绿原酸超声波提取工艺研究概况

2018-10-13肖希斌陈勇李颖袁辉

现代农业科技 2018年17期

肖希斌陈勇李颖袁辉

摘要从温度、提取溶剂、料液比、提取时间、pH值、提取次数方面介绍了超声波提取绿原酸的工艺，并将其与其他提取工艺进行比较，以期为更好地利用超声波提取绿原酸提供参考。

关键词绿原酸；超声波提取；工艺条件

中图分类号 TS255.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）17-0238-01

绿原酸，又名咖啡鞣酸[1]。在植物中分布广泛，从高等双子叶植物到低等蕨类植物均含有绿原酸。绿原酸是一种重要的生物活性物质，具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤、降血压、降血脂等作用[2]。研究发现，金银花提取物中绿原酸在有机溶剂中较稳定，可选择甲醇或乙醇作萃取溶剂[3]。药典中使用50%甲醇作溶剂，效果较好。此外，研究发现，金银花提取物中含有绿原酸以及其他成分，不宜采用紫外分光光度法进行稳定性研究。

1 超声波提取工艺

1.1 超声波提取生物活性物质

超声波指的是频率在2×104～5×107 Hz的电磁波，是一种超出人类听觉频率的声波。它同时又是一种机械波，在传播过程中需要能量载体，这种能量载体叫介质。

早在20世纪50年代，人们就利用超声波提取花生油和啤酒花中的苦味素、鱼组织中的鱼油等。目前，超声波萃取技术已被广泛应用[4]。超声波在穿过介质时会产生膨胀和压缩2个过程，进而促进有效成分的提取[5]。

超声波提取法具有诸多优点：一是与传统热水浸提法相比，超声波提取方法提取效率高，能够成倍地提高提取量，并且提取过程中的杂质少，这对后续的分离与纯化非常好，缩短了分离纯化时间，从而提高了提取效率[6]。二是在提取过程中没有发生化学反应，有效保护了物质的生物活性。三是可以降低提取过程中的温度，超声波提取温度一般在40～50 ℃之间，这对提取热敏感物质和不稳定物质非常有效。绿原酸是热敏物质，对光线非常不稳定，而超声波提取绿原酸是一种非常好的选择。四是超声波提取方法操作简便，能很好地控制超声功率、超声时间及温度。超声波提取生物活性物质包括植物多糖、植物黄酮、植物多酚类、植物蛋白、植物皂苷、植物油脂等。以下主要探讨超声波在植物绿原酸提取方面的应用。

1.2 超声波提取绿原酸

用超声波提取绿原酸需要一个最佳工艺。在绿原酸超声波的提取中温度、料液比、提取时间、提取溶剂、pH值以及提取次数等几个条件影响较大。①温度。绿原酸的邻二酚羟基结构不稳定，高温加热易氧化分解，因而温度过高会对绿原酸提取产生反作用[7]。但是，实际上温度的影响并不是很大，而且整个超声波提取过程是一个温度不断升高的过程。但是达到60 ℃后，温度如继续升高，得率则呈下降趋势[8]。因此，只需保证温度在60 ℃即可。②提取溶剂。一般绿原酸的提取溶剂有水、甲醇、乙醇3种。绿原酸在有机溶剂中比较稳定，选择溶剂时以甲醇或乙醇为好。根据药典，使用50%甲醇作溶剂时，可以使得率最高，故溶剂应选择50%甲醇。事实证明，50%甲醇是最好的提取溶剂。③料液比。料液比选择、溶剂用量直接影响到绿原酸类化合物的提取率，料液比选择以能浸没原料的最低溶剂用量为基础，不同的料液比提取效果也不同，故应选择最佳的料液比。根据何钢等的试验，在超声波频率、提取时间和温度一定的情况下，只改变料液比，当料液比为1∶8时为一个转折点。结果表明，绿原酸量随溶剂量增加而增加，当料液比超过1∶8后，增幅不大，因而取8倍原料的溶剂量为最好[8]。④提取时间。提取时间是个非常重要的因素。既要节约时间也要使得率达到最高。在其他条件都保持不变的条件下，根据尹波等的单因素试验结果，超声波处理时间越长，绿原酸得率越大，但30 min后的差异很小，故超声波处理时间应该为30 min[9]。⑤pH值。不同pH值对提取绿原酸的影响很大。酸性条件有利于绿原酸的提取，但碱性条件会导致一部分绿原酸发生水解。阎巧娟等[10]研究表明，pH值约为4时，绿原酸的得率达45.20%，质量分数达36.59%，结果较好。⑥提取次数。超声波的提取次数对绿原酸的得率有影响，一般来说次数越多得率越高，但是次数越多花费的时间和试剂也就越多，故要选择一个合适的次数来保证经济和效率。一般来说，以2次为最佳，多于2次不仅得率提高不明显，而且还浪费试剂。

2 与其他提取工藝的比较

2.1 浸提法

浸提法包括水提和有机溶剂提取。水提工艺简单、成本低，但能耗高、生产周期长，且在提取时蛋白质、多糖、鞭质、黏液等大量水溶性物质析出，过滤困难，因而产品纯度低[11]。但是传统水提法也还算是一种较好的提取方法，其优点是无需有机溶剂，简便易行，而且操作稳定，重复性好[12]。有机溶剂提取法是利用甲醇、乙醇和丙醇等有机溶剂提取物质的方法，其与水提一起被称为水提醇沉。但是醇提法存在有机溶剂对环境有污染、回收成本高等缺点[13]。

2.2 索氏提取法

将乙醇或甲醇加入到样本植物粉末中，放入索氏提取器回流处理4 h，将其提取液减压浓缩、60 ℃干燥得浸膏，加适量水溶解浸膏，用乙酸乙酯作为萃取剂，将萃取液减压浓缩、60 ℃干燥得提取终产物[14]。应注意的是，用索氏提取法提取绿原酸时若所选温度过高会导致得率降低。

2.3 微波提取法

微波提取法具有节省时间、提取率高等特点。取干燥的金银花粉末，用少量乙醇溶液润湿后，加入一定量的75%乙醇，将润湿液用微波快速汽化处理70 s后用90 ℃水洗涤10 min，再用水提法得到提取物[14]。

2.4 超临界二氧化碳法

超临界萃取，又叫超临界流体萃取技术（SFE）[13]，通常以二氧化碳为溶剂。该法操作范围广，可有针对性地提取有效成分，同时萃取同蒸馏合为一体，不需溶剂，无污染，产品纯度高。

2.5 其他提取方法

绿原酸提取方法还有很多，例如回流提取、渗漉法、超滤法、酶处理法等。不同提取方法具有不同的优点和缺点。因此，在选择提取方法的时候要慎重考虑。

3 结语

传统的绿原酸提取工艺存在效率低、杂质多、收率少等问题。在提取绿原酸时，要求提取温度不能过高。超声波提取作为一种新型提取技术，具有被提取活性物质不被破坏、提取时间短、提取效率高等优点，特别适合于热敏性物质的提取。随着超声波在提取绿原酸中的应用越来越广泛，未来超声波提取会有更好的发展前景。

4 参考文献

[1] 高锦明，张鞍灵，张康健，等.绿原酸分布、提取与生物活性研究综述[J].西北林学院学报，1999，14（2）：73-82.