倪圳偉
(成都市實(shí)驗(yàn)外國語學(xué)校,四川 成都 610213)
桑葚又名烏椹、桑蔗、桑果等,是桑科植物桑(Morus alba L.)的果穗,其含有花青素、維生素、多糖、氨基酸等成分,是著名的藥食同源中藥,不僅具有生津潤燥和滋陰補(bǔ)血的功效,還可以用于治療須發(fā)早白、腸燥便秘、肝腎陰虛、心悸失眠等癥狀[1]?!侗静菥V目》和其他醫(yī)藥典籍中記載了桑葚的用法和應(yīng)用價(jià)值,在臨床上其可用于防癌抗癌、治療貧血、防止血管硬化等。而桑葚中所含的多糖類成分具有抗輻射、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)等功能。近年來,國內(nèi)多位學(xué)者對桑葚多糖的提取工藝進(jìn)行了研究。
本文總結(jié)了近年來桑葚多糖提取工藝的研究概況,希望能為桑葚多糖提取工藝的深入研究和桑葚的開發(fā)利用提供參考。
植物中的有效成分主要存在于以纖維素為主構(gòu)成的細(xì)胞壁內(nèi),溶出存在阻力,影響了提取效果。利用纖維素酶來分解纖維素,有利于植物中有效成分的提取和溶出。劉曉露等[2]利用纖維素酶來分解纖維素,從桑葚中提取桑葚多糖,并且通過單因素試驗(yàn)來考察酶解溫度、酶用量、酶解時(shí)間等因素對桑葚多糖提取率的影響。從試驗(yàn)中可知,當(dāng)酶解時(shí)間為150 min時(shí),桑葚多糖提取率最高;超過150 min,會(huì)因雜質(zhì)的溶解而使提取率有所下降,并發(fā)現(xiàn)酶法提取試驗(yàn)受溫度影響最大,其次是酶解時(shí)間,而酶用量在試驗(yàn)范圍內(nèi)影響最小。最終通過正交試驗(yàn)篩選出最佳工藝條件:酶解時(shí)間150 min、酶用量40 mL、酶解溫度45℃,該條件下桑葚多糖的提取率可達(dá)14.77%。
超聲波輔助提取的原理是利用超聲波的空化效應(yīng)來增大介質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)速度,從而使可溶性成分更快地溶出。該方法可縮短提取時(shí)間,還可以避免溫度對其有效成分的影響,從而提高提取率。劉玉玲等[3]運(yùn)用超聲波輔助提取法提取桑葚多糖,得出最佳工藝條件:藥材以90%乙醇浸泡2次,每次6 h,脫脂、過濾,濾液揮干乙醇后加水,在60℃下超聲提取30 min,過濾后的濾渣用該超聲提取條件提取2次,合并3次濾液并濃縮,該條件下桑葚多糖提取率為9.42%。景榮琴等人[4]通過響應(yīng)面法用多元二次回歸方程來進(jìn)行對比分析,從而得到桑葚多糖超聲波輔助提取的優(yōu)化工藝參數(shù),并利用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)研究其影響因素,優(yōu)化得出其最佳提取工藝條件:溫度72℃、超聲時(shí)間23.5 min、料液比1∶27(g/mL),在此條件下,多糖的提取率為17.78%。通過對比發(fā)現(xiàn),該方法比水提法更省時(shí)、更高效。
酶—超聲波聯(lián)合提取是指在使用酶法提取時(shí),同時(shí)也使用超聲波法提取。因?yàn)槔w維素酶可使細(xì)胞壁被分解,從而利于有效成分溶出。而將超聲波和酶法提取相結(jié)合,其提取的效率高于這兩種單一的方法,可縮短提取所需時(shí)間、提高產(chǎn)量,從而節(jié)約成本。劉勝利等人利用單因素考察和正交試驗(yàn),對酶法提取、超聲波提取、酶—超聲波聯(lián)合提取進(jìn)行了對比,并得出酶—超聲波聯(lián)合提取法的最佳工藝條件:提取時(shí)間30 min,提取率為16.86%。
而桑葚多糖的超聲波提取中發(fā)現(xiàn)提取工藝受料液比影響最大,其次是溫度,最后是提取時(shí)間,得出其最佳工藝條件:溫度70℃、料液比1∶35(g/mL)、超聲時(shí)間50 min,該條件下桑葚多糖提取率為14.49%。而酶法提取受溫度影響最大,其次是酶用量,其最佳工藝條件:酶解時(shí)間150 min、反應(yīng)溫度45℃、酶用量2.0 mL,桑葚多糖提取率為14.77%??傮w來說,酶—超聲聯(lián)合提取方法要優(yōu)于其他兩種方法。
微波輔助提取的原理是利用微波本身具有的穿透性、選擇性和加熱速率進(jìn)行提取。微波輔助法能降低能耗和減少雜質(zhì),并且縮短生產(chǎn)時(shí)間,從而提高提取物純度和提取率。張玲玲等人[5]通過考察微波輻射時(shí)間、溶劑pH值、提取次數(shù)、液固比等因素對提取率的影響,并且結(jié)合了正交試驗(yàn)進(jìn)行研究,優(yōu)化得到其最佳工藝條件:微波輻射 150 s、提取 3 次、料液比 1∶25(g/mL),該條件下桑葚多糖提取率為11.31%。
唐長波等[6]通過單因素試驗(yàn)、中心組合試驗(yàn)及響應(yīng)面分析法,得出桑葚多糖微波輔助提取的最佳工藝參數(shù):微波時(shí)間10.4 min、微波功率300 W、料液比1∶50(g/mL),該條件下桑葚多糖提取率5.73%。與超聲波提取熱回流相比,微波提取方法更快、更節(jié)能、效率更高。
大孔樹脂純化具有可再生循環(huán)利用、產(chǎn)品純度高等優(yōu)點(diǎn),且大孔樹脂對桑葚多糖具有較高的吸附性?;葙t民[7]通過動(dòng)態(tài)試驗(yàn)和靜態(tài)吸附,對比了提取物溶液的pH值、洗脫劑和流速等因素對其吸附性能的影響,得出其最佳工藝條件:在室溫下,洗脫劑采用70%乙醇,上柱液體pH值為中性至弱堿性,流速為3 BV/h,當(dāng)流速達(dá)到7 BV/h時(shí),洗脫率達(dá)90%以上。趙喜蘭[8]用AB-8大孔樹脂以蒸餾水1 mL/min的流速洗脫后的洗脫液多糖純度可達(dá)73.1%,該洗脫液用80%乙醇醇沉后,再以含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%三氯酸的正丁醇+氯仿正丁醇(5∶1)來除蛋白,并用DEAE-纖維素柱分離得到了酸性多糖P-2、P-3和中性多糖P-1,并且發(fā)現(xiàn)其均有明顯的降糖作用。
目前,桑葚多糖的傳統(tǒng)提取方法主要用乙醇、酸、堿來進(jìn)行浸提,但是這些方法不僅耗時(shí)長、成本高,而且在安全方面還存在隱患,以及酸堿條件下容易破壞多糖自身的空間結(jié)構(gòu)和活性。
相對于傳統(tǒng)的提取方法,酶法提取、超聲波輔助提取、酶—超聲波聯(lián)合提取、微波輔助提取以及大孔樹脂吸附提取等,在提取桑葚多糖成分的效率方面顯著提高。其中,酶—超聲波聯(lián)合提取法結(jié)合了酶法提取和超聲波輔助提取法的優(yōu)點(diǎn),值得進(jìn)一步深入研究其工業(yè)應(yīng)用的可行性。