槐米中芦丁提取工艺研究进展
现代农业科技2022年第3期
食品科学摘要本文综述了近年来常用的从槐米中提取芦丁的方法,包括煎煮法、渗漉法、浸提法、回流提取法、超临界流体萃取法、超声提取法及微波辅助提取法等,并对7种方法的优势和劣势进行了简要探讨,以期为槐米中芦丁提取工艺改进及相关研究提供一定参考。
关键词槐米;芦丁;提取工艺中图分类号R284.2文献标识码A 文章编号1007-5739(2022)03-0214-03DOI :10.3969/j.issn.1007-5739.2022.03.071开放科学(资源服务)标识码(OSID ):益母草的功效与作用及食用方法
槐米中芦丁提取工艺研究进展
李星1袁2李静1*
(1西昌学院农业科学学院,四川西昌615000;
2
海南大学园艺学院,海南海口570000)
芦丁也被称为维生素P 、芸香苷、路丁、路通、络通等,于1842年首次从植物芸香中被分离出来[1]。其化学分子式为C 27H 30O 16·3H 2O ,相对分子量为610.51,呈淡黄的粉末状或非常细的淡黄针状结晶体,无味,见光易发生变质,需遮阴保存,其熔点为177~178℃,在甲醇、碱液和吡啶中较易被溶解,微溶于水,在热水和乙醇中可以被溶解,在冷水、乙酸乙酯
和丙酮中难以被溶解,在苯、乙醚石油醚等物质中不能被溶解。芦丁不仅能够预防毛细血管脆化和心血管等方面的疾病,而且还具有清除自由基、抗氧化、抗过敏、抗肿瘤、抗病毒、解痉、镇咳、镇痛
、降血脂、降血糖、抗急性胰腺炎、促进血管舒张等方面的作用[2-5]。槐米是豆科植物槐树(Sophora japonica L.)的干燥花及蓓蕾,其干燥花被称为槐花,蓓蕾被称为槐米[6]。槐米性寒凉,有苦味,归肝、大肠经,具备止血、降血糖、教师节老师的祝福语
降血压、抗菌以及提高免疫力等功效[7-9],是我国提取芦丁的主要原材料。
本文对近年来从槐米中提取芦丁的方法进行了总结比较,以期为芦丁提取工艺的改进提供一定参考。
1煎煮法
此法的原理是芦丁在较强的碱水溶液中能够被
溶解,在酸性条件下能够被酸化析出结晶体。李应墀等[10]以槐米粗粉为原材料,以饱和石灰水为浸提剂,用0.5%亚硫酸钠溶液进行结晶。廖华卫等[11]研究发现,煎煮法中提取次数和提取时间对芦丁的提取效果影响较大,以细粉槐米药材为原料,溶剂2500mL 、提取时间40min 、提取3次为从槐米中提取芦丁的最佳提取条件。
2渗漉法
渗漉法是将粉碎后槐米置于渗漉筒中,由上部
施工平面图
不断添加溶剂,溶剂渗过槐米层向下流动过程中浸出芦丁的方法。李应墀等[10]用硼砂水溶液和饱和石灰水进行渗漉。刘进月等[12]以饱和石灰水加氢氧化钠溶液为提取溶剂,选择适宜的浓度、用量、pH 值等,可使芦丁的获得率提高至23%,所制得芦丁粗品纯度为93%。渗漉法的优点是操作简单,适合于大批量生产。
3浸提法(碱提酸沉法)
该方法受到提取碱液pH 值、固液比、提取时间
与温度等因素的影响。舒晓宏等[13]、杨新河等[14]用碱
基金项目
凉山州学术和技术带头人培养资金特别资助项目“凉山州苦荞麦功能性成分提取工艺的研究”;西昌学院“两高”人才项目(LGLZ201815);厅州共建攀西特作物研究与利用四川省重点实验室校内发展基金项目(XNFZ2103)。
作者简介
李星(1997—),女,四川南充人,在读硕士研究生。研究方向:果实品质性状。
*通信作者
秦兵马俑资料
收稿日期
2021-06-18214
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提酸沉法提取槐米中芦丁,最佳工艺为以3%硼砂水溶液为提取剂,固液比为1∶12,之后用饱和的氢氧化钙调节pH值为9,在95~100℃温度条件下提取30min,同法重复提取1次,用盐酸调节pH值为3后静置沉淀。童婧[15]等对热水提法、乙醇浸提法和碱提酸沉法等3种方法提取槐米中的芦丁进行了对比,发现碱提酸沉法所获得的芦丁产品的纯度最高,可达98.1%。其最优操作条件为以槐米粗粉为原材料,加入8倍体积的溶剂,用硼砂缓冲液和饱和石灰水将酸碱值调至9,再以1%亚硫酸钠作为抗氧化剂,操作30min,重复操作3次,用盐酸将酸碱值调至4。碱提酸沉法易于上手操作,且对环境造成的污染较小,成本也比较低,可以被应用在大规模的工业化生产中。
4回流提取法
该方法是以乙醇为提取剂,采用水浴回流法。张来新[16]采取沸水浸提法、碱提酸沉法、乙醇回流提取法等3种不同的方法对槐米中芦丁进行了提取。结果表明,乙醇回流提取法是3种方法中芦丁获得率
最高的,回流时间以5~6h较为适宜。涂瑶生等[17]研究了用乙醇回流提取法提取槐米芦丁的最佳工艺条件,结果表明,用70%乙醇提取槐米3次,每次1h,提取液浓缩至无醇味静置形成结晶后,离心,再用水洗涤3次,芦丁纯度可达89.82%。此方式相对简便易行,所获得产品杂质少,产量也比较高,但溶剂用量大、成本高,不利于工业化生产。
5超临界流体萃取法
此方法以超临界状态下的流体作为溶剂,该流体兼有气体和液体的优点,既能像气体一样容易扩散,又具备液体的溶解能力。陈庶来等[18]用超临界CO2萃取槐米中的芦丁,结果表明,芦丁的极性较强、分子量较大,与SC-CO2的亲和力较弱,用超临界CO2直接萃取比较困难。需对原材料进行预处理,增大芦丁与SC-CO2的亲和力,得到粗提物后再用SC-CO2进行萃取。该方法在常温下就可以进行,不需要有机溶剂作提取剂,不会对环境造成污染,但此法适合于萃取非极性、分子量较小的物质,对于萃取像芦丁这样的极性较强、分子量较大的物质,通常要在超临界流体中加入适量的夹带剂,以提高其溶解能力。
6超声提取法
超声提取法是利用超声波的空化作用、机械效应和热效应等加速胞内有效物质释放、扩散和溶解,显著提高提取效率的提取方法。
张祝莲等[19]研究发现,采用超声提取法提取芦丁的最优操作条件:频率为21.5kHz的超声波处置10min,然后再静止12h。郭孝武[20]对比了超声提取法和热碱提取法对槐米芦丁的提取效果,发现前者不需要进行加热处理,只需要用频率为20kHz的超声波处置30min就能得到较高的提取率,而用热碱法提取时,在浸泡32min后,再煮沸20min,提取率最高,再增加煮沸时间,提取率反而下降。季梅等[21]对比了煎煮法、渗漉法、回流法和超声法等4种芦丁提取方法,发现超声提取法是提取效果最好的方法,提取效率最高,所得的芦丁产品纯度也比较高。魏江存等[22]对影响超声提取槐米中芦丁效果的3个因素(溶剂浓度、料液比、提取时间)进行优选,结果表明,甲醇浓度为80%、料液比(g/mL)为0.1∶50.0、提取时间为40min时提取效果最好。综上,超声提取法具有省时、节能、提取效率高等优点,但目前超声提取法仅限于实验室操作,很少应用于工业生产中。
7微波辅助提取法
微波辅助提取法的原理是微波能快速穿透提取介质,到达植物细胞后,植物组织内的水分和细胞内含物温度迅速上升,连续的高温使其内部压力提高,导致细胞破裂、细胞内的内含物流出,目标产物由细胞内部转移到提取液溶剂中。潘媛媛等[23]采取微波辅助提取法从槐米中提取芦丁的最佳条件为乙醇浓度65%、微波时间4min、微波功率320W,此时提取效果最好。与传统提取技术相比,微波辅助提取法具有高效、快速、选择性好等优点,但此法目前基本还停留在实验室内样品的提取与分析,在工业化生产中的应用很少。
8结语
综上所述,芦丁在高血压、高血糖以及心脑血管等多种疾病的上发挥着至关重要的作用,槐米中芦丁的提取方法多样但各有优缺点。碱提酸沉法
李星等:槐米中芦丁提取工艺研究进展
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需要加热才能进行提取,因而常有一定的水解物产
生;有机溶剂提取法相对来说比较复杂,需要对溶剂进行二次回收处理,成本较高,提取产品的纯度也较低,还存在产品易被氧化变质和溶剂残留等缺点;超声提取法和微波辅助提取法虽具有快速、高效的优点,但不适于大规模生产。相信随着提取技术快速发
展,从槐米中提取芦丁能够尽快实现规模化生产。9参考文献
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