【正文】 positions of extraction and separation,and the method is simple, organic solvent extraction is no residual and high efficiency.Based on the above analysis, it is determined that the size of prickly ash should be 40 mesh and the injection volume should be 50g. The temperature for separation should be 35℃ and the pressure for separator I is better to be 5MPa. The supercritical CO2 extraction yield is set as standard. The orthogonal experiment exams the respective influence of extraction pressure, extraction time and extraction temperature . Through experiment, the optimal condition for exacting the active ingredients from prickly ash is determined, with the extraction pressure being 15MPa, the extraction temperature being 45℃ and the extraction time being 90min . By the visual contrast, intuitive analysis, factor analysis and variance analysis, the importance of these influential factors can be arranged as: extraction pressure extraction temperature extraction time.Through the study of this paper,the right supercritical CO2 extraction prickly ash effective positions of experimental conditions is found,but also provide scientific guidance for the effective ingredients of medicine, food supercritical CO2 extraction and separation and its application in polymer science .key words: prickly ash。 本論文在花椒粒度40目，進(jìn)樣量50g，分離溫度35℃，分離器Ⅰ的壓力為5MPa的條件下，以超臨界CO2萃取物得率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過正交試驗(yàn)考察萃取壓力、萃取時(shí)間和萃取溫度對(duì)萃取得率的影響，得到了超臨界CO2萃取花椒較佳的工藝條件為萃取壓力15MPa，萃取溫度45℃，并通過直觀對(duì)比、直觀分析、因素分析和方差分析，確定影響因素重要性依次為萃取壓力﹥萃取溫度﹥萃取時(shí)間。傳統(tǒng)的提取方法主要有溶劑法提取等，但這些方法多存在有機(jī)溶劑殘留、操作復(fù)雜、工藝流程較長、產(chǎn)物得率低等問題?；ń分刑崛〉膿]發(fā)油等化學(xué)成分對(duì)心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、免疫機(jī)能、凝血功能、鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、抗炎、抑菌殺蟲，抗腫瘤等均具有較強(qiáng)的藥理活性，因而具有良好的市場前景。本科畢業(yè)論文超臨界CO2萃取花椒中有效成分的研究 摘 要花椒是良好的調(diào)味佐料，也可榨油，出油率在25%以上。果皮和果籽均含有揮發(fā)油，大部分在果皮之中，油的主要化學(xué)成分為檸檬烯、枯醇、牻牛兒醇，此外還含有植物甾醇及不飽和有機(jī)酸等多種化合物。因此，花椒有效成分提取工藝的研究具有很重要的意義。超臨界CO2流體萃取技術(shù)作為一種新興的分離提取技術(shù)用于花椒中有效成分的提取與分離，并具有方法簡單，有機(jī)溶劑無殘留以及提取效率高等優(yōu)點(diǎn)。通過本論文的研究，得到了合適的超臨界CO2萃取花椒中有效成分的實(shí)驗(yàn)條件，最終確定了超臨界萃取花椒中有效成分的較佳工藝條件，為進(jìn)一步開發(fā)利用超臨界流體萃取技術(shù)提供理論依據(jù)，同時(shí)也為醫(yī)藥、食品等有效成分的超臨界CO2提取分離以及在其在高分子科學(xué)中的應(yīng)用提供了科學(xué)指導(dǎo)。 supercritical。 extraction目 錄第1章 緒論 1 花椒的研究概況 1 花椒的概述 1 花椒的主要化學(xué)成分 1 花椒的藥理作用 5 超臨界流體萃取技術(shù) 7 7 7 超臨界流體的物理性質(zhì) 9 超臨界流體的化學(xué)性質(zhì) 10 超臨界流體的選擇 10 超臨界CO2流體中夾帶劑的選擇 12 超臨界CO2流體萃取工藝過程 12 超臨界CO2流體萃取的影響因素 13 超臨界CO2流體萃取技術(shù)的應(yīng)用 15 超臨界CO2流體萃取技術(shù)的發(fā)展前景 17 本論文研究的目的、內(nèi)容和意義 17 17 研究內(nèi)容 17 研究意義 18第2章 超臨界CO2萃取花椒中有效成分的研究 19 實(shí)驗(yàn)原理 19 超臨界CO2流體萃取原理 19 超臨界萃取裝置原理 1儀器與試劑 20 實(shí)驗(yàn)材料 20 實(shí)驗(yàn)試劑 20 實(shí)驗(yàn)儀器 20 試驗(yàn)內(nèi)容 21 實(shí)驗(yàn)前藥材預(yù)處理 21 實(shí)驗(yàn)方法 21 結(jié)果與討論 24 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 24 討論 28 超臨界萃取過程中出現(xiàn)的問題 29結(jié)論 30致謝 31參考文獻(xiàn) 32第1章 緒 論 花椒研究概況 花椒的概述 花椒又稱作青花椒、蜀椒、紅椒、紅花椒、大紅袍，屬無患子目(Sapindales)蕓香科(Rutaceae)花椒屬(Zanthoxylum)落葉灌木或小喬木，樹高3～7m，樹枝程灰色或褐灰色，有略斜向上生長的皮刺以及細(xì)小的皮孔；當(dāng)年生小枝被短柔毛。 全世界約生長有250種花椒屬植物，主要分布在亞洲，美洲和非洲，還包括大洋洲的熱帶，亞熱帶地區(qū)。我國最大的花椒產(chǎn)地為合陽，而由于地理位置的關(guān)系，韓城花椒的味道最濃，最為香美，由于地理氣候等原因，尤以南太行山頂端馬圪當(dāng)?shù)貐^(qū)產(chǎn)的大紅袍品質(zhì)為佳。 兩千多年前，我國已經(jīng)把花椒作為一種特色香料和中藥材使用了，由于其風(fēng)味獨(dú)特，被譽(yù)為“八大調(diào)味品之一”，是家庭常用的烹飪調(diào)料和重要配料，具有有芳香健胃、溫中散寒、除濕止痛、殺蟲解毒、止癢解腥的功效。研究表明花椒屬植物的化學(xué)成分主要有生物堿、酰胺、木質(zhì)素、揮發(fā)油和脂肪酸等；對(duì)心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、血小板凝集作用、鎮(zhèn)靜止痛、消炎、抗菌驅(qū)蟲，抗腫瘤等均具有較強(qiáng)的藥理活性，但同時(shí)還具有微量的毒性[]。 生物堿是一種天然的含氮有機(jī)化合物，其不同于氨基酸，蛋白質(zhì)以及核苷這類開鏈的簡單脂肪胺，生物堿的氮原子在環(huán)上，因而具有復(fù)雜的環(huán)狀結(jié)構(gòu)和生理活性[4]。這些生物堿既可以以游離態(tài)的形式存在，也可以以季銨鹽的形式存在。青椒堿是首個(gè)從花椒屬植物中提取出來的4喹啉酮類生物堿[5]。研究發(fā)現(xiàn)，總生物堿的含量受氣候條件，光照強(qiáng)度和土壤等因素的影響，有足夠光照條件的花椒，其總生物堿含量較高，同時(shí)總生物堿的含量也受到土壤中的微量元素的影響[7]。近年來研究發(fā)現(xiàn)花椒屬植物生物堿具有多種藥理作用與臨床功能，比如WS等[8]研究全緣花椒中的吲哚類生物堿吳萸次堿，發(fā)現(xiàn)此類生物堿具有體外抗血小板凝集的作用，Jullian[9]從法國的一種花椒屬植物Zanthoxylum rhoifolium ，其主要活性成分包括了7種生物堿。 花椒屬植物中的酰胺多為鏈狀不飽和脂肪酰胺，以山椒素含量最為高，其中一些酰胺還具有強(qiáng)烈的刺激性，研究發(fā)現(xiàn)其可能為花椒麻味的主要成分，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)麻味隨分子尾鏈的增長而增加，在nC9左右達(dá)到最高峰，接著陡然下降，且尾鏈中順式雙鍵越多越麻[10]。 研究發(fā)現(xiàn)花椒中的麻味物質(zhì)大多是鏈狀不飽和脂肪酸酰胺，這類酰胺類物質(zhì)呈白色晶體狀，易溶于氯仿、加熱則易溶于石油醚、難溶于甲醇和乙醇。 木質(zhì)素主要成分是聚合的芳香醇構(gòu)成的，存在于木質(zhì)組織中，其作用是通過形成相互交織的網(wǎng)來硬化細(xì)胞壁。在木本植物中，纖維素是世界上最豐富的有機(jī)物，而木質(zhì)素占25%，僅次于纖維素。其中，研究木質(zhì)素的化學(xué)反應(yīng)中尤為重要是氧化、磺化、酞化、縮聚和接枝共聚等反應(yīng)，這也是木質(zhì)素研究的主要途徑?；ń分兴械哪举|(zhì)素近乎都是雙環(huán)氧木質(zhì)素，即為二苯基雙駢四氫吠喃衍生物，大多數(shù)為左旋異構(gòu)體，雙駢四氫吠喃分子會(huì)在某些特定條件下發(fā)生環(huán)撕裂，在它遇酸堿時(shí)，木質(zhì)素中的一些不對(duì)稱碳原子容易使其產(chǎn)生異構(gòu)化[1]。揮發(fā)油中的成分也比較繁復(fù)，成分的類型主要可以分為四種：萜類化合物（主要是單萜，半單萜和它們的含氧衍生物，具有芳香氣味的主要組成成分是它們的含氧衍生物）；芳香族化合物（含量僅次于萜類）；脂肪族化合物（主要是一些小分子的脂肪族化合物）；其它類化合物。 莫彬彬等[14]采用超臨界CO2萃取法分別提取了九葉青花椒和大紅袍花椒揮發(fā)油，研究表明，九葉青花椒揮發(fā)油得率為7%，其中鑒定出63個(gè)化合物，屬于清香型花椒油；而大紅袍花椒揮發(fā)油得率為4%，其中鑒定出80個(gè)化合物，屬濃香型花椒油。 李江濤[15]等在特定實(shí)驗(yàn)條件下，采用常壓水蒸氣蒸餾法提取花椒中揮發(fā)油，同時(shí)用氣象色譜質(zhì)譜連用儀分析揮發(fā)油的化學(xué)成分及其含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，從揮發(fā)油中分離出了超過100種化合物，鑒定出52種，%，其中萜類化合物及其衍生物比例較大，%，%，%；揮發(fā)油中還有一些含量不高卻有著很重要作用的成分，如月桂烯，主要用于合成芳樟醇，香葉醇，新鈴蘭醛等香料；檸檬烯具有甘甜，柑橘香，檸檬香，可用于制作香精，由于它對(duì)皮膚滲透力很強(qiáng)，并且無副作用，有活血功效，可用來防治凍瘡。 唐課文[3]等從湖南岳陽花椒揮發(fā)油中鑒定出52種化學(xué)組分，其中烴類化合物18種，%，%的大根香葉烯在烴類物質(zhì)中占有較大比例；含氮有機(jī)化合物為34種，包括醇、酸、醚、醛、酯類，%，組分中含量最大的是萜品醇類化合物，%，%，%。在已鑒定的化合物中，含量超過1%的化學(xué)成分有29種，%。研究發(fā)現(xiàn)，花椒油中脂肪酸化學(xué)成分主要有油酸，亞麻酸和亞油酸，%～%，其次含量較少的為軟脂酸，硬脂酸和棕櫚油酸，所含的微量組分為C17烯酸，見表11[17]。香豆素是一種非常重要的香料，天然存在于黑香豆、香蛇鞭菊、野香莢蘭、蘭花等植物中。陶朝陽[18]等采用現(xiàn)代色譜分離技術(shù)對(duì)其化學(xué)成分進(jìn)行分離以及波譜方法確定結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，花椒根中有5個(gè)香豆素類化合物，分別鑒定為5甲氧基7羥基6（3′甲基2′，3′二羥基丁基）香豆素，6（3′甲基2′，3′二羥基丁基）7甲氧基8（3〞甲基丁2〞烯基）香豆素等。它們的攝入過量、不足、或缺乏都會(huì)不同程度地引起人體生理的異常甚至引發(fā)疾病。魏剛才[19].等人用火焰原子吸收光譜測定花椒椒皮及椒籽中銅、鋅、鐵、錳含量，研究發(fā)現(xiàn)，花椒椒皮，椒籽中均含有微量元素，其中花椒中銅、鋅、鐵、因此表明花椒的高藥用價(jià)值除與含有生物堿，酰胺，木質(zhì)素，香豆素，揮發(fā)油和脂肪酸等活性物質(zhì)有關(guān)外，與其富含F(xiàn)e，Mn等微量元素也有密切聯(lián)系。據(jù)《神農(nóng)本草經(jīng)》載：花椒主治“除風(fēng)邪氣，溫中，去寒痹，堅(jiān)齒發(fā)，明目，久服輕身好顏色，耐老增年通神”。楊軍英[20]等研究發(fā)現(xiàn)竹葉椒有抗炎鎮(zhèn)痛和抗感染的功效；能夠增強(qiáng)體液和細(xì)胞免疫力，從而增強(qiáng)自身抵抗力；用中醫(yī)的話說，還能調(diào)動(dòng)正氣驅(qū)邪外出，使機(jī)體的內(nèi)環(huán)境可抵抗病原體的入侵，能有效治療大腸桿菌所引發(fā)的慢性盆腔炎等疾病?；ń穼僦参镏械谋讲⒎凄ゎ惿飰A大多具有抗菌活性和抗細(xì)胞病毒活性，青花椒中的青椒堿對(duì)革蘭氏陽性菌有很好的選擇抑制活性[22]。 Andress等[24]研究表明花椒，秦椒等能夠有效殺死腸道內(nèi)的寄生蟲，一種廣泛應(yīng)用的驅(qū)蟲劑中的驅(qū)蛔腦這種化學(xué)物質(zhì)也能從花椒揮發(fā)油中提取出，如花椒中的α山椒素(αsanshool)就能夠?qū)紫x有效地驅(qū)除。 許青媛等[25]研究表明花椒水提取物和醚提取物均對(duì)大鼠的血栓具有較為明顯的抑制作用，同時(shí)還對(duì)凝血作用有一定的抑制性，其中花椒水提物的作用要強(qiáng)于比醚提物，這就表明了花椒具有活血散瘀的功效。佟如新等[27]研究了青花椒中化學(xué)成分香柑內(nèi)酯的止血作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其對(duì)小鼠的出血時(shí)間和出血量均有明顯的減小作用，同時(shí)還能縮短小鼠的凝血時(shí)間；對(duì)于醋酸介導(dǎo)的小鼠毛細(xì)血管通透性也有明顯的抑制作用。 溫中散寒是花椒的主要藥理作用之一，適用于寒邪內(nèi)侵，陽氣受困而見的嘔逆，泄瀉，脘腹冷痛，食欲不佳等脾胃虛寒癥，可見溫中散寒主要是針對(duì)消化系統(tǒng)而言的，其中包含了抗實(shí)驗(yàn)性胃潰瘍作用，對(duì)平滑肌運(yùn)動(dòng)的雙向作用，抗腹瀉作用，保肝作用等多方面內(nèi)容。有人從花椒中提取的一種生物堿對(duì)L1210和P388均有很高的活性，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，其劑量為100mg/kg、50mg/kg和25mg/kg時(shí)對(duì)白血病小鼠的生命延長率分別為265%、210%和190%，甚至一些白血病小鼠用其治療后痊愈，其治療機(jī)理主要是能夠較高的抑制逆轉(zhuǎn)錄酶和DNA聚合酶的活力?！侗静菔〕！分休d有“多食損肺，生邪火，牙痛，目昏”。 張明發(fā)等[29]實(shí)驗(yàn)，+，水提物灌服小鼠LD50為52+5g/kg以及茵芋堿小鼠皮下注射600mg/kg，均會(huì)出現(xiàn)中樞抑制和共濟(jì)失調(diào)癥狀[21]。花椒揮發(fā)油能抑制氣管平滑肌的收縮，因而具有一定的平喘作用。盧長慶等[31]用花椒、青椒和秦椒三種花椒以大鼠肝臟組織勻漿為樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測量每克肝臟組織中丙二醛的生成量，結(jié)果丙二醛的生成量均下降，表明三種花椒均能抗氧，作用大小依次為秦椒、花椒、青椒。佟如新等[27]實(shí)