任棟棟
(陜西理工大學化學與環(huán)境科學學院,陜西漢中,723000)
蘆薈的主要化學成分有:蒽醌類化合物、糖類、氨基酸和各種有機酸、維生素等。其中蒽醌類化合物是蘆薈苷的主要天然活性成分。經(jīng)研究表明,蘆薈是一種廣譜天然防曬產(chǎn)物,具有抗紫外線輻射損傷、抗炎癥、抗氧化損傷等作用,而其防曬的主要活性成分正是蒽醌類化合物。在食品、醫(yī)藥、美容保健等領域都有廣泛應用和特殊功效。作為蘆薈的主要成分蘆薈苷,在發(fā)揮各種功效中,具有不可忽略的作用。
在醫(yī)藥保健方面,蘆薈苷在人體免疫以及治療的過程,具有很高的利用價值,在醫(yī)藥界的受到高度重視,從而被認為是安全、有效、易用的一種天然藥物資源。蘆薈苷具有抗菌性,能幫助人體排出體內污物;其次,蘆薈苷凈化血液、軟化血管、降低血壓和血液黏度、促進血液循環(huán)。在日用化學品方面,尤其是在化妝品中,由于蘆薈中的有效成分例如多糖、有機酸等,具有抗衰老、防皺、增加皮膚彈性的作用,對美白、防曬、治療粉刺等也有顯著效果,被廣泛應用在各種高檔化妝品中。此外,其在洗衣液、肥皂、個人清潔品等方面也大量使用。隨著對蘆薈功能研究的日益深入,對蘆薈苷及蘆薈苷提取方法的研究也更加深入,其產(chǎn)品穩(wěn)定性和質量也得到了進一步提升。
在蘆薈苷提取過程中,主要是以是蘆薈為主要原料,并且利用一些相應的輔助有機溶液,進行浸泡和提取,其有機溶液為甲醇、乙醇、乙酸乙酯、異丁醇等。
在蘆薈苷提取過程中,主要是以DZ-1A型真空干燥箱、XS-402熒光顯微鏡、WD-9413B凝膠成像分析儀、KQ3200超聲波清洗器等為主要設備。
浸提法基本原理是相似相溶原理。在一定質量的蘆薈干粉中加入溶劑以能浸透樣品稍過量為宜,定時攪拌震蕩,然后靜置一日以上,過濾,殘余物再加溶劑重復上述步驟浸提,如此3次。后兩次的浸提時間可以適當縮短。合并提取液,濃縮便得到蘆薈苷提取物。此法不需要加熱,必要時溫熱。此種方法步驟簡單,但該法提取時間過長,提取有效成分含量低,且所得提取物純度不高,因此在實際中應用較少。
可將蘆薈磨成粉末,放入索氏提取器中,在圓底燒瓶中加入適量溶劑,并水浴加熱,連續(xù)提取。此方法溶劑用量少,且由于樣品與新鮮溶劑的充分接觸,使得提取效率得到提高。但提取液受熱時間長,容易使蘆薈苷分解。有人將滲流法和索氏提取法相結合提取蘆薈苷[1],相比萃取法而言,得到更純、更細的蘆薈苷,但是實驗過程步驟較多,費時費力,且各步驟所需試劑種類也相對較多,在后續(xù)的操作中,容易把重金屬鉛離子帶入到溶液中,從而會造成安全問題。
有機溶劑萃取是植物有效成分提取的一種常用方法,原理是向被提取溶液中加入溶劑,利用化合物在兩種互不相溶或者微溶的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的不同,使化合物從一種溶劑轉移到另外一種溶劑。提取蘆薈苷常用的有機溶劑是乙醇、乙酸乙酯等。常用提取方法有:乙醇提取法、乙酸乙酯提取法、水浴回流提取法。
張翠利等人[2]在研究蘆薈苷提取工藝的過程中,認為乙醇濃度對蘆薈苷的提取率有很大影響,確定了提取最佳工藝條件為:乙醇濃度50%,料液比1∶15,提取時間60min,提取2次,最佳pH值為5。韓宗元等人[3]在實驗中,分別用乙醇和乙酸乙酯提取蘆薈中的蘆薈苷,乙醇所得提取率較乙酸乙酯高。
超聲波提取法屬于物理過程,其過程中被提取物的化學成分結構和性質不會發(fā)生變化,這是超聲波提取法最大的優(yōu)點。是一種被廣泛應用在植物有效成分提取的新技術。原理是利用超聲波的空化作用增大物質分子的運動頻率和速度,增加溶劑的穿透力,加強細胞內物質的釋放、擴散及溶解。具有費時少、得率高的優(yōu)點。但由于其對設備技術要求高,所以工業(yè)化應用還不成熟。
馬穩(wěn)等人[4]分析了超聲時間、料液比、甲醇濃度等因素對蘆薈中蘆薈苷提取率的影響,確定出最佳提取條件為:超聲時間40min,甲醇濃度60%,料液比1∶60。并將超聲波提取法與傳統(tǒng)水提取法作比較,最適提取時間大大縮短,得率由1.559%提高到1.792%。由此進一步說明了研究新型提取方法及優(yōu)化提取工藝具有極其重要的意義。而后相關學者對此種提取方法條件的優(yōu)化也在不斷更新,比如任海祥等人[5]利用超聲波提取法制備蘆薈提取液,確定了蘆薈提取液的最佳提取工藝。吉惠杰[6]利用超聲波輔助法進行正交實驗,同時也進一步優(yōu)化提取蘆薈苷的最佳工藝條件:乙醇濃度80%,料液比1∶55,超聲溫度35℃,超聲時間40min。
利用流體處于超臨界狀態(tài)時,既有氣體的特點(高滲透力、低黏度),又有液體相的特點(對于物質溶解能力,這種溶解能力能隨體系參數(shù)的變化而連續(xù)地改變,通過改變系統(tǒng)的溫度和壓力,調節(jié)各組分的溶解度,從而達到分離溶質的目的)??捎糜诔R界流體萃取的溶劑有很多,例如乙烯、二氧化碳、乙烷、丙烷、正庚烷等。超臨界萃取蘆薈苷時,二氧化碳是在工業(yè)上較為常用的溶劑。
盧智[7]通過對超臨界CO2萃取蘆薈中蘆薈苷的工藝的研究,得出對于用此方法提取蘆薈苷分離釜影響最小的是操作壓力、溫度以及CO2,認為采用乙醇作提取蘆薈苷夾帶劑能較好地實現(xiàn)蘆薈苷的超臨界萃取。同時還得出了超臨界萃取蘆薈苷萃取的最優(yōu)工藝條件。
作為一種新的提取方法,也逐漸地被應用到各種植物的提取當中。微波提取法是利用其熱效應,細胞不同部位物質對微波吸收的不同,其中富含水的部位水分汽化,導致細胞出現(xiàn)孔洞和裂紋,從而使細胞中的有效成分易于釋放,而獲得萃取。
朱亞玲等人[8]運用微波預處理技術提取蘆薈中的有效成分蘆薈苷,通過單因素實驗對預處理中各影響因素進行了實驗研究,確定了優(yōu)化的微波預處理提取工藝條件:潤濕時間30min、乙醇用量10 mL、乙醇濃度50%、微波功率340W、微波作用時間120s、洗脫溫度80℃、洗脫時間30 min、洗脫劑用量60mL。之后韓宗元等人進一步通過采用乙醇提取法、乙酸乙酯提取法、水浴回流提取法、超聲波提取法和微波提取法提取蘆薈苷,并探討5種提取方法對蘆薈苷產(chǎn)率的影響,確定微波提取法為最佳提取方法,得出最優(yōu)參數(shù)為:乙醇體積分46%,料液比1∶12 ,浸潤時間40 min,微波處理時間40 s,蘆薈苷產(chǎn)率為(0.78±0.03)%。同時,將微波法提取出的蘆薈苷,從溫度、酸堿度兩方面進行穩(wěn)定性的分析,得出最適宜的蘆薈苷保存條件:溫度15℃,pH1。那么在進行蘆薈苷的提取時,就應當注意不能使用過高溫度,以免破壞蘆薈苷結構。
蘆薈苷在現(xiàn)實生活中的廣泛應用,促使有關學者對其理化性質、功能及提取工藝進行深入研究。因此,對蘆薈的一些作用和價值進行有效分析非常必要,如果能夠通過相關工藝結果分析,清楚各種提取方式存在的差異性,就可以在一定程度上保證蘆薈苷產(chǎn)品的穩(wěn)定性,從而帶來更大的經(jīng)濟效益。
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[2] 張翠利,李錕,李欽. 蘆薈中蘆薈苷提取工藝研究[J]. 亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥,2010(8):25-27.
[3] 韓宗元,李曉靜,吳秀月,等. Box-Behnken法輔助微波提取蘆薈苷及穩(wěn)定性的研究[J]. 食品工業(yè),2016(9):88-93.
[4] 馬穩(wěn),宋力. 超聲提取蘆薈中蘆薈苷的工藝研究[J]. 食品工業(yè)科技,2008(9):191-192+194.
[5] 任海祥,史方超,喬立業(yè),等. 蘆薈提取物的制備工藝及其紫外吸收能力研究[J]. 藥學實踐雜志,2013(6):418-423.
[6] 吉惠杰,楊艷俊,薛俊禮,等. 超聲波提取蘆薈中蘆薈苷的工藝研究[J]. 黑龍江農(nóng)業(yè)科學,2015(2):94-98.
[7] 盧智. 超臨界流體萃取蘆薈苷的研究[J]. 食品工業(yè),2012(1):33-34.
[8] 朱亞玲. 微波細胞破碎提取植物中有效成分的研究[D].山東輕工業(yè)學院,2010.