基本信息
- 项目名称：
- 果皮中紫外吸收剂的提取与筛选
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文系统地研究了不同提取方法、不同提取溶剂及其浓度、超声波温度、功率、提取时间对果皮中紫外吸收剂提取效率的影响，通过实验，找到了最佳提取条件，且橘子皮紫外吸收剂的含量高于橙子皮和柚子皮。在提取方法上，用到的超声波提取法，该方法即经济、省时又操作方便、提取效率高，具有一定的科学性和先进性。利用橘子皮提取液作为化妆品添加剂，不仅能变废为宝还安全、环保，是一种发展前景很好的化妆品新型紫外吸收添加剂。
- 详细介绍：
- 近年来，大气臭氧层遭到严重破坏，随着臭氧的耗损，太阳紫外线辐照强度不断增强，且紫外线辐射具有累积效应，对人们的影响将越来越大。紫外线是指波长为200 nm-400 nm的射线，按波长不同，又可分为UVC(200 nm-280 nm)、UVB(280 nm-320 nm)、UVA (320 nm-400 nm)3个区段，其中UVC几乎全部被大气阻滞，对人体不造成伤害。真正透过大气臭氧层的阻隔而到达地球表面的紫外线中UVB占1％；UVA占99％。UVB是引起皮肤晒伤出现红斑的主要因素，而UVA的穿透能力则较强，它能穿透皮肤表层直接到达真皮层，事实证明长期暴露于紫外辐射之下会引起皮肤晒伤，促使皮肤过早地老化，损伤皮肤内的免疫细胞，抑制系统免疫功能，甚至可引起严重的组织损害，导致皮肤癌。[1-2] 天然植物紫外吸收剂的提取分离是植物有效成分提取中最为关键的环节之一。常用的提取方法很多，有传统的浸泡水提法、索氏提取法、超临界CO2萃取法、高速逆流色谱分离法、超声萃取法等，笔者曾用超声提取法提取中药黄芪中有机氯农药【3】效果很好，本实验也表明超声提取法确实较其它提取法具有经济、省时、操作方便、提取效率高等优点。 实验主要做了以下几个方面： 1.选择了提取溶剂的种类及溶剂的浓度 溶剂的种类考察了乙醇、醋酸和氢氧化钠；浓度考察了乙醇（30%、50%、70%、95%、100%），醋酸（3%、5%、10%、20% 、30%）、氢氧化钠（0.1 、0.5 、1.0 、1.5 、2.0 mol/L）。 结果见表1： 表1 提取溶剂种类及最佳浓度下提取橘子皮、橙子皮和柚子皮紫外吸收值 提取溶剂 果皮 相应波长下的吸光度值 280 nm 320 nm 340 nm 400 nm 70%乙醇 橘子 0.289 0.120 0.112 — 橙子 0.366 0.191 0.113 — 柚子 0.282 0.190 0.163 — 3%醋酸 橘子 0.231 0.102 0.087 — 橙子 0.203 0.178 0.089 — 柚子 0.198 0.102 0.036 — 0.1 mol/L氢氧化钠 橘子 0.551 0.389 0.416 0.089 橙子 0.392 0.027 0.301 0.072 柚子 0.283 0.218 0.264 0.081 实验表明0.1 mol/L氢氧化钠做提取溶剂提取效率最好。 2. 比较了不同提取方法提取效率 比较了超声波提取法、常规浸泡法提取法和索氏提取法的提取效率，结果超声波提取法好于常规浸泡法提取法和索氏提取法。见表2 表2 三种提取方法吸光度值的比较 样品 最大波长下的吸光度值（λmax=280nm） 超声提法 常规浸法 索氏提取法（提取12h） 橘子皮 0.551 0.425 0.430 橙子皮 柚子皮 0.392 0.359 0.252 0.283 0.234 0.232 3. 超声波提取法最佳条件的选择 考察了超声温度、功率，提取溶剂的用量及提取时间，结果表明以0.1 mol/LNaOH为提取溶剂，用量100 mL，超声温度70 ℃，功率80 W，提取时间20 min，提取效率最高。 3 结论 由三种样品在250 nm-400 nm波长范围内的吸光度值可见，橘子皮提取液的吸光度值都要高于橙子皮和柚子皮。即橘子皮中紫外吸收剂的含量高于橙子皮和柚子皮。 随着环境的不断破坏，紫外线辐照对人们的影响越来越大。现在人们的防护意识不断增强，国际上“回归大自然”的呼声也日益增高，紫外线吸收剂必定会应用到各个领域当中。当然开发安全、有效的防紫外线辐射产品，特别是开发纯天然的高安全性、无副作用的紫外吸收添加剂，将成为本世纪各个行业的研究重点，相信会有越来越多的天然防紫外线产品被开发利用。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 由于大气污染越来越严重, 臭氧层日益稀薄, 到达地面的紫外线辐射强度不断增加，随着人们对紫外线危害的认识和自我防范意识的加强, 对防晒产品的要求不断提高。目前市面上使用较多的防晒剂是有机物质防晒剂和无机盐类防晒剂，有机物质大多是油溶性，其中一些对皮肤有局部刺激作用，少数甚至被认为有致癌作用。减少化学防晒剂的使用量,改善防晒化妆品的性能, 提高产品安全性, 一直是防晒化妆品生产者们努力的方向。
科学性、先进性及独特之处
- 本文研究不同提取方法、不同提取溶剂及浓度、超声波温度、功率、提取时间对果皮中紫外吸收剂提取效率的影响，通过实验，找到了最佳提取条件，在此条件下，提取的橘子皮紫外吸收剂含量高于橙子皮和柚子皮。用超声波提取法经济、省时、操作方便且提取效率高，具有一定的科学性和先进性。这样既能变废为宝又安全、环保，是一种发展前景很好的新型紫外吸收添加剂。这种纯天然健康的防晒品既降低了对人类的伤害又减小了环境污染。
应用价值和现实意义
- 橘子皮富含大量的维生素C和香油精, 可作为芳香调味剂用于化妆品中并且橘子皮所含的橘皮油, 有温和的镇静作用, 能清肺祛痰、镇痛。橘子皮来源丰富、价廉、无副作用，无论从紫外吸收能力还是从经济效益来看, 都具有很好的应用前景。
学术论文摘要
- 以橘子、柚子、橙子的皮为样品，考察了不同提取方法、提取溶剂种类、提取溶剂浓度及超声波温度、功率对样品紫外吸收光谱的影响。实验表明橘子皮中紫外吸收剂的含量高于橙子和柚子的皮，最佳提取条件为：以0.1 mol/L氢氧化钠为提取溶剂，采用超声波提取法，超声温度为70 ℃，功率为80 W，提取时间为20 min。提取液在260 nm-400 nm范围内有两处吸收峰，而紫外线对人体造成伤害的范围为UVB (280 nm-320 nm)及UVA(320 nm-400 nm)两个区段。因此橘子皮中紫外吸收剂可作为人体防晒产品的添加剂。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]王雪梅,侯晓薇,王永智.植物紫外吸收剂的筛选研究[J].日用化学工业.2005, 3(35): 164-166. [2] 赵九章.高空大气物理学[M].北京:科学出社,1996:12-13. [3] 孟辉，刘晨明.中药材黄芪中农药残留量检测方法研究 [J].辽东学院学报(自然科学版),2009,16(3):23-26.
同类课题研究水平概述
- 在国内主要有芩芦凝胶、复配天然紫外吸收剂、沙棘油、扇贝多肽、人参和绿茶等，国外有芦荟、水飞蓟和陈皮等。但利用各种废弃果皮提取天然紫外吸收剂的还较少，因此我们选择了橘子皮、柚子皮，和橙子皮作样品，提取紫外吸收剂，实验表明橘子皮中紫外吸收剂的含量高于橙子和柚子的皮，提取液在260 nm-400 nm范围内有两处吸收峰，而紫外线对人体造成伤害的范围为UVB (280 nm-320 nm)及UVA(320 nm-400 nm)两个区段。因此橘子皮中紫外吸收剂可作为人体防晒产品的添加剂。
