【正文】 做指標(biāo)檢測。 （ 5）皮膚保健及美容作用 ：原花青素能降低 黑色素酰胺酶活性，抑制黑色素的產(chǎn)生。原花青素還 能 阻斷皮膚中 彈性蛋白酶的產(chǎn)生 ，從而 改善 皮膚的松弛褶皺等現(xiàn)象 。 大連工業(yè)大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文 7 （ 6）改善視力作用 ： 將原花青素給予 75 例因長期在顯示屏前工作的眼疲勞者，每天給予 300mg， 2 個月后，其相對敏感性和客觀癥狀均有明顯改善。 原花青素的測定 原花青素是單體按照不同的聚合度 形成的聚合體，由于構(gòu)象和鍵合位置的不同使得原花青素的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此目前國際上仍沒有統(tǒng)一的原花青素測定方 法。 （ 1） 香草醛 強(qiáng)酸法 ： 本方法適用于各種植物組織、器官及其制劑中原花青素的測定。該方法操作較為簡單，反應(yīng)靈敏度較好 [28]。原花青素氧化后能生成紅色的花青素。該方法的反應(yīng)中易形成副產(chǎn)物，且受結(jié)構(gòu)影響較大，聚合度、單體間鍵的連接方式等因素均會影響反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，同時對比色反應(yīng)的條件要求較高，重復(fù)性較差 [29]。 高效液相色譜法分為正向 液相色譜和反向液相色譜，兩者側(cè)重點不同，正向是分離不同聚合度原花青素，而反向則分大連工業(yè)大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文 8 離不同異構(gòu)體的原花青素 [30]。該方法簡單快捷，但是適用于測量較純的原花青素。 （ 1） 藥品 領(lǐng)域。在法國，用葡萄籽原花青素制成的專利產(chǎn)品用于治療微循環(huán)疾病，包括眼睛與外周毛細(xì)血管通透性疾病及靜脈與淋巴功能不全；法國 Sanofi 公司用葡萄籽原花青素與大豆卵磷脂制成復(fù)合物，用作血管保護(hù)劑和抗炎劑；德國的 Berkhman 等研制了用于治療酒精中毒的原花青素制劑 [31]。 1990 年法國 Masquelier 對原花青素在化妝品領(lǐng)域的可行性 進(jìn)行了研究。 于是許多化妝品公司 紛紛開發(fā)添加原花青素的乳液、面霜等。 由于原花青素來源于食物性原料且生產(chǎn)過程中基本未引入有害物質(zhì)，因此其安全性毋庸置疑，在食品中作為抗氧化劑來使用沒有任何問題。 用于維生素類產(chǎn)品 ： 原花青素可以防止維生素 B1等的光氧化變質(zhì)。 用于色素類的防護(hù) ： β 胡蘿卜素在光照射下，容易氧化分解而致產(chǎn)品褪色，如果在該產(chǎn)品中添加一定濃度的 OPC，可有效防止其褪色。添加原花青素的食鹽水浸漬咸鮭魚，放置不同時間測定，發(fā)現(xiàn)鮭魚的紅色色度變化不大，這表明原花青素對防止鮭魚褪色效果顯著。 提取原花青素 的方法 提取原花青素的方法有很多， 常用的方法有水提取法、有機(jī)溶劑 水提取法、還有儀器輔助提取法，其中儀器輔助提取法包括微波輔助提取法、超聲輔助提取法、超臨 二氧化碳 萃取法 [33]。 水溶液 浸提法是使用最早的提取方法，把樣品在水溶液中加熱浸泡，該方法的優(yōu)點是成本低 ，操作簡單；缺點是提取的產(chǎn)品純度較低，提取時間較長，提取率也較低，所以水溶液提取法一般很少單獨使用。 美國，波蘭等均有專利介紹了采用 甲醇、 丙酮、 乙醇和 乙酸乙酯等有機(jī)溶劑提取原花青素的方法。 常用的有機(jī)溶劑萃取法 有： 浸漬法、滲透法、回流法 等。滲透法是將已經(jīng)粉碎的原料用溶劑潤濕膨脹后，裝入滲透筒中，不斷添加溶劑，在滲透筒下口收集滲出液。總的來講， 有機(jī)溶劑萃取法的優(yōu)點是提取率 較水提法 高，缺點是成本高 ，有機(jī)溶劑的消耗大，且有機(jī)試劑有毒，還容易燃燒，不利于安全生產(chǎn) 。超聲波的研究已經(jīng)有很長時間， 超聲波能產(chǎn)生獨特的空化作用和機(jī)械震蕩，能夠瞬間破壞植物細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)， 同時震動作用能增加溶劑湍流強(qiáng)度及接觸面積， 從而加快了細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的釋放、溶解，從而有利于細(xì)胞內(nèi)有利成分的提取。 目前，超聲波提取法已經(jīng)有 一些研究成果。 微波提取法 微波提取法是指通過微波反應(yīng)器 ， 使用 合適 的溶劑從 而 提取 有效成分的 技術(shù)和方法 。 在固液浸提過程中，固體表面的液膜常常是由強(qiáng)極性分子溶劑所構(gòu)成，而在微波輻射下，強(qiáng)極性溶劑分子會快速擺動以跟上交變電場的變化，這就可能對液膜層產(chǎn)生一定的微觀擾動影響，使附在固相周圍的液膜變薄，使促進(jìn)擴(kuò)散過程。 超臨界二氧化碳萃取法 超臨界二氧化碳萃取法是近 20 年來發(fā)展起來的提取技術(shù)，是以超臨界大連工業(yè)大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文 11 流體為萃取劑，在臨界溫度和臨界壓力附近的條件下，從液體或固體物料中萃取出待分 離組分 ，用于超臨界流動的物質(zhì)很多，但最為常見的是二氧化碳。 本論文研究內(nèi)容及目的 本論文的主要研究 內(nèi)容是：確定 刺五加 籽中原花青素的最佳提取工藝條件，重點考察溶劑濃度、料液比、超聲時間、超聲功率 等工藝參數(shù)對提取工藝的影響，通過單因素和正交實驗來確定最終最佳提取工藝條件。 本論文用的實驗原料是實驗室釀酒剩余的刺五加 廢渣，將廢渣再利用，變廢為寶，實現(xiàn)資源的再利 用，減少環(huán)境污染。目前，我國對這方面的殘渣處理不是很重視，這不僅造成資源的浪費，還會導(dǎo)致環(huán)境污染。 大連工業(yè)大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文 12 第二章 材料與方 法 實驗材料 材料 實驗原料為實驗室制刺五加酒所剩的殘渣。 原花青素的提取 準(zhǔn)確稱取一定量的樣品，與一定濃度的乙醇溶液按照一定的料液比進(jìn)行混合。浸提后，抽濾得到濾液。 （ 1） 乙醇濃度 準(zhǔn)確地稱量 刺五加籽粉置于 100mL 的小燒杯中，分別加入 60mL濃度為 30%、 40%、 50%、 60%、 70%的乙醇溶液，在 200W 的超聲波作用大連工業(yè)大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文 14 20min。 （ 3） 超聲時間 準(zhǔn)確地稱量 刺五加籽粉于 100mL 的小燒杯中，加入 50mL 濃度為50%的乙醇溶液，在 200W 的超聲波下分別作用 10min、 15min、 20 min、25 min、 30 min。 提取正交實驗 在上述單因素實驗的基礎(chǔ)上，為討論各工藝參數(shù)的交叉影響，以乙醇濃度、料液比、超聲時間、超聲功率為因素，設(shè)計 L9(34)正交表進(jìn)行實驗，以確定適宜的提取條件。 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 準(zhǔn)確地 稱量兒茶素（對照品） ，用去離子水溶解并定 容至大連工業(yè)大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文 15 ，再精密稱量香草醛 ，用甲醇溶解并定容至 200mL；用移液管取兒茶素標(biāo)準(zhǔn)溶液 ， ， ， ， ，分別用去離子水定容至 10mL。以 1mL 甲醇溶液， 6mL 香草醛 甲醇溶液 和 1mL 濃鹽酸混合溶液作為空白對照，在 500nm處測吸光度 ， 以兒茶素的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)， 得到標(biāo)準(zhǔn)曲線 [38]。 計算公式如下： 提取率（ %） =提取出的原花青素的質(zhì)量 /刺五加籽粉的質(zhì)量 *100% 原花青素穩(wěn)定性的研究 光照對原花青素的影響 取一定量的原花青素提取液分別置于陽光下和避光處， 密封并 分別在經(jīng)過 0h、 2h、 4h、 8h、 1d、 2d 時，觀察原花青素的變化情況 ， 測定其含量每組做三個 平行試驗。 金屬離子對原花青素的影響 選取四種常見的金屬離子 ，分別是 K+、 Mg2+、 Cu2+、 Ca2+。避光密封置于室溫下，分別在經(jīng)過 0h、 3h、 1d、 3d 時取樣 測定其中原花青素含量的變化， 先觀察大連工業(yè)大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文 16 顏色變化，再測含量，每組做三個 平行試驗。 因此乙醇濃度為 50%為最佳提取濃度。 圖 乙醇濃度對原花青素提取的影響 選擇最佳料液比 01:10 1:20 1:30 1:40 1:50 1:60料液比提取率（%） 圖 料液比對原花青素提取的影響 采用不同的原料量和乙醇溶液之比提取原花青素， 隨著料液比的增加原花青素的提取率明顯增大，從圖 1:50之前，原花青素的提取率明顯呈線性增加， 當(dāng)料液比為 1:50時，刺五加籽中的原花青素已經(jīng)基本溶出，再增加料液比，雖然提取率也有所增加，但是增加幅度明顯 減小。 選擇最佳超聲時間 錯誤 !鏈接無效。由圖 可見，剛開始隨著超聲時間的增加，原花青素的提取率明顯增加，當(dāng)超聲時間為 20min 時，原花青素提取率達(dá)到最大值。產(chǎn)生這一趨勢的原 因可能為：超聲時間較短時，原花青素溶出不完全 ， 提取率隨著超聲時間的延長而增大；但超聲時間過長，提取溫度升高，原花青素會因為長時間受熱而發(fā)生分解，不利于原花青素的提取。 選擇最佳超聲功率 錯誤 !鏈接無效。從圖 中 能夠看出，原花青素的提取率隨著超聲功率的增大而增大，在 400W 時提取率達(dá)到最大值，超聲功率大于 400W，原花青素的提取率反而下降。因此，最佳提取功率為 400W。 表 ：正交實驗因素水平表 水平 乙醇濃度 %（ A） 料液比 （ B） 超聲 時間 min（ C） 超聲 功率 W（ D） 1 45 45 15 320 2 50 50 20 400 大連工業(yè)大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文 20 3 55 55 25 480 表 ：正交試驗結(jié)果表 試驗號 A 乙醇濃度 B 料液比 C 超聲 時間 D 超聲 功率 提取率（ %） 1 1 1 1 1 2 1 2 2 2 3 1 3 3 3 4 2 1 2 3 5 2 2 3 1 6 2 3 1 2 7 3 1 3 2 8 3 2 1 3 9 3 3 2 1 k1 — k2 — k3 — R — 影響大小順序 CDAB 最優(yōu)工藝 A3B2C3D3 正交實驗結(jié)果表明，在這四個影響因素中，超聲時間 對原花青素提取效果的影響最大， 各因素對原花青素提取效果的影響大小順序為：超聲時間 超聲功率 溶劑濃度 料液比。 在此條件下原花青素的提取率為 %。 原花青素在陽光直射條件下穩(wěn)定性較差，隨著直射時間的增加，吸光度值明顯下降，原花青素被分解。以上實驗結(jié)果表明，原花青素對光穩(wěn)定性較差 ，不宜將其暴露在陽光下，應(yīng)該存貯在陰暗無光處。 圖 光照對原花青素的影響 溫度對原花青素的影響 由圖 可以看出 ， 原花青素對溫度變化較為 敏感，隨著溫度的升高，原花青素的吸光度值有所下降 ，特別是溫度高于 60℃時，吸光 度值 迅速減少。因此， 原花青素的貯存、加工的溫度條件應(yīng)低于 60℃ 。 圖 溫度對原花青素的影響 金屬離子對原花青素的影響 由圖 能夠看出，金屬離子 Cu2+對原花青素的影響最大，而 其他離子 K+、 Ca2+、 Mg2+對原花青素影響較小。 因此，在原花青素的提取、精制和加工過程中應(yīng)盡量 避免 Cu2+。 圖 金屬離子對原花青素的影響 大連工業(yè)大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文 22 第四章 結(jié)論 1 從經(jīng)發(fā)酵的刺五加籽中提取原花青素 ， 提高了刺五加的附加價值，減少環(huán)境污染。最終確定提取的最佳工藝條件為： 乙醇濃 度為 55%，料液比為 1:50，超聲時間為 25min，超聲功率為 480W，在此條件下原花青素的提取率為 %。 3 關(guān)于熱穩(wěn)定性， 溫度 高于 60℃ 時，其穩(wěn)定性較差，溫度低于 60℃時，其穩(wěn)定性較好，因此 原花青素 的加工和貯藏溫度應(yīng)低于 60℃，避免高溫貯藏和加工。 大連工業(yè)大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文 23 第五章 工廠設(shè)計 項目名稱 年處理量 10000 噸的原花青素提取 廠 廠址選擇 廠址選擇的原則 （ 1）廠址選擇首先應(yīng)符合國家的方針政策。 （ 2）廠址選擇應(yīng)從生產(chǎn)條件方面考慮。所選廠址要有可靠的地質(zhì)條件。 （ 3）廠址選擇應(yīng)從投資和經(jīng)濟(jì)效果考慮。廠址附近不僅要有充足的水源，而且水質(zhì)也應(yīng)較好。 可行性論證 原花青素是植物中廣泛存在的一大類多酚化合物的總稱 ，具有極強(qiáng)的抗氧化、消除自由基的作用，可有效消除超氧陰離子自由基和羥基自由基，也參與磷酸、花生四烯酸的代謝和蛋白質(zhì)磷酸化，保護(hù)脂質(zhì)不發(fā)生過氧化損傷 ，是強(qiáng)有力的金屬螯合劑，可螯合金屬離子，在體內(nèi)形成惰性化合物。 另外用釀酒剩余的刺五加籽作為提取原料，可以提高刺五加的附加價值 ，使資源充分利用，因此，從刺五加籽中提取原花青素有很大的市場前景， 既有著良好的藥用價值和食用價值又有著良好的經(jīng)濟(jì)價值 ，具有可行性。 工藝流程及操作要點 工藝流程 刺五加籽烘干 → 分離→ 打粉→ 脫脂處理→ 超聲提取→ 抽濾→蒸餾→原花青素 。 （ 2）分離：用去皮機(jī)將 刺五加籽和殘渣分離，去除刺五加皮，得到刺五加籽。 （ 4）脫脂處理：將粉狀刺五加籽進(jìn)行脫脂處理，用石油醚浸泡樣品，浸泡至石油醚顏色變化較小。 （ 6）蒸餾：在蒸餾塔中蒸餾提取液，使乙醇蒸餾出來得到原花青素。 （ 2） 烘干分離：取損耗為 %，則烘干后產(chǎn)量為 20200（ %）=18960kg/班。 （ 4）脫脂處理：取脫脂處理的損耗為 8%。 （ 5）超聲提?。阂砸?醇為提取劑，料液比為 1： 50，則乙醇的需要量為 50=819830ml/班。 （ 6）抽濾：取抽濾損耗為 10%，抽濾后原花青素產(chǎn)量為 （ 110%） =。 因此，該廠每小時原花青素的產(chǎn)量為： 。 車間平面圖 見附圖