超聲輔助提取苜?；钚猿煞值难芯窟M(jìn)展

彭潔 吳菲菲 李化強(qiáng) 胡平 劉慶 王美英

本文綜述了超聲輔助提取苜?；钚猿煞值淖钚卵芯窟M(jìn)展，包括多糖、多酚、葉蛋白、花色苷、總黃酮、總皂苷，以期為苜?；钚猿煞值奶崛》矫嫣峁├碚搮⒖?。

紫花苜蓿（Medicago sativa L.），豆科苜蓿屬多年生草本植物，在我國紫花苜蓿有 2000 多年的種植歷史，現(xiàn)主要分布于華北、東北、西北等地區(qū)，具有產(chǎn)量高、耐旱、耐寒、再生能力強(qiáng)、適口性好等優(yōu)點(diǎn)，因其莖葉柔嫩鮮美，且種植簡單、適應(yīng)性強(qiáng)，已被世界各國大量種植，有“牧草之王”的美稱。大量研究表明，紫花苜蓿具有許多生物活性，例如苜蓿多糖具有抗感染、抗腫瘤、抗輻射、提高免疫調(diào)節(jié)能力、延緩衰老等藥理作用，對(duì)機(jī)體的毒副作用小[1]，是一種極具開發(fā)潛力的食用材料和飼料資源，具有重要的開發(fā)利用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。

超聲的作用機(jī)制

超聲波是通過壓電效應(yīng)產(chǎn)生的，超聲的頻率一般是大于20kHz，最開始產(chǎn)生超聲波的方法是在1881年，在酒石酸鈉四水晶體上引入交流電壓通過物理振蕩方式產(chǎn)生的一種聲波，后來有了磁致伸縮、氣哨等方法也可以產(chǎn)生超聲波。超聲過程中，先是通過機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生超聲波，然后將超聲作用放大，得到有效振動(dòng)的顆粒被送到超聲波發(fā)生器上，得到超聲處理的顆粒自身會(huì)受超聲影響發(fā)生類似的振蕩，通過此振動(dòng)可以引起周圍未受到超聲機(jī)械作用的顆粒振動(dòng)[2]。

食品研究領(lǐng)域的超聲波主要有2類，包括不同頻率和不同振動(dòng)力度的超聲波。食品質(zhì)量控制和分析時(shí)用到的是對(duì)食品沒有破壞性的低強(qiáng)度檢測超聲，頻率大于100kHz，該強(qiáng)度的超聲主要是檢測食品的物理化學(xué)性質(zhì)相關(guān)的信息。頻率在20-100kHz之間為低頻率超聲波，該超聲波的振動(dòng)效果較強(qiáng)，傳到發(fā)生器時(shí)的振動(dòng)力度大，機(jī)械效應(yīng)增強(qiáng)的同時(shí)具有較高的能量產(chǎn)生，使體系的溫度升高，促進(jìn)了傳質(zhì)，該種超聲波可以用于殺菌、乳化、過濾、干燥、剝離等工藝中，能改善食品的質(zhì)量。在食品加工過程中采用超聲能使不同物質(zhì)混合更充分，降低加工溫度，促進(jìn)傳質(zhì)，縮短加工時(shí)間，增加提取效率等許多優(yōu)點(diǎn);此外，采用超聲處理重復(fù)性高，對(duì)試劑的依賴小，產(chǎn)品的后續(xù)處理更簡單。

超聲輔助提取苜?；钚猿煞值难芯窟M(jìn)展

超聲輔助提取苜?；ㄉ?/p>

花青素是植物中提取的天然化合物，相對(duì)于人工合成的化合物，副作用小，目前來說花青素主要的應(yīng)用范圍在食品、醫(yī)藥行業(yè)，并且擁有很大的發(fā)展前景[4]?；ㄇ嗨卦卺t(yī)學(xué)方面的用途主要是預(yù)防一些慢性病，如心血管疾病、代謝紊亂體等，這都是得力于花青素抗菌、抗氧化的特性[5]。近年來，還發(fā)現(xiàn)花青素其他的生理活性，如降低DNA損傷、DNA斷裂和細(xì)胞內(nèi)活性氧種類;減輕青少年抑郁癥狀;對(duì)睪丸有靶向作用等[6]?；ㄇ嗨?fù)碛腥绱吮姸唷⒘己玫墓δ芴匦?，且具有預(yù)防和治療各種慢性疾病的作用，因此對(duì)于花青素的研發(fā)也在不斷深入，研發(fā)的手段也在不斷地進(jìn)步。許英一采取超聲輔助酸化乙醇的方法，通過正交實(shí)驗(yàn)得到提取苜宿花青素效果最好的條件為：料液比1：30（g/mL），在60℃提取10 min，在此工藝條件下得到的花青素含量為93.23 mg/100 g。在進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，此方法得到的紫花苜宿花色苷與普通提取方法得到的相比具有較強(qiáng)的耐酸性、耐熱性;有研究發(fā)現(xiàn)，食品加工過程中所用的食品添加劑如蔗糖、苯甲酸鈉等都不影響花青素原有的穩(wěn)定性，但是亞硝酸鈉的存在會(huì)破壞花青素的穩(wěn)定性;Cu2+、k+等金屬氯離子對(duì)苜?；ㄇ嗨胤€(wěn)定性的影響較小，Al3+、Zn2+對(duì)其有一定影響，而Fe3+對(duì)苜?；ㄉ辗€(wěn)定性影響最大[7]。

超聲輔助提取苜蓿多糖

多糖是天然大分子物質(zhì)，具有多種生物活性，生物體內(nèi)本身就含有多糖類物質(zhì)，是人體免疫系統(tǒng)的重要組成部分。研究發(fā)現(xiàn)植物多糖是天然免疫調(diào)節(jié)劑，具有調(diào)節(jié)免疫的效果，通過促進(jìn)抗體的生成，加速細(xì)胞因子的釋放進(jìn)行免疫調(diào)節(jié)，主要作用于巨噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞等，具有抗病毒、消炎、抗氧化、抗黏附和抗敗血癥等多種作用[8-10]。施偉梅等采用超聲輔助法提取苜蓿中的多糖，先將苜蓿在低溫調(diào)節(jié)下進(jìn)行凍結(jié)融合，再進(jìn)行超聲提取，得到最佳提取條件為：低溫凍結(jié)20min，反復(fù)凍融7次，在70℃下超聲43min，得到8.216mg/g苜蓿多糖[1]。王磊等以水為溶劑，通過響應(yīng)面法優(yōu)化超聲工藝，得到最佳工藝為：料液比1：37.4，在74.5℃下超聲16.69min，此條件下的多糖得率為6.19%，并得到超聲輔助水提取得到的多糖含量的穩(wěn)定性和效率均優(yōu)于不采取超聲輔助的傳統(tǒng)水提[11]。

超聲輔助提取苜蓿多酚

多酚類物質(zhì)廣泛存在于植物中，是具有抗氧化、抗菌、消炎、預(yù)防心血管疾病等多種生物功能的次生代謝產(chǎn)物[12]，其結(jié)構(gòu)包含多個(gè)酚羥基，多酚具有如此多的功效受到很多學(xué)者的關(guān)注。施偉梅通過添加4.9%的酶，在49℃的條件超聲74min，得到苜蓿多酚含量為3.642mg/g，并進(jìn)行了苜蓿多酚的抗氧化實(shí)驗(yàn)，得到苜蓿多酚對(duì)DPPH自由基和OH自由基的IC50值分別為10.78μg/mL和19.28μg/mL，具有較好的抗氧化活性[13]。

超聲輔助提取苜?？傸S酮

黃酮類化合物作為植物組成成分廣泛存在于自然界中，在治療心臟疾病、高血壓、高血脂、高血糖、腫瘤等方面具有良好的作用[14]。荊常亮采用超聲波法輔助提取紫花苜蓿的總黃酮： 分別以清除ABTS自由基和清除DPPH自由基為評(píng)價(jià)指標(biāo)： 得到液料比分別為47.29：1（mL/g）和60.30：1（mL/g），提取溫度分別為62.73℃和54.56℃，提取時(shí)間分別為51.62min和45.59min，乙醇濃度分別為60%和46.67%，對(duì)應(yīng)的自由基清除率為87.38%和80.72%[15]。韓洲慶等通過超聲輔助法提取苜蓿中的黃酮，得到最佳工藝為：液料比1：30（g/mL），在功率180W下用70%乙醇超聲30min，得到黃酮含量為4.893（mg/g）[16]。劉香萍等應(yīng)用響應(yīng)面法優(yōu)化其超聲提取條件，得到最佳提取工藝參數(shù)為乙醇體積分?jǐn)?shù) 65%、超聲波功率100 MHz、提取溫度 67 ℃、提取時(shí)間40 min，在此工藝條件下，苜蓿葉中總黃酮的得率為5.29 mg/g[17]。

超聲輔助提取苜蓿葉蛋白

葉蛋白是蛋白的濃縮物，廣泛存在于植物的莖和葉中，具有多種氨基酸營養(yǎng)均衡，葉蛋白制品的總能量較低，胡蘿卜素、葉黃素含量相對(duì)較高，易消化，含有碳水化合物、脂肪、粗纖維等物質(zhì)，具有18種氨基酸，營養(yǎng)全面，具有抗衰老、降血脂、增強(qiáng)免疫力等多種功能，有效預(yù)防多種疾病[18]。許英一采用超聲波輔助，在堿性條件下提取苜蓿葉蛋白，通過正交優(yōu)化提取工藝為：提取pH8.5，在40℃下超聲提取30min，得到葉蛋白粗提物提取率為51.09%，與不加超聲堿法浸提相比提取率明顯提高，提取時(shí)間縮短[19]。

超聲輔助提取苜?？傇碥?/p>

皂苷是植物中的一種特殊的類苷物質(zhì)，又稱皂素，能加到中藥中做藥物使用，具有改善貧血、調(diào)理內(nèi)分泌、抗衰老、抗炎加快體內(nèi)新陳代謝等功效[20]。李小安加入酶對(duì)苜蓿中的皂苷進(jìn)行提取，通過超聲輔助得到皂苷提取液，再用化學(xué)試劑對(duì)提取液進(jìn)行萃取，在料液比1：30g/mL超聲溫度20℃，超聲時(shí)間20min，功率360W條件下得到的工藝效果最好[21]。

結(jié)論與展望

紫花苜蓿的根、莖、葉均含有豐富的營養(yǎng)成分，主要包括活性多糖、多肽、黃酮、皂苷、香豆素、生物堿類等化合物。近年來，大家對(duì)苜蓿葉蛋白的研究越來越多。研究得到苜蓿中含有50多種氨基酸，營養(yǎng)全面，苜蓿作為良好的天然植物資源備受人們關(guān)注。超聲輔助提取法提取苜?；钚猿煞挚梢燥@著地提高提取效率，表現(xiàn)出極大的優(yōu)勢，為苜蓿的應(yīng)用提供更高的開發(fā)價(jià)值。

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作者簡介： 彭潔， 女， 碩士研究生， 主要從事果蔬清潔加工研究。

通訊作者： 吳菲菲， 博士， 副教授， 主要研究方向?yàn)槭称芳庸ぜ夹g(shù)。

教育廳食品科學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)， 廣東省嶺南特色果蔬加工及應(yīng)用工程技術(shù)研究中心