王金丹
摘要:在收集國內絞股藍皂苷提取方法相關文獻基礎上,綜述絞股藍皂苷提取方法的研究進展,比較溶劑提取法、超聲輔助法、微波輔助法、微波輔助加酶法、微波超聲雙輔助提取法的優點和研究成果,為進一步開展絞股藍相關研究提供參考。
關鍵詞:絞股藍皂苷;提取;溶劑;超聲波;酶;微波
中圖分類號:R284.2? ? 文獻標識碼:A? ? 文章編號:1674-1161(2018)05-0076-02
絞股藍(Gynostemma pentaphyllum,GP)為葫蘆科絞股藍屬多年生草質藤木,又名五葉參、七葉膽,為傳統的藥食兼用天然藥植物。研究表明,絞股藍皂苷是絞股藍的主要活性成分,具有降血脂、抗誘變、抗衰老、增強免疫力和保護肝臟等作用。國內在絞股藍皂苷提取方法方面進行了大量研究。在查閱收集大量文獻的基礎上,綜述絞股藍皂苷提取方法的研究進展,為絞股藍皂苷的開發利用提供參考。
1 溶劑提取絞股藍皂苷
采用溶劑法提取絞股藍皂苷,通常以水、甲醇和乙醇等為提取介質,采用浸漬、滲漉、煎煮、回流等提取方式。
陳登豐等人以提取溫度、乙醇濃度、料液比、提取時間為考察因素,以絞股藍醇溶性浸出物、總黃酮含量和總皂苷含量作為綜合評價考察指標,采用正交試驗法優選的最佳提取工藝為:提取溫度90 ℃,乙醇濃度60%,料液比1∶50,提取時間60 min。
宋明珍等人以人參皂苷Rb1為標準品,比較甲醇、50%乙醇、75%乙醇、95%乙醇、水對絞股藍有效成分的提取效果,采用分光光度法測定提取物中絞股藍總皂苷的含量。結果表明:95%乙醇提取的總皂苷含量最高,其次為75%乙醇、50%乙醇、甲醇,水提取的總皂苷含量最低。
2 超聲輔助提取絞股藍皂苷
超聲波輔助提取是指在水浸提的同時加入超聲波。此法不僅能夠縮短提取時間、提高提取率,還可避免高溫對有效成分的影響。
陳通通等人研究乙醇濃度、提取時間、超聲波功率對絞股藍皂苷得率的影響,通過控制變量法篩選單因素,再對各因素進行正交試驗,得出最佳提取工藝為:以85%的乙醇為提取液,超聲功率300 W,提取時間60 min;其提取率(4.685 7%)遠高于水提法(1.341 8%),稍低于酶結合法(5.3942%)。乙醇濃度、超聲功率、提取時間對絞股藍皂苷的提取有較大影響。
3 微波輔助提取絞股藍皂苷
微波輔助提取是指在水浸提的同時加入微波。與常規提取法相比,微波輔助提取具有提取時間短、溶劑消耗小、提取率高、產品純度高等特點。
王永長等人以五葉絞股藍的梗和葉、七葉絞股藍的葉為材料,用水提法和微波輔助醇提法提取絞股藍總皂苷,并比較提取物中總皂苷含量的差異。結果表明:七葉絞股藍葉提取物中的總皂苷含量最高,五葉絞股藍葉次之,五葉絞股藍梗最低;微波輔助醇提法的效率高于水提法;微波醇提—石油醚萃取純化得到的樣品中總皂苷的含量最高(89.76%)。
4 微波輔助加酶提取絞股藍皂苷
微波輔助加酶提取采用果膠酶、半纖維素酶、纖維素酶等復合酶破壁,同時引入操作簡單、能耗小、效率高的微波提取技術,使絞股藍粉末在快速振動的微波電磁場中吸收電磁能,利用瞬間的內外壓力差使細胞破裂,增加絞股藍皂苷的溶出率。
張笛等人研究微波輔助酶法提取絞股藍皂苷的工藝,以改善傳統水提法的得率。采用響應面法確定復合酶最佳配比為:果膠酶∶半纖維素酶∶纖維素酶(質量比)為4∶5∶5;通過單因素試驗結合Box-Behnken設計法,確定提取的主要影響因素為復合酶添加量、酶解溫度、酶解時間、微波時間,在復合酶添加量1.8%、酶解溫度52 ℃、酶解時間2 h、微波時間4 min的條件下,絞股藍皂苷得率最高(7.88%);與傳統水提法相比,產品得率增加68.00%,且提取溫度較低,工藝可操作性強。
5 酶法輔助提取絞股藍皂苷
酶法提取具有快速、高效、反應時間溫和、易于控制等諸多優點。在提取過程中,為使酶的活性達到最大值,必須嚴格控制酶反應的酶添加量和時間,因此對添加量和時間有較高的要求。常用的提取酶有蛋白酶、纖維素酶、果膠酶,均具有較好的酶解效果。
伊長文以安徽野生絞股藍為原料,采用纖維素酶預先處理原料后,用酒精浸提獲得總皂苷提取液,并以齊墩果酸標準品為對照,利用分光光度法對提取液進行檢測。同時,在單因素試驗基礎上進行正交試驗,對絞股藍總皂苷的提取工藝進行優化,確定最佳工藝條件為:用0.5%纖維素酶在55 ℃下酶解1 h,用體積分數80%的乙醇(料液比1∶30)于70 ℃下提取25 min,絞股藍總皂苷的最大提取率為3.051%。
6 微波超聲雙輔助提取絞股藍皂苷
將微波—超聲波提取方法結合起來,通過合理優化使多種作用產生協同效應,既可避免單一提取方法的固有缺點,還能進一步提高提取效率,具有高效、節能的優點。
尤秀麗等人以絞股藍為原料,采用微波超聲雙輔助提取皂苷。在單因素試驗基礎上,采用響應面分析法優化提取工藝。結果表明:微波超聲雙輔助提取最優工藝參數為微波功率400 W、超聲時間60 min、乙醇體積濃度80%、超聲溫度51 ℃、微波時間117 s、液料比28∶1(mL/g);此條件下,絞股藍皂苷提取率為7.05%,與預測值的相對誤差為0.57%,與預測值相吻合。
程軼群等人采用響應面法優化絞股藍總皂苷的超聲—微波聯合提取工藝,并分析超聲、微波間協同作用效果。結果表明:最佳提取工藝為超聲功率50 W、微波功率613 W、微波時間145 s、提取溫度62 ℃、浸提時間12.8 min;此條件下,絞股藍皂苷得率為24.08±0.37 mg/g;超聲、微波協同作用顯著,且協同作用階段在提取過程中起主要作用。
7 其他提取方法
除上述提取方法外,還有一些研究采用其他提取技術,如動態連續逆流提取、減壓內部沸騰法提取、微生物發酵提取等,均取得了較好的提取效果。
易克傳等人在中試條件下,通過單因素試驗和正交試驗考察不同因素對絞股藍皂苷提取得率的影響,探討動態連續逆流提取絞股藍皂苷的最佳工藝。結果表明:動態連續逆流提取絞股藍皂苷最佳條件為提取溶劑溫度80 ℃、料液比1∶35(g/mL)、提取時間50 min;此條件下,絞股藍提取物平均得率為33.95%,皂苷得率為8.90%。
翁艷英等人通過單因素試驗分析減壓內部沸騰法提取絞股藍總皂苷的最佳工藝條件為:取5.0 g絞股藍粉末,加體積分數為70%的解吸劑(乙醇)8 mL,料液比1∶14(g/mL),于45 ℃下提取6 min,此條件下總皂苷提取率為5.35%;與傳統水提取法相比,該方法提取速度提高10倍,提取溫度及能耗較低。
楊婧娟等人以常規乙醇回流法、酶法及微生物發酵法提取絞股藍總皂苷,并比較3種方法的總皂苷含量、單體皂苷組分和抗氧化活性。結果表明:復合酶法提取法的絞股藍總皂苷含量達7.69%,比回流法提高31.00%,但皂苷組分轉化未見顯著效果;微生物發酵提取破壁效果最佳,提取物中絞股藍總皂苷含量達8.34%,比回流提取法相對提高了42.10%;經發酵處理后,絞股藍總皂苷中活性更強的次級苷組分(如絞股藍皂苷V-AH等)含量增加,對清除DPPH·的IC50值由1.544 mg/mL降至0.562 mg/mL,AEAC值提高至236.299±12.785 mg VC/g固形物。
8 結語
絞股藍具有營養豐富、藥食同源的特性,備受國內外關注。絞股藍皂苷是絞股藍的有效成分之一。通過試驗研究對比可知,不同提取方法和條件對絞股藍皂苷提取率影響較大,因此,開展絞股藍皂苷提取工藝研究對于絞股藍資源的進一步開發利用具有重要意義。
參考文獻
[1] 陳登豐,何孝金,魏道智.多指標綜合評分法優化絞股藍乙醇提取工藝[J].海峽藥學,2017,29(10):10-12.
[2] 張笛,曾慶梅,王琳,等.微波輔助酶法提取絞股藍皂苷工藝優化[J].食品科學,2016(12):1-6.
[3] 伊長文.酶法協同提取絞股藍總皂苷工藝優化[J].食品科技,2015(10):201-204.
[4] 尤秀麗,鄭建忠,陳熔,等.響應面法優化絞股藍皂苷微波輔助-超聲提取工藝[J].食品研究與開發,2016,37(12):52-56.
[5] 程軼群,張帆,周守標,等.超聲—微波聯合提取絞股藍皂苷工藝優化及協同作用[J].分析食品與機械,2016,32(9):135-140.
[6] 楊婧娟,何少貴,趙夢琦.不同方法提取絞股藍總皂苷的比較研究[J].食品工業科技,2016,37(16):269-272.
Research Progress on Extraction Methods of Gypenosides
WANG Jindan
(Benxi Chemical Industry School, Benxi Liaoning 117004, China)
Abstract: On the basis of collecting related literatures about the extraction methods of Gypenosides in China, this paper summarized the research progress of Gypenosides extraction method. The advantages and research results of solvent extraction, ultrasonic assisted extraction, microwave assisted extraction, microwave assisted enzymatic extraction and microwave assisted ultrasonic double assisted extraction were compared, in order to provide the reference for further research on Gypenosides.
Key words: Gypenosides; extraction; solvent; ultrasonic wave;enzyme; microwave