分析微波結(jié)合超聲波提取番茄紅素的工藝

王云鵬 許國(guó)平

【關(guān)鍵詞】微波;超聲波;番茄紅素;提取

目前來(lái)說(shuō)，在食品和醫(yī)藥以及飼料等領(lǐng)域中番茄紅素的應(yīng)用較為廣泛。其屬于天然類胡蘿卜素，具有多種功能活性，比如抗氧化和延緩衰老等?，F(xiàn)結(jié)合近年番茄紅素提取技術(shù)的研究進(jìn)行分析，為此技術(shù)的深度研究提供參考。

1番茄紅素的功能活性

從功能活性的角度來(lái)說(shuō)，番茄紅素具有以下功能：①防癌抗癌。膳食番茄紅素可以猝滅自由基，能夠激活免疫細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)癌癥預(yù)防。除此之外，通過(guò)切斷癌細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，使得癌細(xì)胞被餓死，抑制細(xì)胞擴(kuò)散等。②延緩衰老。番茄紅素具有很強(qiáng)的抗氧化能力，單個(gè)番茄紅素分子能夠猝滅上萬(wàn)個(gè)自由基，為優(yōu)質(zhì)的抗氧化劑。③其他功能。除了上述功能外，番茄紅素還具有保護(hù)心腦血管、增強(qiáng)免疫力等功能活性。

2番茄紅素提取技術(shù)的研究進(jìn)展

2.1超聲提取法番茄紅素的提取實(shí)踐中運(yùn)用超聲提取法，主要是利用超聲波的空化和機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的作用，破壞提取原材料的基質(zhì)細(xì)胞，增強(qiáng)傳質(zhì)以及傳熱效果，加速活性成分的釋放速度，不僅具有提取時(shí)間短和提取效率較高的優(yōu)勢(shì)，而且能夠節(jié)省溶劑，消耗的能源很少，提取的物品質(zhì)量?jī)?yōu)，應(yīng)用優(yōu)勢(shì)較強(qiáng)。借助超聲波具有的絮凝作用，能夠純化提取物，還有著不錯(cuò)的殺菌作用。用作番茄紅素的高效提取技術(shù)，超聲波工藝被很多研究者試驗(yàn)證實(shí)。部分學(xué)者為了能夠提高番茄紅素的提取率水平，通過(guò)分析優(yōu)化提出了超聲輔助提取凍干番茄粉中番茄紅素的工藝，通過(guò)和常規(guī)溶劑提取對(duì)比分析，提出了最優(yōu)工藝，工藝運(yùn)用條件如下：①液料比為41：1mL/g;②超聲溫度參數(shù)為55℃;③超聲波功率參數(shù)為18W/g;④超聲處理時(shí)間參數(shù)為15min。此工藝的應(yīng)用相比浸提法，提取率得到了提高，提高6.04%，提高了提取效率。

2.2微波提取法從當(dāng)前使用的提取技術(shù)來(lái)說(shuō)，微波提取技術(shù)屬于新型高效技術(shù)手段，其有著高速電磁波的穿透優(yōu)勢(shì)，能夠產(chǎn)生很多微波能，能夠快速集中作用在提取對(duì)象的細(xì)胞壁，使得細(xì)胞內(nèi)部的水分和有機(jī)溶劑加速升溫、升壓，造成細(xì)胞壁破裂的發(fā)生，加速提取物的溶出，能夠快速提取，提取效果得以保障，同時(shí)還提高了番茄紅素的提取效率。從番茄紅素的使用來(lái)說(shuō)，其為脂溶性色素，傳統(tǒng)的提取工藝下萃取時(shí)間花費(fèi)較多。究其原因，有機(jī)溶劑難以高效滲透穿過(guò)物質(zhì)的細(xì)胞膜以及細(xì)胞壁，因此無(wú)法高效提取。采用微波提取技術(shù)，發(fā)揮微波的高輻射能量實(shí)現(xiàn)穿透細(xì)胞壁，提高番茄紅素的提取效率。相比其他番茄紅素的提取技術(shù)，采用的微波提取技術(shù)，具有高速和快速的優(yōu)勢(shì)。其所具有的較強(qiáng)穿透能力以及迅速升溫作用，可以相對(duì)徹底地破壞細(xì)胞壁，促使目標(biāo)產(chǎn)物更容易溶解，增強(qiáng)了脂溶性色素的提取效率。不過(guò)需要注意的是，采用的微波提取技術(shù)，極易使得熱量聚集，造成番茄紅素降解問(wèn)題，所以要高度重視。

3微波結(jié)合超聲波提取番茄紅素的工藝應(yīng)用

劉俊紅等在微波結(jié)合超聲波提取番茄紅素的工藝研究中，選擇成熟的沙石西瓜作為實(shí)驗(yàn)原料，通過(guò)添加促效劑蔗糖溶液經(jīng)過(guò)充分研磨獲得西瓜汁，后期利用微博超聲波，開展細(xì)胞破碎處理，添加提取劑石油醚，來(lái)提取番茄紅素。此研究主要分析了研磨操作時(shí)蔗糖質(zhì)量濃度以及微波處理功率等各類因素，其給番茄紅素提取量造成的影響?；趩我蛩卦囼?yàn)，組織開展正交試驗(yàn)，獲得了西瓜番茄紅素的最優(yōu)化提取工藝條件。試驗(yàn)結(jié)果如下：在0.7%蔗糖溶液的輔助研磨處理下，經(jīng)過(guò)微波80W進(jìn)行60s的處理，選擇液固比為6：1的石油醚當(dāng)作提取劑，同時(shí)結(jié)合超聲波技術(shù)處理，提取的番茄紅素量結(jié)果為64.6μg/g。此研究提出了以下改進(jìn)建議：①使用蔗糖溶液作為促效劑，在實(shí)際應(yīng)用中僅能加快番茄紅素溶于試驗(yàn)有機(jī)溶劑的速度，不能改變有機(jī)溶劑的提取能力。在深度研究時(shí)可以基于此特性探究多次提取操作對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的影響。②因?yàn)槲鞴先克幬恢貌町悤?huì)造成番茄紅素含量多少不同，所以在分析時(shí)將西瓜去籽使用粉碎攪拌機(jī)進(jìn)行破碎處理打勻，確保番茄紅素含量整體的均勻性。③運(yùn)用微波結(jié)合超聲波工藝，進(jìn)行番茄紅素的提取，提高了其細(xì)胞內(nèi)釋放速度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)提取時(shí)間以及有機(jī)溶劑使用量的節(jié)約。因?yàn)檫x用的方法差異加之溶劑不同，所以處理?xiàng)l件也不同，可以考慮優(yōu)化超聲波處理操作的條件，全面提高提取效率。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，微波結(jié)合超聲波提取番茄紅素的工藝，在實(shí)際應(yīng)用中能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，發(fā)揮著積極的作用。文中結(jié)合當(dāng)前番茄紅素的研究，對(duì)微波提取技術(shù)和超聲波提取技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和不足，進(jìn)行了分析。