超微粉碎技术在天然产物提取中的应用

岳贤田，杨继亮

（巢湖学院，安徽合肥238000）

超微粉碎技术在天然产物提取中的应用

岳贤田，杨继亮

（巢湖学院，安徽合肥238000）

超微粉碎技术是一种新型食品加工技术，在天然产物的提取过程中有广泛的应用，对超微粉碎技术的原理及其在天然产物多糖、有机酸、黄酮、皂苷、挥发油、色素、膳食纤维的提取方面进行了阐述，以便于广大科技工作者更好地开展天然产物提取方面的工作。

超微粉碎；天然产物；提取；应用

食品超微粉碎技术是食品加工业一种新的手段，对于传统工艺的改进、新产品的开发必将带来巨大的推动力。目前日本、美国市场上销售的果味凉茶、冻干水果粉、超低温速冻龟鳖粉［1］等都是应用超微粉碎技术加工而成的。国内从20世纪80年代始也将此技术应用于花粉破壁。

1超微粉碎技术的定义

超微粉碎，是指利用机械或流体动力的方法克服固体内部凝聚力使之破碎，从而将3 mm以上的物料颗粒粉碎至10 μm～25 μm的操作技术。是20世纪70年代以后，为适应现代高新技术的发展而产生的一种物料加工高新技术。超微细粉末是超微粉碎的最终产品，具有一般颗粒所没有的特殊理化性质，如良好的溶解性、分散性、吸附性、化学反应活性等。因此超微细粉末已广泛应用于食品、化工、医药、化妆品农药、染料、涂料、电子及航空航天等许多领域［2］。

2超微粉碎技术的特点［3］

2.1速度快可低温粉碎

超微粉碎技术是采用超音速气流粉碎、冷浆粉碎等方法，与以往的纯机械粉碎方法完全不同。在粉碎过程中不会产生局部过热现象，甚至可在低温状态下进行粉碎，速度快，瞬间即可完成，因而最大限度地保留粉体的生物活性成分，以利于制成所需的高质量产品。

2.2粒径细且分布均匀

由于采用超音速气流粉碎，其在原料上力的分布相当均匀。分级系统的设置，既严格限制了大颗粒，有避免出现过碎，得到粒径分布均匀的超细粉，同时很大程度上增加了微粉的比表面积，使吸附性、溶解性等亦相应增大。

2.3节省原料提高利用率

物体经超微粉碎后，近纳米细粒径的超细粉一般可直接用于制剂生产，而常规粉碎的产物仍需要一些中间环节，才能达到直接用语生产的要求这样很可能造成原料浪费。因此，该技术尤其适合珍贵稀少原料的粉碎。

2.4减少污染

超微粉碎是在封闭系统下进行，既避免了微粉污染周围环境，又可防止空气中的灰尘污染产品。故在食品及医疗保健品中运用该技术，微生物含量及灰尘便得以控制。

3超微粉碎技术在天然产物提取中的应用

3.1多糖

大量的研究发现，许多疾病的发生均与自由基损伤及免疫功能低下有关，多糖对自由基有较强的清除作用，具有免疫调节、抗氧化、降血糖、降血脂、延缓衰老等多种重要生理活性。

孙静［4］等以生姜为原料，利用超微粉碎提取得到生姜粗多糖，研究生姜粗多糖的抗氧化作用，对生姜粗多糖的还原能力，清除羟自由基和超氧自由基的能力及体外抗脂质过氧化能力进行测定。结果表明，生姜粗多糖具有一定的抗氧化能力，且随其浓度的增加而增强。

梅光明［5］等以茯苓为原料，利用超微粉碎技术对茯苓多糖和茯苓粉进行微细化处理，比较处理前后其理化性质的变化。结果表明：茯苓块中的多糖含量最高，茯苓加工边角料亦可作为多糖加工较好的原材料；较未处理的茯苓多糖粉和茯苓粉，经超微细化处理后，其理化性质有一定变化，更有利于在食品加工中的应用。

3.2有机酸

湿法超微粉碎法是把溶剂与植物原料一起加入超微粉碎机，利用超微粉碎对植物细胞壁进行一定的破坏，从而有利于细胞内和细胞间质内的有效成分快速溶出。有机酸具有抗菌利尿、降糖降压的作用。

阮丽红［6］等为了高效提取山茱萸中熊果酸，在单因素试验的基础上，采用正交试验法对湿法超微粉碎提取山茱萸中熊果酸工艺的条件进行优化。湿法超微粉碎提取山茱萸中熊果酸得率高、时间短，是一种提取山茱萸中熊果酸的适宜方法。

3.3黄酮

黄酮类化合物是天然产物中具有生物抗氧化性、抗衰老、治疗心脑血管疾病、降血脂等多种保健功能的主要生理活性物质。超微粉碎技术与以往的纯机械粉碎方法完全不同，在粉碎过程中不会产生局部过热现象，速度快，瞬间即可完成，因而最大限度地保留粉体的生物活性成分。

张蕾［7］等以经过超微粉碎后的荷叶为原料，研究了超微粉碎对荷叶中黄酮类物质提取的影响。结果表明：荷叶黄酮的提取率最高为6.71%，提取效率为98.24%。

杨春瑜［8］等研究了经过干、湿法超微粉碎后绿茶粉和原料绿茶中黄酮类物质提取率和风味物质含量的变化。采用水提和醇提2种方法比较绿茶中黄酮类物质的提取率，摸索了效果较好的醇法提取粗黄酮的最优条件：结果表明干法（球磨法）超微粉碎效果最好，其次是湿法（胶体磨），制冷粗粉碎法效果最差。粗黄酮通过大孔树脂纯化后，黄酮纯度提高显著。茶叶中的风味物质在粉碎后没有发生明显的变化。

3.4皂苷

现代药理学研究表明，皂苷具有抑制肿瘤、抗衰老、降低血脂、增强免疫力和保护心脏的作用。超微粉碎技术能在一定程度上破坏细胞壁，从而减小有效成分由内向外传质的阻力，增加了植物细胞的比表面积，使粉体有效成分溶出更迅速、完全。

邓美林［9］等对水提取绞股蓝超微粉总皂苷的工艺条件进行了研究。在提取过程中，通过单因素试验分析了粉碎度、浸提温度、浸提时间和固液比对提取率的影响。绞股蓝总皂苷提取率为4.35%。

贺建东［10］等研究湿式超微粉碎法与传统提取方法对三七总皂苷提取的影响及粉碎粒径与提取率的关系。湿式超微粉碎与提取同步完成，极大的提高了提取的效率，粉碎粒径与提取率并不呈现比例关系。

3.5色素

色素具有美容的功效，因此被广泛应用于食品、医药、化妆品和儿童玩具等领域。

高飞虎［11］等为优化超微粉碎辅助提取辣椒红素工艺，采用6种提取液对辣椒红素进行提取，对比结果，选择95%乙醇作为提取液。选择液料比、微粉细度、提取时间、提取次数为自变量，辣椒红素提取相对量为响应值，采用Box-Behnke，试验设计法，研究各自变量及其交互作用对辣椒红素提取相对量的影响，对实验数据进行回归分析，并作出响应面图，得到二次数学模型方程，确定出辣椒红素的提取最佳工艺参数。

3.6挥发油

经超微粉碎加工过的面粉、豆粉、米粉等，其口感以及人体吸收利用率得到显著提高。将麦麸粉、大豆微粉等加到面粉中，可用来改造面粉、制成高纤维或高蛋白面粉。

陈体强［12］等采用扫描电子显微镜观察比较原木灵芝孢子超微粉碎后的破壁形态，应用超临界流体萃取技术从破壁孢子粉中提取分离孢子挥发油。气相色谱-质谱联用分析其组分，结果表明超微粉碎后超临界萃取得到的灵芝孢子挥发油化学成分较为丰富。3.7膳食纤维

膳食纤维是人体的第七大营养元素，具有抗肿瘤、美容等功效，采用超微粉碎技术可以提高其性能。

周令国［13］等研究以豆渣为原料制备大豆膳食纤维粉的新工艺。采用湿法超微粉碎-挤压-喷雾干燥技术处理鲜豆渣，测定产品中膳食纤维含量和物化性能的多项指标。经过湿法超微粉碎-挤压-喷雾干燥工艺制备的大豆膳食纤维粉的可溶性膳食纤维（SDF）含量达到9.02%，比对照增加108.8%。

4展望

超微粉碎技术根据其特点，应用于天然产物提取领域，恰恰可以达到上述的一些效果。对物料进行微粒超微化处理，可以使其比表面积成倍增长，提高某些成分的活性、吸收率，并使产品的表面电荷、粘力发生奇妙的变化。

超微粉碎加工技术总发展趋势：发展生产效率高、成本低、产物粒度比表面积、化学组成、晶体形状、表面形貌、缺陷、粗糙度等可控性好、分散性好、产品质量稳定超细粉碎超微粉碎加工技术及设备。

［1］Kaye B H，Clark G G，Leblance J E.Image analysis proceduress for characterizing the fractal dimension［J］.Particle characteristic，1987（4）：120-125

［2］Young B D，Bryson A W，Van vliet B M.An evaluation of the technique of polygonal harmonics for the characterization of particle shape［J］.Powder technol，1990（63）：157-159

［3］Castelli M.A population at risk：prevaleuke of high cholesterol levels in hypertensive patients in the framingham study［J］.American Journal of Medicine，1986（80）：23-32

［4］孙静，杜丽娜.生姜粗多糖超微粉碎提取及体外抗氧化作用研究［J］.中国调味品，2012（37）：32-34

［5］梅光明，李孚杰，沈思，等.茯苓中碱溶性多糖的提取及其超微粉碎改性研究［J］.食品科学，2007（28）：278-283

［6］阮丽红，姜春鹏.湿法超微粉碎提取山茱萸中熊果酸工艺条件的优化［J］.湖北农业科学，2010（49）：2521-2523

［7］张蕾，乔旭光，占习娟，等.超微粉碎对荷叶黄酮类物质醇提工艺的影响［J］.食品与发酵工业，2006（32）：142-145

［8］杨春瑜，薛海晶，夏文水.超微粉碎对绿茶黄酮类物质提取率及风味物质含量的影响［J］.食品科学，2007（28）：319-324

［9］邓美林，吴天祥.超微粉碎对绞股蓝总皂苷提取工艺的影响［J］.食品工业，2009（2）：34-36

［10］贺建东，付廷明，郭立玮.湿式超微粉碎提取三七总皂苷及粒径对提取率的影响［J］.世界科技研究与发展，2008（30）：706-708

［11］高飞虎，张玲.响应面法优化超微粉碎辅助提取辣椒红素工艺研究［J］.西南农业学报，2011（24）：1928-1933

［12］陈体强，吴锦忠.超微粉碎后超临界CO2萃取灵芝孢子挥发油组分的GC-MS分析［J］.天然产物研究与开发，2006（18）：982-985

［13］周令国，肖琳，周雅琳，等.湿法超微粉碎与挤压制备大豆膳食纤维粉［J］.食品研究与开发，2010（31）：30-33

Application of Superfine Grinding Technology in the Extraction of Natural Products

YUE Xian-tian，YANG Ji-liang
（Chaohu University，Hefei 238000，Anhui，China）

superfine grinding technology was a new kind of food processing technology，it had widespread application in the extraction process of natural products.In this paper，extraction of the superfine gringding technology principle and its application in nature products，such as polysaccharides，organic acids，flavonoide，saponins，volatile oil，pigment，dietary fiber were described.In order to facilitate scientific and technological workers to better carry out the work of natural product extraction.

superfin grinding；natural product；extraction；application

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.11.037

2013-12-18

岳贤田（1980—），男（汉），讲师，在读博士，研究方向：绿色化工。