摘要:原花青素是植物界廣泛存在的一類多酚類化合物,葡萄籽被認(rèn)為是提取原花青素的最佳原料。隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步,提取技術(shù)不斷被突破,本文分析和整理近年來國內(nèi)外期刊有關(guān)的文獻(xiàn),對葡萄籽原花青素的提取技術(shù)進(jìn)行綜述,為葡萄籽原花青素的工業(yè)生產(chǎn)研究提供參考。
關(guān)鍵詞:葡萄籽,原花青素,提取
原花青素(Procyanidine,PC)是植物界廣泛存在的一類多酚類化合物。葡萄籽作為葡萄酒及葡萄汁生產(chǎn)的下腳料,是原花青素的主要來源,具有明顯的成本優(yōu)勢,被認(rèn)為是提取原花青素的最佳原料。
原花青素由不同數(shù)量的單體黃烷-3-醇縮合而成,黃烷醇結(jié)構(gòu)上可以連接不同的酰基或糖?;?,最常見的是沒食子酸與(-)-表兒茶素C3羥基縮合形成的酯。由于單體組成及單體間連接鍵的不同,每種聚合體還可能包含許多同聚異構(gòu)體,形成復(fù)雜的混合物。通常將聚合度2~4的稱為低聚體(procyanidolic oligomers,簡稱OPCs),將聚合度5以上的稱為高聚體(procyanidolicpolymers,簡稱PPC)。
隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和進(jìn)步,傳統(tǒng)提取方法不斷被突破,超臨界流體萃取、微波輔助提取以及動態(tài)罐組式連續(xù)逆流提取等新的提取方法和技術(shù)不斷完善。這些新技術(shù)具有提取率高、提取物純度高、提取速度快等優(yōu)點(diǎn),具有十分廣闊的應(yīng)用前景。
1 提取技術(shù)
1.1 超臨界流體萃取(SFE) 超臨界流體萃?。╯upercritical fluid extraction, SFE)是以超臨界流體代替常規(guī)有機(jī)溶劑,對中草藥中有效成分進(jìn)行萃取和分離的新技術(shù)。氣體在超臨界狀態(tài)下兼有氣液兩相的雙重特點(diǎn),既具有與氣體相當(dāng)?shù)母邤U(kuò)散系數(shù)和低黏度,又具有與液體相近的密度和對物質(zhì)良好的溶解能力。將處于超臨界狀態(tài)下的流體與待分離的中藥材接觸,選擇性地溶解其中的某種成分,然后通過減壓,使超臨界流體迅速揮發(fā),被溶解的物質(zhì)以固態(tài)或液態(tài)形式析出,從而實(shí)現(xiàn)所需組分的提取與分離。
國內(nèi)外均有運(yùn)用CO2超臨界流體萃取法制備葡萄籽原花青素的報(bào)道。胡佳興[1]利用甲醇為夾帶劑的超臨界萃取法提取葡萄籽中的原花青素;Chafer等[2]也是采用乙醇作為夾帶劑提取原花青素,并用HPLC法測定提取物中的成分;Pinelo等[3]比較了超臨界流體萃取法與固液萃取法,發(fā)現(xiàn)前者提取的原花青素具有更好的抗氧化性。超臨界流體萃取主要獲得低聚原花青素,產(chǎn)品具有較高的抗氧化性,但由于原花青素極性較高,在不添加夾帶劑(甲醇、乙醇或丙酮)時(shí)萃取率較低。
1.2 超聲提取 超聲波具有空化、粉碎、攪拌、擴(kuò)散、化學(xué)效應(yīng)等特殊作用,能破壞植物細(xì)胞,促進(jìn)溶劑滲透到細(xì)胞中,使化學(xué)成分溶于溶劑。超聲波增大物質(zhì)分子運(yùn)動頻率和速度,增加溶劑穿透力,提高藥物溶出速度,縮短提取時(shí)間,提高提取效率。
目前,已有將超聲提取技術(shù)應(yīng)用到葡萄籽原花青素的提取中,但國內(nèi)外報(bào)道的數(shù)量較少。Ghafoor等[4]通過正交試驗(yàn)對乙醇濃度、提取溫度和提取時(shí)間等條件進(jìn)行優(yōu)化,結(jié)果顯示超聲提取法能縮短提取時(shí)間,顯著降低提取溫度,防止原花青素的降解。
受到設(shè)備條件的限制,目前超聲提取技術(shù)基本上還局限于實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模樣品的處理,如能對原有的提取系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)或開發(fā)新的超聲提取系統(tǒng),擴(kuò)大其工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模,將會對中藥制藥業(yè)及中藥產(chǎn)業(yè)化起到良好的促進(jìn)作用。
1.3 微波輔助提取 微波輔助提取是利用高頻電磁波穿透萃取媒質(zhì),到達(dá)被萃取物料的內(nèi)部,微波能迅速轉(zhuǎn)化為熱能使細(xì)胞內(nèi)部溫度快速上升,當(dāng)細(xì)胞內(nèi)部的壓力超過細(xì)胞壁承受能力時(shí),細(xì)胞破裂,細(xì)胞內(nèi)的有效成分自由流出,在較低的溫度下溶解于萃取溶媒中,再通過進(jìn)一步的過濾和分離后,獲得最終萃取成分。微波輔助提取技術(shù)已應(yīng)用于黃酮、蒽醌、皂苷、多糖、萜類和揮發(fā)油、生物堿、有機(jī)酸等多類化學(xué)成分的提取。
微波輔助技術(shù)用于葡萄籽原花青素提取的報(bào)道很少。Hong等[5]研究了微波法提取植物多酚,微波功率為300~150 W、提取時(shí)間為20~200 s的范圍內(nèi)改變提取條件,對多酚的提取率沒有顯著的變化,當(dāng)提取溶劑中加入10%的水時(shí),多酚的提取率從13.5%提高到15.2%。
盡管微波輔助提取具有一些其他提取技術(shù)難以比擬的優(yōu)勢,但其自身也存在一些不足之處。如不適于熱敏感的物質(zhì)。微波提取過程中是否會使化學(xué)成分發(fā)生變化等主要問題,目前對此尚未見較為深入的研究;大型微波設(shè)備如何防止微波泄漏,確保安全生產(chǎn),也是微波提取技術(shù)需要解決的關(guān)鍵問題。
1.4 動態(tài)罐組式逆流提取 動態(tài)罐組逆流式提取是在多個(gè)提取單元之間,通過藥材和溶劑的合理濃度梯度排列和相應(yīng)的流程配置,結(jié)合物料的粒度、提取單元數(shù)和提取溫度等參數(shù),以循環(huán)組合的方式對物料進(jìn)行提取的方法。該技術(shù)主要利用了固液兩相中有效成分的濃度差,逐級將藥材中有效成分溶出擴(kuò)散至起始濃度較低的提取溶劑中,達(dá)到最大限度轉(zhuǎn)移藥材中有效成分的目的。目前,動態(tài)罐組式逆流提取技術(shù)主要應(yīng)用于食品和中藥材等天然產(chǎn)物有效成分的提取。該提取技術(shù)的研究剛剛起步,工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)與自動化的結(jié)合,有待進(jìn)一步深入和完善。
2 結(jié)論
葡萄籽作為原花青素的最佳來源,具有強(qiáng)抗氧化作用,人體吸收度高,已被我國衛(wèi)生部批準(zhǔn)為保健品原料。在實(shí)際工業(yè)大生產(chǎn)中,提取時(shí)臨眾多挑戰(zhàn),為此筆者也曾進(jìn)行過相關(guān)研究[6]。在此,對葡萄籽原花青素的提取技術(shù)進(jìn)行概括,以使葡萄籽原花青素得到更好的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn):
[1]胡佳興, 樓一層, 李淼,等. 葡萄籽中原花青素的超臨界CO2萃取工藝優(yōu)選[J]. 中國醫(yī)院藥學(xué)雜志, 2008. 28(12): 968-970.
[2]Chafer A., Pascual-Marti M.C., Salvador A., et al., Supercritical fluid extraction and HPLC determination of relevant polyphenolic compounds in grape skin[J].Journal of Separation Science, 2005. 28(16): 2050-2056.
[3]Pinelo M., Ruiz-Rodriguez A., Sineiro J., et al., Supercritical fluid and solid-liquid extraction of phenolic antioxidants from grape pomace: a comparative study[J].European Food Research and Technology, 2007. 226(1-2): 199-205.
[4]Ghafoor K., Choi Y.H., Jeon J.Y., et al., Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction of Phenolic Compounds, Antioxidants, and Anthocyanins from Grape (Vitis vinifera) Seeds[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2009. 57(11): 4988-4994.
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[6]欒連軍, 陳娜, 劉雪松, 吳永江. 葡萄籽原花青素多級逆流提取工藝研究[J]. 中國食品科學(xué), 2010,10(5): 31-36.
編輯/許言