任奕
摘要:以靈芝三萜類成分的提取工藝研究成果為基礎,介紹溶劑提取、超聲波提取、酶解提取等傳統提取方法,以及高壓超臨界CO2提取、高壓脈沖電場提取等現代提取方法的研究進展,為進一步開展靈芝相關研究提供參考。
關鍵詞:靈芝;三萜類成分;提取工藝;提取率
靈芝(Ganoderma Lucidum Karst)是孔菌科真菌靈芝的子實體,為我國傳統的藥食兼用的大型真菌,其孢子、菌絲和子實體均可利用,具有祛病延年、滋補強壯的作用。靈芝三萜化合物是從靈芝中分離出來的一類具有生物活性的成分,具有較強的生理活性,能夠增強免疫力、延緩衰老、抗腫瘤、抗病毒、降低膽固醇等。為有效提取靈芝中的三萜類成分,諸多學者對相關提取工藝進行研究和優化,旨在為靈芝三萜類成分的開發利用提供數據支持和試驗基礎。
1 靈芝三萜類成分的提取技術
1.1 溶劑提取法
溶劑提取法包括乙醇熱提、乙醇回流提取、冷凝回流提取和索氏提取等。其中乙醇回流提取法較為常用。
李康等為確定破壁靈芝孢子粉中總三萜的最佳提取工藝,并對其體外抗腫瘤活性進行評價。最佳提取工藝條件為:95%乙醇,液料比60∶1,在85 ℃條件下回流提取2 h,提取2次,總三萜的含量可達6.45%。
段曉穎等優選靈芝總三萜最佳提取與精制工藝參數時,以靈芝總三萜、靈芝酸A為考察指標,通過均勻設計確定總三萜提取最佳工藝參數。靈芝總三萜提取工藝為8倍量,用900 mL/L乙醇提取3次,每次100 min,提取率達88.39%。
1.2 超聲輔助提取法
超聲波輔助提取是利用超聲波的空化作用、機械作用和熱效應等加速細胞內有效物質的釋放、擴散和溶解,不僅提取率高,而且能夠避免高溫對有效成分的影響。
王石磊等選取云南文山產的竹靈芝作為研究對象,考察乙醇濃度、溫度、料液比、提取時間等不同提取條件對靈芝中三萜類成分提取得率的影響,再利用正交試驗法優化提取條件,最終確定最佳提取條件為:乙醇濃度100%,料液比1∶20,浸提溫度40 ℃,提取時間20 min,提取得率達1.8%。
1.3 酶輔助提取法
酶解法提取靈芝三萜類成分時,主要是利用酶解使靈芝結構變得松散,降低與原料的結合力,從而使三萜類成分浸出。
丁霄霄等以靈芝子實體為原料,在酶解時間、酶解溫度和酶解pH單因素試驗的基礎上,利用響應面法優化復合酶酶(纖維素酶、半纖維素酶、木瓜蛋白酶)提取靈芝總三萜的工藝條件。酶解處理時間、溫度和pH分別為90 min、50 ℃和5,酶解處理后的原料用無水乙醇在80 ℃水浴回流提取2 h,提取得率為1.29%±0.04%,與理論預測值1.28%接近。復合酶提取方法簡單、效率高,可用于提取靈芝總三萜。
劉曉艷等利用響應面法對靈芝總三萜的提取工藝進行優化,同時對其抗氧化活性進行研究。在單因素酶解時間、酶解pH、酶解溫度和酶用量的基礎上,以纖維素酶、果膠酶和中性蛋白酶的用量為自變量,以靈芝總三萜得率為響應值進行響應面試驗設計,得到最優提取條件為:酶解時間80 min、提取pH 5、酶解溫度50℃、纖維素酶∶果膠酶∶中性蛋白酶為2.11∶0.86∶2.09,該條件下的預測值1.02%、實際值為0.99%,相對誤差2.9%。在抗氧化試驗中,靈芝提取液對DPPH自由基和羥基自由基有一定的清除能力,且具有較好的還原能力。
1.4 微波-超聲波協同提取法
微波-超聲波協同提取法充分利用微波的高能作用和超聲波振動的空穴作用,克服常規微波提取和超聲波提取的不足。
梁磊等探索微波-超聲波協同提取對靈芝三萜的提取工藝及提取產物的抗氧化活性時,在單因素試驗的基礎上,選擇微波功率、超聲波功率、乙醇濃度和提取時間4個因素,通過響應面分析進行工藝優化。結果顯示,在乙醇含量75%、微波功率650 W、超聲波功率730 W、提取時間20 min的條件下,靈芝三萜的提取率達13.18 mg/g,其中靈芝酸A含量為2.5 mg/g。
1.5 高壓超臨界CO2提取法
高壓超臨界CO2提取法是指提高超臨界CO2提取壓力,通過增加超臨界CO2介質的密度和溶解能力,從靈芝細粉中提取出更多的靈芝三萜成分。
華正根等采用不同高壓的超臨界CO2提取法提取靈芝細粉中的靈芝三萜和甾醇成分,通過高效液相色譜(HPLC)測定靈芝三萜和甾醇的含量,并與傳統的乙醇回流提取法進行比較。研究表明,當提取壓力85 MPa、提取溫度50 ℃、提取時間4 h時,靈芝三萜含量為1.35%,麥角甾醇含量為0.32%,分別比傳統乙醇回流提取法提高46.7%和60%。HPLC圖譜表明,高壓超臨界CO2提取法的三萜和甾醇含量高、成分種類多。
1.6 亞臨界水提取法
亞臨界水提取技術是在一定壓力下,將水加熱到100 ℃以上臨界溫度374 ℃以下,通過調節溫度控制水的介電常數,從而改變水的極性。此法具有提取時間短、提高率高、能耗低、綠色無毒、后續分離純化方便等優點。
徐瑞聆設計單因素試驗,考察提取溫度、時間、液料比、提取次數對靈芝酸類成分提取的影響。優化的靈芝酸亞臨界水提取工藝為:液料比為11,于140 ℃、5 MPa條件下提取5 min。亞臨界水提取法與索氏提取法的提取量相當,較超聲提取法高,但耗時更短,且不需要有機溶劑,有利于保護環境。
1.7 高壓脈沖電場輔助提取法
劉俊麗等利用高壓脈沖電場對靈芝孢子粉進行破壁試驗,以期提高其破壁率。結果表明:對靈芝孢子粉破壁率的影響大小依次為電場強度>脈沖個數>脈沖寬度。最優工藝參數為:電場強度25 kV/cm、脈沖寬度80 μs、脈沖個數4萬個,破壁率可達66.74%±0.03%,多糖和總三萜溶出量分別達到(0.99±0.11)g/100 g和(1.79±0.03) g/100 g。
2 結語
靈芝中三萜類成分的提取方法有溶劑提取法、超聲波提取法、酶解提取法、亞臨界水提取法、高壓超臨界CO2提取法、高壓脈沖電場提取法等。這些提取方法各具優點和缺點,其中溶劑提取法收率較低,生產周期較長;超聲波提取、高壓超臨界CO2提取等現代提取法的效率和提取物純度高,生產周期短,操作簡單。開展靈芝三萜類成分提取工藝研究,對靈芝資源的進一步開發利用具有重要意義。
參考文獻
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