真空微波辅助提取课件.ppt

1、指导老师指导老师 李攻科教授李攻科教授答辩人答辩人 霍茵霍茵 真空微波辅助提取真空微波辅助提取 HPLC分析石蒜中生物碱分析石蒜中生物碱内容内容1 1 真空微波提取简介真空微波提取简介2 2 真空微波提取装置真空微波提取装置3 3 真空微波提取石蒜中的生物碱真空微波提取石蒜中的生物碱4 4 真空微波辅助提取机理初探真空微波辅助提取机理初探5 5 结论结论1 真空微波提取简介真空微波提取简介微波是指波长从微波是指波长从10-3 10-1 米的电磁波米的电磁波,它介于红外线和无它介于红外线和无线电波之间。线电波之间。MAE原理原理细胞破壁细胞破壁加速扩散速率加速扩散速率微波提取特点微波提取特点加热

2、快速加热快速加热均匀加热均匀 加热具有选择性加热具有选择性伴随生物效应伴随生物效应微波提取的应用微波提取的应用由于由于微波技术具有设备要求较低、微波技术具有设备要求较低、操作方便、提取率较高、能耗小等操作方便、提取率较高、能耗小等优点，优点，微波提取法已经被广泛应用微波提取法已经被广泛应用于食品及生化分析、天然物提取、于食品及生化分析、天然物提取、环境分析、化工分析等领域。环境分析、化工分析等领域。普通微波提取的不足普通微波提取的不足加热快速，瞬间达到的温度高，致使加热快速，瞬间达到的温度高，致使热敏性物质变性或失活热敏性物质变性或失活。被分离的产物所处的位置需容易吸水，被分离的产物所处的位置

3、需容易吸水，否则难以吸收足够的微波能将自身击否则难以吸收足够的微波能将自身击破。破。真空微波提取优点真空微波提取优点 低温提取低温提取 适合热敏性物质提取适合热敏性物质提取处于少氧或无氧状态处于少氧或无氧状态 适合易氧化物质提取适合易氧化物质提取真空微波提取的创新性真空微波提取的创新性 目前在国内外对微波提取的研究仅目前在国内外对微波提取的研究仅限于常压微波以及高压微波的研究，限于常压微波以及高压微波的研究，对真空状态下的微波提取的研究尚对真空状态下的微波提取的研究尚无文献报道。无文献报道。2 真空微波提取装置真空微波提取装置 图图1 改装的改装的MARSX型微波炉萃取内罐型微波炉萃取内罐图图

4、2 MARS-X型微波炉示意图型微波炉示意图3 VMAE提取石蒜中生物碱提取石蒜中生物碱3.1 石石 蒜蒜石蒜属于单子叶植物石蒜科，主要含生石蒜属于单子叶植物石蒜科，主要含生物碱、蜕皮甾酮、脂肪酸、淀粉等。物碱、蜕皮甾酮、脂肪酸、淀粉等。生物碱部分主要包括生物碱部分主要包括石蒜碱石蒜碱、高石蒜碱、高石蒜碱、加兰他敏加兰他敏、伪石蒜碱、石蒜伦碱、多花、伪石蒜碱、石蒜伦碱、多花石蒜碱、石蒜碱、力克拉敏力克拉敏、石蒜西定、石蒜西、石蒜西定、石蒜西定醇、小星蒜碱。定醇、小星蒜碱。提取目标物提取目标物OONOHOHHH 图图3 石蒜碱石蒜碱结构式结构式 OH3COOHHNCH3图图4 加兰他敏结构式加兰

5、他敏结构式 OMeNMeOOH图图5 力克拉敏结构式力克拉敏结构式 受热不稳定，会分解受热不稳定，会分解3.2 样品处理方法样品处理方法称称 样样常压微波辅助提取常压微波辅助提取 真空微波辅助提取真空微波辅助提取 加热回流提取加热回流提取 过滤，旋转蒸干过滤，旋转蒸干15 mL215 mL2盐酸溶解盐酸溶解氯仿萃取（氯仿萃取（10 mL10 mL）三次）三次 用浓氨水调节用浓氨水调节pHpH值为值为1010 氯仿萃取（氯仿萃取（10 mL10 mL）三次）三次 旋转蒸干，甲醇溶解定容旋转蒸干，甲醇溶解定容 3.3色谱条件选择色谱条件选择 图图6 石蒜碱（石蒜碱（蓝色蓝色）、力可拉敏（）、力可拉

6、敏（红色红色）和加兰他敏（黑色）的紫外吸收和加兰他敏（黑色）的紫外吸收紫外检测波长：紫外检测波长：232 nm pH值：值：7.0 流动相：流动相：甲醇甲醇-水水-三乙胺三乙胺(15:85:0.595)扫尾剂：扫尾剂：三乙胺（三乙胺（TEA）降低了色谱柱中少量裸露硅降低了色谱柱中少量裸露硅醇基的干扰。醇基的干扰。3.4 溶剂选择溶剂选择 溶剂甲醇溶剂甲醇损耗因子损耗因子tantan较大，较大，微波利用总效率高，另外生物碱的盐微波利用总效率高，另外生物碱的盐在甲醇中的溶解度也比较高。在甲醇中的溶解度也比较高。溶剂体积溶剂体积20mL20mL3.5 条件优化条件优化 以石蒜粉碎后的颗粒度、提取温度

7、、提以石蒜粉碎后的颗粒度、提取温度、提取时间、初始真空度及水分含量为变量进行取时间、初始真空度及水分含量为变量进行五因素四水平的正交实验，如表五因素四水平的正交实验，如表1 1。并得出优。并得出优化后的化后的VMAEVMAE条件，如表条件，如表2 2。表表1 1 真空微波提取石蒜中有效成分的正交实验设计及结果真空微波提取石蒜中有效成分的正交实验设计及结果编编号号颗粒度颗粒度/mesh温度温度/时间时间/min初始真空度初始真空度/MPa加水量加水量/%石蒜碱石蒜碱相对峰面积相对峰面积（%）力可拉敏力可拉敏相对峰面积相对峰面积（%）加兰他敏加兰他敏相对峰面积相对峰面积（%）120 404530.

8、04058.060.459.9220 405550.051067.172.082.2320 4065100.062069.974.878.9420 4075150.073061.683.495.6540 604550.063074.978.969.3640 605530.072080.480.369.7740 6065150.041067.561.448.6840 6075100.05091.994.290.0960 8045100.0710100.0100.082.51060 8055150.06084.783.683.51160 806530.053065.985.294.31260 80

9、7550.042077.785.482.11380 10045150.052077.680.594.51480 10055100.043085.385.3100.01580 1006550.07073.776.191.71680 1007530.061085.883.191.8表表2 VMAE2 VMAE石蒜中有效成分的优化条件石蒜中有效成分的优化条件有效成分有效成分颗粒度颗粒度/mesh提取提取温度温度/提取时提取时间间/min初始真空初始真空度度/MPa加水量加水量/%石蒜碱石蒜碱60 8055100.0610力可拉敏力可拉敏60 8075100.070加兰他敏加兰他敏80 1007510

10、0.0530颗粒度的影响颗粒度的影响 图图7 7 样品颗粒大小对提取率的影响样品颗粒大小对提取率的影响颗粒度的影响颗粒度的影响 图图8 颗粒度单因素对提取率的影响颗粒度单因素对提取率的影响提取温度的影响提取温度的影响 图图9 提取温度对提取率的影响提取温度对提取率的影响提取时间的影响提取时间的影响 图图10 10 提取时间对提取率的影响提取时间对提取率的影响 初始真空度的影响初始真空度的影响 图图11 提取初始真空度对提取率的影响提取初始真空度对提取率的影响加水量的影响加水量的影响 图图12 相对水分含量对提取率的影响相对水分含量对提取率的影响 3.6 定性分析定性分析 （A图为实际样品色谱图

11、，图为实际样品色谱图，B图为浓度为图为浓度为200 g/mL混合标准色谱图。混合标准色谱图。1-石蒜碱；石蒜碱；2-力可拉敏；力可拉敏；3-加兰他敏）加兰他敏）图图13 石蒜样品及混合标准的石蒜样品及混合标准的HPLC图图 3.7 线性范围、检出限、精密度和回收率线性范围、检出限、精密度和回收率 石蒜碱石蒜碱力可拉敏力可拉敏加兰他敏加兰他敏提取率（提取率（mg/g）1.1220.7410.133线性回归方程线性回归方程Y=6.55103X 1.92104Y=1.18104X+2.71104Y=1.23104X 6.10103相关系数相关系数r0.99970.99920.9994线性范围（线性范

12、围（g/mL）10 40010 50010 200检出限（检出限（g/mL）4.937.408.13回收率（回收率（%）57.493.8100.3RSD（%,n6）3.55.210.2表表3 方法的线性范围、检出限、精密度和回收率方法的线性范围、检出限、精密度和回收率VMAE与其它提取法比较与其它提取法比较 VMAE溶剂回流提取溶剂回流提取普通微波提取普通微波提取提取条件提取条件6080 mesh,20 mL甲醇，甲醇，75，10 min，0.05 MPa6080 mesh，20 mL甲醇，甲醇，75，30 min6080 mesh,20 mL甲醇，甲醇，75，10 min提取率提取率(mg/

13、g)石蒜碱石蒜碱1.121.091.13力可拉敏力可拉敏0.740.750.74加兰他敏加兰他敏0.130.140.15表表4 VMAE与溶剂回流法及普通微波提取法的比较与溶剂回流法及普通微波提取法的比较 VMAE与其它提取法比较与其它提取法比较图图15 原石蒜样品电镜图原石蒜样品电镜图X500 图图16 VMAE后的石蒜样品电镜图后的石蒜样品电镜图 X500图图17 SRE后的石蒜样品电镜图后的石蒜样品电镜图 X500图图18 MAE后的石蒜样品电镜图后的石蒜样品电镜图 X5004 真空微波辅助提取机理初探真空微波辅助提取机理初探石蒜原样石蒜原样细胞结构基本完整细胞结构基本完整,排列规则。排

14、列规则。VMAE后后细胞体积有所收缩，并且细胞细胞体积有所收缩，并且细胞表面的吸附的杂质较少。表面的吸附的杂质较少。SRE和和MAE后的石蒜细胞后的石蒜细胞都观察不到有都观察不到有破壁的现象，细胞表面吸附的杂质较多。破壁的现象，细胞表面吸附的杂质较多。4 真空微波辅助提取机理初探真空微波辅助提取机理初探石蒜细胞壁较有弹性，不容易破壁。石蒜细胞壁较有弹性，不容易破壁。细胞没有破壁，细胞没有破壁，3种方法提取过程相同，种方法提取过程相同，提取率差别不大。提取率差别不大。VMAE的萃取罐中氧气含量较少，防止的萃取罐中氧气含量较少，防止了有效成分的氧化。了有效成分的氧化。5 结论结论 VMAE VMAE具备具备MAEMAE的优点，而且能低温提取，的优点，而且能低温提取，更适合热敏性成分提取的。更适合热敏性成分提取的。石蒜碱的回收率很低，可能因为提取过石蒜碱的回收率很低，可能因为提取过程中部分分解，所以还要改进真空提取程中部分分解，所以还要改进真空提取装置和方法。装置和方法。