菊花中生物活性物質(zhì)提取工藝研究進展

張 磊 項芳芝 - 苗文娟 - 殷培峰 -

(滁州學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，安徽 滁州 239000)

菊花中生物活性物質(zhì)提取工藝研究進展

張 磊ZHANGLei項芳芝XIANGFang-zhi苗文娟MIAOWen-juan殷培峰YINPei-feng

(滁州學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，安徽 滁州 239000)

綜述了菊花中常見的5種生物活性物質(zhì)的最佳提取工藝，并就各提取工藝的原理和技術(shù)參數(shù)進行闡述，以期為菊花的科學(xué)研究和工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)與技術(shù)參考。

菊花；生物活性；提取工藝

菊花(DendranthemaMorifolium)為菊科菊屬，系多年生宿根草本花卉。中國是菊花的原產(chǎn)地，對菊花的栽培歷史悠久，可以追溯到3 000多年前。菊花的花色、花型多樣，目前菊花的品種大約3萬種。其中杭白菊、亳菊、滁菊、貢菊為中國的四大名菊。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，對菊花的化學(xué)成分，理化性質(zhì)和功能研究的逐漸深入，發(fā)現(xiàn)菊花中的生物活性物質(zhì)主要為黃酮類化合物、揮發(fā)油、綠原酸、多糖、氨基酸等有效成分，具有抗腫瘤、抗病毒、調(diào)節(jié)心血管系統(tǒng)、抗炎、抑菌等作用[1]3-4。

菊花中生物活性成分多、藥用價值高，提取方法多樣，但目前還沒有文章對菊花中生物活性物質(zhì)的提取工藝進行系統(tǒng)的闡述。本文擬對菊花中的5種活性物質(zhì)的常見提取工藝進行總結(jié)，旨在為研究者和工業(yè)化生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 菊花中黃酮類化合物提取工藝研究

大多數(shù)植物體內(nèi)都含有黃酮類化合物，對植物的生長、開花等方面起著重要的作用?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究[2]表明，菊花中的黃酮類化合物對人和動物具有多種功能，如鎮(zhèn)痛、抗炎、抗氧化、抗病毒、抗腫瘤等，這些功能使得對菊花中黃酮類化合物的研究更加深入。黃酮類化合物的分離方法有多種，目前主要有有機溶劑提取法、超聲提取法、微波提取法等。

1.1 有機溶劑提取法

有機溶劑提取法是提取物料中的極性成分，利用有機溶劑將極性不同的待分離物與雜質(zhì)分開，從而使物料達到分離純化的目的。黃酮類化合物是菊花的主要生物活性成分之一，極性較小且易溶于有機溶劑。常采用乙醇、甲醇等有機溶劑對菊花中黃酮類化合物進行提取分離。不同有機溶劑對黃酮的提取效果具有明顯差異，在工業(yè)化生產(chǎn)過程中，常選用乙醇提取黃酮類化合物。

楚紅英等[3]以50%乙醇、50%甲醇和水作為溶劑，料液比、提取時間、溫度為影響因素進行正交試驗，確定提取紫色繡球菊花總黃酮最優(yōu)條件：乙醇濃度50%，液料比15∶1 (g/mL)，提取時間1 h，提取溫度60 ℃，測定總黃酮的平均含量為84.13 mg/g。龔飛[4]選用響應(yīng)面法優(yōu)化雪菊花中黃酮類化合物的提取工藝，并用紫外分光光度法測定總黃酮的含量，發(fā)現(xiàn)在乙醇濃度63%，提取時間1.6 h，料液比1∶42(g/mL)，提取溫度66 ℃時，雪菊花總黃酮提取率可達19.157%。以上研究表明：當(dāng)乙醇濃度超過60%時，黃酮的提取率反而下降，可能是雪菊花中的黃酮類化合物多為苷類物質(zhì)，在乙醇濃度高于60%的溶液中溶解度會降低，且菊花中的蛋白質(zhì)、多糖類物質(zhì)，在高濃度時會發(fā)生聚沉，削弱黃酮類化合物的溶解性。

有機溶劑提取法因具有提取工序簡單、設(shè)備要求低、前期投入低等優(yōu)點，在工業(yè)化生產(chǎn)過程中被大規(guī)模應(yīng)用，但由于提取時間長、有機溶劑殘留等缺點，在一些菊花保健食品的應(yīng)用方面受到限制。

1.2 超聲波提取法

超聲波提取法是指在超聲波的作用下，溶液內(nèi)部發(fā)生高溫、高壓作用，加速物質(zhì)轉(zhuǎn)移和熱傳導(dǎo)，同時使得待分離物質(zhì)的組織細胞破碎，而將細胞內(nèi)物質(zhì)散出。

鐘姣姣[5]采用超聲波輔助法提取菊花中總黃酮，得到最佳提取條件為：浸提時間0.5 h，料液比1∶15 (g/mL)，乙醇濃度60%，溫度60 ℃，總黃酮的提取率為10.93%。影響菊花總黃酮得率的最主要因素為提取時間，其次為料液比、溫度和乙醇濃度。汪婷婷等[6]利用超聲波對3種藥用菊花(杭白菊、貢菊、野菊花)中總黃酮進行提取，發(fā)現(xiàn)超聲時間對每種菊花的影響程度不同，其中超聲時間對貢菊影響最大。在最佳工藝條件下，杭白菊、貢菊、野菊花的總黃酮得率依次為6.21%，6.62%，9.19%。

超聲波提取法操作簡單、速度快、黃酮類化合物得率高，有機溶劑消耗低、對環(huán)境污染小，但由于超聲頻率會隨著萃取容器直徑的增大而衰減，導(dǎo)致超聲提取法在工業(yè)化中無法進行大規(guī)模生產(chǎn)。因此，若想將超聲提取技術(shù)在工業(yè)化生產(chǎn)中得到應(yīng)用，應(yīng)將更多的研究投入在超聲萃取機的技術(shù)研發(fā)中。

1.3 微波提取法

微波提取技術(shù)開始于20世紀(jì)80年代末，是匈牙利科學(xué)家Ganzler K提出的一項提取技術(shù)，但近幾年才廣泛應(yīng)用到天然活性產(chǎn)物的提取過程中，它是利用電磁波的穿透作用，使活性成分從植物細胞中分離開來。微波提取技術(shù)是在傳統(tǒng)的水提法和醇提法基礎(chǔ)上外加300 MHz～300 GHz的電磁波，該法能夠有效地減少溶劑的使用量和簡化工藝流程。因此，在工廠生產(chǎn)過程中，采用微波輔助提取來降低成本，獲得更大的利潤。

楊浩等[7]以醇濃度、微波時間、料液比等為考察因素，研究其對滁菊總黃酮提取率的影響，得到滁菊總黃酮提取的最優(yōu)工藝：乙醇濃度70%，料液比1∶20 (g/mL)，微波萃取100 s，滁菊總黃酮提取率為8.97%。

雖然微波提取法能明顯縮短萃取時間，提高效率，但由于微波萃取儀器價格高，目前只是在科研階段，還沒有得到大規(guī)模的推廣。

1.4 酶解法

酶解法是利用酶將植物細胞細胞壁溶解，提高化學(xué)反應(yīng)速率，加快其目標(biāo)產(chǎn)物從中釋放，從而高效地從原料中獲得終產(chǎn)物。酶解法近年來在天然產(chǎn)物黃酮類物質(zhì)、多糖、多酚等純化分離中得到了廣泛應(yīng)用。

尤靜等[8]將酶解法與半仿生法結(jié)合，確定了酶解法提取野菊花總黃酮的最佳制備工藝。結(jié)果顯示：纖維素酶的最佳提取工藝為料液比1∶15 (g/mL)，提取時間2 h，pH 7.5，黃酮提取率為4.69%；果膠酶的最佳提取工藝參數(shù)為料液比1∶20 (g/mL)，提取時間2 h，pH 7.5，黃酮提取率為6.01%。項雷文等[9]以杭白菊為原料，研究纖維素酶對總黃酮提取率的影響，得到最優(yōu)工藝為酶用量0.5%，酶解時間2.5 h，酶解溫度55 ℃，pH 5.0，該條件下總黃酮提取率為1.86%，比對照組提高了19.2%。

纖維素酶和果膠酶常作為天然產(chǎn)物有效成分提取的酶制劑，能夠減少有效成分的損失，但由于酶的價格高，整個提取工藝花費時間長，從整體考慮，酶解法目前只適用于科學(xué)研究，不適用于工廠化生產(chǎn)。

1.5 閃式提取法

閃式提取法是利用閃式提取器的一種提取方法。將植物組織和水、有機溶劑等溶劑混合，在閃式提取器中通過高速破碎、負壓滲透、高頻振動使得原料達到一定程度的粉碎度，從而使待提取物從原料中快速分離出來。閃式提取法提取時間短，相比于傳統(tǒng)的有機溶劑提取法，提取時間顯著縮短，一般閃式提取時間在數(shù)秒內(nèi)就可以完成，并具有易操作、得率高、低投入等優(yōu)點。

李樹華等[10]研究發(fā)現(xiàn)，乙醇濃度、料液比、提取時間和次數(shù)對野菊花黃酮的提取量均有影響，提取次數(shù)對黃酮提取量影響顯著，而乙醇濃度、料液比、提取時間無顯著影響。采用正交試驗法優(yōu)化閃式提取工藝，得出野菊花總黃酮的最佳提取工藝為：乙醇濃度60%，料液比20∶1 (g/mL)，提取時間90 s，提取3次，提取率為3.86%。劉峰等[11]比較溫浸法、超聲提取法和閃式提取法提取滁菊黃酮的最佳工藝參數(shù)，發(fā)現(xiàn)提取率在6%左右時，閃式提取法比其他兩種方法的提取時間明顯減少。在考慮實際生產(chǎn)過程中各因素后，確定閃式提取法提取黃酮的最佳工藝參數(shù)為：浸泡5 min，料液比1∶44 (g/mL)，提取時間103 s，乙醇濃度62%，提取電壓100 V，提取2次，在此條件下滁菊總黃酮提取率可達6.90%。

回流提取法是在傳統(tǒng)有機溶劑提取法的基礎(chǔ)上進行改善，降低了溶劑的損耗，提高了提取率，但提取時間比較長。超臨界流體萃取和亞臨界提取技術(shù)是近年來在天然產(chǎn)物提取中逐漸新起的技術(shù)，但超臨界設(shè)備費用高，相比之下，亞臨界提取技術(shù)則設(shè)備要求簡單、效率高，有效成分保留率高。超聲提取和微波提取是分別借助超聲和微波技術(shù)提取的方法，提取效果較好，可以縮短提取時間[12]。

2 菊花中揮發(fā)油提取工藝研究

揮發(fā)油是存在于植物體中一類具有香味的揮發(fā)性油狀物的總稱。揮發(fā)油由脂肪族化合物和萜類化合物等4類物質(zhì)組成。其中，萜類化合物是揮發(fā)油發(fā)揮抗炎、鎮(zhèn)痛[13]作用的主要成分物質(zhì)。藥理學(xué)研究[14]表明，菊花中的揮發(fā)油具有治療風(fēng)熱感冒、頭暈?zāi)垦５淖饔?，是一種易得的中藥材。菊花中的揮發(fā)油含量低，但由于其突出的藥用價值，菊花中揮發(fā)油提取工藝一直為研究的熱點。目前菊花中揮發(fā)油的提取方法有溶劑提取法、水蒸氣蒸餾法、超臨界流體萃取法和超聲波輔助提取法等。

2.1 溶劑提取法

有機溶劑法常采用石油醚、二硫化碳、四氯化碳、苯等低沸點有機溶劑浸提，浸提的方法可采用回流加熱法或冷浸法，提取液低溫蒸去溶劑即得粗制揮發(fā)油。該方法獲得的揮發(fā)油，其化學(xué)組分具有低沸點、低相對分子質(zhì)量和高親脂性等特性，在提取過程中會有一些脂溶性成分的雜質(zhì)與揮發(fā)油同時提出，導(dǎo)致?lián)]發(fā)油純度低。

宋麗等[15]采用索氏提取法進行揮發(fā)油的提取并通過響應(yīng)面分析法優(yōu)化長白山野菊花揮發(fā)油的提取工藝，結(jié)果表明，長白山野菊花揮發(fā)油提取的最佳工藝條件為：抽提溫度50.17 ℃、液料比40∶1 (mL/g)、提取時間9.44 h，揮發(fā)油得率可達4.953%。并用GC—MS聯(lián)用儀檢測發(fā)現(xiàn)，揮發(fā)油中主要有效成分為萜類化合物。孫潔等[16]以石油醚為萃取劑，采用分提法和雙提法對滁菊中的揮發(fā)油進行提取，并用紫外分光光度法測定其得率分別為0.60%，0.51%，且分提法所得的揮發(fā)油純度相對較高。采用氣相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用，分析兩種提取方法中的揮發(fā)油成分，發(fā)現(xiàn)分提法的組成成分數(shù)量和主要成分含量均高于雙提法。

2.2 水蒸氣蒸餾法

水蒸氣蒸餾法是利用水蒸氣的高溫、高壓作用將揮發(fā)性物質(zhì)從原料中分離。根據(jù)待分離物的性質(zhì)，選擇合適的蒸氣壓，將物質(zhì)進行提取。該方法是提取植物揮發(fā)油常用的方法，因其具有對設(shè)備要求不高、操作簡單、投入低等優(yōu)點，在實驗室和工業(yè)化生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。

周國梁等[17]以滁菊揮發(fā)油得率為測量指標(biāo)，考察滁菊粒度、液料比、浸泡時間、蒸餾時間對提取得率的影響，結(jié)果顯示：當(dāng)滁菊粒度80～100目，浸泡時間10 h，料液比1∶14 (g/mL)，蒸餾時間13 h，滁菊揮發(fā)油得率最高(達0.96%)。呂都[18]將索氏提取法和水蒸氣蒸餾法結(jié)合起來，提取杭白菊中揮發(fā)油，以揮發(fā)油的體積為指標(biāo)，考察樣品粒度、超聲時間、料液比和蒸餾時間對揮發(fā)油的影響。結(jié)果表明，樣品粒度80～100目，超聲時間30 min，料液比1∶11 (g/mL)，蒸餾時間8 h，在該條件下杭白菊揮發(fā)油提取率為4.80 mL/kg。宋彥麗等[19]通過響應(yīng)面法優(yōu)化神農(nóng)菊揮發(fā)油的最佳提取工藝條件：提取時間5.18 h，溶劑倍量為14.15倍，NaCl濃度16.58%。試驗發(fā)現(xiàn)，用NaCl溶液代替蒸餾水來提取揮發(fā)油明顯改善了揮發(fā)油貼壁與下沉的現(xiàn)象。

2.3 超臨界流體萃取法

超臨界流體萃取法是指待分離物質(zhì)在超臨界萃取劑中進行分離的一種技術(shù)。超臨界萃取劑能夠增加物質(zhì)的溶解能力并縮短物質(zhì)的分離時間，在超臨界萃取過程中CO2是其最常用的萃取劑。該方法能夠有效地避免熱敏性活性物質(zhì)的氧化，是中藥材中常見的分離手段。

金建忠等[20]比較水蒸氣蒸餾法和超臨界萃取法提取杭白菊揮發(fā)油，采用正交試驗法優(yōu)選超臨界萃取法得出萃取杭白菊揮發(fā)油的最佳工藝為：萃取溫度55 ℃，壓力20 MPa，萃取時間2 h，CO2流量10 kg/h，提取率為5.92%(遠超于水蒸氣提取揮發(fā)油提取率0.35%)。比較發(fā)現(xiàn)，超臨界流體萃取與水蒸氣提取法相比，可以維持揮發(fā)油的品質(zhì)，還能夠有效地提高揮發(fā)油提取率。楊劍等[21]采用超臨界萃取法提取杭白菊揮發(fā)油，并對萃取物的抗消炎作用進行研究，采用雙指標(biāo)法作為評價指標(biāo)。結(jié)果表明，在杭白菊過80目篩，萃取壓力17.24 MPa，萃取溫度35 ℃，萃取時間100 min條件下，β-欖香烯得率為104.57 mg/kg，揮發(fā)油得率為3.26%。與水提法相比，減少了β-欖香烯在提取過程中的氧化，且提取時間大為縮短。朱棟梁[22]采用超臨界萃取法對羅馬洋甘菊精油的提取工藝進行研究，考察萃取時間、萃取壓力、萃取溫度對精油提取率的影響。試驗結(jié)果表明，超臨界萃取最優(yōu)工藝為：萃取時間3 h，萃取壓力40 MPa，萃取溫度50 ℃，萃取率6.58%。

上述研究表明，超臨界流體萃取法在提取菊花中揮發(fā)油時，能夠有效地提高揮發(fā)油提取率，并且不破壞菊花中的生物活性物質(zhì)[23]。但該工藝技術(shù)對提取條件要求嚴(yán)格，提取設(shè)備費用高，在工廠生產(chǎn)中一次性投入較高，且對一些極性強和分子量大的活性物質(zhì)提取率較低。

2.4 超聲波輔助提取法

超聲波輔助提取植物中揮發(fā)油是利用超聲波使植物細胞的細胞壁溶解，將其中的揮發(fā)油成分釋放出來。

古麗江·馬合蘇提汗[24]在采用熱回流法同時利用超聲波輔助萃取昆侖雪菊揮發(fā)油，以揮發(fā)油中的檸檬烯為評價指標(biāo)，得到提取昆侖雪菊揮發(fā)油的最優(yōu)工藝參數(shù)為：料液比1∶5 (g/mL)，超聲溫度55 ℃，超聲時間30 min，超聲功率140 W。該條件下，檸檬烯含量為0.32 mg/g。與傳統(tǒng)的水蒸氣提取法比較，超聲輔助提取法大大提高了揮發(fā)油提取率，減少了提取時間，能夠適用于大規(guī)模的工業(yè)化提取。張迪等[25]以杭白菊為原料，對揮發(fā)油的工藝進行優(yōu)化，結(jié)果表明：超聲溫度50 ℃，超聲功率70 W，時間25 min，提取2次時提取效果最佳。

綜上所述，超臨界CO2萃取法和超聲波輔助提取法均為提取揮發(fā)油的有效方法。超臨界裝置費用較高，是生產(chǎn)過程中不可避免要考慮的重要因素。在制藥產(chǎn)業(yè)中，超臨界萃取是理想手段。而超聲波輔助提取則能降低成本，又能達到高提取率，也是很好的提取手段。

3 菊花中綠原酸提取工藝研究

綠原酸主要是高等植物和蕨類植物在新陳代謝過程中產(chǎn)生的一種化合物，易溶于水和有機溶劑。綠原酸是藥用菊花中的一種重要組成成分，具有消炎、排毒作用，具有增色和護色功能，是一種天然的食品添加劑[26]。根據(jù)綠原酸溶解性特點，目前提取綠原酸的主要方法有超聲波提取法、超高壓提取法和微波提取等幾種方法。

3.1 超聲波提取法

超聲波是指頻率高于20 kHz的聲波，具有強的穿透性，通過機械振動來傳播能量。超聲提取是通過超聲波產(chǎn)生的擾動效應(yīng)、高速運動、乳化作用、擴散作用等，加快物質(zhì)內(nèi)部分子的運動，增加物質(zhì)分子運動的頻率、溶劑的穿透力，從而加速終產(chǎn)物進入溶劑。超聲提取可極大地提高提取效率、節(jié)約溶劑、避免高溫對提取成分的破壞。

劉艷清等[27]對超聲波提取野菊花綠原酸的工藝進行優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)在60%乙醇預(yù)浸漬40 min，液料比15∶1 (mL/g)，超聲45 min時，綠原酸得率達到0.36%，同時比較水浴法和超聲波提取法對綠原酸含量的影響，結(jié)果表明超聲提取法提取效果優(yōu)于水浴法。張明明等[28]對超聲波提取野菊花中綠原酸工藝進行優(yōu)化，得到野菊花中綠原酸提取的最佳工藝為：乙醇體積分數(shù)80%、料液比1∶26 (g/mL)、提取時間35 min。在該條件下，綠原酸實際提取率達2.32%。王省超等[29]采用超聲波技術(shù)對昆侖雪菊中綠原酸進行提取，利用單因素和正交試驗優(yōu)化提取條件，發(fā)現(xiàn)在甲醇濃度80%，時間1 h，超聲功率300 W，液料比25∶1 (mL/g)時，綠原酸的含量為9.981 0 mg/g。

3.2 活性離子水提取法

活性離子水具有強的溶解力、滲透力和乳化作用，能夠使菊花中的綠原酸從組織中有效溶解出來，提高綠原酸的提取率。

彭貴龍等[30]采用活性離子液體分散液相微萃法提取藥用白菊花中包括綠原酸等在內(nèi)的5種成分，經(jīng)高效液相色譜(HPLC)測定綠原酸的平均得率為2%。賁永光等[31]將活性離子水輔助超聲波提取法與傳統(tǒng)水提法、超聲提取法分別對菊花中原綠酸進行提取，得出最佳提取工藝條件為：提取時間30 min，超聲功率320 W，液固比30∶1 (mL/g)。在此條件下綠原酸的提取率為2.92%。該法比傳統(tǒng)水提法和超聲提取法提取綠原酸得率都有明顯的提高，且縮短了工藝提取時間，大大降低了生產(chǎn)成本，可為其他生物活性成分的提取提供參考。

3.3 超高壓提取法

超高壓提取法是指在室溫下將物料置于100～1 000 MPa的壓力下作用1～20 min后，恢復(fù)至常壓。由于物料組織細胞的膜內(nèi)外滲透壓在短時間內(nèi)增大，目標(biāo)產(chǎn)物會通過細胞膜進入提取液中，從而達到高效分離的目的。該法分離效率高，產(chǎn)物的純度高，常用于天然產(chǎn)物的分離加工。

秦霞等[32]采用正交試驗優(yōu)化超高壓提取法提取菊花中綠原酸，在乙醇濃度40%，壓力300 MPa，保壓時間5.5 min，過60目篩時，提取的綠原酸含量最高，提取得率可達到0.46%。超高壓提取技術(shù)相比前兩種提取技術(shù)，提取時間縮短至1/10左右，減少了成本的投入，是一種提取菊花中綠原酸的優(yōu)選方法。

3.4 超聲微波逆流提取法

超聲波提取技術(shù)和微波提取技術(shù)都是近些年來開始應(yīng)用的新提取技術(shù)，其提取率比傳統(tǒng)的提取方法有明顯提高。

吳旭麗[33]8-13將超聲波技術(shù)與微波技術(shù)協(xié)同逆流水提杭白菊中原綠酸，結(jié)果表明：料液比1∶30 (g/mL)，微波功率250 W，超聲功率50 W，輻射總時間240 s，單元提取時間420 s時，綠原酸提取率最高，為4.21 mg/g，比熱回流法提高10.97%。阮洪生等[34]以總黃酮和綠原酸含量作為評價指標(biāo)，在采用超聲—微波法提取野菊花中綠原酸時，考察乙醇濃度、微波功率、加乙醇量、提取時間等因素，得到超聲—微波提取綠原酸的最佳工藝為：乙醇濃度75%，微波功率40 W，料液比1∶15 (g/mL)，提取2次，每次提取20 min，總黃酮平均得率為43.47 mg/g，綠原酸平均得率為0.427 mg/g。

符玲等[35]以綠原酸得率和浸膏率為參考指標(biāo)，采用加熱回流提取法、組織破碎提取法及超聲波提取法研究野菊花的最佳提取工藝。結(jié)果表明，組織破碎提取法(0.406 6±0.006 5)%和加熱回流提取法(0.421 1±0.013 7)%的結(jié)果比較接近，且均高于超聲波提取法(0.336 1±0.010 7)%，加熱回流提取法的提取效率最高，但組織破碎提取法與加熱回流提取法相比具有簡便快捷、省時省力和節(jié)約能源的優(yōu)點。微波提取技術(shù)在效率上得到明顯提高，但可能會造成提取物組分更加復(fù)雜，給后續(xù)的分離純化帶來困難[33]14。組織破碎提取法具有簡便迅速和節(jié)能高效的優(yōu)點，是一種值得推廣的提取新工藝。

4 菊花中多糖提取工藝研究

多糖廣泛存在于動植物體內(nèi)，具有生物學(xué)活性，對人體具有抗腫瘤、抗輻射、降血糖等作用[1]6。菊花是中國傳統(tǒng)的中藥材，菊花多糖作為其中重要的成分，發(fā)揮治療作用。提取多糖的方法有水提醇沉法、微波輔助提取法、酶提取法，為了提高多糖的提取率，通常將幾種方法聯(lián)合運用。

4.1 水提醇沉法

水提醇沉法主要是利用熱效應(yīng)使植物組織細胞發(fā)生質(zhì)壁分離，溶劑水進入細胞壁和細胞質(zhì)之中，將液泡中的成分溶解釋放，穿透細胞膜，進入細胞外的提取劑中。該法是一種典型提取植物多糖的方法。

范靈婧[36]采用沸水浸提工藝，以多糖得率為評價指標(biāo)，分別對杭白菊、懷菊、亳菊中多糖的料液比、提取時間、醇沉倍數(shù)、提取次數(shù)進行單因素試驗，再通過正交試驗進行分析，杭白菊在料液比1∶20 (g/mL)，提取時間4 h，提取次數(shù)為3次，醇沉倍數(shù)為5時，多糖提取率為5.73%；懷菊在料液比1∶10 (g/mL)，提取時間4 h，提取次數(shù)為3次，醇沉倍數(shù)為3時，多糖提取率為8.19%；亳菊在料液比1∶20 (g/mL)，提取時間4 h，提取次數(shù)為3次，醇沉倍數(shù)為4時，多糖提取率為9.70%。敬璞等[37]將水提法與堿提法結(jié)合提取菊花多糖。該法與水提法相比，提高了多糖提取率且減少了多糖中抗氧化和抗消炎成分的損失，是菊花多糖提取的優(yōu)選方法。水提醇沉法操作方便、條件簡單，但操作過程持續(xù)時間長且提取次數(shù)多。隨著企業(yè)化生產(chǎn)節(jié)資減耗，該法不宜單獨使用，而是與其他新技術(shù)結(jié)合，從而提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。

4.2 微波輔助提取法

李朋偉等[38]優(yōu)化了微波提取菊花多糖的工藝條件，結(jié)果表明：在功率800 W，固液比1∶15 (g/mL)，時間15 min時提取效果最好；通過與常規(guī)提取法的對比試驗顯示，微波提取法多糖得率(5.59%)優(yōu)于常規(guī)提取法(2.73%)。阿賽古麗[39]利用水提醇沉、超聲波輔助提取和微波輔助提取技術(shù)對昆侖雪菊多糖進行提取，其提取率分別為8.96%，10.90%，9.95%。比較發(fā)現(xiàn)，微波輔助提取時間比其他兩種提取方法時間縮短至1/10左右。微波提取工藝具有操作簡單、節(jié)能、省時和高效的優(yōu)點[40]，適合大規(guī)模提取菊花多糖。

4.3 酶提取法

酶提取法主要通過酶解反應(yīng)將植物組織中的有效成分迅速地溶解和釋放出來。目前，大多采用纖維素酶提取中草藥中的有效成分。纖維素酶能夠有效地使菊花細胞壁裂解，釋放多糖。

熊磊等[41]對纖維素酶提取滁菊藥渣多糖的工藝條件進行優(yōu)化，以滁菊多糖得率為評價指標(biāo)。結(jié)果顯示：pH 5.5，溫度60 ℃，酶量20 U/g，酶解時間100 min條件下，多糖得率為13.89%，與對照組(5.32%)相比，提取率顯著提高。敬思群等[42]用纖維素酶和酸性蛋白酶這兩種復(fù)合酶提取高寒香菊花多糖，以得率和純度為指標(biāo)，對酶量、酶解溫度、pH值，酶解時間進行正交試驗，確定最優(yōu)提取工藝條件為：纖維素酶2.0%，酸性蛋白酶0.5%，酶解溫度55 ℃，pH 4.5，酶解時間2 h，多糖得率和純度分別達到9.83%和28.58%，經(jīng)聚酰胺柱純化后純度為64.57%。并用近紅外光譜分析發(fā)現(xiàn)，加酶和超聲提取對多糖的結(jié)構(gòu)沒有顯著影響，但提高了多糖得率。敬思群[43]利用水提醇沉法、超聲波輔助提取法、復(fù)合酶—超聲輔助提取法對昆侖雪菊進行多糖測定，多糖得率分別為3.41%，5.733%，9.83%。酶提取法具有高效、條件溫和、無污染等的優(yōu)點，但酶價格高，不適合大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，現(xiàn)一般用于實驗室的研究。

相比來說，超聲輔助提取這種物理方法，能夠明顯縮短提取時間，提高提取效率。酶法提取得率最高，但酶的價格較高。此外，酶可能會破壞多糖分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)特性和生物活性[44]。綜上考慮，超聲波輔助熱水提取多糖是一種良好的手段，能夠?qū)崿F(xiàn)高提取率。

5 菊花中氨基酸提取工藝研究

氨基酸是維持生物體正常功能的一類小分子化合物，是構(gòu)成大分子蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)單體，可分為必需氨基酸和非必需氨基酸兩種。氨基酸在動物體內(nèi)含量高，植物體內(nèi)含量較少。菊花中氨基酸含量在4 g/100 g左右[45]，相對菊花中的黃酮類化合物、綠原酸等物質(zhì)來說含量相對較低，但由于菊花中的必需氨基酸占總氨基酸總量比重高，近年來得到了人們的重視，開始對菊花中氨基酸進行提取，并將其與保健食品一同開發(fā)。

吳海江[46]利用酸水浴提取法分別測定雪菊、杭白菊、貢菊、滁菊4種菊花中的氨基酸含量，分別為4.58，3.35，3.46，3.67 g/100 g。于艷等[45]分別研究了超聲提取法、回流提取法、酸水浴提取法提取滁菊中氨基酸的效果，得出酸水浴提取法提取效率最高，得率為7.760%。最佳工藝條件為：料液比1∶30 (g/mL)，浸提溫度100 ℃，提取次數(shù)3次，提取時間10 min。

在現(xiàn)有的提取工藝中發(fā)現(xiàn)，雖然有機溶劑能有效提高菊花中的黃酮、揮發(fā)油等生物活性物質(zhì)得率，但在提取氨基酸的過程中，乙醇提取比酸提取的得率降低了46.1%[45]。以酸為溶劑，對菊花中的氨基酸進行提取，水浴法提取比超聲提取的效果要優(yōu)，但水浴提取時間是超聲提取法的10倍以上，從工業(yè)化生產(chǎn)的角度看，超聲提取法是提取菊花中氨基酸的一種合理方法。

6 結(jié)論

菊花具有多種生物活性物質(zhì)，其藥理作用也一直受到人們的普遍認同。如今，市場上關(guān)于菊花的產(chǎn)品還主要以菊花為直接原料，產(chǎn)品單一、市場競爭力低，不利于菊花在市場上的廣泛應(yīng)用。綜上所述，近年來對菊花中生物活性物質(zhì)的提取工藝研究有顯著進步，高效、低耗、簡單的提取工藝對中草藥的提取具有促進作用。目前常用的提取方法工藝比較成熟，但是存在溶劑和能源消耗大，以及效率不高的問題。因此，超聲波、微波、超臨界等萃取技術(shù)的合理應(yīng)用，可以有效改善提取效果，使菊花的生物活性物質(zhì)的提取向高效、節(jié)能、環(huán)保的方向發(fā)展。

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Advances in research on extraction technologies of Bioactive substances from chrysanthemum

(CollegeofBiologyandFoodEngineeringChuzhouUniversity,Chuzhou,Anhui239000,China)

The optimum extraction techniques of five kinds of bioactive substances in chrysanthemum were reviewed, and the principle and technical parameters of each extraction process were expounded in order to provide theoretical basis and technical reference for scientific research and industrial production of chrysanthemum.

chrysanthemum; Biological activity; extraction process

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.04.040