肖希斌 陳勇 李穎 袁輝
摘要 從溫度、提取溶劑、料液比、提取時間、pH值、提取次數(shù)方面介紹了超聲波提取綠原酸的工藝,并將其與其他提取工藝進(jìn)行比較,以期為更好地利用超聲波提取綠原酸提供參考。
關(guān)鍵詞 綠原酸;超聲波提??;工藝條件
中圖分類號 TS255.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739(2018)17-0238-01
綠原酸,又名咖啡鞣酸[1]。在植物中分布廣泛,從高等雙子葉植物到低等蕨類植物均含有綠原酸。綠原酸是一種重要的生物活性物質(zhì),具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤、降血壓、降血脂等作用[2]。研究發(fā)現(xiàn),金銀花提取物中綠原酸在有機(jī)溶劑中較穩(wěn)定,可選擇甲醇或乙醇作萃取溶劑[3]。藥典中使用50%甲醇作溶劑,效果較好。此外,研究發(fā)現(xiàn),金銀花提取物中含有綠原酸以及其他成分,不宜采用紫外分光光度法進(jìn)行穩(wěn)定性研究。
1 超聲波提取工藝
1.1 超聲波提取生物活性物質(zhì)
超聲波指的是頻率在2×104~5×107 Hz的電磁波,是一種超出人類聽覺頻率的聲波。它同時又是一種機(jī)械波,在傳播過程中需要能量載體,這種能量載體叫介質(zhì)。
早在20世紀(jì)50年代,人們就利用超聲波提取花生油和啤酒花中的苦味素、魚組織中的魚油等。目前,超聲波萃取技術(shù)已被廣泛應(yīng)用[4]。超聲波在穿過介質(zhì)時會產(chǎn)生膨脹和壓縮2個過程,進(jìn)而促進(jìn)有效成分的提取[5]。
超聲波提取法具有諸多優(yōu)點:一是與傳統(tǒng)熱水浸提法相比,超聲波提取方法提取效率高,能夠成倍地提高提取量,并且提取過程中的雜質(zhì)少,這對后續(xù)的分離與純化非常好,縮短了分離純化時間,從而提高了提取效率[6]。二是在提取過程中沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),有效保護(hù)了物質(zhì)的生物活性。三是可以降低提取過程中的溫度,超聲波提取溫度一般在40~50 ℃之間,這對提取熱敏感物質(zhì)和不穩(wěn)定物質(zhì)非常有效。綠原酸是熱敏物質(zhì),對光線非常不穩(wěn)定,而超聲波提取綠原酸是一種非常好的選擇。四是超聲波提取方法操作簡便,能很好地控制超聲功率、超聲時間及溫度。超聲波提取生物活性物質(zhì)包括植物多糖、植物黃酮、植物多酚類、植物蛋白、植物皂苷、植物油脂等。以下主要探討超聲波在植物綠原酸提取方面的應(yīng)用。
1.2 超聲波提取綠原酸
用超聲波提取綠原酸需要一個最佳工藝。在綠原酸超聲波的提取中溫度、料液比、提取時間、提取溶劑、pH值以及提取次數(shù)等幾個條件影響較大。①溫度。綠原酸的鄰二酚羥基結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,高溫加熱易氧化分解,因而溫度過高會對綠原酸提取產(chǎn)生反作用[7]。但是,實際上溫度的影響并不是很大,而且整個超聲波提取過程是一個溫度不斷升高的過程。但是達(dá)到60 ℃后,溫度如繼續(xù)升高,得率則呈下降趨勢[8]。因此,只需保證溫度在60 ℃即可。②提取溶劑。一般綠原酸的提取溶劑有水、甲醇、乙醇3種。綠原酸在有機(jī)溶劑中比較穩(wěn)定,選擇溶劑時以甲醇或乙醇為好。根據(jù)藥典,使用50%甲醇作溶劑時,可以使得率最高,故溶劑應(yīng)選擇50%甲醇。事實證明,50%甲醇是最好的提取溶劑。③料液比。料液比選擇、溶劑用量直接影響到綠原酸類化合物的提取率,料液比選擇以能浸沒原料的最低溶劑用量為基礎(chǔ),不同的料液比提取效果也不同,故應(yīng)選擇最佳的料液比。根據(jù)何 鋼等的試驗,在超聲波頻率、提取時間和溫度一定的情況下,只改變料液比,當(dāng)料液比為1∶8時為一個轉(zhuǎn)折點。結(jié)果表明,綠原酸量隨溶劑量增加而增加,當(dāng)料液比超過1∶8后,增幅不大,因而取8倍原料的溶劑量為最好[8]。④提取時間。提取時間是個非常重要的因素。既要節(jié)約時間也要使得率達(dá)到最高。在其他條件都保持不變的條件下,根據(jù)尹 波等的單因素試驗結(jié)果,超聲波處理時間越長,綠原酸得率越大,但30 min后的差異很小,故超聲波處理時間應(yīng)該為30 min[9]。⑤pH值。不同pH值對提取綠原酸的影響很大。酸性條件有利于綠原酸的提取,但堿性條件會導(dǎo)致一部分綠原酸發(fā)生水解。閻巧娟等[10]研究表明,pH值約為4時,綠原酸的得率達(dá)45.20%,質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)36.59%,結(jié)果較好。⑥提取次數(shù)。超聲波的提取次數(shù)對綠原酸的得率有影響,一般來說次數(shù)越多得率越高,但是次數(shù)越多花費的時間和試劑也就越多,故要選擇一個合適的次數(shù)來保證經(jīng)濟(jì)和效率。一般來說,以2次為最佳,多于2次不僅得率提高不明顯,而且還浪費試劑。
2 與其他提取工藝的比較
2.1 浸提法
浸提法包括水提和有機(jī)溶劑提取。水提工藝簡單、成本低,但能耗高、生產(chǎn)周期長,且在提取時蛋白質(zhì)、多糖、鞭質(zhì)、黏液等大量水溶性物質(zhì)析出,過濾困難,因而產(chǎn)品純度低[11]。但是傳統(tǒng)水提法也還算是一種較好的提取方法,其優(yōu)點是無需有機(jī)溶劑,簡便易行,而且操作穩(wěn)定,重復(fù)性好[12]。有機(jī)溶劑提取法是利用甲醇、乙醇和丙醇等有機(jī)溶劑提取物質(zhì)的方法,其與水提一起被稱為水提醇沉。但是醇提法存在有機(jī)溶劑對環(huán)境有污染、回收成本高等缺點[13]。
2.2 索氏提取法
將乙醇或甲醇加入到樣本植物粉末中,放入索氏提取器回流處理4 h,將其提取液減壓濃縮、60 ℃干燥得浸膏,加適量水溶解浸膏,用乙酸乙酯作為萃取劑,將萃取液減壓濃縮、60 ℃干燥得提取終產(chǎn)物[14]。應(yīng)注意的是,用索氏提取法提取綠原酸時若所選溫度過高會導(dǎo)致得率降低。
2.3 微波提取法
微波提取法具有節(jié)省時間、提取率高等特點。取干燥的金銀花粉末,用少量乙醇溶液潤濕后,加入一定量的75%乙醇,將潤濕液用微波快速汽化處理70 s后用90 ℃水洗滌10 min,再用水提法得到提取物[14]。
2.4 超臨界二氧化碳法
超臨界萃取,又叫超臨界流體萃取技術(shù)(SFE)[13],通常以二氧化碳為溶劑。該法操作范圍廣,可有針對性地提取有效成分,同時萃取同蒸餾合為一體,不需溶劑,無污染,產(chǎn)品純度高。
2.5 其他提取方法
綠原酸提取方法還有很多,例如回流提取、滲漉法、超濾法、酶處理法等。不同提取方法具有不同的優(yōu)點和缺點。因此,在選擇提取方法的時候要慎重考慮。
3 結(jié)語
傳統(tǒng)的綠原酸提取工藝存在效率低、雜質(zhì)多、收率少等問題。在提取綠原酸時,要求提取溫度不能過高。超聲波提取作為一種新型提取技術(shù),具有被提取活性物質(zhì)不被破壞、提取時間短、提取效率高等優(yōu)點,特別適合于熱敏性物質(zhì)的提取。隨著超聲波在提取綠原酸中的應(yīng)用越來越廣泛,未來超聲波提取會有更好的發(fā)展前景。
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