微波提取槐米中黃酮類化合物的研究進(jìn)展

微波提取槐米中黃酮類化合物的研究進(jìn)展

蝗蟲是豆科植物的干燥花蕾。它的味道很苦，有點(diǎn)冷。具有冷血止血、清肝瀉火等功效?；泵字械某煞种饕情纹に氐氖|香糖苷(蘆丁),此外,還有白樺脂醇,槐二醇,槐花米甲乙丙素,鞣質(zhì)等成分。其有效成分屬于黃酮類化合物,而此類化合物在心腦血管疾病的治療上有著舉足輕重的作用。因此,研究者們不斷地探究從槐米中提取槲皮素的新方法,將其能夠用于工業(yè)化生產(chǎn),開發(fā)為各種藥物并應(yīng)用于臨床。槲皮素屬于黃酮類物質(zhì),廣泛存在于健康食物和草本藥物中,是一種強(qiáng)有力的抗氧化劑,能防止低密度脂蛋白氧化,從而防止動(dòng)脈粥樣硬化,可以治療冠心病。有清除自由基的作用、能降低血壓,保護(hù)心肌缺血再灌注損傷,有免疫增強(qiáng)功能,降血脂,抗凝血作用,抗菌抗炎作用,對(duì)人卵巢癌、乳腺癌、白血病細(xì)胞、胃腸道腫瘤細(xì)胞等均有抑制作用。此外,槲皮素還有中樞鎮(zhèn)痛作用、抗抑郁作用和增強(qiáng)記憶力作用。1提取方法的多樣化以前提取槲皮素實(shí)驗(yàn)室常采用堿溶酸沉方法,隨著近年來一些新技術(shù)、新設(shè)備的出現(xiàn),提取方法也越來越多樣化,先進(jìn)化?，F(xiàn)就近年來出現(xiàn)的新方法、最佳條件簡單綜述如下。1.1正交實(shí)驗(yàn)與機(jī)理分析微波輔助提取的原理就是利用高頻電磁波快速升高被提取物細(xì)胞內(nèi)的溫度,加速分子向溶液擴(kuò)散,使有效成分溶于溶劑中。早在1986年Ganzler等就利用微波能從土壤、種子、食品和飼料中分離各種類型化合物。由于微波提取具有節(jié)約能源、降低物耗、對(duì)環(huán)境無污染、量多質(zhì)優(yōu)、安全可靠,經(jīng)濟(jì)效益好和操作自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn),進(jìn)入20世紀(jì)90年代微波提取技術(shù)不僅在有機(jī)分析的試樣前處理方面有了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展,在天然產(chǎn)物有效成分提取的應(yīng)用也開始引起了人們的廣泛重視?，F(xiàn)在微波提取技術(shù)被許多研究人員用于從槐米中提取蘆丁,并不斷尋找最佳的提取條件。蒙松年等采用正交實(shí)驗(yàn),對(duì)比研究了微波輔助提取法(MAE)與普通加熱回流和室溫浸漬法提取槐米中槲皮素的提取率。確定了MAE提取槐米中槲皮素的最佳條件為:粒度60~90目,水分含量為25%,功率350W,萃取時(shí)間10min。結(jié)果為微波提取時(shí)間為普通加熱回流的1/12倍,室溫浸漬法的1/144倍。MAE提取槐米中槲皮素提取率分別比另兩種方法提高約65.5%和213.8%。陳燕芬等以水為溶劑,以450W的微波功率提取3次,每次提取10min,并與傳統(tǒng)的水回流提取法和乙醇回流提取法進(jìn)行比較,結(jié)果微波法提取蘆丁的時(shí)間僅為1/3,大大節(jié)約了時(shí)間和能源,且提取率也更高。葉會(huì)呈等采用正交實(shí)驗(yàn),將微波預(yù)處理與水提結(jié)合起來,考察微波功率、微波處理時(shí)間、槐米中含水量、粒度、提取溶劑用量及提取時(shí)間對(duì)提取率的影響,并與單獨(dú)的水提方法比較,結(jié)果顯示前者提取率高且操作簡單。李敏等通過對(duì)槐米中提取蘆丁的研究,采用正交實(shí)驗(yàn)法對(duì)提取時(shí)間,提取溫度,固液比,甲醇濃度等因素進(jìn)行討論,確定了微波提取的最佳條件:提取溫度65℃,提取時(shí)間5min,固液比1∶10,甲醇濃度90%,平均提取率為96.92%。提取的粗蘆丁用10倍量90%的乙醇進(jìn)行純化處理,蘆丁的含量可達(dá)93.13%。該實(shí)驗(yàn)操作簡單,有利于推廣和利用價(jià)值。本實(shí)驗(yàn)中還去除了硼砂,解決了污水處理的一大難題。潘媛媛等通過正交實(shí)驗(yàn)考察了4個(gè)因素即乙醇體積分?jǐn)?shù),料液質(zhì)量比,微波時(shí)間和微波功率對(duì)槐米中蘆丁提取率的影響,得出微波功率和乙醇體積分?jǐn)?shù)的影響較為顯著,料液質(zhì)量比的影響次之,微波時(shí)間的影響較小。確定出的最佳提取工藝為(乙醇)=65%,料液質(zhì)量比為1∶18,微波時(shí)間為4min,微波功率為320W。該實(shí)驗(yàn)表明微波法提取具有良好的輔助作用,能縮短提取時(shí)間,提取產(chǎn)率高,同時(shí)操作簡便,并且乙醇可回收利用,回收率在94%以上。1.2胞內(nèi)物質(zhì)的分離超聲波輔助提取主要利用超聲波輻射壓強(qiáng)產(chǎn)生的強(qiáng)烈空化效應(yīng)、振動(dòng)效應(yīng)、熱效應(yīng)、高加速度、擊碎和攪拌作用等多級(jí)效應(yīng),破壞植物藥材細(xì)胞,增加物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)的頻率和速度、溶劑的穿透力,使溶劑滲透到藥材中,促進(jìn)藥材中的化學(xué)成分進(jìn)入溶劑,同時(shí)加強(qiáng)了胞內(nèi)物質(zhì)的釋放、擴(kuò)散及溶解,達(dá)到分離提取的目的。郭乃妮等把傳統(tǒng)的堿溶酸沉方法與超聲波聯(lián)合起來,研究從槐米中提取蘆丁,探討了反應(yīng)溫度、反應(yīng)液的pH值、溶劑用量及反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物蘆丁提取率的影響。得出提取的最佳條件為:控制反應(yīng)溫度為70~75℃,堿提取時(shí)pH=9,酸沉淀時(shí)pH=4,溶劑用量以6倍于原料為宜,提取3次,反應(yīng)時(shí)間3.5h。最后得淺黃色針狀晶體提取率為17.83%。馬國剛等為了降低成本,提高效率,采用超聲波輔助方法對(duì)傳統(tǒng)提取工藝進(jìn)行改進(jìn),用SAS軟件程序?qū)?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了二次響應(yīng)面分析,通過嶺脊分析得出槐米蘆丁超聲波提取的最佳條件為:室溫下,20kHz,1000W超聲波,料液比(g∶ml)1∶15,提取10min,連續(xù)提取2次。在此條件下測(cè)得的蘆丁提取率為19.16%。1.3采用微生物發(fā)酵由于槐米中鞣質(zhì)等黏性成分的影響,液態(tài)發(fā)酵的濃度提升到一定量后粘稠度太大,攪拌不均勻,影響了氧傳遞等作用,致使蘆丁轉(zhuǎn)化率降低。較低的樣品濃度又使發(fā)酵體積過于龐大,成本加大。采用微生物與槐米的固態(tài)發(fā)酵可以避免液態(tài)發(fā)酵的缺陷,固態(tài)發(fā)酵不僅工藝簡單,成本低,能獲得較純含量的槲皮素,而且還解決了大量的酸堿對(duì)環(huán)境的污染,該技術(shù)還為中藥中間體的現(xiàn)代化加工提供了一條新途徑。徐萌萌等利用黑曲霉固態(tài)發(fā)酵槐米,通過正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化種子培養(yǎng)條件和發(fā)酵條件,經(jīng)高效液相色譜法對(duì)發(fā)酵物測(cè)定,證明發(fā)酵物為槲皮素,且轉(zhuǎn)化率達(dá)到98%以上。該實(shí)驗(yàn)操作過程簡單,所需的設(shè)備簡單,成產(chǎn)效率高,成本低,值得工業(yè)化大生產(chǎn)。1.4兩種方法的對(duì)比研究堿提酸沉法是利用蘆丁在堿水中成鹽而增大溶解能力,加酸酸化后可析出結(jié)晶的原理進(jìn)行的。但是堿溶酸沉法耗時(shí)長,成本高,提取率低,且純度也不高。全先高等采用了3種不同的方法,即水提法,堿提酸沉法,堿提酸沉法加抗氧劑,研究了從槐米中提取蘆丁的最佳條件。結(jié)果表明在堿提取酸沉淀方法的基礎(chǔ)上,加入亞硫酸鈉作為抗氧劑并加入硼砂作為緩沖劑,以保護(hù)蕓香苷結(jié)構(gòu)上的鄰二酚羥基,減少其氧化分解變質(zhì),并可使蕓香苷的溶解度增加,從而提高了原料利用率及產(chǎn)品質(zhì)量。其提取率和產(chǎn)品純度為18.3%,96.3%,均比前兩種方法高?？寡鮿┑募尤胱柚沽颂J丁在提取過程中的被氧化,增加了蘆丁的穩(wěn)定性,使蘆丁的提取效率和產(chǎn)品純度都有顯著提高,在大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)中值得推廣。1.5中藥的分離、純化大孔吸附樹脂是20世紀(jì)60年代末發(fā)展起來的一類有機(jī)高聚物吸附劑,它具有多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和較好的吸附性能。目前已廣泛應(yīng)用于廢水處理、醫(yī)藥工業(yè)、臨床鑒定和食品等領(lǐng)域,在我國,采用大孔吸附樹脂分離純化中藥已越來越受到人們的重視。大孔吸附樹脂分離,純化中藥提取物的應(yīng)用最早開始于70年代末,到目前,在對(duì)中藥有效成分的分離、純化中的應(yīng)用都取得了一些滿意的結(jié)果。為了提高蘆丁的提取率和純度,馮希勇應(yīng)用D101型大孔吸附樹脂柱得到蘆丁。蘆丁的提取率達(dá)25%,且純度高于98%。該方法相對(duì)簡單易行,經(jīng)濟(jì)適用,節(jié)約成本,提取率高,優(yōu)于熱水提取法、堿水煮法、冷堿水浸提法等。2微波提取和超聲提取法不管用什么方法提取槲皮素,它們最終離不開的還是最傳統(tǒng)的方法——堿溶酸沉和醇提法。以上的方法都是以這兩種方法為最基本的原理,在此基礎(chǔ)上改進(jìn),以達(dá)到提取最佳方法。由于微波提取和超聲提取都具有提取時(shí)間最短,物耗低,成本低,安全無污染,產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn),認(rèn)為這兩種方法在提供更科學(xué)的工藝條件方面具有更高的推廣價(jià)值。但是受