李 星 李 靜
(1西昌學院農業科學學院,四川西昌 615000;2海南大學園藝學院,海南海口 570000)
蘆丁也被稱為維生素P、蕓香苷、路丁、路通、絡通等,于1842年首次從植物蕓香中被分離出來[1]。其化學分子式為C27H30O16·3H2O,相對分子量為610.51,呈淡黃色的粉末狀或非常細的淡黃色針狀結晶體,無味,見光易發生變質,需遮陰保存,其熔點為177~178℃,在甲醇、堿液和吡啶中較易被溶解,微溶于水,在熱水和乙醇中可以被溶解,在冷水、乙酸乙酯和丙酮中難以被溶解,在苯、乙醚石油醚等物質中不能被溶解。蘆丁不僅能夠預防毛細血管脆化和心血管等方面的疾病,而且還具有清除自由基、抗氧化、抗過敏、抗腫瘤、抗病毒、解痙、鎮咳、鎮痛、降血脂、降血糖、抗急性胰腺炎、促進血管舒張等方面的作用[2-5]。槐米是豆科植物槐樹(Sophora japonica L.)的干燥花及蓓蕾,其干燥花被稱為槐花,蓓蕾被稱為槐米[6]。槐米性寒涼,有苦味,歸肝、大腸經,具備止血、降血糖、降血壓、抗菌以及提高免疫力等功效[7-9],是我國提取蘆丁的主要原材料。
本文對近年來從槐米中提取蘆丁的方法進行了總結比較,以期為蘆丁提取工藝的改進提供一定參考。
此法的原理是蘆丁在較強的堿水溶液中能夠被溶解,在酸性條件下能夠被酸化析出結晶體。李應墀等[10]以槐米粗粉為原材料,以飽和石灰水為浸提劑,用0.5%亞硫酸鈉溶液進行結晶。廖華衛等[11]研究發現,煎煮法中提取次數和提取時間對蘆丁的提取效果影響較大,以細粉槐米藥材為原料,溶劑2500 mL、提取時間40 min、提取3次為從槐米中提取蘆丁的最佳提取條件。
滲漉法是將粉碎后槐米置于滲漉筒中,由上部不斷添加溶劑,溶劑滲過槐米層向下流動過程中浸出蘆丁的方法。李應墀等[10]用硼砂水溶液和飽和石灰水進行滲漉。劉進月等[12]以飽和石灰水加氫氧化鈉溶液為提取溶劑,選擇適宜的濃度、用量、pH值等,可使蘆丁的獲得率提高至23%,所制得蘆丁粗品純度為93%。滲漉法的優點是操作簡單,適合于大批量生產。
該方法受到提取堿液pH值、固液比、提取時間與溫度等因素的影響。舒曉宏等[13]、楊新河等[14]用堿提酸沉法提取槐米中蘆丁,最佳工藝為以3%硼砂水溶液為提取劑,固液比為1∶12,之后用飽和的氫氧化鈣調節pH值為9,在95~100℃溫度條件下提取30 min,同法重復提取1次,用鹽酸調節pH值為3后靜置沉淀。童 婧[15]等對熱水提法、乙醇浸提法和堿提酸沉法等3種方法提取槐米中的蘆丁進行了對比,發現堿提酸沉法所獲得的蘆丁產品的純度最高,可達98.1%。其最優操作條件為以槐米粗粉為原材料,加入8倍體積的溶劑,用硼砂緩沖液和飽和石灰水將酸堿值調至9,再以1%亞硫酸鈉作為抗氧化劑,操作30 min,重復操作3次,用鹽酸將酸堿值調至4。堿提酸沉法易于上手操作,且對環境造成的污染較小,成本也比較低,可以被應用在大規模的工業化生產中。
該方法是以乙醇為提取劑,采用水浴回流法。張來新[16]采取沸水浸提法、堿提酸沉法、乙醇回流提取法等3種不同的方法對槐米中蘆丁進行了提取。結果表明,乙醇回流提取法是3種方法中蘆丁獲得率最高的,回流時間以5~6 h較為適宜。涂瑤生等[17]研究了用乙醇回流提取法提取槐米蘆丁的最佳工藝條件,結果表明,用70%乙醇提取槐米3次,每次1 h,提取液濃縮至無醇味靜置形成結晶后,離心,再用水洗滌3次,蘆丁純度可達89.82%。此方式相對簡便易行,所獲得產品雜質少,產量也比較高,但溶劑用量大、成本高,不利于工業化生產。
此方法以超臨界狀態下的流體作為溶劑,該流體兼有氣體和液體的優點,既能像氣體一樣容易擴散,又具備液體的溶解能力。陳庶來等[18]用超臨界CO2萃取槐米中的蘆丁,結果表明,蘆丁的極性較強、分子量較大,與SC-CO2的親和力較弱,用超臨界CO2直接萃取比較困難。需對原材料進行預處理,增大蘆丁與SC-CO2的親和力,得到粗提物后再用SC-CO2進行萃取。該方法在常溫下就可以進行,不需要有機溶劑作提取劑,不會對環境造成污染,但此法適合于萃取非極性、分子量較小的物質,對于萃取像蘆丁這樣的極性較強、分子量較大的物質,通常要在超臨界流體中加入適量的夾帶劑,以提高其溶解能力。
超聲提取法是利用超聲波的空化作用、機械效應和熱效應等加速胞內有效物質釋放、擴散和溶解,顯著提高提取效率的提取方法。
張祝蓮等[19]研究發現,采用超聲提取法提取蘆丁的最優操作條件:頻率為21.5 kHz的超聲波處置10 min,然后再靜止12 h。郭孝武[20]對比了超聲提取法和熱堿提取法對槐米蘆丁的提取效果,發現前者不需要進行加熱處理,只需要用頻率為20 kHz的超聲波處置30 min就能得到較高的提取率,而用熱堿法提取時,在浸泡32 min后,再煮沸20 min,提取率最高,再增加煮沸時間,提取率反而下降。季 梅等[21]對比了煎煮法、滲漉法、回流法和超聲法等4種蘆丁提取方法,發現超聲提取法是提取效果最好的方法,提取效率最高,所得的蘆丁產品純度也比較高。魏江存等[22]對影響超聲提取槐米中蘆丁效果的3個因素(溶劑濃度、料液比、提取時間)進行優選,結果表明,甲醇濃度為 80%、料液比(g/mL)為 0.1∶50.0、提取時間為40 min時提取效果最好。綜上,超聲提取法具有省時、節能、提取效率高等優點,但目前超聲提取法僅限于實驗室操作,很少應用于工業生產中。
微波輔助提取法的原理是微波能快速穿透提取介質,到達植物細胞后,植物組織內的水分和細胞內含物溫度迅速上升,連續的高溫使其內部壓力提高,導致細胞破裂、細胞內的內含物流出,目標產物由細胞內部轉移到提取液溶劑中。潘媛媛等[23]采取微波輔助提取法從槐米中提取蘆丁的最佳條件為乙醇濃度65%、微波時間4 min、微波功率320 W,此時提取效果最好。與傳統提取技術相比,微波輔助提取法具有高效、快速、選擇性好等優點,但此法目前基本還停留在實驗室內樣品的提取與分析,在工業化生產中的應用很少。
綜上所述,蘆丁在高血壓、高血糖以及心腦血管等多種疾病的治療上發揮著至關重要的作用,槐米中蘆丁的提取方法多樣但各有優缺點。堿提酸沉法需要加熱才能進行提取,因而常有一定的水解物產生;有機溶劑提取法相對來說比較復雜,需要對溶劑進行二次回收處理,成本較高,提取產品的純度也較低,還存在產品易被氧化變質和溶劑殘留等缺點;超聲提取法和微波輔助提取法雖具有快速、高效的優點,但不適于大規模生產。相信隨著提取技術快速發展,從槐米中提取蘆丁能夠盡快實現規模化生產。