汀碱。浓度为40μg/ml的FrⅢ能使嗜铬细胞瘤（PC12）细胞