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文檔簡介
1、簡述生物酶輔助提取中藥成分的原理答:酶解破壁I ,==>■纖維素酶提取有效成分的提取中藥的生物酶輔助提取法是在傳統提取方法的基礎上,根據植物藥材細胞壁的構成,利用酶反應所具有的極高催化活性和高度專一性等特點,選擇相應的生物酶,將細胞壁的組成成分纖維素、半纖維素、果膠質等水解,從而使植物細胞內有效成分更容易溶解、擴散的一種提取方法。2、 酶解技術在中藥提取中的應用(一) 多糖甘草多糖的酶輔助提取運用正交設計法設計酶法提取工藝,采用分光光度法測定多糖含量。多糖的酶及超聲聯合提取采用正交試驗,優化玉米須多糖的酶及超聲提取方案,并研究這兩種方案的結合效果.結果三種提取工藝中聯合提取多糖得率最高,酶輔助提取次之,超聲提取最低.結論聯合提取是一條高效的提取路線.(二) 、酶解技術在中藥成分轉化中的應用研究證明,白藜蘆醇具有抗菌、抗癌、抗炎、抗過敏、降血脂和抗氧化等多方面的藥理活性,是目前研究較熱門而有希望的抗癌藥劑之一。白藜蘆醇在虎杖中主要以苷的形式存在,因此,作者考慮將白藜蘆醇苷轉化成白藜蘆醇苷元,這將大大提高白藜蘆醇的得率。(虎杖提取用乙醇)(三)、酶解技術在中藥提取液精制與純化的應用中藥水提液含有多種類型的雜質,如淀粉、蛋白質、鞣質、果膠等。采用常規提取法時,煎煮過程中藥材里的蛋白質遇熱凝固、淀粉糊化,影響有效成分煎出,分離困難。針對中藥水提液中所含的雜質類型,采用相應酶將其降解為小分子物質或分解除去,可解決上述問題,并改善中藥口服液、藥酒等液體制劑的澄清度,提高成品質量利用酶解法、超聲波法、微波法、超高壓法提取多糖或黃酮類成分的設計方案。酶解法 單因素考查法:(一)溫度(二)酶用量酶解溫度倒嚴酶解2(二)酶用量酶解溫度倒嚴酶解2小時纖維素酶總黃酮得率的影響(三)酸堿度加酶;it/U固定:纖維素杵的量,酶解溫度,時間■黃酮查PH影響影響(四)酶解時間固定:纖維素酶量,酶解溫度55pH6.5,考查不同時間(三)酸堿度加酶;it/U固定:纖維素杵的量,酶解溫度,時間■黃酮查PH影響影響(四)酶解時間固定:纖維素酶量,酶解溫度55pH6.5,考查不同時間pH值對總黃酮得率的影響酚解時間召俎圖5酶解時間對總黃酮得率的影響
正交實驗設計表1因素水平Table1Factorsandle've1sJ”TP四索水平A酶解溫度/CB酶解時間/nmC擁酶吊人L150802-0155902-5-1601003-0xt-SLL1■:S _L9mJOI~LUU-gUL1H1IfI試驗號AB.cD〔空列)總繭呃得率/味1111L1-23212~l21-303133?1-2&斗2丄21-395223L1-4?&1■12J-jy71-I1-RS?I—1931L1-P藍1S-863-97■1-00打-00心4-23?1-OS3-96S-QQ5-944-OSk11-291-321-3Sk21-411-361-321■301-311-34氏0-120-050-02表3正交設計方差分析Table3^^arianceanalysisforortliogonaltest方差來洱平方和口由度均方F值顯著水平A0-027490-0137412370-00081B0-003620-001811630-0061C0-000820-00041370-02632由表中可知.各因素對提取效果的影響順序依次為A>B>C即酶解溫度酶解時間達到極顯著水平(P0.05)最佳工藝組合為A2B2C3
超聲波法超聲提取青蒿多糖的工藝優化在單因素實驗的基礎上(最優條件為:溫度60°C,功率80W固液比1:30,提取時間30min),按表1影響因子及水平進行實驗,測定結果見表2。;?]超聲提取青蒿多糖因素水平表15(-701:20202SC-1J03027(-LEO40*平IS1飾產1FC-TC-1:3C£X1FC-ac-1:4CB3FC-沁1:EC4011£24血7C-1:4C羽1C-22EiC-ac-1:EC£B閔4血乳1:3C77C-7C-L:ED1124E70SC-1:3C40FSJ7C-SC1:4C231144?狂Ei羽沐E3BiK:934占Fd10炫356K.Id出1-3.72uasz1056R1521J21061DC
微波法----冰黃芪苷提方案設計選用L9(34)正交設計進行實驗,因素水平安排見表1水平A 3 C藥材粒徨片H極波專辜PW提取時閶titnin:G106G-SO15LOGS0O20表-IE文畑敘據蜒號ABD電昔ttt卓車:■IDS-I''1■L]LLLS22■222L593■■■.g■■27394L2■■3.03152gL23124■??]244S4L20SS3=2]■-05224??2L3.曲IXi5L?5.IZ:55SS65G0&3234E壬_5^69:0<J=212224375IQ2SS5匚4:t6?2CF=<?j^=414J7LB40LHO2怏113-22?5L61125(552=221525142&]茁:2231A1551LSISa5S5Q136表5方養分折力羞來榔i離羞平方和自由Mt堆方5ifl顯弄性A4335224勺]6i739/■■=:[?]36S052S1E22L-.心/■■=:[?]C■:■5252a迓Li103二05"切][■誤差D■:■0292a;:5■r■■祁=&000.Rw、、=JXM0.冋mm-i-x=99.:代超高壓法 結果與數據分析:在單因素試驗的基礎上,按照盡量減少試驗次數和尋求設計最優的原則,選擇提取壓力(A)、溶劑體積分數(B)和固液比(C)作為因素,每個因素各取3個水平,正交試驗方案及結果見表5。
表wS(旳正交試驗設計力案及結果Table5 orthogoua1te^raudresults試驗號AAlPabAc/(g-ml/1)收率F/爼1100302d7.U210050507.213100707.36斗30030757.235300302d7.42630070507.15f50030507.818DOO507d7.57950070257.25ki21-6122-1821.81k221.8022-2022.17*322-6321.7622.16Jt]7-207-397.27Ji27.277.407.38Jt57-547-257.39R0.300-150.12優水平a3B-i6(注意:此題沒有答案,以上是從老師的課件復制下來的。看清題目清楚自己需要寫什么,不要把該抄不該抄的全抄了,總的一句這題自己執生啦!)4、 酶解提取技術的優勢及存在問題通過酶工程技術可在溫和條件下對藥效成分進行高選擇性轉化,不僅能克服工業常用提取方法中提取率低、工序復雜等問題,還能提高提取體系的澄清度、改變藥材質地,同時可以在提取中改變原有天然成分結構,增加提取物的生理活性。且耗能低,降低生產成本,減少環境污染。因此,酶工程技術對中藥有效成分的提取具有潛在的工業應用價值。存在問題酶法提取對實驗條件要求較高,為使其發揮最大作用,需先經實驗確定最適反應條件,如溫度、pH及作用時間等。還需綜合考慮酶及底物濃度、抑制劑和激動劑等對提取物的影響。酶反應個別目標成分的變化。酶與非目標產物的殘留.酶制劑的標準5、 超聲波提取的原理提取原理1) 機械效應:超聲波在介質中的傳播可以使介質質點在其傳播空間內產振動,從而強化介質的擴散、傳質。2) 熱效應:超聲波在介質中傳播過程是一個能量的傳播和擴散過程,即超聲波在溶劑傳播過程中,其聲能可以不斷被溶劑的質點吸收,溶劑將所吸收能量的全部或大部分轉變成熱能,從而使溶劑本身和藥材組織溫度的升高,增大了藥物有效成分的溶解度。(瞬時性)3)空化效應:溶劑內都或多或少地溶解了一些微氣泡,氣泡在超聲波的作用下產生振動,當聲壓達到一定值時,氣泡由于定向擴散而增大,形成共振腔,然后突然閉合,這就是超聲波的空化效應。增大的氣泡在閉合時會在其周圍產生高達幾千個大氣壓的壓力,形成微激波,它可造成植物細胞壁及整個生物體的破裂,而且整個破裂過程在瞬間完成,有利于有效成分的溶出。6、超聲波提取的特點及存在問題提取特點1)提取不需加熱;2)提高了藥物有效成分提取率;3)溶劑用量少;4)超聲提取是物理過程,不影響大多數藥物有效成分超聲提取存在的問題:(1)超聲提取機制和影響因素尚有諸多問題待解決;(2)超聲產業化專用設備尚需改進;(3)完整的大生產工藝尚需完善7、微波提取的原理微波是指波長從10-3?10-1米,它介于紅外線和無線電波之間。頻率為300MHz-300GHz的電磁波。只有915MHz和2450MHz被廣泛使用。微波中藥輔助提取原理微波輻射高頻電磁波穿透提取介質,到達物料的內部維管束和腺胞系統。由于吸收微波能,細胞內部溫度迅速上升,使其細胞內部壓力超過細胞壁膨脹承受能力,細胞破裂。細胞內有效成分自由流出,在較低的溫度條件下提取介質捕獲并溶解。通過進一步過濾和分離,便獲得提取物料.8、 微波提取的特點及存在問題用溶劑提取中草藥有效成分常用浸漬法、滲漉法、回流提取法及連續回流提取法等、從原理上來講均可以加入微波進行輔助提取,使之成為高效中草藥有效提取設備。快:只需要幾分鐘就可以達到傳統方法加熱多個小時才能達到的萃取效果。多:消除了熱梯度,從而使提取質量大大提高,有效地藥物功能成分。由于微波可以穿透式加熱,提取的時間大大節省。大大簡化工藝流程。微波提取沒有熱慣性,易控制,所有參數均可數據化,和制藥現代化接軌。溶劑用量少,減少排污,污染小。微波提取物純度高,可水提、醇提、脂提。適用廣泛。提取溫度低,不易糊化,分離容易,后處理方便。節省能源.溶劑用量少(可較常規方法少50%?90%);微波設備是用電設備,不需配備鍋爐,無污染、安全、屬于綠色工程;生產線組成簡單,節省投資;不足:加熱快速,瞬間達到的溫度高,致使熱敏性物質變性或失活。被分離的產物所處的位置需容易吸水,否則難以吸收足夠的微波能將自身擊破存在問題:1、微博對不同植物細胞或組織有不同的作用,細胞內產物的釋放也有一定的選擇性;2、僅適用于熱穩定的產物;3、被處理的物料具有良好的吸水性;4、有效成分提高,但對物料療效有無影響,尚需進一步研究;5、該技術在中藥中的應用,大多還是在實驗室中進行。微波萃取的工藝流程(簡圖)(答案不確定)微波萃取工藝流程:選料——清洗——粉碎——微波萃取——分離——濃縮——干燥——粉化——產品微波萃取罐結構組成:內萃取腔、進液口、回流口、攪拌裝置、微波加熱腔、排料裝置、微波源、微波抑制器。10、超臨界流體提取的原理超臨界流體萃取分離過程是利用其溶解能力與密度的關系,即利用壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而進行的。在超臨界狀態下,流體與待分離的物質接觸,使其有選擇性地依次把極性大小、沸點高低和分子質量大小的不同成分萃取出來。然后借助減壓、升溫的方法使超臨界流體變成普通氣體,被萃取物質則自動完全或基本析出,從而達到分離提純的目的,并將萃取分離的兩個過程合為一體。11、超臨界流體萃取的優勢及存在問題優勢:1.萃取和分離合二為一,當飽含溶解物的二氧化碳超臨界流體流經分離器時,由于壓力下降使得CO2與萃取物迅速成為兩相(氣液分離)而立即分開,不存在物料的相變過程,不需回收溶劑,操作方便;不僅萃取效率高,而且能耗較少,節約成本。2.壓力和溫度都可以成為調節萃取過程的參數。臨界點附近,溫度壓力的微小變化,都會引起CO2密度顯著變化,從而引起待萃物的溶解度發生變化,可通過控制溫度或壓力的方法達到萃取目的。壓力固定,改變溫度可將物質分離;反之溫度固定,降低壓力使萃取物分離;因此工藝流程短、耗時少。對環境無污染,萃取流體可循環使用,真正實現生產過程綠色化。3.萃取溫度低,C02的臨界溫度為31.265,臨界壓力為7.18MPa,可以有效地防止熱敏性成分的氧化和逸散,完整保留生物活性,而且能把高沸點,低揮發渡、易熱解的物質在其沸點溫度以下萃取出來。4?臨界CO2流體常態下是氣體,無毒,與萃取成分分離后,完全沒有溶劑的殘留,有效地避免了傳統提取條件下溶劑毒性的殘留。同時也防止了提取過程對人體的毒害和對環境的污染,100%的純天然。5.超臨界流體的極性可以改變,一定溫度條件下,只要改變壓力或加入適宜的改性劑即可提取不同極性的物質,可選擇范圍廣。存在問題:我國的超臨界流體萃取技術的研究和應用狀況不容樂觀,主要表現在重復性研究多于實際應用,小規模試驗多于大規模生產,設備制造商的經濟收益大于設備使用企業的經濟收益。原因:一是設備操作壓力高,造價高,產品成本高,企業一次性投資風險大;二是超臨界二氧化碳萃取性能的普遍適用性不高,它主要適用于非極性或弱極性化合物的提取,如油脂、揮發油等;三是目前國內所用的設備均屬于簡單萃取,而簡單萃取方法無法生產高純度產品,因而大部分產品附加值不高;四是不少企業對該技術及裝備情況知之甚少,對其所生產產品的市場情況調查不夠,在應用該技術及購置裝備時存在較大盲目性。12、超高壓提取的原理中藥提取分兩個過程:藥材浸潤和溶質溶解過程。就是溶劑通過藥材顆粒表面進入細胞內,使細胞內部充滿溶劑,從而使其中的可溶物逐步溶解于溶劑中,形成溶液,溶質的擴散過程。13、超高壓提取的特點及存在問題1.提取時間短;2.溶劑消耗少,完全封閉,沒有溶劑的揮發消耗;3.提取效率高;4.節能,在升壓階段:流體壓縮消耗消耗較小能量;在保壓、卸壓階段,無能量消耗,也無能量傳遞。5.提取溫度低;6.工藝操作簡單、安全;7.提取液穩定性好;14、吸附澄清技術的原理現在運用吸附澄清技術可以部分代替中藥水提醇沉工藝,而且提高了有效成分的含量,選擇性地除去了無效成分,保證了成品質量的穩定性。原理如以下三方面:(一)增加懸浮粒子沉降速度。(二)中和微粒的電荷與破壞其水化作用。(三)絮凝作用。15、吸附澄清技術的特點及存在問題特點:1、專屬性強,有效成分保留高。2、澄清效果較佳;3、安全無毒,無污染;4、吸附澄清技術的工藝考查,吸附澄清技術主要應用于制備制劑的中藥提取液的精制過程中。存在問題:對于它的基礎理論、作用機制以及吸附澄清劑的種類等尚缺乏系統、全面和深入的研究。吸附澄清技術多用于中藥水提液的澄清,但對于其它溶媒系統溶解的成分是否適宜以及吸附澄清劑的選擇是否適宜尚需進一步研究。16、離心分離的原理離心分離是通過離心機的高速運轉,使離心加速度超過重力加速度的成千上萬倍,而使沉降速度增加,以加速藥液中雜質沉淀并除去的一種方法。其原理是利用混合液密度差來分離料液,比較適合于分離含難于沉降過濾的細微粒或絮狀物的懸浮液。17、離心分離法處理中藥提取液中的優點能很好地解決固液分離問題,尤其是中藥復方藥味多。有效成分(或部位)不甚明確時,本法能最大限度地保留有效成分,除去懸浮雜質,且無熱處理過程,生產周期短。優點:縮短了工藝流程。節約了大量乙醇,生產更趨安全。減少有效成分丟失。18?膜分離技術的分類(微濾、超濾、反滲透、納濾P276-277)分離膜的基本功能是從物質群中有選擇地透過或輸送特定的物質,如顆粒、分子、離子等。或者說,物質的分離是通過膜的選擇性透過實現的。幾種主要的膜分離過程如表1所示。表1幾種主要分離膜的分離過程膜過程推動力傳遞機理透過物截留物膜類型微濾壓力差篩分水、溶劑溶解物懸浮物顆粒纖維多孔膜超濾壓力差篩分水、溶劑小分子膠體和超過截留分子量的分子非對稱性膜納濾壓力差溶劑的溶解擴散水、一價離子、多價離子有機物復合膜反滲透壓力差溶劑的溶解擴散水、溶劑溶質、鹽非對稱性膜復合膜各種膜分離技術的原理(微濾、超濾、反滲透、納濾)微濾(MF)又稱微孔過濾,它屬于精密過濾,其基本原理是篩孔分離過程。在壓力作為推動力的作用下,溶劑、水、鹽類及大分子物質均能透過薄膜,而超大分子、顆粒直徑>膜孔徑的物質均被滯留下來,以達到分離的目的,進一步使溶液凈化。超濾(UF)是介于微濾和納濾之間的一種膜過程,膜孔徑在0.05um至lnm分子量之間。超濾是一種能夠將溶液進行凈化、分離、濃縮的膜分離技術,超濾過程通常可以理解成與膜孔徑大小相關的篩分過程。以膜兩側的壓力差為驅動力,以超濾膜為過濾介質,在一定的壓力下,當水流過膜表面時,只允許水及比膜孔徑小的小分子物質通過,達到溶液的凈化、分離、濃縮的目的。超濾是根據物料組份分子量的大小對溶液進行選擇性的分離,分子量的范圍由幾千至幾百萬不等。主要應用于酶、蛋白質、多肽、細胞、病毒及多聚糖的純化和濃縮,以及抗生素發酵液的澄清、脫色等領域。反滲透(RO)是利用反滲透膜只能透過溶劑(通常是水)而截留離子物質或小分子物質的選擇透過性,以膜兩側靜壓為推動力,而實現的對液體混合物分離的膜過程。反滲透過程就是在壓力的推動下,借助于半透膜的截留作用,將溶液
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