枸杞黄酮提取纯化技术研究进展
2018-03-28韩高伟高子怡赵二劳
韩高伟,高子怡,赵二劳
(忻州师范学院 化学系,山西 忻州 034000)
枸杞为茄科枸杞属植物,是我国传统药食两用同源植物之一,我国资源丰富。黄酮为枸杞中重要的功能活性成分,具有抗氧化、抗衰老、抗癌、降血压、降血脂、降血糖、提高人体免疫力和预防心脑血管疾病等多种生物活性[1-2]。研究枸杞果及叶中黄酮的提取纯化,对深度开发应用枸杞资源具有重要的实际意义。本文综述近年来我国枸杞黄酮提取纯化研究进展,为枸杞黄酮进一步研究提供参考。
1 枸杞黄酮提取技术
1.1 溶剂提取
溶剂提取是依据“相似相溶”的原理,把枸杞黄酮从枸杞中溶解出来。韩秋菊等[3]研究了枸杞中黄酮的乙醇浸提,优化的最佳工艺条件为:乙醇浓度60%,料液比 1∶10(g/mL),浸提温度 80℃,时间4 h。该工艺下黄酮提取率为1.71%。王立晖[1]研究了枸杞黄酮乙醇回流提取,确定的最佳工艺为:乙醇浓度70%,枸杞粒径70目,料液比 1∶ 17.59(g/mL),提取时间2.5 h。该工艺下黄酮提取量为14.57 mg/g。吴韶梅等[4]确定的枸杞黄酮回流提取最佳工艺为:乙醇浓度70%,料液比 1∶26(g/mL),提取时间3.5 h。该工艺下黄酮提取量为0.8102%。溶剂提取具有操作简单,成本低廉、无需特殊仪器等优点,但也存杂质较高纯度差、回收率低、耗时长等问题。
1.2 超声波辅助提取
超声波辅助提取是利用超声波的振动和空化等效应,破坏样品细胞壁,加速提取成分的溶解,提高提取率。吴韶梅等[4]利用正交试验优化的最佳工艺为:乙醇浓度50%,料液比 1∶ 40(g/mL),温度 80℃,超声时间60min。该工艺下黄酮提取量为0.9382%。张鹰等[5]研究了枸杞叶中黄酮的超声辅助提取,确定的最佳提取工艺为:乙醇体积分数80%,料液比 1∶30(g/mL),超声功率270W,超声时间35min。该工艺下黄酮提取率为5.62%。韩爱芝等[6]则研究了黑果枸杞叶片中黄酮的超声辅助提取,优化的最佳工艺为:乙醇浓度70%,料液比 1∶25(g/mL),超声功率400W,温度 58℃,时间30min。该工艺下黄酮得率为1.62%。超声辅助提取具有操作简单、提取速度快、重复度高、节能高效等优势,受到学者较多关注。但由于超声设备放大使用的问题尚未解决,目前超声辅助提取枸杞黄酮仅停留在实验室研究中。
1.3 微波辅助提取
微波辅助提取是利用微波辐射产生的高频电磁波穿透萃取介质,到达物料内部,并且将微波能转化为热能,从内部加热使物料细胞膨胀破裂,从而加速活性成分溶出。韩秋菊等[3]研究了微波辅助提取枸杞中黄酮,优化的最佳工艺为:乙醇浓度80%,料液比 1∶10(g/mL),微波功率560W,微波时间90s。该工艺下黄酮提取率为1.59%。高岐等[7]以水为提取剂,优化的枸杞黄酮微波快速提取工艺条件为:料液比 1∶15(g/mL),微波功率462W,微波时间4min。该工艺下总黄酮提取量为26.04mg/g。范艳丽等[8]则研究了枸杞叶中黄酮的微波辅助提取,确定的最佳工艺为:乙醇浓度70%,料液比 1∶70 (g/mL),预浸60min,微波功率700W,微波时间7min,提取次数3次。该工艺黄酮得率为23.76%。微波辅助提取操作简单,选择性好,提取时间短,污染小,提取率高,但也存在微波升温迅速较难控制,易使黄酮失去活性。
1.4 酶辅助提取
酶辅助提取是根据植物细胞壁及细胞间质构成,利用各种酶能高度专一性有效分解其的方法,分解植物细胞壁及细胞间质,促进活性成分溶出[9]。高建德等[10]研究了果胶酶辅助提取枸杞黄酮,优化的最佳提取工艺为:果胶酶用量0.22%,酶解温度43℃,酶解时间1.2h。该工艺下黄酮得率为2.3829%。酶辅助提取枸杞具有专一性高、提取环境温和、能耗低、操作简单、提取率高等特点,但相对成本较高。近几年国内该方面的研究很少,仅有一篇文献报道,需深入研究。
1.5 协同辅助提取
结合两种提取方法协同辅助提取物料中活性成分,实现几种提取方法的优势互补,提高活性成分提取率,是近年来发展起来的一种新型辅助提取技术。孙昊等[11]研究了先纤维素酶后微波联合辅助提取枸杞黄酮,优化的最佳提取工艺为:在乙醇浓度45%、纤维素酶用量0.3%、料液比 1∶25(g/mL)、酶解温度50℃、溶液pH值4.0的工艺下,先酶解2.5 h,后在微波温度65℃,微波提取4min。此时枸杞黄酮提取率为1.560%。刘明等[12]研究了枸杞果渣中黄酮的超声协同纤维素酶辅助提取,确定的最佳提取工艺为:酶加入量4.0 mg/g,乙醇浓度75%,料液比 1∶10 (g/mL),溶液pH值4.6,超声功率750W,超声温度60℃,提取时间55min。该工艺下黄酮提取率达0.701%以上。协同辅助提取虽可明显提高黄酮提取率,但工艺相对复杂,近年来国内学者研究较少,仅有2篇相关报道,也仅限于实验室研究。
2 枸杞黄酮纯化技术
目前,天然产物粗黄酮的纯化技术不少,但近年来国内有关枸杞黄酮纯化的研究不多,仅有溶剂浮选纯化和大孔吸附树脂纯化两种。
2.1 溶剂浮选纯化
溶剂浮选纯化就是利用分离组分的亲气疏水作用,使其吸附在气泡表面被带入水相不溶的有机层中以达到纯化的效果[2]。高中超等[2]利用正交试验的方法,确定了枸杞黄酮溶剂浮选纯化的最佳工艺:溶液pH值6.0,用NaCl控制离子强度为0.06mol/kg, 20℃下浮选75min。该工艺下枸杞黄酮回收率65.41%,纯度77.86%。该法纯化枸杞黄酮可避免有机溶剂的大量使用,具有操作简单,成本低廉,回收率高等优势。
2.2 大孔吸附树脂吸附纯化
大孔吸附树脂纯化就是依靠树脂与待纯化成分间的范德华力和氢键的作用,以及大孔树脂巨大的比表面积进行物理吸附而实现分离纯化[13]。张崇坚等[14]确定的枸杞黄酮大孔吸附树脂纯化工艺:HPD-100树脂为吸附树脂,上样浓度0.6mL/mg,上样流速0.5 mL /min,95%乙醇为解析液,解析流速0.5 mL /min。该工艺下,枸杞黄酮回收率为85.64%,黄酮含量可达43.31%。刘明等[12]研究了枸杞渣粗黄酮的大孔树脂纯化,确定的最佳工艺为:HP-20树脂为吸附树脂,上样量25mL,上样pH值4.0,上样流速2.0 mL/min,89%乙醇为洗脱液,洗脱流速2.0 mL/min。纯化后黄酮含量为64.24%。大孔吸附树脂纯化枸杞黄酮具有选择性强、解吸条件温和、吸附容量大、方法简单、纯化效果好、回收率高的优势,值得深入研究。
3 结语
枸杞黄酮诸多的功能活性使其在医药卫生、食品等领域具有广泛的应用前景,日益受到人们关注。但目前我国对枸杞黄酮的提取、纯化研究还不很充分,这不利于我国具有丰富资源的枸杞开发应用。因此,有必要加大研究力度,借鉴其它天然产物中黄酮提取纯化技术,尝试、创新枸杞黄酮的提取纯化工艺,实现枸杞黄酮的高效提取纯化,使枸杞黄酮在促进人类健康生活中发挥积极的作用。
参考文献
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