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文檔簡介
1、<p><b> 本科畢業(yè)論文</b></p><p> 超聲提取穿破石中黃酮及其活性研究</p><p><b> 2015年4月</b></p><p> 二級學院中藥學院</p><p> 專 業(yè)中藥學(中藥分析鑒定方向)</p><p> 班
2、 級2011級(3)班</p><p> 學生姓名李拱濤</p><p> 學 號1106503324</p><p> 指導教師吳功慶</p><p><b> 誠 信 聲 明</b></p><p> 我聲明,所呈交的畢業(yè)論文是本人在老師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我查
3、證,除了文中特別加以標注和致謝的地方外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得其他教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。我承諾,論文中的所有內(nèi)容均真實、可信。</p><p> 畢業(yè)論文作者(簽名): </p><p> 年 月 日</p><p><b> 目 錄</b>&
4、lt;/p><p><b> 摘要I</b></p><p><b> 1 前言1</b></p><p> 2 實驗儀器與試劑3</p><p> 2.1 實驗儀器3</p><p> 2.2 實驗試劑4</p><p><b&
5、gt; 3 實驗步驟4</b></p><p> 3.1 黃酮的預處理4</p><p> 3.2 標準曲線的繪制4</p><p> 3.3 得率的測定5</p><p> 3.4 單因素實驗5</p><p> 3.5 響應面優(yōu)化提取工藝6</p><p>
6、; 3.6 大孔樹脂純化6</p><p> 3.7 抗氧化性研究7</p><p><b> 4 結(jié)果9</b></p><p> 4.1 標準曲線的繪制9</p><p> 4.2 提取得率的測定9</p><p> 4.3 單因素試驗9</p><
7、p> 4.4 響應面優(yōu)化提取工藝11</p><p> 4.5 純化結(jié)果18</p><p> 4.6 抗氧化性研究20</p><p><b> 5 討論21</b></p><p><b> 參考文獻23</b></p><p><b>
8、; 綜述26</b></p><p><b> 致 謝38</b></p><p> 超聲提取穿破石中黃酮及其活性研究</p><p> 摘要:目的 以中藥材穿破石為原料,研究了穿破石中黃酮類成分的提取工藝條件、大孔樹脂純化方法和抗氧化作用,為穿破石的應用提供有效的科學依據(jù)。方法 以一定濃度的乙醇作為提取溶劑,采用
9、超聲提取方法,通過提取溶劑(乙醇)體積分數(shù)、料液比、提取時間三個因素進行單因素實驗,并以實驗結(jié)果為基礎,設計響應面實驗方案,對最優(yōu)提取條件進行探究并確定。純化方面以五種型號的大孔樹脂作對比,通過靜態(tài)和動態(tài)吸附與解析確定最佳純化的樹脂型號。最后通過羥自由基的清除率和DPPH自由基清除率研究黃酮的抗氧化性。結(jié)果 以單因素實驗為基礎,通過響應面實驗得到最佳提取條件為提取溶劑濃度為70%乙醇,料液比1:15,時間30min;通過靜態(tài)和動態(tài)的吸附
10、與解析,比較5種大孔樹脂的能力得出型號NKA-9樹脂純化效果最佳。最后通過羥自由基的清除率和DPPH自由基清除率,隨濃度增加清除率變大,抗氧化效果明顯。結(jié)論 響應面對穿破石黃酮提取的優(yōu)化具有實際應用價值,大孔樹脂NKA-9對穿破石的純化效果顯著,且穿破石黃酮有較強的抗氧化能力。</p><p> 關鍵詞:穿破石黃酮;提取工藝優(yōu)化;大孔樹脂純化;抗氧化能力</p><p> Ultras
11、onic extraction in Ventilago leiocarpa Benth of flavonoids and its active research</p><p> Abstract: Objective Make flavonoids from Ventilago leiocarpa Benth as material to study the extraction technology o
12、f nuclear polyphenols condition, macroporous resin purification methods and antioxidant effect. Provides effective scientific basis for the application of Ventilago leiocarpa Benth.Method Make one certain concentration o
13、f ethanol as extraction solvent, make use of Ultrasonic extraction method, through extraction time, extraction solvent (ethanol),liquid ratio these three facors to d</p><p> KeyWords: the flavonoids of Vent
14、ilago leiocarpa Benth; Extraction process optimization; Macroporous resin purification; Antioxidant capacity</p><p><b> 1 前言</b></p><p> 穿破石,中文學名:翼核果,拉丁學名:Ventilago leiocarpa Benth
15、。藥材來源于桑科柘屬植物構(gòu)棘,以根入藥,全年可采,洗凈切片曬干。主產(chǎn)于臺灣、福建、廣東、廣西、湖南、云南。本藥材性味微苦,具有祛風利濕、活血通經(jīng)功效,主治風濕筋骨痛、跌打損傷、腰肌勞損、貧血頭暈、四肢麻木、月經(jīng)不調(diào)等,是民間常用的本草中藥[1-3],每到南方回南天氣時候穿破石使用率較高。目前,有關穿破石的研究報告較少,本實驗主要通過從穿破石中提取黃酮類成分進行工藝優(yōu)化與性質(zhì)研究,為開發(fā)穿破石的中成藥提供依據(jù)。</p>&l
16、t;p> 穿破石性寒涼,以化痰止咳、舒經(jīng)通絡、化瘀止痛、散結(jié)消腫為主,主治風濕痹痛,穿破石相對偏治肝膽、癌腫病癥等,穿破石又具有護肝、抗肝纖維化、抗氧化及鎮(zhèn)痛抗炎作用,穿破石的研究熱點集中在對肝臟疾病及風濕病的治療[4]。目前穿破石的臨床研究報道不多,而且研究并不規(guī)范,這與實驗研究形成明顯的反差。究其原因,可能是因為穿破石一般認為屬于“草藥”、“民族藥”,《中藥學》教材一般沒有收錄,故臨床應用并不廣泛。因此,應加強并規(guī)范該藥的應
17、用研究,主要研究其在肝膽、腫瘤、風濕、心血管、糖尿病等的治療效果,以開發(fā)出療效確切的藥物單品或成方制劑。</p><p> 黃酮類可看作是2-苯基色原酮的一系列衍生物,目前黃酮類化合物是泛指具有15個碳原子的多元酚化合物。芳環(huán)(A環(huán)、B環(huán))之間以一個三碳鏈(C環(huán))相連,用C6-C3-C6表示。其中C環(huán)部分可以是脂鏈,也可以與B環(huán)部分形成六元或五元的氧雜環(huán)。根據(jù)三碳鏈氧化程度、三碳鏈是否成環(huán)狀、B環(huán)連接位置可以衍
18、生出許多的結(jié)構(gòu)[5-6],因此,黃酮體化合物可分為黃酮類和黃酮醇類、二氫黃酮類和二氫黃酮醇類、查爾酮類、雙黃酮類、異黃酮類以及其它黃酮類等[7-8]。</p><p> 黃酮多以苷類形式存在,少數(shù)為無定型粉末。游離的苷元中,除了二氫黃酮、二氫黃酮醇、黃烷及黃烷醇有旋光性外,其余則無;苷類由于在結(jié)構(gòu)中引入糖分子,故具有旋光性,且多位左旋[9]。 </p><p> 黃酮類化合物的溶解度因
19、結(jié)構(gòu)及存在狀態(tài)(苷或苷元、單糖苷、雙糖苷或三糖苷)不同而有很大的差異。黃酮苷類一般溶于水、甲醇、乙醇等極性強的溶劑中,難溶于或不溶于石油醚、氯仿、石油醚等低極性有機溶劑中,結(jié)構(gòu)中糖鏈越長水溶性越大。黃酮類化合物因分子中含有酚羥基,故顯酸性,可溶于堿性水溶液、吡啶、甲酰胺及二甲酰胺中。因酚羥基數(shù)目及位置不同,酸性強弱也不同[10]。 </p><p> 黃酮的顯色發(fā)應有幾類,主要包括:鹽酸鎂粉反應、鈉汞齊還原反應
20、、四氫硼鈉還原反應、與金屬鹽類試劑的絡合反應、硼酸顯色反應、堿性試劑反應和與五氯化銻反應。</p><p> 黃酮廣泛存在自然界的某些植物和漿果中,總數(shù)大約有4千多種,其分子結(jié)構(gòu)不盡相同[11]。不同分子結(jié)構(gòu)的黃酮可作用于身體不同的器官。黃酮的功效是多方面的,第一,它是一種很強的抗氧劑,可有效清除體內(nèi)的氧自由基[12-13],本實驗對穿破石中黃酮成分的抗氧化性也作出初步研究。第二,黃酮可以改善血液循環(huán),可以降低
21、膽固醇[14]。第三,黃酮化合物可以降低血糖和血脂,更重要的是它還具有穩(wěn)定膠原質(zhì)的作用,因此它對糖尿病引起的視網(wǎng)膜病及毛細血管脆化有很好的作用[15-16]。第四,黃酮可以抑制炎性生物酶的滲出,可以增進傷口愈合和止痛,櫟素由于具有強抗組織胺性,可以用于各類敏感癥[17-19]。因此,對黃酮化合物的研究與利用越來越受到人們的重視,其在食品、醫(yī)藥、保健品和化妝品等領域的應用具有廣闊的前景。</p><p> 目前,
22、提取黃酮的方法主要有以下幾種:</p><p> ?。?)溶劑提?。孩俅碱愄崛。阂掖际浅S玫狞S酮類化合物提取溶劑,高濃度的醇(如90%-95%)適于提取苷元,60%左右濃度的醇適于提取苷類。提取次數(shù)一般是2至4次,可用冷浸法或加熱抽提法提取[20-21]。②熱水提取:僅限于提取苷類,但因提取雜質(zhì)多,提取率低,故不常使用。③堿性稀醇或堿性水提?。簤A性提取時,所用堿的濃度不宜過高,以免在強堿條件下加熱破壞黃酮類化合物
23、的母核,一般加熱都在70攝氏度以下。提取液中加入酸,黃酮苷類即可沉淀析出,加酸酸化時,酸性也不易過強,以免生成鹽,致使析出黃酮化合物又重新溶解,降低產(chǎn)品收率[22]。 </p><p> ?。?)超聲波技術和微波技術強化提?。撼暡夹g和微波技術提取可強化浸提,縮短提取時間,提高有效成分的提取率。本實驗采用超聲提取技術超聲波提取黃酮類物質(zhì), 在60℃水浴中通過破壞植物細胞和細胞膜結(jié)構(gòu),從而增加細胞內(nèi)容物通過細胞膜
24、的穿透能力,有助于黃酮類化合物的釋放與溶出;超聲波使提取液不斷震蕩,有助于溶質(zhì)擴散,同時超聲波的熱效應使水溫基本在60℃左右,對原料有水浴作用,縮短了提取時間,提高了有效成分的提出率和原料的利用率。超聲波提取操作簡便快捷、無需加熱、提出率高、速度快、提取物的結(jié)構(gòu)未被破壞、效果好,顯示出明顯的優(yōu)勢。</p><p> 響應面法廣泛應用于農(nóng)業(yè)、化學、生化、食品、動力學研究、工程過程控制等領域。它是利用合理的試驗設計
25、并通過試驗得到的一定數(shù)據(jù),采用多元二次回歸方程來擬合因素與響應值之間的函數(shù)關系,通過對回歸方程的分析來尋求最優(yōu)工藝參數(shù),解決多變量問題的一種統(tǒng)計方法[23]。本實驗采用響應面分析法對穿破石黃酮提取工藝進行優(yōu)化并得出結(jié)果。</p><p> 本次研究目的在于通過對穿破石的提取工藝優(yōu)化和抗氧化性質(zhì)研究,發(fā)掘穿破石中黃酮類成分的最佳提取方案和功效作用,充分提高人們對穿破石的了解,增強藥材的使用率,為開發(fā)出療效確切的藥
26、物單品或成方制劑提供科學依據(jù)。</p><p><b> 2 實驗儀器與試劑</b></p><p><b> 2.1 實驗儀器</b></p><p><b> 表2-1 主要儀器</b></p><p><b> 2.2 實驗試劑</b><
27、;/p><p><b> 表2-2 主要試劑</b></p><p><b> 3 實驗步驟</b></p><p> 3.1 黃酮的預處理</p><p> 預處理:購買穿破石若干,搶水洗凈,置于60℃烘箱中烘干,用中藥打粉機粉碎,過1號篩,密封儲存待用;</p><p&g
28、t; 3.2 標準曲線的繪制</p><p> 精確稱取10mg蘆丁標準品,用70%乙醇溶解并定容至100mL,充分搖勻,獲得0.1mg﹒mL-1蘆丁標準品。</p><p> 用移液器吸取0.0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0mL蘆丁標準品置于10mL容量瓶中,按順序標記,用70%的乙醇補充至5.0mL。</p><p> 分別加入0.3mL5%的
29、亞硝酸鈉溶液,搖勻,放置6分鐘;再依次加入0.3mL的10%硝酸鋁溶液,搖勻,靜置6min,再加入1mol﹒L-1的NaOH溶液4.0mL,用70%乙醇定容至刻度,搖勻,靜置20min。</p><p> 以不加蘆丁溶液(即1號0.0mL蘆丁標準品)為對照組,于波長510nm下測吸光度。</p><p> 以蘆丁質(zhì)量濃度為橫坐標x,吸光度為縱坐標y,作出線性回歸方程。</p>
30、;<p><b> 3.3 得率的測定</b></p><p> 精確稱取經(jīng)過預處理的穿破石粉末5g,用70%乙醇50mL浸泡,60℃中超聲30min,抽濾,取1mL濾液于10mL容量瓶中,加入0.3mL 5%的亞硝酸鈉溶液,搖勻,放置6分鐘;再依次加入0.3mL的10%硝酸鋁溶液,搖勻,靜置6min,再加入1 mol﹒L-1的NaOH溶液4.0mL,用70%乙醇定容至刻度
31、,搖勻,靜置20 min,于波長510nm下測吸光度。</p><p> 由3.2中測定標準曲線時所得線性回歸方程計算出每毫升提取液中的黃酮含量,再換算成每克果皮干粉中的黃酮含量即為黃酮提取得率。</p><p><b> 3.4 單因素實驗</b></p><p> 通過查閱文獻[24-25]可知,影響穿破石黃酮提取的因素有很多,本次單
32、因素試驗選擇三個因素進行研究,它們分別為:乙醇濃度(%),提取時間(min),料液比(W∶V)。采用的實驗方案為:每次稱取穿破石粉末2g于50mL帶塞錐形瓶中,確定其中兩個因素,用3.3浸提的方法進行某一水平單因素試驗,依次對各個因素對黃酮提取得率的影響進行研究。 </p><p><b> 黃酮提取得率計算:</b></p><p> W%=V×c/
33、M×100% </p><p> 式中:c——穿破石黃酮濃度,g﹒mL-1</p><p> V——樣品液體積,ml</p><p> M——樣品稱樣量,g</p><p> 3.4.1 提取溶劑濃度對黃酮提取得率的影響</p><p> 提取條件:提取溫度:60℃,料液比1:10,提取時間:30m
34、in,按乙醇濃度: 30%、40%、50%、60%、70%分別進行提取。</p><p> 共取3份2g穿破石粉末進行實驗,保證實驗嚴謹性。</p><p> 3.4.2 料液比對黃酮提取得率的影響</p><p> 提取條件:乙醇濃度由(3.4.1)決定,溫度:60℃,提取時間:30min,按料液比: 1:5、1:10、1:15、1:20、1:25分別進行提
35、取。</p><p> 共取3份2g穿破石粉末進行實驗,保證實驗嚴謹性。</p><p> 3.4.3 提取時間對黃酮提取得率的影響</p><p> 提取條件:溫度60℃,乙醇濃度由(3.4.1)確定,料液比由(3.4.2)確定,按提取時間為10min、20 min、30 min、40 min、50 min分別進行提取。</p><p&g
36、t; 共取3份2g穿破石粉末進行實驗,保證實驗嚴謹性。</p><p> 3.5 響應面優(yōu)化提取工藝</p><p> 由進行的3個單因素實驗,根據(jù)響應面中心組合設計原理,選擇提取時間乙醇濃度(X1)、料液比(X2)、提取時間(X3)作為響應面優(yōu)化的考察因素,以提取物的吸光度(或提取得率)為響應值,應用Design-Expert 8.0.6 Trial軟件進行數(shù)據(jù)處理,得到穿破石中黃
37、酮提取的最佳條件。</p><p> 3.6 大孔樹脂純化</p><p> 3.6.1 大孔吸附樹脂的預處理</p><p> 先分別用蒸餾水洗去AB-8,D101,NKA-9,HPD-100,X-5樹脂中細小樹脂及破碎樹脂,濕法裝柱,然后,用高于樹脂層5cm的無水乙醇浸泡24h,放出浸液,繼續(xù)用無水乙醇沖洗至洗出液與水以1:5體積混合不出現(xiàn)白色渾濁,再用蒸
38、餾水洗至無醇味,然后抽濾,60℃下真空干燥24h,放入干燥器中備用。</p><p> 3.6.2 樣品溶液的制備</p><p> 采用響應面實驗后的最佳提取數(shù)據(jù),對穿破石進行提取,得到樣品溶液;</p><p> 3.6.3 樣品溶液靜態(tài)吸附與解析</p><p> 靜態(tài)吸附:各取5種預處理后的大孔樹脂2g置于100mL錐形瓶中,
39、加入稀釋后的樣品溶液50mL,常溫下密封,在相同攪拌速度下用磁力攪拌器攪拌,每1h測定上清液吸光值。</p><p> 靜態(tài)解析:取上述大孔樹脂置于100mL錐形瓶中,加入70%乙醇50mL密封攪拌,每1h取上清液測定吸光值。</p><p> 3.6.4 樣品溶液動態(tài)吸附與解析</p><p> 動態(tài)吸附:取靜態(tài)吸附與解析中效果最佳的兩種大孔樹脂,濕法裝柱,
40、各加50mL樣品溶液,以2BV/h過柱,取濾液測體積與吸光值。</p><p> 動態(tài)解析:取70%乙醇各50mL以2BV/h速度過柱,收集濾液,測其體積與吸光值。</p><p> 3.7 抗氧化性研究</p><p> 3.7.1 清除羥自由基</p><p> 將穿破石黃酮純化樣品和抗壞血栓配置為不同濃度(0.1mg﹒mL-1,
41、0.2mg﹒mL-1,0.3mg﹒mL-1,0.4mg﹒mL-1,0.5mg﹒mL-1)的樣品液。分別在試管中加入FeSO4,水楊酸-乙醇及不同濃度樣品液各2mL,最后加2mL H2O2,在37℃下反應20min,以蒸餾水作為參比,在510nm下測定各濃度的吸光度Ax。用水代替水楊酸-乙醇測得各濃度吸光度Axo,用水代替樣品液測得吸光度Ao。通過以下公式測得各濃度的穿破石黃酮提取液及抗壞血栓的清除率。</p><p&
42、gt; 清除率(%)=[Ao-(Ax-Axo)]/ Ao×100%</p><p> 式中:Ao——不加樣品的空白對照液吸光度</p><p> Ax——加入樣品后溶液的吸光度</p><p> Axo——不加顯色劑H2O2樣品溶液本底的吸光度</p><p> 3.7.2 DPPH自由基的清除</p>&l
43、t;p> 取不同濃度(0.0mg﹒mL-1,0.1mg﹒mL-1,0.2mg﹒mL-1,0.3mg﹒mL-1,0.4mg﹒mL-1,0.5mg﹒mL-1)穿破石黃酮純化液2mL,用70%乙醇定容至10mL,37℃暗處放置20min,波長510nm下測定其吸光值Aj。</p><p> 取以上相同濃度的黃酮純化液2mL及濃度為0.2mmol﹒ml-1的DPPH溶液2mL,先后加入同一具塞試管中,用70%乙
44、醇定容至10mL,37℃暗處放置20min,波長510nm下測定其吸光度Ai,其中純化液濃度0.0mg﹒mL-1一組吸光值記為A0,根據(jù)下列公式計算穿破石黃酮純化液對DPPH自由基的清除率。</p><p> DPPH自由基抑制率=[1-(Ai-Aj)/A0]×100%</p><p><b> 4 結(jié)果</b></p><p>
45、 4.1 標準曲線的繪制</p><p> 標準曲線如圖(4-1)所示。</p><p> 圖4-1 蘆丁標準曲線</p><p> 4.2 提取得率的測定</p><p> 初步測定,穿破石中黃酮的提取得率為1.37%,與文獻[15]相差有一定差距,可能與提取條件或操作過程中的誤差有關,因此接下來通過提取工藝優(yōu)化提高穿破石中黃酮的
46、提取得率。</p><p><b> 4.3 單因素試驗</b></p><p> 4.3.1 提取溶劑濃度對黃酮提取得率的影響</p><p> 如圖(4-2)可見,在乙醇濃度50%到70%之間,隨著乙醇濃度的增加,提取得率呈上升趨勢,且在70%時達到最大提取得率,隨后隨著乙醇濃度的升高,穿破石黃酮提取得率逐漸降低,原因可能是高濃度乙醇
47、難以將水溶性黃酮提取出來。綜合考慮選擇70%乙醇作為較優(yōu)提取溶液濃度作為接下來實驗的提取條件。</p><p> 圖4-2 提取溶劑濃度對黃酮提取得率的影響</p><p> 4.3.2 料液比對黃酮提取得率的影響</p><p> 如圖(4-3)所示,可以看出在料液比1:5至1:15之間隨著料液比的增加,黃酮提取得率也隨著提高,基本呈正相關變化,但是料液比到
48、1:20的過程中,提取得率反而降低,可見繼續(xù)加大溶劑量并不能明顯產(chǎn)生更好的提取效率,其中原因可能為穿破石中黃酮成分的溶出率在料液比為1:15時已達到最高,即使增加溶劑,黃酮的溶出量較少從而降低黃酮在溶液中的總體濃度,綜合考慮選擇1:15作為較優(yōu)料液比進行接下來的實驗條件。</p><p> 圖4-3 料液比對黃酮提取得率的影響</p><p> 4.3.3 提取時間對黃酮提取得率的影響
49、</p><p> 從圖(4-4)可以看出,提取時間從10min增加到30min的過程中,穿破石黃酮的提取得率呈增高的趨勢,增高趨勢較為平緩,且在30min時達到最大提取得率。繼續(xù)延長提取時間至50min的過程中,穿破石黃酮提取得率呈緩慢下降趨勢,其下降原因可能為黃酮類物質(zhì)易被氧化,生成其他物質(zhì)。綜上所述,提取時間為30min較佳,選擇其作為實驗的提取時間。</p><p> 圖4-4
50、 提取時間對黃酮提取得率的影響</p><p> 4.4 響應面優(yōu)化提取工藝</p><p> 4.4.1 響應面實驗結(jié)果</p><p> 本實驗利用Design-Expert8.0.6軟件進行試驗設計并分析,Box-Behnken設計方案及結(jié)果如表(4-5)。</p><p> 表4-5 響應面實驗設計方案</p>
51、<p> 4.4.2 響應面結(jié)果分析</p><p> 利用響應面軟件對表(4-5)試驗數(shù)據(jù)進行多元回歸擬合,得到穿破石黃酮提取得率對乙醇濃度(A)料液比(B)提取時間(C)的二次多項回歸模型,結(jié)果如表(4-6)所示,模型P<0.01(顯著),失擬性=0.8682>0.05(不顯著),失擬項差異不顯著,表明該方程對試驗擬合情況好,試驗誤差小,可以用該模型對不同反應條件下的黃酮提取得率進行
52、預測。分析結(jié)果可知對穿破石黃酮提取得率影響程度大小順序為C(提取時間)>B(料液比)>A(乙醇濃度),其中B(料液比)<0.05(顯著),C(提取時間)=0.0409<0.05(顯著),BC(料液比和提取時間的交互作用)=0.0215<0.05(顯著),A2、C2均達到顯著,B2達到極顯著。</p><p> 表4-6 響應面實驗數(shù)據(jù)</p><p> 圖
53、4-7 乙醇濃度、料液比及其交互作用對提取得率的影響的響應面圖</p><p> 圖4-8 乙醇濃度、料液比及其交互作用對提取得率的影響的等高線</p><p> 圖4-9 乙醇濃度、提取時間及其交互作用對提取得率影響的響應面圖</p><p> 圖4-10 乙醇濃度、提取時間及其交互作用對提取得率影響的等高線</p><p> 圖4
54、-11 料液比、提取時間及其交互作用對提取得率影響的響應面圖</p><p> 圖4-12 料液比、提取時間及其交互作用對提取得率影響的等高線</p><p> 從三組響應面圖可以看出,黃酮提取得率在各個交互的影響因素的中心點均達到最大值,且達到最大值時所對應的各因素值在最優(yōu)提取條件附近。</p><p> 其中,AB(乙醇濃度和料液比的交互作用)曲面坡度較陡
55、,說明響應面值即黃酮提取得率對AB的交互作用的變化比較敏感,其次是AC(乙醇濃度和提取時間的交互作用),而BC(料液比和提取時間的交互作用)曲面較平坦,說明BC交互作用對黃酮提取得率影響較小。</p><p> 此外,由三組等高線可以看出AB(乙醇濃度和料液比的交互作用)、AC(乙醇濃度和提取時間的交互作用)、BC(料液比和提取時間的交互作用)等高線均為橢圓形,其中AB等高線中橢圓排列較AC密集,可以判斷AB、
56、AC、BC對提取得率的影響具有顯著性,且AB的交互作用對提取得率的影響最大。綜合對響應面圖和等高線對實驗結(jié)果分析,所得結(jié)論基本與其方差分析結(jié)果一致。</p><p> 由Design-Expert8.0.6.1軟件進行響應面分析,得到結(jié)果(見表4-13):在乙醇濃度為70.83%,料液比1:15.35,提取時間為28.61min條件下進行提取,所得的穿破石黃酮提取得率可以達到最大值:2.63796%。</
57、p><p> 表4-13 最佳條件選擇結(jié)果</p><p> 4.4.3 驗證性試驗</p><p> 由Design-Expert8.0.6.1軟件進行響應面分析,得到結(jié)果(見表4-13)。為方便實驗操作,將最優(yōu)提取條件改為:乙醇濃度為70%,料液比1:15,提取時間為29min。在此提取條件下進行驗證,得到結(jié)果(見表4-14)。以最優(yōu)條件提取條件所得穿破石黃酮
58、平均提取得率為2.56%,比預測結(jié)果低,可能原因是所用提取原料粉末細粉分布不均,而兩者的黃酮含量有所不同,或?qū)嶒炦^程中操作誤差造成提取得率有所不同。但所得實際提取得率與預測值相差不大,因此可以看出通過響應面方法優(yōu)化的提取條件符合實際,具有實用價值。</p><p> 表4-7 最優(yōu)提取工藝驗證實驗結(jié)果</p><p><b> 4.5 純化結(jié)果</b></p
59、><p> 4.5.1 靜態(tài)吸附</p><p> 從圖(4-14)可以看出,含有型號為DA201和NKA-9的大孔樹脂的樣品液吸光值最低,表明該兩種大孔樹脂的靜態(tài)吸附效果較好。</p><p> 圖4-14 各型號樹脂靜態(tài)吸附概況</p><p> 4.5.2 靜態(tài)解析</p><p> 圖(4-15)表明,靜
60、態(tài)解析中附著在型號為DA201和NKA-9大孔樹脂上的黃酮成分較多,綜合靜態(tài)吸附與解析的數(shù)據(jù),可以看出型號為DA201和NKA-9的大孔樹脂較適合穿破石中黃酮成分的純化。</p><p> 圖4-15 各型號樹脂靜態(tài)解析概況</p><p> 4.5.3 動態(tài)吸附與解析</p><p> 由表(4-16)可得,在動態(tài)吸附中,用型號為NKA-9的大孔樹脂,所得的
61、濾液吸光值小,濾液中黃酮成分少,說明該型號樹脂的吸附效果較佳。</p><p> 表4-16 各型號樹脂動態(tài)吸附數(shù)據(jù)</p><p> 由表(4-17)可得,NKA-9大孔樹脂的解析效果更好,綜合所述,型號NKA-9的大孔樹脂對穿破石中黃酮的純化效果更佳。</p><p> 表4-17 各型號樹脂動態(tài)解析數(shù)據(jù)</p><p> 4.6
62、 抗氧化性研究</p><p> 4.6.1 羥基自由基清除率的測定</p><p> 由圖(4-18)可以看出,隨著穿破石黃酮溶液濃度由0.1mg﹒mL-1增加到0.4mg﹒mL-1的過程中,清除率也在逐漸升高,且隨著其濃度越濃,清除效果增加得緩慢,最高時達到88.64%,略低于相同濃度的Vc(98.87%)。表明穿破石黃酮具有較強的抗氧化能力。</p><p&g
63、t; 圖4-18 Vc與黃酮清除率對比</p><p> 4.6.2 DPPH自由基的抑制</p><p> 由圖(4-19)可以看出,隨著穿破石黃酮溶液濃度由0.1mg﹒mL-1增加到0.5mg﹒mL-1的過程中,DPPH自由基抑制率也在逐漸升高,且隨著其濃度越濃,抑制效果增加得緩慢,最高時達到98.41%。表明穿破石黃酮具有較強的抗氧化能力。</p><p&g
64、t; 圖4-19 DPPH自由基的抑制率</p><p><b> 5 討論</b></p><p> 本次試驗所采用材料穿破石在預處理時做過除去了脂肪及色素等雜質(zhì)的試驗,有文獻做法是將樣品用石油醚進行脫脂[26-27],該方法雖然也達到脫脂目的,但操作繁瑣,且有所損失,在實驗前已通過比較脫脂后與沒經(jīng)脫脂的穿破石,發(fā)現(xiàn)其提取得率沒有顯著變化。因此本實驗對所有材料
65、直接提取,操作簡便,避免損失。</p><p> 繪制標準曲線是實驗中關鍵的一步,本實驗通過測定樣品液在510nm波長下的吸光度,代入由標準曲線得出的回歸方程:y=11.409x-0.001,測其黃酮含量,其相關系數(shù)R2值達到0.9997,說明其吸光度呈良好的線性關系。實驗中所采用的標準品蘆丁,在光的作用下漸變暗,長時間暴露在空氣中,含量會有所降低,因此在操作過程中盡量避光,減少暴露在空氣中的時間,把配制好的標
66、準液置于棕色容量瓶中密封保存[28]。</p><p> 在提取工藝優(yōu)化部分,采用了響應面法(Response Surface Methodology,簡稱:RSM)。響應面法的基本思想是通過近似構(gòu)造一個具有明確表達形式的多項式來表達隱式功能函數(shù)。本質(zhì)上來說,響應面法是一套統(tǒng)計方法,用這種方法來尋找考慮了輸入變量值的變異或不確定性之后的最佳響應值[29-30]。因此,本實驗以單因素試驗作為基礎,使建立模型更容易
67、適用于分析與預測提取工藝研究。影響穿破石黃酮提取得率的因素很多,本實驗選擇提取時間,提取液濃度,料液比做研究,擴大每個因素的各級水平,得到接近最優(yōu)提取條件的水平因子——提取時間:30min;提取溶劑乙醇濃度:70%;料液比:1∶15。</p><p> 由響應面分析結(jié)果可以看出,以上三個因素各梯級分化較為明顯,最終得到的最佳條件的提取結(jié)果較為突出。</p><p> 提高穿破石黃酮的純
68、度,利于研究其生理活性,本實驗采用大孔樹脂純化的方法進行穿破石黃酮純化。吸附率和解析率是判斷大孔樹脂純化效果的兩個重要指標,需綜合考慮,而選擇適宜純化穿破石黃酮的樹脂類型是純化的關鍵[31-32]。靜態(tài)選型實驗是利用少量大孔樹脂通過長時間的浸泡和攪拌充分吸附樣品液中黃酮成分,再進行解析,大孔樹脂及樣品液用量少,操作方便,可以說是一個小型的純化模型,由靜態(tài)選型實驗計算出來的吸附率和解析率來進行選型。但靜態(tài)選型實驗由于需要對大孔樹脂進行較長
69、時間攪拌,時間過長或轉(zhuǎn)速過快可能造成部分樹脂破碎而減少吸附量,造成較大誤差,因此造成解析率均較低。為進一步驗證靜態(tài)選型結(jié)果,本實驗又進行了動態(tài)選型實驗,動態(tài)選型是將適量大孔樹脂裝柱,以純化的方法進行動態(tài)吸附和解析,既減少了損失,又更加直觀的看出大孔樹脂型號是否適合穿破石黃酮的純化,還能初步預計純化效果。通過動態(tài)選型結(jié)果可以看出,NKA-9型樹脂的吸附率和解析率相對其他型號樹脂都偏高,這個結(jié)果與靜態(tài)選型結(jié)果基本一致,因此可以選擇NKA-9
70、樹脂為最適型號。</p><p> 抗氧化能力是黃酮生物活性研究的重點,研究黃酮抗氧化能力的方法有還原能力考察實驗、清除超氧自由基試驗、清除DPPH自由基試驗、豬油抗氧化能力實驗等[33]。本文主要通過清除羥自由基和清除DPPH自由基試驗研究其生物活性。由考察結(jié)果可以看出,穿破石黃酮具有較好的抗氧化性,對其以后的運用提供科學依據(jù)。</p><p><b> 參考文獻</
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84、波輔助解吸附法純化淫羊藿中的總黃酮[J].China Journal of Cinese Material Medica.2009.34.(06):702-704.</p><p><b> 綜述</b></p><p> 中藥黃酮的研究與發(fā)展</p><p> 近年來,隨著氧自由基與疾病關系深入研究,人們對抗氧化劑關注也不斷增加。在大部
85、分的中藥的藥效成分中,黃酮類物質(zhì)占有重要地位。黃酮作為一類天然大分子化合物廣泛存在于中藥植物體內(nèi),并在制革、化工、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品、材料等領域得到了很好的應用。在崇尚環(huán)保、提倡綠色科學的今天,植物黃酮的研究取得了許大進展。隨著對天然產(chǎn)物開發(fā)利用的重新興起,黃酮再次成為研究的熱點[1]。黃酮化學的發(fā)展拓寬了這類天然產(chǎn)物的應用領域,加深了利用深度。在今后的藥物研發(fā)與利用方面,黃酮類物質(zhì)備受關注[2-3]。本文將針對中藥中黃酮的研究現(xiàn)狀作包括
86、其簡單介紹、生物活性、提取方法、分離純化和發(fā)展方向方法等進行描述和思考,展望其發(fā)展和利用,為今后相關研究提供參考。</p><p><b> 1 中藥黃酮類簡介</b></p><p> 黃酮類化合物是自然界中存在的多元酚類物質(zhì),也是自然界藥用植物中的主要活性成分之一。它是指具有15個碳原子并以C6-C3-C6的方式構(gòu)成的三環(huán)天然有機物,是植物在長期自然選擇中產(chǎn)生
87、的二級代謝產(chǎn)物,現(xiàn)在已分離鑒定的有四千多種[4]。它廣泛存在于果蔬、中草藥中,無毒副作用,它具有顯著的清除人體內(nèi)自由基、抗老化、抗突變、調(diào)血脂、降血壓等藥理保健功能,是一類極具開發(fā)前景的天然有機抗氧化劑[5]。這些抗氧化活性物質(zhì)可以減少和清除人體中的自由基,具有延緩人體衰老、預防疾病的作用[6]。1.1 黃酮類結(jié)構(gòu)與分類</p><p> 黃酮類化合物廣泛存在于自然界,大部分以結(jié)合態(tài)形式存在,也有以游離態(tài)的形
88、式存在。酮類化合物的分子結(jié)構(gòu)主要是以C6-C3-C6為基本母核的天然化合物,其中兩個苯環(huán)中間由3個碳原子相連接,在這個碳架的母核上可以有許多種不同的結(jié)合方式,如可含有輕基、甲氧基、烴氧基、異戊稀氧基等取代基[7]。黃酮類化合物是大部分植物都含有的一類化合物,它可以促進植物的生長以及開花結(jié)果,能夠幫助植物預防外界各種病菌的侵染,因此在絕大多數(shù)的植物體中都能發(fā)現(xiàn)黃酮類化合物的存在。其中,黃酮的各種功效更被人們合理運用,如中草藥中大部分起藥用
89、作用的成分為黃酮類化合物。</p><p> 根據(jù)黃酮類化合物分子結(jié)構(gòu)中中央母核三碳鏈(C3)結(jié)構(gòu)的氧化程度、2-或者3-位的連接位置、其中的三碳鏈是否形成環(huán)狀等特點,天然的黃酮類化合物的種類也有各種各樣,主要可分為下列幾類:黃酮類;黃酮醇;二氧黃酮類(又稱黃烷酮);黃烷酮醇(又稱二氫黃酮醇類);異黃酮;二氫異黃酮(又稱異黃烷酮);查耳酮;二氫查耳酮;橙酮類;雙苯吡酮類;白花色苷元;花色素類等15種[8]。黃酮
90、類化合物的分類主要取決于其自身A、B兩個苯環(huán)上取代基的種類和結(jié)構(gòu),常見的取代基有羥基、甲氧基、異戊稀基和烷氧基等。</p><p> 1.2 中藥黃酮功效</p><p> 到目前為止,在黃酮類化合物的眾多生理活性中,研究比較多的是其抗氧化性質(zhì),它可以減少自由基形成和清除自由基,可作為抗氧化劑、抗菌劑、感光器、外觀引誘劑等存在,阻止細胞的退化、衰老以及癌癥的發(fā)生[9],可改善血液循環(huán),
91、降低膽固醇,大大降低心腦血管疾病的發(fā)病率[10]。</p><p> 1.2.1 心血管系統(tǒng)的生物活性作用</p><p> 自然界中的黃酮類化合物能夠?qū)π难芟到y(tǒng)產(chǎn)生多種多樣的作用,近年來大量研究報道表明從植物中提取的黃酮類化合物能夠抑制二磷酸腺苷、花生四稀酸、血小板活化因子等血小板聚集誘導劑誘導的血小板聚集,調(diào)節(jié)毛細血管的脆性和滲透率,擴張冠狀動脈,增加冠狀動脈的血流量進而改善血液
92、循環(huán),從而起到調(diào)節(jié)心腦血管的作用[11-14]。</p><p> 1.2.2 抗菌及抗病毒的作用</p><p> 黃酮類化合物如木犀草素、二氫槲皮素、黃軍素、槲皮素、桑色素、黃芩苷、山柰酚等,會破壞微生物的細胞壁和細胞膜的完整性,從而妨礙細胞內(nèi)成分的釋放而引起膜的電子傳遞、營養(yǎng)吸收、核苷酸合成及酶的活性,進而破壞微生物的生長和繁殖[15]。研究證明黃酮類化合物能夠?qū)Σ【筒《酒鸬揭?/p>
93、定的抑制作用,這些病菌有枯草桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、痢疾桿菌等,有些黃酮類還對黑曲霉、青霉也有一些抑制作用[16-17]。</p><p> 1.2.3 增強免疫力以及消炎作用</p><p> 自然界中的黃酮類化合物還能夠增強機體的免疫力,并有一定的消炎作用。劉爽等[18]對廣事中的總黃酮進行研究,發(fā)現(xiàn)廣零的總黃酮可以有效抑制CVB3病毒引起的細胞病變數(shù),對病毒繁殖及細胞調(diào)亡
94、有抑制作用。郭姍姍等[19]對半枝蓮總黃酮進行研究,發(fā)現(xiàn)其可以通過改善細胞膜流動性來維持細胞膜的正常功能,抵抗流感病毒的感染。有一些研究表明,黃酮類化合物有比較好的抑制各類炎癥的作用,從而起到化痰消熱的醫(yī)療功效[20]。</p><p> 1.2.4 抗腫瘤活性</p><p> 大量實驗研究表明,攝取適量的黃酮類物質(zhì)可以降低癌癥的發(fā)病率。它主要是通過阻滯癌細胞增殖,誘導癌細胞死亡,抑
95、制蛋白激酶活性,抑制信號傳導等途徑發(fā)揮抗癌效應。許多黃酮類物質(zhì)都具有一定的抗腫瘤活性的功效,只是不同種類的黃酮類化合物因其自身分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同,它所表現(xiàn)的抗腫瘤活性的途徑也有所差異。且它的抗腫瘤機制也是比較復雜多樣的,包括干擾細胞信號傳導,抑制腫瘤細胞的增長繁殖,促進腫瘤細胞的凋亡等[21]。</p><p> 1.2.5 抗氧化的作用</p><p> 在健康的個體內(nèi)存在著自然地抗
96、氧化防御系統(tǒng)和活性氧的平衡,它們產(chǎn)生于活著的生物體。當這種平衡被破壞時活性氧會對各種各樣的生物分子包括人體中的蛋白質(zhì)、脂肪、DNA和RNA等產(chǎn)生抗氧化損傷[22],細胞結(jié)構(gòu)損傷、組織損傷或基因突變等[23]。其中引發(fā)這種氧化損傷被認為在衰老和幾種退化性疾病如心臟病、高血壓、認知功能障礙和癌癥等起了很關鍵的作用。Jun Liu等[24]對玉米絲中黃酮及其衍生物進行研究發(fā)現(xiàn)其具有抗氧化的作用。</p><p> 1
97、.2.6 雌激素樣與抗雌激素樣作用 </p><p> 更年期婦女雌激素缺乏會導致許多不適癥狀,如面部赤紅,骨密度降低,心血管疾病增多等。黃酮類化合物作為弱植物雌激素,可與雌激素受體結(jié)合,雙向調(diào)節(jié)。現(xiàn)在的保健品市場已經(jīng)開始涌現(xiàn)出一大批異黃酮類的保健品,用于婦女更年期的調(diào)節(jié)。</p><p><b> 2 中藥黃酮提取</b></p><p>
98、;<b> 2.1 溶劑提取法</b></p><p><b> 2.1.1 水提法</b></p><p> 熱水僅限于提取甙,如蘆丁的提取。由于熱水浸提時易溶于水的雜質(zhì)多,消耗時間長,后處理較復雜,提取效率也不高,故不常使用[25]。</p><p> 2.1.2 有機溶劑提取法</p><
99、p> 黃酮類化合物的提取,主要是根據(jù)被提取物的性質(zhì)及伴隨的雜質(zhì)來選擇適合的提取溶劑,甙類和極性較大的甙元,一般可用乙酸乙酯、丙酮、乙醇、甲醇、水或某些極性較大的混合溶劑進行提取。大多的甙元宜用極性較小的溶劑,如乙醚、氯仿、乙酸乙酯等來提取,多甲氧基黃酮類甙元,甚至可用苯來提取[26]。乙醇和甲醇是最常用的黃酮類化合物提取溶劑,高濃度的醇(如90%~95%)宜于提取甙元,60%左右濃度的乙醇或甲醇水溶液適宜于提取甙類物質(zhì)[27]。
100、提取過程中常用冷浸法或回流法,提取次數(shù)一般為2~4次。兩種方法各有優(yōu)缺點。前者無需加熱,有利于保持提取物的成分,但提取時間長,效率低;后者效率高,但需加熱,因此成分不穩(wěn)定的原料(如含易揮發(fā)、加熱變性等成分)不宜用此法[28]。一般來說,醇提法的對總黃酮的提取效果要好于水提法。本實驗用乙醇提取,效果比熱水提取的效果要好,乙醇提取率比熱水的相對要高。</p><p> 2.1.3 堿溶酸沉法</p>
101、<p> 由于黃酮類成分大多具有酚輕基,具有易溶于堿性水而難溶于酸性水的性質(zhì),可用堿性水(如碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鈣水溶液)或堿性稀醇(如50%乙醇)浸出,在提取液中,加酸酸化,黃酮類化合物即可沉淀析出[29]。常用飽和石灰水溶液、稀氫氧化鈉溶液或5%碳酸鈉水溶液提取。氫氧化鈉水溶液的浸出能力高,但雜質(zhì)較多不利于純化;石灰水可以使一些鞣質(zhì)或水溶性雜質(zhì)沉淀生成鈣鹽沉淀,有利于浸液純化,但是浸出效果不如氫氧化鈉水溶液效果好,同
102、時有些黃酮類化合物能與鈣結(jié)合成不溶性物質(zhì),不被溶出[30]。堿溶酸沉法在實際生產(chǎn)中應用較廣泛,具有經(jīng)濟、安全、方便等優(yōu)點。</p><p><b> 2.2 微波提取法</b></p><p> 微波輔助萃取法是在傳統(tǒng)的有機溶劑提取法基礎上發(fā)展的一種新型提取方法,其原理是利用高頻電磁波穿透萃取物質(zhì),導致細胞壁破裂,細胞內(nèi)有效成分溢出。微波輔助萃取法是提取中草藥有效
103、成分和去除農(nóng)藥殘留的有效手段之一,具有很好的經(jīng)濟效益[31-32]。微波提取技術的研究表明,微波技術應用與天然產(chǎn)物的提取具有選擇性高、操作時間短、溶劑耗量少、有效成分得率高的特點[33]。浸出過程中材料細粉不凝聚、不糊化,克服了熱水提取法易凝聚、易糊化的缺點。</p><p> 2.3 超聲波提取法</p><p> 超聲波提取黃酮類物質(zhì),是目前比較新的方法。超聲提取原理是利用超聲波在
104、液體中產(chǎn)生“空穴作用”,破壞植物細胞和細胞膜結(jié)構(gòu),從而增加細胞內(nèi)容物通過細胞膜的穿透能力,有助于黃酮類化合物的釋放與溶出。超聲波使提取液不斷震蕩,有助于溶質(zhì)擴散,同時超聲波的熱效應使水溫基本在70℃以下,對原料有水浴作用,縮短了提取時間,提高了有效成分的提出率和原料的利用率[34-35]。超聲波提取操作簡便快捷、無需加熱、提出率高、速度快、提取物的結(jié)構(gòu)未被破壞、效果好,顯示出明顯的優(yōu)勢。</p><p><
105、b> 2.4 酶解法</b></p><p> 對于一些黃酮類化合物被細胞壁包圍不易提取的原料,傳統(tǒng)的熱水、堿、有機溶劑提取法,受細胞壁主要成分纖維素的阻礙,往往提取效率較低。恰當?shù)乩妹柑幚磉@些植物材料,可改變細胞壁的通透性,提高有效成分的提取率[36]。根據(jù)傳質(zhì)理論,溶劑向固體表面擴散,滲透固體表面,進入固體內(nèi)部及固體內(nèi)部微孔隙內(nèi),溶解黃酮類化合物,通過固體微孔隙向固體表面擴散,在表面與
106、溶劑主體間,由于濃度差作用力,黃酮類化合物向溶劑主體擴散,完成提取傳質(zhì)過程[37]。采用酶解法卻能使細胞壁疏松、破裂,減小傳質(zhì)阻力,從而提高提取效率,與傳統(tǒng)的乙醇提取工藝相比,提取物得率提高。</p><p> 2.5 超臨界流體萃取法</p><p> 超臨界流體萃取是指利用超臨界流體作為萃取劑,從液體和固體中萃取出特定成分,以達到分離的目的。它具有傳質(zhì)速度快、溶解能力強、低溫操作、
107、節(jié)能等優(yōu)點,引起國內(nèi)外有關專家及學者的普遍關注,特別是用該技術提取天然產(chǎn)物有效成分成為人們研究的熱點[38]。超臨界流體有近液體的溶解力,有氣體那樣向固體和高粘度物質(zhì)較強的滲透性,且超臨界流體的密度當溫度或壓力有微小變化時,它能有較大的變化,這樣超臨界流體提取,就是依據(jù)它的這個特性,利用密度的變化對物質(zhì)溶解力的差異,實現(xiàn)分離混合物的[39]。一般多采用CO2為超臨界溶劑,CO2具有性質(zhì)穩(wěn)定、無毒、且不燃不爆、臨界壓力不高、操作溫度低、價
108、廉易得等特點[40]。超臨界CO2是非極性溶劑,對非極性和分子量很低的極性物質(zhì)表現(xiàn)出很好的溶解性,但對極性較強的物質(zhì)溶解能力不足,雖然增大密度能使其溶解能力提高,但增大密度需提高萃取壓力,這將使萃取設備的費用顯著增加,不適于大規(guī)模生產(chǎn)[41]。因此在實際操作中,常常在超臨界CO2中加入另一種物質(zhì)以改變其極性。如對桑葚籽中總黃酮物質(zhì)進行CO2超臨界流體萃取,夾帶劑料液比為1:4,萃取壓力30MPa,萃取溫度50℃,CO2流量2</p
109、><p> 2.6 半仿生提取法</p><p> 半仿生提取法是近幾年提出的新方法。它是從生物藥劑學的角度,將整體藥物研究法與分子藥物研究法相結(jié)合,模擬口服藥物經(jīng)胃腸道轉(zhuǎn)運吸收的環(huán)境,采用活性指導下的導向分離方法,具有有效成分損失少、成本低、生產(chǎn)周期短的特點[43]。如對香椿葉中黃酮類物質(zhì)進行提取,采用半仿生提取法,以pH=2鹽酸溶液和pH=7.5、pH=8.5的氯化氨-氨水的緩沖溶液作
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