1、响应面设计优化喜树叶黄酮提取工艺本科毕业论文含开题报告 精品本科学生毕业论文题 目（中文）： 响应面设计优化喜树叶黄酮提取工艺 （英文）：Optimization of Extraction Process of Flavonoids from Camptotheca acuminata leaves Using Response Surface Methodology 院 （系） 生命科学与化学工程系 专业、年级 生物工程专业2009级 2013 年 5 月 10 日湖南科技学院本科毕业论文诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文（设计），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的
2、成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本科毕业论文作者签名： 年 月 日毕业论文任务书课题名称： 响应面设计优化喜树叶黄酮提取工艺 学生姓名： 王凯 系 别： 生命科学与化学工程系 专 业： 生物工程 指导教师： 王宗成 2013 年 01 月 13 日1、关键词： 响应面 喜树叶 黄酮提取 回流提取2、毕业论文（设计）内容要求：2.1 实验要求（1）探索喜树叶黄酮提取有哪些影响因素？那几个是主要影响因素？（2）本
3、论文利用乙醇回流提取的方法，探究设计优化喜树叶黄酮提取工艺，要求实验装置科学合理，可行性，有代表性。（3）采用的响应面分析是优越的分析法，要求严谨，综合分析。2.2 论文要求（1）经过系列实验，获取真实数据，保证论文论据数据的真实性。（2）在分析影响因素时要有实例支持，归纳论点时要有理有据。（3）行文结构合理，层次分明，格式规范。2.3 能力要求（1）通过完成毕业论文，掌握科研工作中查找文献数据并学会阅读文献。设计试验方案、分析解决实验中出现的问题以及实验资料和数据的分析处理能力。（2）通过实验，培养形成严谨科学的态度和一丝不苟的学习习惯。（3）通过本实验主要提升我们对于喜树黄酮提取的基础能力
4、，也可为其他植物叶黄酮的提取做出借鉴。（4）通过实验分析，掌握响应面分析Design-Expert 软件的使用的基础技能。2.4 主要研究方法： 查阅文献法 回流提取法 单因素分析法 响应面软件分析法 验证法3、文献查阅指引：1 曾淑燕，李映珍喜树生物学特性与栽培技术J广东林业科技，2007,23(1):118-1202 杨学义，朱立，孙超喜树资源及其开发利用J资源开发与市场，2007,23(7):618-6193 王晓梅，曹稳根黄酮类化合物药理作用的研究进展J宿州学院学报，2007,22(1):105-1074 王学利喜树叶总黄酮优化提取方案的研究J浙江林学院学报，2001,18(1):50
5、-525 黄瓒，李振申，王宗成楮树叶总黄酮提取工艺优化J湖南科技学院学报，2012,33(8):31-346 贾元慎，划志坤，傅一穷竹叶中黄酮类化合物的研究J竹子研究汇刊，1995,4(2):38-457 毕丽君，李慧水芹中总黄酮类化合物最佳提取工艺的研究J食品科学，1999,1(12):35-378 杨国恩，丽婷，陈福超声-微波协同辅助溶剂法提取喜树果中黄酮化合物的研究J光谱实验室，2010,27(1):27-31 9 杨小红，陈文姜，曼花等白术总黄酮鉴别及含量测定J湖南师范大学学报(医学版)，2008,5(1):16-1910 王永宏，张强，张兴响应面法优化Xenorhabdus nema
6、tophila发酵培养基的研究J西北农林科技大学学报(自然科学版)，2009,37(7):140-14611 逯家辉，王迪，郭伟良等.响应面法优化八角茴香中莽草酸的超声波提取工艺研究J林产化学与工业，2008,28(1):87-9212 安金双，王迪，马士淇等响应面法优化灰树花中多糖超声波提取工艺的研究J食品研究与开发，2008,29(6):11-1513 Shukla Y N, Archana Rani, Tripathi A K, et alAntifeedant activity of ursolic acidisolated from Duboisia MyoporoidesJPhyt
7、otherapy Research,1996,10(4):359-3604、毕业论文（设计）进度安排：2012年 9 月下旬，初步构思，摘取实验材料喜树叶。2012年10月上旬，查阅资料，明确论文方向。2012年11月中旬，进一步查阅有关文献资料，完善实验方案。 2012年12月至2013年4月，准备实验器材和原料按照实验方案进行实验，分析实验结果。 2013年4月至5月，撰写论文，准备答辩。系意见： 负责人签名： 注：本任务书一式三份，由指导教师填写，经系毕业论文领导小组审批后一份下达给学生，一份交指导教师，一份留系里存档。 毕业论文开题报告课题名称： 响应面设计优化喜树叶黄酮提取工艺 学生
8、姓名： 王凯 系 别： 生命科学与化学工程系 专 业： 生物工程 指导教师： 王宗成 2013 年 01 月 13 日 湖南科技学院本科毕业论文开题报告书论文（设计）题目响应面设计优化喜树叶黄酮提取工艺作 者 姓 名王 凯所属系、专业、年级 生化系生物工程专业2009级指导教师姓名、职称王宗成 助教预计字数10000开题日期2013.01.13选题的根据：1）说明本选题的理论、实际意义 2）综述国内外有关本选题的研究动态和自己的见解 喜树(Camptotheca acuminata Decne)属紫树科(Nyssaeeae)，别名旱莲木，是我国特有树种之一。主要分布于我国长江流域及以南地区，为
9、我国阔叶树中的珍品之一，具有很高的观赏价值，是绿化、美化环境的优良绿荫树和风景树，同样也是非常重要药用树种之一1。黄酮类化合物（flavonoids）是一类存在于自然界的、具有2-苯基色原酮（flavone）结构的化合物。它们分子中有一个酮式羰基，第一位上的氧原子具碱性，能与强酸成盐，其羟基衍生物多具黄色，故又称黄碱素或黄酮。黄酮类化合物在植物体中通常与糖结合成苷类，小部分以游离态（苷元）的形式存在。绝大多数植物体内都含有黄酮类化合物，它在植物的生长、发育、开花、结果以及抗菌防病等方起着重要的作用。黄酮广泛存在于植物的各部位，主要集中在花、叶、果实中，有研究指出，喜树叶中黄酮类化合物含量丰富。
10、大量研究显示，黄酮类化合物有强大的生理活性和药用价值，具有抗肿瘤、护肝、抗炎、抗菌、抗病毒、调节内分泌系统等诸多功效，同时还能抑制脂质过氧化作用、血小板凝集、毛细管渗透性以及脆性等3。此外，黄酮在食品中的应用也很广，它在食品中主要用于天然甜味剂、天然抗氧化剂、天然色素、保健食品等方面。 近些年来国内，从中草药中提取分离黄酮类化舍物的工作开得较为广泛。已从黄芩、水芹、银杏叶、竹叶和龙柏叶中提取分离了许多黄酮类化合物4。但目前对喜树的开发利用仅限于提取抗癌药物喜树碱，其资源没有得到充分利用，特别对叶子的开发利用相对较少。国内有研究涉及喜树叶提取的索氏提取法，水提取法，微波提取法等，还有正交实验研究
11、黄酮的提取，但对于响应面的应用在这个方面还没有涉及5-9。因此，本论文首创性地对喜树叶进行响应面设计优化黄酮提取工艺对开发喜树叶资源具有一定的研究价值和现实意义。 响应面分析法( Response Surface Methodology,RSM) , 将数学与统计学相结合, 采用多元二次回归方法作为函数估计的工具来拟合因素与响应值之间的函数关系, 依此可对函数的响应面和等高线进行分析来寻求最佳工艺参数10-11。相对于正交设计，响应面设计试验次数少、周期短，求得的同归方程精度高、能研究几种因素间交互作用的回归分析方法12-13。本论文在喜树叶的黄酮提取过程中, 以风干喜树叶为原料, 将单因素和
12、响应面分析法应用于乙醇回流提取喜树叶黄酮工艺, 研究回流提取的条件及其对提取结果即黄酮的得率的影响，寻求各因素的综合优化条件，提高喜树叶黄酮利用率以及为工业化生产提供一定的理论参考。主要内容：试验1 材料、试剂及仪器1.1 试验材料 原料：2012年9月下旬，喜树叶采自湖南科技学院校园，经清洗、烘干、粉碎，室温保存备用。1.2 主要试剂：芦丁标准品、95%乙醇，石油醚等其他试剂均为分析纯。1.3 主要仪器：T6 可见分光光度计、TE124S 电子天平、RE-52B 旋转蒸发仪。2 试验方法2.1 标准溶液的配制 称取约20mg芦丁标准品于称量瓶中置105烘箱下烘干至恒重,干燥器中冷却，精确称取
13、10 mg芦丁标准品，用70%乙醇定容至100 ml为标准液。2.2 黄酮含量测定标准曲线的绘制 分别取0. 0、1. 0、2. 0、3. 0、4. 0、5. 0 mL的0. 1mg/mL芦丁标准溶液于6支比色管中，分别加入0. 3 mL 5%亚硝酸钠，放置6 min，加0. 3 mL 10%硝酸铝后放置6 min,，再加1. 0mol/L NaOH 4.0mL，加70%乙醇定容至10 mL，摇匀，放置12min得测定液。以空白溶液作参比,在= 510nm处测吸光度,计算标准液浓度(C)与吸光度(D)的回归方程D = bC + k。2.3 样品处理方法 将叶片剪成约1 cm长度，用粉碎机粉碎，
14、再在105烘至恒重。采用Soxhlet提取法，以石油醚为脱脂剂,于43水浴中脱脂至充分除去样品中脂类和脂溶性色素。取出样品滤纸包，先置通风处晾干，再将滤纸包置烘箱中130 烘干，放入干燥器中冷却备用。2.4 黄酮的提取 脱脂后粉末按一定条件提取，将提取液抽滤，滤渣在相同条件下提取一定次数，合并滤液浓缩至约25 mL，转移至50 ml 容量瓶中，用70%乙醇定容至刻度，摇匀。取该溶液1.0 mL，转移至25 mL 容量瓶中，再用70%乙醇定容至刻度，摇匀。再取该溶液1.0 mL，置于10 mL 容量瓶中。2.5 测定方法 按照标准曲线绘制方法操作，测定吸光度，根据标准曲线计算出测定样品溶液总黄酮
15、浓度C。然后计算样品中总黄酮的提取率。总黄酮提取率（mg/g）=式中，C 为测定样品溶液总黄酮浓度（mg/mL）；N 为稀释倍数；V 为最初样品定容体积（mL）；m 为样品质量（g）。2.6 黄酮提取单因素试验2.6.1乙醇体积分数的影响 取样品1g，分别加入40%、50%、60%、70%、80%、90%的乙醇溶液，在70条件下萃取，回流提取120min，测定提取液黄酮含量，并计算得率。2.6.2提取温度的影响取样品1g，乙醇体积分数60%，分别于50、60、70、80萃取，回流提取120min，测定提取液黄酮含量，并计算得率。2.6.3提取时间的影响取样品1g，乙醇体积分数70%，在70分别
16、萃取，回流提取30min、60min、90min、120min、150min、180min，测定提取液黄酮含量，并计算得率。2.6.4提取次数的影响取样品1g，乙醇体积分数70%，在70萃取,回流提取120min，分别萃取1 、2 、3 、4次，测定提取液黄酮含量，并计算得率。2.6.5料液比的影响 取样品1g，乙醇体积分数70%，70分别于1:10、1:20、1:30、1:40、1:50萃取，回流提取120min，测定提取液黄酮含量，并计算得率。2.6.6不同粒度的影响取样品1g，乙醇体积分数70%，70分别于20目、40目、60目、80目萃取,回流提取120min，测定提取液黄酮含量，并计
17、算得率。2.7 响应面设计试验2.7.1在单因素实验的基础上从乙醇体积分数、提取温度、提取时间、不同粒度、提取次数、料液比等因素中精心筛选出3个对黄酮乙醇提取影响比较显著的因素，采用经典的三因素三水平Box-Behnken 试验设计进行响应面试验确定喜树叶中黄酮提取的最佳工艺。2.7.2 利用Design-Expert 软件对试验数据进行分析，得到实验结果。3 验证与考查3.1验证试验 根据筛选得到的最佳提取条件，平行提取3次，计算总黄酮的提取率。将试验所得数据列成表格，若根据最佳的提取条件所得的总黄酮的提取率均大于响应面设计中总黄酮的提取率，则所得出的最佳工艺条件合理，同时也表明此工艺具有较
18、好的稳定性。3.2撰写论文研究方法：1查阅文献法2回流提取法3单因素分析法4响应面软件分析法 5验证法完成期限和采取的主要措施：1 完成期限： 2012年 9 月下旬，初步构思，摘取实验材料喜树叶。2012年10月上旬，查阅资料，明确论文方向。2012年11月中旬，进一步查阅有关文献资料，完善实验方案。 2012年12月至2013年4月，准备实验器材和原料按照实验方案进行实验，分析实验结果。2013年4月至5月，撰写论文，准备答辩。 2 主要措施：中国学术期刊网，万方数据查找文献，回流提取，单因素分析，响应面设计分析。 主要参考资料：1 曾淑燕，李映珍喜树生物学特性与栽培技术J广东林业科技，2
19、007,23(1):118-1202 杨学义，朱立，孙超喜树资源及其开发利用J资源开发与市场，2007,23(7):618-6193 王晓梅，曹稳根黄酮类化合物药理作用的研究进展J宿州学院学报，2007,22(1):105-1074 王学利喜树叶总黄酮优化提取方案的研究J浙江林学院学报，2001,18(1):50-525 黄瓒，李振申，王宗成楮树叶总黄酮提取工艺优化J湖南科技学院学报，2012,33(8):31-346 贾元慎，划志坤，傅一穷竹叶中黄酮类化合物的研究J竹子研究汇刊，1995,4(2):38-457 毕丽君，李慧水芹中总黄酮类化合物最佳提取工艺的研究J食品科学，1999,1(12
20、):35-378 杨国恩，丽婷，陈福超声-微波协同辅助溶剂法提取喜树果中黄酮化合物的研究J光谱实验室，2010,27(1):27-31 9 杨小红，陈文姜，曼花等白术总黄酮鉴别及含量测定J湖南师范大学学报(医学版)，2008,5(1):16-1910 王永宏，张强，张兴响应面法优化Xenorhabdus nematophila发酵培养基的研究J西北农林科技大学学报(自然科学版)，2009,37(7):140-14611 逯家辉，王迪，郭伟良等.响应面法优化八角茴香中莽草酸的超声波提取工艺研究J林产化学与工业，2008,28(1):87-9212 安金双，王迪，马士淇等响应面法优化灰树花中多糖超
21、声波提取工艺的研究J食品研究与开发，2008,29(6):11-1513 Shukla Y N, Archana Rani, Tripathi A K, et alAntifeedant activity of ursolic acidisolated from Duboisia MyoporoidesJPhytotherapy Research,1996,10(4):359-360指导教师意见： 指导教师签名： 系意见： 签 名： 年 月 日开 题 报 告 会 纪 要时间2013年01月13 日 地点逸夫楼420与会人员姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）廖阳讲师余响华讲师
22、张祖姣助教刘小文讲师袁志辉讲师王宗成助教邵金华讲师何福林教授会议记录摘要： 一、各位老师：陈述要思路清晰，条理清楚，语言表达简洁明了，要有侧重重点，说话能力有待提高。报告时应把实验的目的，实验的主要方法和过程，实验的结果处理等概括性呈现，知道要做什么，怎么做，怎样做好。2、刘小文老师提问：你的实验中黄酮提取的主要方法是什么？我的回答：我的黄铜提取主要采用的是乙醇回流提取，利用分光光度计测吸光度，使用标准曲线求黄酮提取率。我的实验是从单因素实验的基础上选定几个关键因素，采用响应面设计及Design-Expert软件分析方法，这个是实验的重点，以此来寻求黄铜提取工的最佳综合工艺条件。 三、张祖姣老
23、师提问：黄酮的最佳可见光吸收波长是多少？影响黄酮提取的单因素有哪些？那个响应面的分析软件你会用吗？我的回答：510nm。影响黄酮提取的单因素主要有：乙醇体积分数，提取温度，提取时间，提取次数，料液比，不同粒度。Design-Expert软件，王老师已发给我，我目前正在学习使用。 会议主持人： 记 录 人： 2013 年 01 月 13 日指导小组意见负责人签名： 年 月 日系 意 见负责人签名：年 月 日注：此表由学生本人填写，一式三份，一份留系里存档，指导老师和本人各保存一份湖南科技学院毕业论文指导过程记录表毕业论文题目响应面设计优化喜树叶黄酮提取工艺学生姓名王凯学号200907002213
24、专业班级生物工程0902指导教师王宗成职称助教系（教研室）生化系指导过程记录指导内容记录(一)1.怎样查找黄酮提取工艺相关文献资料，特别是喜树黄酮提取工艺的研究现状。2.查阅相关实验研究生分析方法。了解和熟悉响应面分析法的原理和实际应用。3.确定研究方向，确定选题，规范选题名称。学 生 签 名： 2012年9月 18日指导教师签名： 指导内容记录(二)1.如何选择摘取喜树叶。2.摘回喜树叶的放置处理。学 生 签 名： 2012年 9月 25日指导教师签名： 指导内容记录（三)1.喜树叶样品处理方法细节及注意事项。2.实验仪器，如真空干燥箱，旋转蒸发仪的使用及注意事项。学 生 签 名： 2013
25、年 3月 1 日指导教师签名： 指导内容记录(四)1.实验相关溶液的配制。2.标准溶液的配制及标准曲线的绘制。3.显色反应操作的注意事项及分光光度计注意事项。学 生 签 名： 2013年 3月 4日指导教师签名： 指导内容记录(五)1.单因素试验的平行条件控制。2.黄酮提取液的稀释倍数计算确定。3.旋转蒸发仪回收乙醇的操作。 学 生 签 名： 2013年3月5日 指导教师签名：指导内容记录(六)1.单因素实验数据分析。2.利用Design-Expert 8.0进行经典的三因素三水Box-Behnken实验设计。学 生 签 名： 2013年 3月 7日指导教师签名： 指导内容记录(七)1.响应面
26、实验的分组开展。2.响应面实验注意事项。学 生 签 名： 2013年 3月 8日指导教师签名： 指导内容记录(八)1.实验数据处理及Design-Expert 8.0处理细节。2.实验数据响应面模型的方差分析3文章摘要及论文相关格式。学 生 签 名： 2013年 4月 5日指导教师签名： 答辩小组组长意见(对情况是否属实做出意见)组长(签名)： 2013年 4月 18 日湖南科技学院毕业论文答辩申请暨资格审查表学生姓名王凯学 号200907002213系 别生化系专 业生物工程班 级生物工程0902指导教师王宗成毕业论文题目：响应面设计优化喜树叶黄酮提取工艺内容综述（对毕业论文的研究步骤和方法
27、、主要内容及创新之处进行综述，提出答辩申请）：本论文首创性地对喜树叶进行响应面设计优化黄酮提取工艺，对开发喜树叶资源具有一定的研究价值和现实意义。本论文以风干喜树叶为原料，在喜树叶的黄酮提取研究中，将单因素和响应面分析法应用于乙醇回流提取喜树叶黄酮工艺，研究回流提取的条件及其对提取结果即黄酮的得率的影响，寻求各因素的综合优化条件，为提高喜树叶黄酮利用率以及为工业化生产提供一定的理论参考。 本实验首先对可能影响喜树叶黄酮提取的五个因素：料液比，提取次数，乙醇体积分数，提取温度，每次提取时间进行单因素试验，结果可以看出各因素与提取率的大致关系，并找出了三个显著影响因素即料液比，乙醇体积分数，提取温
28、度。然后以提取率为响应值，进行了经典的三因素三水平Box-Benhnken 试验设计，并通过Design-Expert软件对实验数据进行分析，得到相关响应面数据和分析结果。结果表明，乙醇回流提取喜树叶黄酮的最佳工艺条件为1:40料液比，60%乙醇，温度80，每次提取90 min，提取三次。这些结论为提高喜树叶黄酮利用率及其工业化生产提供了一定的理论参考。资 格 审 查 项 目是否01工作量是否达到所规定要求02文档资料是否齐全（任务书、开题报告、答辩申请、定稿论文及其相关附件资料等）03文档是否符合规范化要求04是否按时向指导教师提交全部正式材料05是否剽窃他人成果或者直接照抄他人设计（论文）
29、06是否为已公开发表的个人论著备选是否多人设计一个系统或者合作一个课题（多人设计一个系统或者合作一个课题）内容是否雷同系毕业论文（设计）工作领导小组意见：符合答辩资格，同意答辩 不符合答辩资格，不同意答辩（公章） 年 月 日注：此表为学生毕业论文（设计）定稿后申请答辩，及系领导小组对申请答辩学生进行资格审查时用；资格审查项目由指导教师填写。湖南科技学院本科毕业论文评审表论文题目响应面设计优化喜树叶黄酮提取工艺作者姓名王凯所属系、专业、年级 生化 系 生物工程 专业 2009年级指导教师姓名、职称王宗成 助教字 数10000定稿日期2013.4.10中文摘要研究显示，喜树叶中黄酮类化合 物含量相对丰富。为提高喜树叶中黄酮类化合物的提取效率，本论文在以风干喜树叶为原料, 用乙醇作提取剂，在喜树叶的黄酮提取工艺中, 将单因素试验和响应面实验设计分析法应用于回流提取喜树叶黄酮工艺, 研究回流提取的条件及其对提取结果即黄酮的得率的影响，寻求各因素的综合优化条件。本实验首先对可能影响喜树叶黄酮提取的五个因素：料
