綠原酸超聲波提取工藝研究概況

肖希斌 陳勇 李穎 袁輝

摘要 從溫度、提取溶劑、料液比、提取時(shí)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；超聲波提取；工藝條件

中圖分類號(hào) TS255.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 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(jué)頻率的聲波。它同時(shí)又是一種機(jī)械波，在傳播過(guò)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(guò)介質(zhì)時(shí)會(huì)產(chǎn)生膨脹和壓縮2個(gè)過(guò)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(diǎn)：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(guò)程中的雜質(zhì)少，這對(duì)后續(xù)的分離與純化非常好，縮短了分離純化時(shí)間，從而提高了提取效率[6]。二是在提取過(guò)程中沒(méi)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(guò)程中的溫度，超聲波提取溫度一般在40～50 ℃之間，這對(duì)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(duì)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(jiǎn)便，能很好地控制超聲功率、超聲時(shí)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(gè)最佳工藝。在綠原酸超聲波的提取中溫度、料液比、提取時(shí)間、提取溶劑、pH值以及提取次數(shù)等幾個(gè)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(guò)高會(huì)對(duì)綠原酸提取產(chǎn)生反作用[7]。但是，實(shí)際上溫度的影響并不是很大，而且整個(gè)超聲波提取過(guò)程是一個(gè)溫度不斷升高的過(guò)程。但是達(dá)到60 ℃后，溫度如繼續(xù)升高，得率則呈下降趨勢(shì)[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(shí)以甲醇或乙醇為好。根據(jù)藥典，使用50%甲醇作溶劑時(shí)，可以使得率最高，故溶劑應(yīng)選擇50%甲醇。事實(shí)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(méi)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(yàn)，在超聲波頻率、提取時(shí)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(shí)為一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。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(guò)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(shí)間。提取時(shí)間是個(gè)非常重要的因素。既要節(jié)約時(shí)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(yàn)結(jié)果，超聲波處理時(shí)間越長(zhǎng)，綠原酸得率越大，但30 min后的差異很小，故超聲波處理時(shí)間應(yīng)該為30 min[9]。⑤pH值。不同pH值對(duì)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(huì)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(shí)，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(duì)綠原酸的得率有影響，一般來(lái)說(shuō)次數(shù)越多得率越高，但是次數(shù)越多花費(fèi)的時(shí)間和試劑也就越多，故要選擇一個(gè)合適的次數(shù)來(lái)保證經(jīng)濟(jì)和效率。一般來(lái)說(shuō)，以2次為最佳，多于2次不僅得率提高不明顯，而且還浪費(fèi)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(jiǎn)單、成本低，但能耗高、生產(chǎn)周期長(zhǎng)，且在提取時(shí)蛋白質(zhì)、多糖、鞭質(zhì)、黏液等大量水溶性物質(zhì)析出，過(guò)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(diǎn)是無(wú)需有機(jī)溶劑，簡(jiǎn)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(duì)環(huán)境有污染、回收成本高等缺點(diǎn)[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(shí)若所選溫度過(guò)高會(huì)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(shí)間、提取率高等特點(diǎn)。取干燥的金銀花粉末，用少量乙醇溶液潤(rùn)濕后，加入一定量的75%乙醇，將潤(rùn)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(duì)性地提取有效成分，同時(shí)萃取同蒸餾合為一體，不需溶劑，無(wú)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(diǎn)和缺點(diǎn)。因此，在選擇提取方法的時(shí)候要慎重考慮。

3 結(jié)語(yǔ)

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(wèn)題。在提取綠原酸時(shí)，要求提取溫度不能過(guò)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(shí)間短、提取效率高等優(yōu)點(diǎn)，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(lái)越廣泛，未來(lái)超聲波提取會(huì)有更好的發(fā)展前景。

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