行业要闻

植物提取物的常见提取方法


  目前提取植物提取物常用的方法有溶剂提取法、超声波提取法、微波提取法和酶提取法,而超临界流体萃取法、微波辅助提取法等则作为新的提取技术被广泛使用。

  溶剂提取法

  溶剂提取法是用溶剂从固体原料中提取有效成分,所用的溶剂必须具备与所提取的溶质互溶的特性。将植物材料粉碎后,放入适合的容器内,加入数倍量溶剂,可采用浸渍、渗漉、煎煮、回流和连续提取法进行提取。

  在溶剂提取法的提取工艺过程中,溶剂的浓度、料液比、提取温度、提取的时间会直接影响有效成分的提取率。Cristina Juan等人通过溶剂萃取法提取大米中的赭曲霉素A,用荧光探测法和液相色谱法确定OTA的含量,研究表明在最适宜的料液比、提取温度和提取时间的情况下,提取物OTA含量最高为4.17ng/g。Monte D. Holt等采用溶剂萃取法从生的和熟的小麦种提取烷基间苯二酚,实验表明采用溶剂萃取法能够节约提取时间。

  超声波提取法

  超声波提取是利用超声波产生的强烈振动和空化效应加速植物细胞内物质的释放、扩散并溶解进入溶剂中,同时可以保持被提取物质的结构和生物活性不发生变化。超声波提取原理主要为物理过程,是近年来逐渐受到重视的一个较新的提取方法。对多数成分来说,超声波提取方法较常规的溶剂提取能大幅地缩短提取时问,消耗溶剂少,浸出率高,因此具有较高的提取效率。

  在超声波法提取工艺过程中,溶剂的选择和浓度、料液比、提取温度、提取的时间会直接影响提取率。Ling Zhou等人利用超声波提取法提取五味子,主要研究了超声提取率的影响因素,实验研究得出,提取率随着温度的升高而升高,随着功率的增大而增大。Hong Van Le等利用超声波提取樱桃中的维生素E和酚类化合物,主要比较了超声提取法和酶提取法在提取时间、提取率上的差异,实验结果表明超声波提取法时间上比酶提取缩短了6倍,超声波提取的提取率是酶提取的2~3倍。钟爱国等利用超声波萃取鲜竹叶中叶绿素的方法,用分光光度计来定量测定所萃取的叶绿素的含量。结果表明:与常用的有机溶剂提取法相比,超声波萃取法不仅萃取率高、速度快、效率高,而且是室温提取,无需加热,节约能源。

  超临界流体萃取法

  超临界流体提取(supercriticalfluid extraction,SFE)是一种较新型的提取分离技术,一般采用CO2作为提取剂。超临界流体萃取法的原理是利用超临界流体的独特溶解能力和物质在超临界流体中的溶解度对压力温度的变化非常敏感的特性,通过升温降压手段(或两者兼用)将超临界流体中所溶解的物质分离出来,达到分离提纯的目的,它兼有精馏和提取两种作用,具有活性成分不易失活、产品质量高、提取分离过程同步完成等优点,被认为是绿色环保的高新分离技术,特别适合于不稳定天然产物和生理活性物质的分离与精制。

  20世纪80年代中期,超临界CO2提取技术逐步应用于植物活性成分的提取分离中,是研究和应用较为成功的一项新技术。Ruey Chi Hsu等以CO2和乙醇为溶剂,采用超临界流体提取技术提取灵芝的有效成分,研究结果表明:超临界流体提取法保证了灵芝提取物的流动性且不受温度的影响。Monica Waldeb.ck等采用加压流体萃取技术提取橄榄中的角鲨烯和α-生育酚两种成分,实验结果表明:溶剂为乙醇、提取温度为190℃、提取时间为10min时,提取效果最好。YI QI ANG GE等采用超临界CO2提取技术从小麦胚芽中提取天然维生素E,主要研究了提取前处理和提取工艺条件对产率的影响,实验研究表明:当粒子为30网、压力为4000~5000psi、提取温度为40~50℃、CO2流体流速为2.0mL/min时提取率最高。

  微波辅助提取法

  微波辅助提取技术(microwave.assistedextraction,MAE)是利用微波能提高提取效率的一种新技术。微波辅助提取就是利用微波加热的特性对物料中目标成分进行选择性提取的方法,通过调节微波的参数,可有效加热目标成分,以利于目标成分的提取与分离。微波辅助提取法提取植物的原理是植物样品在微波场中吸收大量的能量,而周围的溶剂则吸收较少,从而在细胞内部产生热应力,植物细胞因内部产生的热应力而破裂,使细胞内部的物质直接与相对冷的提取溶剂接触,进而加速了目标产物由细胞内部转移到提取溶剂中,从而强化了提取过程。微波辅助提取法技术原理上与浸泡和过滤一样也使用热能,但是提取植物提取物的速度却要比传统的方法快得多,在减少提取时间的同时避免有价值的植物提取物被破坏和降解。

  目前,微波辅助提取法以其快速的提取速度和较好的提取物质量成为天然植物活性成分提取的有力工具,但微波辅助提取法是选择性内加热且要求被处理的物料具有良好的吸水性,换言之待分离的产物所处的位置容易吸水,否则细胞难以吸收足够的微波将自身击破,产物也就难以迅速释放出来。对于液体提取体系,要求溶剂物质具有极性,非极性溶剂对微波的作用不敏感。Ti ng Zhou等采用微波辅助提取法提取药用植物中提取的黄酮类和香豆素类化合物,通过正交实验研究样品大小、料液比、提取温度和时间对提取率的影响,实验研究表明:在最佳提取工艺条件下提取率为98.7%。黎海彬等用微波辅助提取法提取干罗汉果中的罗汉果皂苷,结果显示微波辅助提取法的提取率为70.5%,比常规水提取法高45%,时间上也缩短了50%。

  微波超声波协同提取法

  微波是一种非电离的电磁辐射,被辐射物质的极性分子在微波电磁场中快速转向及定向排列,从而产生撕裂和相互摩擦引起发热,这可以保证能量的快速传递和充分利用,具有高效节能无工业污染等优点,但微波的穿透深度有限(与其波长在同一数量级),且它在强化提取过程中传质功能并不显著。超声波是一种高频机械波,具有湍动效应微扰效应界面效应和聚能效应等,但超声波所产生的热效应不显著,且局限在空化泡周围的极小范围。将它们两者结合起来,协同作用有利于破壁组分释放等,即通过微波-超声波协同强化提取技术可获取一种高效价廉无污染的生物活性物质的提取方法。HeJT等采用微波-超声场协同从中药中提取水溶性生物活性成分,均取得较好的效果。罗锋等采用微波超声波协同提取法从甘草中提取黄酮。马利华等研究了传统蒸馏法与微波超声波协同提取法对牛蒡中类胡萝卜素提取率的影响,并通过正交实验确定最佳提取条件。白红进等分别以无水乙醇蒸馏水及无水乙醇-蒸馏水(体积比为1∶1)等为溶剂,采用微波超声波协同提取芦荟,并采用食用油氧化稳定性测定仪分别测定提取物对菜籽油猪油棉籽油及葵花油的抗氧化作用。

  酶提取法

  天然植物的细胞壁由纤维素构成,其中植物的有效成分往往被包裹在细胞壁内。酶提取法就是利用纤维素酶果胶酶蛋白酶等(主要是纤维素酶),破坏植物的细胞壁,以促使植物有效成分最大限度溶解分离出的一种方法。在酶提取法的提取工艺中,酶的选择、酶浓度、pH值、酶解温度、酶解时间都会影响植物提取物的提取率。

  E. BARZANA等人采用酶提取法从万寿菊提取类胡萝卜素,主要研究了料液比、酶浓度、酶解时间和温度等对提取率的影响,研究结果表明最佳提取工艺为:料液比1∶4、酶浓度0.3%、提取时间为1.5h、温度为25℃。张小清等人采用酶提取法提取银杏中的活性成分—黄酮,并通过正交实验找出酶浓度、pH值、酶解温度和时间等影响提取率的最佳工艺条件。

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