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    超聲技術輔助酶技術提取中草藥有效成分的研究進展*

    2020-01-15 05:57:31孟永海付敬菊孟祥瑛翟春梅
    化學工程師 2020年7期
    關鍵詞:果膠酶黃酮超聲波

    孟永海,付敬菊,秦 蓁,孟祥瑛,翟春梅

    (黑龍江中醫(yī)藥大學,黑龍江 哈爾濱 150040)

    在上個世紀90年代中期,我國已有應用酶技術提取中草藥有效成分的相關研究報道。

    近幾年來,將酶技術與超聲技術應用在分離提取中草藥有效化學成分上取得了一些新成果,利用酶技術與超聲技術可以破壞植物細胞壁的結構,水解或是降解細胞壁的組成成分,使中草藥中的有效化學充分溶出,從而提高有效化學成分的提取率[1]。酶解過程實質(zhì)上是利用酶解反應促進了有效成分的傳質(zhì)過程[2]。超聲過程實質(zhì)上是利用空化效應加速細胞壁的破裂與有效成分的溶出。本文綜述了近幾年國內(nèi)應用酶技術與超聲技術提取中草藥有效化學成分的研究進展,期望對中草藥有效成分分離提取的相關應用研究與發(fā)展提供參考。

    1 超聲技術與酶技術在中草藥有效成分提取中的應用

    運用超聲提取技術在提取單味中藥活性成分中的研究十分廣泛,幾乎所有種類中藥材活性成分的提取都有所涉及。酶技術近年來在中藥有效成分的分離提取中廣泛應用,酶技術與超聲技術兩者協(xié)同可提高中草藥有效成分的提取率。

    1.1 超聲技術輔助纖維素酶在中草藥成分提取中的應用

    1.1.1 超聲技術輔助纖維素酶提取黃酮類成分 石松標等[3]利用超聲技術輔助纖維素酶提取毛果魚藤中總黃酮,對影響毛果魚藤總黃酮提取率的纖維素酶、乙醇體積分數(shù)、料液比、超聲時間、酶解時間、酶解溫度等工藝條件進行了考察研究,得到了最佳的總黃酮提取工藝。與傳統(tǒng)的提取工藝相比,運用超聲技術輔助纖維素酶提取毛果魚藤總黃酮的提取率顯著增加。最佳的提取工藝為:纖維素酶的質(zhì)量分數(shù)為0.31%,乙醇的體積分數(shù)為85%,料液比為40∶1mL·g-1,超聲的時間為 37min、酶解提取的時間為2h,酶解提取的溫度為49.2℃,總黃酮的提取率達到了 30.364mg·g-1。

    邵圣娟等[4]利用超聲技術輔助纖維素酶提取馬尾松花粉中的總黃酮,先經(jīng)過纖維素酶酶解提取后再進行超聲提取,馬尾松花粉總黃酮的提取率達到了12.02mg·g-1。與傳統(tǒng)的提取方法比較,縮短了提取時間,減少了溶劑的用量,提高了總黃酮的提取率。為中草藥黃酮類化學成分的提取提供了一種新方法。

    孫俊等采用了微波-纖維素酶聯(lián)合的方法對蜈蚣草中的黃酮進行提取,比單一的微波法提取提取率提高了20%,比單一的纖維素酶解法提取黃酮提取率提高了10%。

    潘婷婷等以陜西洛南連翹葉為實驗材料,利用超聲波輔助纖維素酶酶解法提取連翹葉中的總黃酮,通過單因素考察實驗與正交實驗確定了連翹葉中總黃酮提取的最佳工藝。在最佳提取工藝條件下,連翹葉總黃酮的提取率為25.6%,與單一超聲提取法相比提取率由17.4%提高到了25.6%,與單一纖維素酶解法提取相比較提取率由19.8%提高到了25.6%,說明超聲協(xié)同纖維素酶酶解法提取連翹葉中的總黃酮工藝可行。

    1.1.2 超聲技術輔助纖維素酶提取多糖類成分 阿吾提·艾買爾等[5]采用超聲波輔助纖維素酶法對野薔薇根中的多糖進行了提取,通過單因素實驗及響應面優(yōu)化實驗確定纖維素酶用量為1.15%、酶解液pH 值為 5.72、料液比為1∶12.56g·mL-1、酶解提取溫度為81.19℃的最佳提取工藝。在此最優(yōu)提取工藝條件下,野薔薇根多糖的提取率為10.48mg·g-1,與10.63mg·g-1的模型預測結果相接近。在抗氧化活性實驗中,野薔薇根多糖的抗氧化活性稍低于VC的抗氧化活性,且在一定的濃度范圍內(nèi),多糖的抗氧化活性與其含量呈正相關。

    1.1.3 超聲技術輔助纖維素酶提取其他類成分 除此之外,超聲技術輔助纖維素酶已經(jīng)逐漸應用在提取中草藥中其他類成分。韓立宏等研究了超聲波輔助纖維素酶-堿液法提取大棗皮紅色素,運用響應面分析法對提取工藝進行優(yōu)化,確定了最佳的提取工藝,大棗皮紅色素的提取率最高達到了1.326μg·g-1。超聲技術協(xié)同纖維素酶提取突破了大棗皮紅色素乙醇靜態(tài)浸提、超聲波輔助醇提等提取效果差,難以實現(xiàn)工業(yè)化的局限。

    張圣燕將超聲波輔助纖維素酶用于桔皮中果膠的提取,與單純用超聲波輔助提取和酶解法提取進行比較,桔皮中果膠的提取率提高、實驗操作簡便、耗時少、對環(huán)境友好。對果膠提取率的影響最為顯著的因素是提取溫度,在37℃左右的提取溫度時,果膠的提取率達到最大值。其次的影響因素為pH值,隨著酸性的降低,纖維素酶的活性慢慢開始增強,在pH值為4.6左右時,果膠的提取率最高。提取時間對果膠提取率也有影響,在40min左右的提取時間果膠提取率達到最大值,果膠提取率隨著提取時間的延長反而開始降低,最主要的原因可能是較長的提取時間會使果膠解酯、裂解而使其提取率降低。經(jīng)工藝優(yōu)化后提取溫度為41℃,提取時間為50min,并在此最佳的工藝條件下果膠的提取率約為2.08%。

    張慧君等采用纖維素酶解-超聲波輔助以脫脂脫膠亞麻餅粕為原料,對其有效成分木脂素的提取進行了研究,并通過響應面對其工藝條件進行了優(yōu)化,確定了最佳提取工藝條件。在纖維素酶用量為2.96%,酶解提取時間為 122min,料液比為1∶89g·mL-1,超聲時間為13.5min的提取條件下,木脂素的提取率為8.17813%,與傳統(tǒng)的提取方法進行比較,具有提取時間短、提取率高的優(yōu)點。

    謝冬娣等以菠蘿蜜廢棄果皮為研究對象,在單因素考察實驗的基礎上,利用響應面分析法對酶解提取溫度及時間、超聲時間等因素對菠蘿蜜果皮單寧提取的作用規(guī)律進行了探討,并進一步對提取物進行分離純化操作及體外抗氧化活性實驗研究。在50.4℃的溫度下酶解提取2h,超聲19min后,單寧的提取含量最大值達10.1mg·g-1。單寧提取物經(jīng) D-101大孔樹脂純化后純度達96%,回收率為38%,并且在單寧濃度為2mg·mL-1時,對羥基自由基的清除率達到33%。

    1.2 纖維素酶在中草藥成分提取中的應用

    李會端等[6]在傳統(tǒng)乙醇浸提法提取苦蕎茶中總黃酮的基礎上,通過響應面優(yōu)化了纖維素酶輔助提取苦蕎茶中總黃酮的工藝條件。最佳的工藝條件為纖維素酶用量0.59%,酶解液pH為4.92,酶解提取溫度為39.56℃,酶解提取時間為90.65min,通過3組平行實驗后,利用分光光度法測得苦蕎茶中總黃酮的提取率為1.497%,與傳統(tǒng)的乙醇浸提法相比,總黃酮的提取率增加了34%。

    畢會敏等采用纖維素酶解法,以總黃酮的提取率為考察指標,對紅景天有效成分的提取工藝進行了研究,并確定了其最佳提取工藝,在纖維素酶的添加量為 1.95%,料液比為1∶70g·mL-1,溶液 pH 值為5.5,在40℃的溫度條件下酶解提取5h,紅景天中總黃酮的提取率為4.385%。纖維素酶酶解可有效提高紅景天中總黃酮的提取率。

    王巖巖等采用纖維素酶解法提取了陳皮中的黃酮類成分,通過正交實驗對其提取工藝進行優(yōu)化,得到最佳的提取工藝為:纖維素酶用量為0.1%,提取溶液pH值為6.0,酶解提取溫度為60℃,酶解提取時間為1.5h。在此最佳工藝條件下陳皮中黃酮類成分的提取率最大值達到6.96%,與傳統(tǒng)的化學法提取相比較,陳皮中黃酮的提取率從2.78%提高到4.35%,提取率提高了2.5倍。

    賈桂云等[7]利用纖維素酶解-乙醇浸提法對劍麻總皂苷的提取工藝進行了研究,分別考察了纖維素酶的添加量、酶解提取溫度、酶解提取時間、溶液pH值、料液比對劍麻總皂苷提取率的影響,單因素的實驗結果顯示纖維素酶的添加量、酶解提取溫度、pH值、酶解提取時間對劍麻總皂苷的提取率影響較為顯著,影響程度循序為溶液pH值>酶解提取溫度>酶解提取時間>纖維素酶添加量,料液比的影響則不明顯。在纖維素酶添加量為0.18mg·mL-1,溶液pH值為5.5,酶解提取溫度為45℃,酶解提取時間為100min,料液比為1∶20g·mL-1的最佳提取工藝條件下,劍麻中總皂苷的提取率達到19.20%。

    唐功[8]采用纖維素酶法對葡萄皮中花色苷的提取工藝通過單因素實驗結合正交實驗進行了考察研究,確定最佳的提取工藝為:溶液pH值為3,纖維素酶用量為 1.2%,料液比為1∶15g·mL-1,在 45℃的溫度下酶解提取30min。在此工藝條件下花色苷的提取率為81.56%,為葡萄皮花色苷相關提取技術的研究提供了參考依據(jù)。

    李培[9]采用纖維素酶解法提取懷山藥中的多糖類成分,并以懷山藥多糖的提取率為指標,通過正交實驗對其提取工藝進行優(yōu)化,確定了纖維素酶添加量為 3%,料液比為1∶30g·mL-1,酶解溫度為 60℃,酶解時間為75min的最佳提取工藝,懷山藥中多糖類成分的提取率達到了15.78%。

    熊磊等利用纖維素酶解法從滁菊醇提藥渣中提取了多糖,分別對影響多糖提取率的因素條件進行了考察實驗,通過正交實驗確定了最佳的提取工藝條件,在纖維素酶用量為 20U·g-1、提取溶液pH值為5.5、酶解溫度為60℃、酶解時間為100min的最佳工藝條件下,多糖的提取率為13.89%,提取率顯著高于熱水浸提法。

    劉暢等[10]采用纖維素酶酶解法建立并優(yōu)化了黃花蒿中提取青蒿素的最佳工藝條件,通過四因素三水平的正交實驗進行優(yōu)化,最佳的提取工藝為:纖維素酶濃度為 0.05mg·mL-1,料液比為1∶80,酶解提取溫度為50℃,酶解提取時間為30min,青蒿素的提取率與傳統(tǒng)的回流提取法相比較提高了34.76%。

    史瑞婕等[11]采用纖維素酶解復合堿提酸沉法對杏鮑菇中的蛋白質(zhì)進行提取,在以料液比、纖維素酶用量、酶解提取溫度、酶解提取時間為因素的單因素考察實驗基礎上,利用Box-Behnken響應面分析法對其提取工藝條件進行優(yōu)化。在料液比為1∶55,纖維素酶用量為1.5%,酶解溫度為40℃,酶解提取時間為100min的最佳工藝條件下,復合堿提酸沉后杏鮑菇中蛋白質(zhì)的提取率為51.36%,明顯高于堿提酸沉法的45.89%的提取率。

    1.3 超聲技術輔助果膠酶在中草藥成分提取中的應用

    1.3.1 超聲技術輔助果膠酶提取黃酮類成分 目前,大孔樹脂提取法、熱回流法、醇提法、超聲波提取法、酶解法等為提取山楂中總黃酮大多采用的方法。但還未見報道有關采用超聲波輔助果膠酶酶解法提取山楂果實中的總黃酮的提取方法。高文秀等采用超聲波輔助果膠酶法的新方法提取山楂果實中的總黃酮,并對影響總黃酮提取率的果膠酶用量、乙醇濃度、酶解溫度、料液比等條件進行單因素實驗,通過正交試驗對其提取工藝進行優(yōu)化,確定最佳的提取工藝為:果膠酶的添加量為50mg,在50℃的溫度下酶解提取 1.5h,料液比為1∶40g·mL-1,酶解液為體積分數(shù)為70%的乙醇,pH值為4,在40℃的溫度下超聲30min。在此最佳工藝條件下山楂果實中的總黃酮提取率達到5.98%,運用超聲波輔助果膠酶酶解法與超聲波法提取相比較總黃酮提取率提高21.40%,與索氏提取法相比總黃酮提取率提高53.51%,確證酶解法協(xié)同超聲波法可以有效提高總黃酮的提取率。

    孟永海等[12]運用超聲波輔助果膠酶法提取了白術中的總黃酮,分別考察了不同果膠酶添加量、酶解提取時間、酶解溫度、超聲時間等條件因素對白術總黃酮提取率的影響,并以白術總黃酮提取率為指標,采用三因素四水平的正交實驗對其總黃酮的提取工藝進行優(yōu)化,確定了最佳的提取工藝:果膠酶的添加量為12mg·g-1,乙醇的體積分數(shù)為70%,料液比為1∶15g·mL-1,提取溶液 pH 值為 5,在 40℃的溫度下酶解提取50min,再經(jīng)過40min的超聲提取,白術中總黃酮的提取率為 3.485mg·g-1,與不加果膠酶酶解提取的工藝進行比較,總黃酮的提取率提高了1.7倍。有著成本低、節(jié)約實驗溶劑等優(yōu)點,符合綠色化學的理念。

    1.3.2 超聲技術輔助果膠酶提取多糖類成分 紫菜多糖的提取方法一般有熱水浸提法、酶法、超聲等。馬波等[13]利用酶的高效性和專一性,采用了超聲波結合堿性果膠酶的方法提取條斑紫菜中的多糖,并對其多糖的提取工藝進行了優(yōu)化,在果膠酶的添加量為 0.4%,料液比為1∶10g·mL-1,pH 值為 10,45℃的酶解溫度,80min的酶解提取時間,然后在超聲功率為800W,超聲溫度為70℃,超聲提取80min的最佳工藝條件下,紫菜中多糖的提取率為13.8%。并相應的提高了紫菜的使用價值及其應用范圍,為堿性果膠酶進一步的應用與發(fā)展提供了參考。

    1.4 果膠酶在中草藥成分提取中的應用

    盧鋒波等采用果膠酶酶解法,將影響酶解過程的各因素之間的交互作用考慮在內(nèi),運用 Box-Behnken響應面分析法對黑莓中花色苷的提取工藝進行了優(yōu)化研究,在果膠酶添加量為0.21%、酶解提取溫度為42.7℃,酶解時間為1.46h的工藝條件下,黑莓汁酶解液中花色苷的提取率達到最大值0.645mg·g-1,為酶解黑莓汁從而提高其花色苷的提取率提供理論依據(jù)。

    高建德等[14]利用了星點設計-效應面法對果膠酶酶解提取枸杞中總黃酮的工藝進行了優(yōu)化,得到最佳的工藝參數(shù)為:果膠酶的添加量為0.22%,在43℃溫度下酶解提取1.2h。枸杞中總黃酮的提取率平均達到了2.3829%。

    1.5 超聲技術輔助復合酶在中草藥成分提取中的應用

    1.5.1 超聲技術輔助復合酶提取黃酮類成分 羅文涓等[15]以總黃酮的提取率為研究指標,分別采用6種不同的提取方法對辣蓼中的總黃酮進行提取工藝研究。通過正交實驗設計,辣蓼總黃酮提取率最高的提取方法是超聲提取輔助復合酶酶解法。在乙醇體積分數(shù)為60%,料液比為1∶30g·mL-1,超聲溫度為60℃的最優(yōu)提取條件下,辣蓼總黃酮的提取率為3.8%。該提取工藝成本低、操作簡便、重現(xiàn)性好、提取率高,有利于提取辣蓼中的總黃酮。

    1.5.2 超聲技術輔助復合酶提取多糖類成分 黃雅君等利用超聲波法協(xié)同復合酶酶解法提取平菇中的水溶性多糖,以影響平菇多糖提取率的料液比、酶解液pH值、酶解提取溫度、超聲時間為因素條件設計正交實驗,確定了酶解提取溫度為60℃、酶解液pH值為6、料液比為1∶30、超聲提取40min的最佳工藝條件,在此條件下,平菇多糖的提取率達到20.92%。且在實驗過程中,超聲提取的時間不宜過長,過長的話會使雜質(zhì)成分溶出,從而使平菇多糖的提取率降低。

    王曉林等以多糖的提取率為指標,采用超聲波協(xié)同復合酶法對刺玫果渣中的多糖進行提取。最佳的工藝條件為:果膠酶用量為55mg·g-1、木瓜蛋白酶用量為25mg·g-1、纖維素酶用量為55mg·g-1組成最佳配比的復合酶,料液比為1∶15,酶解液pH值為6,在酶解提取溫度為40℃的條件下提取2次,每次提取的時間為60min,通過3次平行實驗進行驗證,刺玫果渣中多糖的提取率平均達到了113.32mg·g-1,超聲波輔助復合酶提取有利于提高刺玫果渣中多糖的提取率。

    貫云娜等以新鮮的大蒜為材料,分別對熱水浸提法、復合酶法、超聲波法、超聲輔助復合酶法等不同提取方法及不同酶對大蒜中多糖提取率的影響進行了研究,確定最佳的提取方式為超聲波輔助復合酶酶解法。復合酶有不同用量的果膠酶、木瓜蛋白酶、纖維素酶配成,最佳的提取方法為:用量為22.5U·g-1的果膠酶、160U·g-1的木瓜蛋白酶、96U·g-1的纖維素酶,在料液比為1∶6,超聲功率為400W,酶解提取溫度為45℃的條件下提取30min,在此工藝條件下大蒜多糖的提取率為25.798%,比傳統(tǒng)的熱水提取法多糖提取率提高了74.2%。

    張元等[16]采用超聲波協(xié)同復合酶酶解法提取豬苓中的多糖,多糖提取率由單純酶解提取的4.31%提高到5.48%。并對提取的豬苓多糖進行體外抗氧化活性實驗,發(fā)現(xiàn)其抗氧化的能力與Vc的抗氧化能力相當。該提取工藝具有簡便可行、綠色友好等優(yōu)點。

    1.5.3 超聲技術輔助復合酶提取皂苷類成分 于航等[17]以黑種草為研究對象,以黑種草總皂苷的提取率為考察指標,對酶添加量、料液比、乙醇體積分數(shù)、超聲提取時間等因素分別進行了單因素考察,并利用響應面分析法優(yōu)化了黑種草總皂苷提取的最佳工藝。最佳工藝為:酶添加量為0.98%,乙醇的體積分數(shù)為54%,料液比為1∶37g·mL-1,酶解提取溫度為60℃,在 60 kHz的超聲頻率下超聲處理30min。在此工藝下,黑種草總皂苷的提取率為 14.09%±0.12%,與模型方程的理論預測值相對誤差小于3%。

    1.5.4 超聲技術輔助復合酶提取其他類成分 目前,溶劑浸提法、超聲波輔助萃取法[18]、酶解法、酸解法、堿液提取法等[19]是低聚糖的主要提取方法。果漿復合酶主要含有果膠酶、纖維素酶和半纖維素酶等,超聲波與復合酶的協(xié)同作用可使細胞壁破裂,大大增加可溶性物質(zhì)的溶出,并且在超聲波空化作用、自由基作用和機械作用下,香蕉低聚糖的提取率顯著提高。白永亮等運用超聲波協(xié)同果漿酶酶解技術對香蕉中的低聚糖進行提取,并在單因素考察實驗的基礎上,運用響應面分析法進行提取工藝優(yōu)化,并且首先對不同成熟度的香蕉中低聚糖的含量變化趨勢進行了研究。最佳的提取工藝為:果漿酶的添加量為0.11%,在45.72℃的溫度下酶解提取127min,超聲提取的功率為506W。在最佳的提取工藝條件下,香蕉低聚糖的提取率最大值可達18.82%。并得到香蕉在完全成熟以及到過熟階段后,香蕉中低聚糖的含量基本保持在穩(wěn)定水平。與唐雪娟等采用的超聲波法和溫水法提取香蕉中的低聚糖相比,采用超聲波輔助果漿酶酶解技術能夠顯著提高香蕉低聚糖的提取率。

    李淑榮等[20]利用超聲波輔助復合酶酶解法提取了斑玉蕈子實體中的氨基酸,并通過單因素考察及響應面優(yōu)化分析確定了最佳的提取工藝條件,在料液比為1∶40、酶解液pH值為7.0、酶解提取溫度為47℃、酶解時間為3.7h、超聲功率為324W、超聲時間為42min的最佳工藝條件下,氨基酸的提取率為 148.3mg·g-1。

    趙勻淑等[21]以超聲、酶解、超聲復合酶解法不同提取方法對大蒜秸稈可溶性膳食纖維提取率的影響進行了研究,并以DPPH自由基的清除率為指標評價其可溶性膳食纖維的體外抗氧化能力,得出超聲波輔助復合酶酶解法提取的可溶性膳食纖維提取率最高的結果。經(jīng)單因素實驗后確定最佳的提取工藝條件為:料液比為1∶30,超聲功率為300W,酶用量為5%,超聲時間為15min,酶解提取時間為4h。可溶性膳食纖維對OH自由基及DPPH自由基具有較強的清除率,證實大蒜秸稈可溶性膳食纖維是一種較好的抗氧化劑。

    冀德富等[22]以防己總生物堿的提取率為指標,并以單因素實驗為基礎,分別通過正交實驗和響應面分析法對超聲波輔助酶解法提取防己中總生物堿的工藝條件進行了優(yōu)化,在復合酶用量為2%,pH值為4.5,酶解提取溫度為50℃,酶解提取時間為1h,乙醇體積分數(shù)為74%,料液比為1∶17,進行超聲提取2次,超聲時間為30min,超聲功率為165W,超聲溫度為40℃的最佳工藝條件下防己總生物堿的提取率達到3.92%。是一種有效提取防己總生物堿的提取方法,工藝操作簡便并適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

    1.6 復合酶在中藥成分提取中的應用

    高建德等[23]在單因素實驗的基礎之上,以復合酶的用量、酶解提取時間、酶解提取溫度為因素條件,設計了3因素3水平的中心組合,并運用響應面分析法對枸杞子中總黃酮的提取工藝進行了優(yōu)化,復合酶輔助提取枸杞子中總黃酮的最佳工藝條件為:復合酶用量為0.30%,酶解時間為1.0h,酶解溫度為60℃。通過驗證,枸杞子總黃酮的提取率為0.930 3%,與其預測值的相對誤差為0.0189%。

    孫海等[24]采用野生黃背毛木耳為原料,利用復合酶酶解法、酵母恒溫恒壓發(fā)酵法對毛木耳中的多糖進行提取。以毛木耳多糖的提取率為研究指標,對酶解提取溫度、時間、料液比等條件設計了單因素考察實驗,得到了最佳的提取工藝條件,料液比為1∶35,在酶解溫度為80℃的條件下酶解80min,在發(fā)酵溫度為40℃、發(fā)酵壓力為0.15~0.2MPa的范圍內(nèi)發(fā)酵20h,回流浸提的時間為120min。在此條件下毛木耳多糖的提取率為3.43%。

    謝藍華等選擇單樅茶為實驗材料,對復合酶輔助乙醇提取茶多酚的工藝條件進行了研究,通過單因素考察實驗及正交實驗優(yōu)化后確定了最佳的提取工藝條件。在最佳的提取工藝條件下茶多酚的提取率達到25.82%,比傳統(tǒng)的水提法茶多酚提取率提高了69.87%。

    李楊等[25]采用氣流噴爆-復合酶解法對豆粕中的水溶性膳食纖維進行提取優(yōu)化,水溶性膳食纖維的最佳提取率為26.03%±0.02%。袁春龍等采用纖維素酶和果膠酶對番茄組織中的番茄紅素進行了提取。趙曉丹等[26]利用纖維素酶和果膠酶輔助提取紫薯中的花色苷,并對兩種酶的提取條件進行了優(yōu)化,通過單因素實驗及正交實驗優(yōu)化分別確定了纖維素酶輔助提取、果膠酶輔助提取的最佳工藝,得出果膠酶輔助提取番茄花色苷的效果優(yōu)于纖維素酶的結論。楊蕾等[27]研究了一種復合酶水解-美拉德反應法處理復配后的番茄提取物的化學成分,經(jīng)GC-MS分析,可以獲得13種揮發(fā)性的化學成分。

    1.7 超聲技術在中草藥成分提取中的應用

    盧帥等利用超聲波提取法,分別對影響新疆孜然黃酮提取率的提取溶劑濃度、料液比、超聲時間及功率進行了考察,并采用正交實驗對其提取工藝進行了優(yōu)化。在乙醇體積分數(shù)為70%,料液比為1:35,超聲提取時間為80min,超聲功率為125W的最優(yōu)工藝條件下,總黃酮的提取率為5.543mg·g-1。具有較好的總還原力,證實新疆孜然黃酮是具有較大開發(fā)應用價值的抗氧化劑。

    李云萍等[28]采用超聲提取艾納香廢渣中的總黃酮,并采用正交實驗對影響艾納香總黃酮提取率的主要因素條件進行優(yōu)化,由此得到了最佳工藝條件,且在此條件下艾納香中總黃酮的提取率為5.96%。

    郝寧等以威靈仙為實驗材料,采用單因素考察與正交實驗相結合的方法對影響威靈仙總皂苷和總黃酮提取率的主要因素條件進行了優(yōu)化,確定最佳的工藝條件為:料液比為1∶30,乙醇體分數(shù)為70%,超聲功率為140W,在60℃的溫度下提取60min,提取3次。

    柴俊雯等[29]總結了近幾年超聲提取的原理及技術在中藥揮發(fā)油類成分提取方面的研究進展,超聲提取技術廣泛應用于不同種類中藥根及根莖類、葉類、花類、果實類等的揮發(fā)油類成分提取,提取效率高,應用前景廣闊且開發(fā)價值大。

    陳東明采用超聲波法對玫瑰花渣中的多酚和多糖進行了提取,并對影響多酚及多糖提取率的乙醇體積分數(shù)、超聲功率、超聲溫度等因素進行了單因素考察,并運用Box-Benhnken響應面分析法進行優(yōu)化,分別確定了玫瑰花多酚和多糖提取的最佳工藝,在最佳的提取工藝條件下,玫瑰花多酚的提取率為2.732mg·g-1,玫瑰花多糖的提取率為 4.126mg·g-1。

    劉強以柑橘皮為實驗材料,采用超聲波法對橘皮色素進行提取,在超聲提取溫度為40℃,料液比為1∶20,超聲功率為600W,超聲提取30min的最佳提取工藝條件下,橘皮色素的提取率達到18.25%。

    衛(wèi)曉英等[30]利用超聲輔助酶解的方法制備了薏米酶解液,并探討了酶的用量、酶解提取溫度及時間、超聲時間等因素對薏米酶解液的影響。由正交實驗得到最佳的工藝參數(shù)為:酶的用量為200U·g-1、pH為6、在50℃下酶解提取3h、在超聲功率為160W下超聲20min、超聲3次。在最佳的工藝條件下,薏米中的還原糖提取量達到1.89g/100g,與原有工藝相比較,提取率提高了15.2%。

    2 問題與展望

    近些年來,超聲提取技術輔助酶解法提取中草藥中有效成分的應用研究在逐漸增多,也受到越來越多專家學者的關注。與傳統(tǒng)的提取方法進行比較,超聲技術與酶技術的聯(lián)合應用有效提高了中草藥有效化學成分的提取率,并且超聲提取與酶技術酶解都需要在常溫下進行操作,這就在一定程度上避免了高溫提取對中草藥有效成分的破壞。超聲提取與酶技術酶解提取雖然具有一定的優(yōu)勢,但目前應用超聲技術與酶技術聯(lián)用提取有效成分的研究大多停留在單味中藥上,鮮有應用此類技術對多數(shù)中藥化學成分進行提取的研究報道。不同種類的中藥化學成分超聲技術輔助酶技術提取的關鍵工藝條件參數(shù)也不盡相同,往往與實驗過程中的酶解溫度及時間、料液比、超聲時間等因素有關,為什么會造成不同種類中藥成分提取工藝參數(shù)的差異現(xiàn)象,兩種技術聯(lián)用的提取工藝參數(shù)與不同種類中草藥成分性質(zhì)間是否存在著相關關系以及如何來確定超聲技術提取與酶技術酶解提取工藝的關鍵參數(shù),都是目前所存在的問題,需要進一步的研究深入。超聲技術提取主要是利用了超聲波的空化作用及傳質(zhì)作用,酶技術主要是破壞植物的細胞壁,使有效化學成分充分溶出,兩種技術協(xié)同提取可顯著提高中草藥有效成分的提取率。與傳統(tǒng)的提取方法相比,具有成本低、操作簡便、提取率高、環(huán)境友好的優(yōu)點,已廣泛應用于中草藥有效成分的提取工藝研究。隨著超聲技術提取及酶技術酶解機理的不斷深入研究和現(xiàn)代醫(yī)藥制劑工藝的蓬勃發(fā)展,超聲技術與酶技術聯(lián)合提取工藝也在不斷地提高與完善,在中藥現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)中具有十分廣闊的應用前景且開發(fā)價值大。

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