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桑葚多糖的提取工艺研究概况

2018-09-10倪圳伟

种子科技 2018年12期
关键词:酶法大孔桑葚

倪圳伟

(成都市实验外国语学校,四川 成都 610213)

桑葚又名乌椹、桑蔗、桑果等,是桑科植物桑(Morus alba L.)的果穗,其含有花青素、维生素、多糖、氨基酸等成分,是著名的药食同源中药,不仅具有生津润燥和滋阴补血的功效,还可以用于治疗须发早白、肠燥便秘、肝肾阴虚、心悸失眠等症状[1]。《本草纲目》和其他医药典籍中记载了桑葚的用法和应用价值,在临床上其可用于防癌抗癌、治疗贫血、防止血管硬化等。而桑葚中所含的多糖类成分具有抗辐射、抗氧化、免疫调节等功能。近年来,国内多位学者对桑葚多糖的提取工艺进行了研究。

本文总结了近年来桑葚多糖提取工艺的研究概况,希望能为桑葚多糖提取工艺的深入研究和桑葚的开发利用提供参考。

1 桑葚多糖提取工艺

1.1 酶法提取

植物中的有效成分主要存在于以纤维素为主构成的细胞壁内,溶出存在阻力,影响了提取效果。利用纤维素酶来分解纤维素,有利于植物中有效成分的提取和溶出。刘晓露等[2]利用纤维素酶来分解纤维素,从桑葚中提取桑葚多糖,并且通过单因素试验来考察酶解温度、酶用量、酶解时间等因素对桑葚多糖提取率的影响。从试验中可知,当酶解时间为150 min时,桑葚多糖提取率最高;超过150 min,会因杂质的溶解而使提取率有所下降,并发现酶法提取试验受温度影响最大,其次是酶解时间,而酶用量在试验范围内影响最小。最终通过正交试验筛选出最佳工艺条件:酶解时间150 min、酶用量40 mL、酶解温度45℃,该条件下桑葚多糖的提取率可达14.77%。

1.2 超声波辅助提取

超声波辅助提取的原理是利用超声波的空化效应来增大介质分子运动速度,从而使可溶性成分更快地溶出。该方法可缩短提取时间,还可以避免温度对其有效成分的影响,从而提高提取率。刘玉玲等[3]运用超声波辅助提取法提取桑葚多糖,得出最佳工艺条件:药材以90%乙醇浸泡2次,每次6 h,脱脂、过滤,滤液挥干乙醇后加水,在60℃下超声提取30 min,过滤后的滤渣用该超声提取条件提取2次,合并3次滤液并浓缩,该条件下桑葚多糖提取率为9.42%。景荣琴等人[4]通过响应面法用多元二次回归方程来进行对比分析,从而得到桑葚多糖超声波辅助提取的优化工艺参数,并利用正交试验设计研究其影响因素,优化得出其最佳提取工艺条件:温度72℃、超声时间23.5 min、料液比1∶27(g/mL),在此条件下,多糖的提取率为17.78%。通过对比发现,该方法比水提法更省时、更高效。

1.3 酶—超声波联合提取

酶—超声波联合提取是指在使用酶法提取时,同时也使用超声波法提取。因为纤维素酶可使细胞壁被分解,从而利于有效成分溶出。而将超声波和酶法提取相结合,其提取的效率高于这两种单一的方法,可缩短提取所需时间、提高产量,从而节约成本。刘胜利等人利用单因素考察和正交试验,对酶法提取、超声波提取、酶—超声波联合提取进行了对比,并得出酶—超声波联合提取法的最佳工艺条件:提取时间30 min,提取率为16.86%。

而桑葚多糖的超声波提取中发现提取工艺受料液比影响最大,其次是温度,最后是提取时间,得出其最佳工艺条件:温度70℃、料液比1∶35(g/mL)、超声时间50 min,该条件下桑葚多糖提取率为14.49%。而酶法提取受温度影响最大,其次是酶用量,其最佳工艺条件:酶解时间150 min、反应温度45℃、酶用量2.0 mL,桑葚多糖提取率为14.77%。总体来说,酶—超声联合提取方法要优于其他两种方法。

1.4 微波辅助提取

微波辅助提取的原理是利用微波本身具有的穿透性、选择性和加热速率进行提取。微波辅助法能降低能耗和减少杂质,并且缩短生产时间,从而提高提取物纯度和提取率。张玲玲等人[5]通过考察微波辐射时间、溶剂pH值、提取次数、液固比等因素对提取率的影响,并且结合了正交试验进行研究,优化得到其最佳工艺条件:微波辐射 150 s、提取 3 次、料液比 1∶25(g/mL),该条件下桑葚多糖提取率为11.31%。

唐长波等[6]通过单因素试验、中心组合试验及响应面分析法,得出桑葚多糖微波辅助提取的最佳工艺参数:微波时间10.4 min、微波功率300 W、料液比1∶50(g/mL),该条件下桑葚多糖提取率5.73%。与超声波提取热回流相比,微波提取方法更快、更节能、效率更高。

1.5 大孔吸附树脂纯化提取

大孔树脂纯化具有可再生循环利用、产品纯度高等优点,且大孔树脂对桑葚多糖具有较高的吸附性。惠贤民[7]通过动态试验和静态吸附,对比了提取物溶液的pH值、洗脱剂和流速等因素对其吸附性能的影响,得出其最佳工艺条件:在室温下,洗脱剂采用70%乙醇,上柱液体pH值为中性至弱碱性,流速为3 BV/h,当流速达到7 BV/h时,洗脱率达90%以上。赵喜兰[8]用AB-8大孔树脂以蒸馏水1 mL/min的流速洗脱后的洗脱液多糖纯度可达73.1%,该洗脱液用80%乙醇醇沉后,再以含质量分数为5%三氯酸的正丁醇+氯仿正丁醇(5∶1)来除蛋白,并用DEAE-纤维素柱分离得到了酸性多糖P-2、P-3和中性多糖P-1,并且发现其均有明显的降糖作用。

2 总结

目前,桑葚多糖的传统提取方法主要用乙醇、酸、碱来进行浸提,但是这些方法不仅耗时长、成本高,而且在安全方面还存在隐患,以及酸碱条件下容易破坏多糖自身的空间结构和活性。

相对于传统的提取方法,酶法提取、超声波辅助提取、酶—超声波联合提取、微波辅助提取以及大孔树脂吸附提取等,在提取桑葚多糖成分的效率方面显著提高。其中,酶—超声波联合提取法结合了酶法提取和超声波辅助提取法的优点,值得进一步深入研究其工业应用的可行性。

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