微波萃取技术在提取多糖方面的应用

孟宪群,王知斌,梁珊珊,王秋红，辛运杰，匡海学

（黑龙江中医药大学 中药学教育部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150040）

微波萃取技术在提取多糖方面的应用

孟宪群,王知斌,梁珊珊,王秋红，辛运杰，匡海学*

（黑龙江中医药大学 中药学教育部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150040）

微波萃取法在中草药中的有效成分提取方面被广泛应用并对多糖的提取分离具有很好的效果，因为它不仅仅有提取作用，也会起到分离的作用，具有显著生物活性的多糖成分具有较好选择性。多糖是中药重要的有效成分，本文对微波萃取法在多糖提取方面的研究进行综述，并总结归纳微波萃取法在提取多糖方面的工艺，为相关的提取多糖研究和实际生产提供了重要的参考。

微波萃取法；多糖；提取；进展

多糖又称多聚糖，是由10个以上单糖通过糖苷键聚合而成的糖。天然多糖类化合物分布于许多植物中，多糖在维持机体各项生命活动方面发挥重要地生物活性，如抗肿瘤、抗氧化、抗凝血、免疫调节及降血糖等作用[1]。尽管提取多糖的方法有很多种，但同时具有提取时间少并且还能溶剂用量少，节能还同时具有一定分离性质的提取方法还是比较少的。微波萃取法是通过快速传递能量，并且能有效进入物质内部，再通过选择合适的溶剂、时间、温度及适宜的pH值在微波器中提取各类型的化学组分的技术和方法，微波萃取法在提取时微波可瞬间穿透物质，加热升温通过由内向外散发，而导致细胞被破坏，使提取物得以释放。微波萃取法和传统提取方法比较，具有提取率及纯度均较高，并且提取时间短，它不仅可有效保护中药中的功能成分[2]，而且还具有节能的优点，又称为“绿色提取工艺”[3]。微波萃取技术是现在和将来提取多糖的研究和工业化生产开发的重中之重的方向。

1 微波萃取的原理、特点

1.1 微波萃取的原理

微波萃取法是通过微波能来实现快速并且提高提取效率的一种新技术。分子间的相互作用可以产生大量的热[4]，导致物质接受这种传递而来的能量后，进入到细胞内部之后，使细胞内部温度上升迅速，细胞壁承受不了细胞内部的压力，最终把细胞破坏，使内部物质有效迅速自然地溶出，而物质中的组分类型结构不同，所需的微波能也不同，利用这种因素起到不仅仅是快速有效提取的作用还有和其他成分分离的效果[5]。

1.2 微波萃取的特点

微波萃取法利用不同组分受热情况不同，而使不同提取物质受不同温度的影响而被有效地分别提取出来。所以微波萃取法是迄今为止唯一不单单能使所要物质直接从本身中提取出来并且具有分离效果的提取，这恰恰说明微波萃取技术对被提取的物质具有很好地选择性，同时微波萃取时没有高温热源，因而可消除温度的程序升温，热敏感物质就变得更加容易提取[6]。另一方面，由于微波萃取法使物质由于在微波中的电磁场吸收电磁能，使物质快速地升温，提取时间被大大缩减，与热提和索氏提取相比，时间比它们快几倍更肯能是十几倍以上。从而达到节能、提高提取效率的作用。微波萃取提取时，因为它能和多种类型的溶剂进行良好的相溶，所以选择的类型也是比较多的。同时相对于超临界流体萃取法来说，微波萃取设备简单很多并且操作也更加便捷，成本也很低[7]。总体来看微波萃取法具有操作简便、省时、效率高、低成本等特点，并且与一般萃取法比较例如蒸馏、索氏抽提、有机溶剂萃取等，发现具有提取效率好并且对提取物具有一定提纯的作用等优势[8]。

2 微波萃取的影响因素

微波萃取提取组分时的影响因素主要有选择的萃取剂、萃取所需的温度、萃取的时间和pH值等。萃取溶剂的选择对萃取结果的影响比其他更加重要。

2.1 萃取溶剂

在微波萃取提取物质时，对于所提物要考量好选用什么类型的溶剂，因为合适的溶剂决定提取的量的相对的纯度。现在被报道的微波萃取溶剂主要有：甲醇、丙酮、乙酸和甲苯等有机溶剂及HNO3、HF和H3PO4等无机试剂，以及二氯甲烷-甲醇和水-甲苯等混合溶剂[9，10]。杨丽飞[11]在叶黄素中用6号溶剂油作提取液，提取叶黄素，发现提取率大大提升。金美芳等[12]人通过微波萃取法以水为溶剂提取银杏黄酮甙，结果发现微波萃取的以水为溶剂所提取的黄酮甙比常规方法水提取的黄酮甙高出40%。

2.2 萃取温度和微波功率

萃取时温度越高提取率会升高，但是温度太高的时候也会使提取率变低，更加会让活性成分结构发生变化。陈菁菁等人[13]用微波萃取法提取桑白皮中黄酮，萃取温度的延长反而使成分性质发生变化。60～80℃比较合理。微波功率对于提取也会有很大影响的。功率越大，对细胞的破坏能力也会更加地大，同时就会让提取物更多溢出。微波功率的选择是通过得到提取物的最大提取量来确定。微波功率为100%要比20%、60%、80%的功率所提多糖的提取率高出一倍多，结果说明了伴随着随着微波的功率提高，茶叶多糖的提取率也跟着提高[14]。但选择的功率过大也不好，因为会使温度突然变得很高，而使物质受热情况达不到统一的结果，会出现物质中成分分解或部分分解，甚至会大大降低有效成分提取率，所以一般采用的功率500～900W比较合适。

2.3 萃取时间

李秀信[15]：25液料比加水，在微波功率560W，时间是 2、3、4、5、6min。结果表明：提取时间的增加，多糖的溶出率也再增加，在5min时多糖的收率最大；但在6min之后提取率反而有下降的趋势。这个结果说明了并不是提取时间越久，提取率就会一直变高，因为提取时间太久会让温一直度过高，会让溶液剧烈沸腾而流出容器，让容器里的溶剂变少，反而会起反作用，降低萃取率。而且将会破坏有效成分的结构和活性。一般采用的功率500～900W比较合适。

2.4 溶液的pH值

熊国华等人[16]使用微波萃取法对进行三嗦的实验,通过HAc-NaAc、NaOH和HCl调节溶液中的pH值，考察不同溶液pH值对提取率的影响。结果发现当溶液的pH值介于4.7～9.8时,除草剂三嗓的回收率最高。

3 波萃取法在多糖中的应用

3.1 微波萃取法在姬松茸多糖提取的应用

微波萃取法在提取姬松茸多糖上不光很大水平上降低了提取时间，还使姬松茸多糖提取率显著升高。姬松茸(Agaricus blazei Murrill)多糖具有抑制肿瘤、降低血脂、抗癌、抗凝血和安神等活性。张艳荣[17]等通过微波法提取姬松茸多糖，表明最佳条件：功率600W，时间6min，固液比1∶10，物料粒度0.147mm，提取率变高为14.2%。

3.2 微波萃取法在香菇多糖的应用

微波萃取法具有节约时间和效能，操作方便，并且不会使香菇多糖原有结构发生改变等优点。张海容[18]等通过微波萃取法提取香菇，最佳工艺条件为：功率40%、液固比为10∶1、加热180s，pH值1。与热水提比，提取率升高，还把时间可以缩短100倍。

3.3 微波萃取法在苦瓜多糖的应用

微波射线透过提取所用的溶剂，射线进入到苦瓜物细胞内部，细胞内温度忽然地升高，且是持续高温，把细胞破坏，而细胞内部的物质自然地溢出，最后提取物被溶解。袁媛等[19]用微波辅助法通过水醇沉提取了苦瓜多糖，工艺为：水料比20∶1，时间25min，功率 600W。

3.4 微波萃取法在球等鞭金藻多糖的应用

刘四光等[20]通过两种方法提取小球藻多糖，分别是微波萃取法与热提法，结果对比发现微波萃取法不仅具有了热提不会破坏小球藻多糖结构，而且还可以使提取率比热水法要高。邓永智在微波辅助法对海水小球藻的多糖提取实验中，结果发现pH值和功率的影响要比时间和温度对多糖的影响小很多[21]。

3.5 微波萃取法在党参多糖的应用

余兰[22]水作为提取剂，温度70℃、固液比1∶40（g·mL-1）、时间为 20min、功率 500W。在这个方法下的洛龙党参多糖得率为14.8%。最后的结果说明洛龙党参多糖的提取方法应用微波辅助萃取要比索氏萃取的结果更好。

4 结论

多糖是一种单糖聚合的生物大分子，它不仅具有良好的生物活性还具有少毒性的特点，但想要提取分离出药效显著的均一多糖是有一定难度的。多糖的提取方法有许多种，但选择高效节能并且使有效成分完全释放出来的提取方法，就要不断探索。现在很多研究者应用微波萃取技术提取多糖，是因为微波萃取法提取可以缩短萃取时间，节省时间和劳动力，还能有更多地空间去升高多糖的提取率，操作也很简单明了，更好地去实现节约能源的目的。多糖和蛋白质都是生物大分子，在分离多糖时，蛋白质作为杂质被除去，但能够有效并且不破坏多糖结构除去蛋白质的方法还有很大的研究空间，郭赣林[23]等人利用微波萃取法提取多糖不仅使提取率变高，而且在没有破坏多糖结构的前提下也降低了蛋白质的含量，这说明了在一定条件下，应用微波萃取法还可以降低蛋白质的含量，为分离多糖的下一步提供很好的基础。

在植物中大多数都含有多糖成分，而微波萃取技术提取多糖方面还是比较成熟。在以后可以完善微波萃取技术，使多糖的蛋白质含量下降，达到纯化的目的。探索用微波萃取法不仅可以提高产率和节能，还可以起到纯化分离的目的，以更好地让微博萃取技术在中药产业发挥其作用。

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Application of microwave extraction technology on extraction of polysaccharides

MENG Xian-qun,WANG Zhi-bin,LIANG Shan-shan,WANG Qiu-hong,XIN Yun-jie，KUANG Hai-xue
（Key Laboratory of Chinese Materia Medica,Ministry of Education,Heilongjiang University of Chinese Medicine,Harbin 150040,China）

Microwave extraction method is widely used in extracting effective components of traditional Chinese medicine,extraction and separation of polysaccharides has the very good effect,because it not only play a role to extract also have the effect of separation,namely the bioactive polysaccharides has a good selectivity.Poly-saccharides is an important effective component,Chinese medicine research in this paper,the microwave extraction in polysaccharides were reviewed,and summarized the microwave extraction method in aspects of technology of extracted polysaccharides.Polysaccharides was extracted for related research and provides an important refer reference for practical production.

microwave extraction；polysaccharides；extraction;progress

TQ460，R284.2

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20171152

2017-05-22

孟宪群1（1987-）女，在读博士，研究方向为中药化学。

匡海学（1955-），男，博士生导师，教授，研究方向：中药化学。