绞股蓝皂苷的提取方法研究进展

2018-02-19 12:15王金丹
农业科技与装备 2018年5期
关键词:溶剂提取微波

王金丹

摘要:在收集国内绞股蓝皂苷提取方法相关文献基础上,综述绞股蓝皂苷提取方法的研究进展,比较溶剂提取法、超声辅助法、微波辅助法、微波辅助加酶法、微波超声双辅助提取法的优点和研究成果,为进一步开展绞股蓝相关研究提供参考。

关键词:绞股蓝皂苷;提取;溶剂;超声波;酶;微波

中图分类号:R284.2    文献标识码:A    文章编号:1674-1161(2018)05-0076-02

绞股蓝(Gynostemma pentaphyllum,GP)为葫芦科绞股蓝属多年生草质藤木,又名五叶参、七叶胆,为传统的药食兼用天然药植物。研究表明,绞股蓝皂苷是绞股蓝的主要活性成分,具有降血脂、抗诱变、抗衰老、增强免疫力和保护肝脏等作用。国内在绞股蓝皂苷提取方法方面进行了大量研究。在查阅收集大量文献的基础上,综述绞股蓝皂苷提取方法的研究进展,为绞股蓝皂苷的开发利用提供参考。

1 溶剂提取绞股蓝皂苷

采用溶剂法提取绞股蓝皂苷,通常以水、甲醇和乙醇等为提取介质,采用浸渍、渗漉、煎煮、回流等提取方式。

陈登丰等人以提取温度、乙醇浓度、料液比、提取时间为考察因素,以绞股蓝醇溶性浸出物、总黄酮含量和总皂苷含量作为综合评价考察指标,采用正交试验法优选的最佳提取工艺为:提取温度90 ℃,乙醇浓度60%,料液比1∶50,提取时间60 min。

宋明珍等人以人参皂苷Rb1为标准品,比较甲醇、50%乙醇、75%乙醇、95%乙醇、水对绞股蓝有效成分的提取效果,采用分光光度法测定提取物中绞股蓝总皂苷的含量。结果表明:95%乙醇提取的总皂苷含量最高,其次为75%乙醇、50%乙醇、甲醇,水提取的总皂苷含量最低。

2 超声辅助提取绞股蓝皂苷

超声波辅助提取是指在水浸提的同时加入超声波。此法不仅能够缩短提取时间、提高提取率,还可避免高温对有效成分的影响。

陈通通等人研究乙醇浓度、提取时间、超声波功率对绞股蓝皂苷得率的影响,通过控制变量法筛选单因素,再对各因素进行正交试验,得出最佳提取工艺为:以85%的乙醇为提取液,超声功率300 W,提取时间60 min;其提取率(4.685 7%)远高于水提法(1.341 8%),稍低于酶结合法(5.3942%)。乙醇浓度、超声功率、提取时间对绞股蓝皂苷的提取有较大影响。

3 微波辅助提取绞股蓝皂苷

微波辅助提取是指在水浸提的同时加入微波。与常规提取法相比,微波辅助提取具有提取时间短、溶剂消耗小、提取率高、产品纯度高等特点。

王永长等人以五叶绞股蓝的梗和叶、七叶绞股蓝的叶为材料,用水提法和微波辅助醇提法提取绞股蓝总皂苷,并比较提取物中总皂苷含量的差异。结果表明:七叶绞股蓝叶提取物中的总皂苷含量最高,五叶绞股蓝叶次之,五叶绞股蓝梗最低;微波辅助醇提法的效率高于水提法;微波醇提—石油醚萃取纯化得到的样品中总皂苷的含量最高(89.76%)。

4 微波辅助加酶提取绞股蓝皂苷

微波辅助加酶提取采用果胶酶、半纤维素酶、纤维素酶等复合酶破壁,同时引入操作简单、能耗小、效率高的微波提取技术,使绞股蓝粉末在快速振动的微波电磁场中吸收电磁能,利用瞬间的内外压力差使细胞破裂,增加绞股蓝皂苷的溶出率。

张笛等人研究微波辅助酶法提取绞股蓝皂苷的工艺,以改善传统水提法的得率。采用响应面法确定复合酶最佳配比为:果胶酶∶半纤维素酶∶纤维素酶(质量比)为4∶5∶5;通过单因素试验结合Box-Behnken设计法,确定提取的主要影响因素为复合酶添加量、酶解温度、酶解时间、微波时间,在复合酶添加量1.8%、酶解温度52 ℃、酶解时间2 h、微波时间4 min的条件下,绞股蓝皂苷得率最高(7.88%);与传统水提法相比,产品得率增加68.00%,且提取温度较低,工艺可操作性强。

5 酶法辅助提取绞股蓝皂苷

酶法提取具有快速、高效、反应时间温和、易于控制等诸多优点。在提取过程中,为使酶的活性达到最大值,必须严格控制酶反应的酶添加量和时间,因此对添加量和时间有较高的要求。常用的提取酶有蛋白酶、纤维素酶、果胶酶,均具有较好的酶解效果。

伊长文以安徽野生绞股蓝为原料,采用纤维素酶预先处理原料后,用酒精浸提获得总皂苷提取液,并以齐墩果酸标准品为对照,利用分光光度法对提取液进行检测。同时,在单因素试验基础上进行正交试验,对绞股蓝总皂苷的提取工艺进行优化,确定最佳工艺条件为:用0.5%纤维素酶在55 ℃下酶解1 h,用体积分数80%的乙醇(料液比1∶30)于70 ℃下提取25 min,绞股蓝总皂苷的最大提取率为3.051%。

6 微波超声双辅助提取绞股蓝皂苷

将微波—超声波提取方法结合起来,通过合理优化使多种作用产生协同效应,既可避免单一提取方法的固有缺点,还能进一步提高提取效率,具有高效、节能的优点。

尤秀丽等人以绞股蓝为原料,采用微波超声双辅助提取皂苷。在单因素试验基础上,采用响应面分析法优化提取工艺。结果表明:微波超声双辅助提取最优工艺参数为微波功率400 W、超声时间60 min、乙醇体積浓度80%、超声温度51 ℃、微波时间117 s、液料比28∶1(mL/g);此条件下,绞股蓝皂苷提取率为7.05%,与预测值的相对误差为0.57%,与预测值相吻合。

程轶群等人采用响应面法优化绞股蓝总皂苷的超声—微波联合提取工艺,并分析超声、微波间协同作用效果。结果表明:最佳提取工艺为超声功率50 W、微波功率613 W、微波时间145 s、提取温度62 ℃、浸提时间12.8 min;此条件下,绞股蓝皂苷得率为24.08±0.37 mg/g;超声、微波协同作用显著,且协同作用阶段在提取过程中起主要作用。

7 其他提取方法

除上述提取方法外,還有一些研究采用其他提取技术,如动态连续逆流提取、减压内部沸腾法提取、微生物发酵提取等,均取得了较好的提取效果。

易克传等人在中试条件下,通过单因素试验和正交试验考察不同因素对绞股蓝皂苷提取得率的影响,探讨动态连续逆流提取绞股蓝皂苷的最佳工艺。结果表明:动态连续逆流提取绞股蓝皂苷最佳条件为提取溶剂温度80 ℃、料液比1∶35(g/mL)、提取时间50 min;此条件下,绞股蓝提取物平均得率为33.95%,皂苷得率为8.90%。

翁艳英等人通过单因素试验分析减压内部沸腾法提取绞股蓝总皂苷的最佳工艺条件为:取5.0 g绞股蓝粉末,加体积分数为70%的解吸剂(乙醇)8 mL,料液比1∶14(g/mL),于45 ℃下提取6 min,此条件下总皂苷提取率为5.35%;与传统水提取法相比,该方法提取速度提高10倍,提取温度及能耗较低。

杨婧娟等人以常规乙醇回流法、酶法及微生物发酵法提取绞股蓝总皂苷,并比较3种方法的总皂苷含量、单体皂苷组分和抗氧化活性。结果表明:复合酶法提取法的绞股蓝总皂苷含量达7.69%,比回流法提高31.00%,但皂苷组分转化未见显著效果;微生物发酵提取破壁效果最佳,提取物中绞股蓝总皂苷含量达8.34%,比回流提取法相对提高了42.10%;经发酵处理后,绞股蓝总皂苷中活性更强的次级苷组分(如绞股蓝皂苷V-AH等)含量增加,对清除DPPH·的IC50值由1.544 mg/mL降至0.562 mg/mL,AEAC值提高至236.299±12.785 mg VC/g固形物。

8 结语

绞股蓝具有营养丰富、药食同源的特性,备受国内外关注。绞股蓝皂苷是绞股蓝的有效成分之一。通过试验研究对比可知,不同提取方法和条件对绞股蓝皂苷提取率影响较大,因此,开展绞股蓝皂苷提取工艺研究对于绞股蓝资源的进一步开发利用具有重要意义。

参考文献

[1] 陈登丰,何孝金,魏道智.多指标综合评分法优化绞股蓝乙醇提取工艺[J].海峡药学,2017,29(10):10-12.

[2] 张笛,曾庆梅,王琳,等.微波辅助酶法提取绞股蓝皂苷工艺优化[J].食品科学,2016(12):1-6.

[3] 伊长文.酶法协同提取绞股蓝总皂苷工艺优化[J].食品科技,2015(10):201-204.

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[5] 程轶群,张帆,周守标,等.超声—微波联合提取绞股蓝皂苷工艺优化及协同作用[J].分析食品与机械,2016,32(9):135-140.

[6] 杨婧娟,何少贵,赵梦琦.不同方法提取绞股蓝总皂苷的比较研究[J].食品工业科技,2016,37(16):269-272.

Research Progress on Extraction Methods of Gypenosides

WANG Jindan

(Benxi Chemical Industry School, Benxi Liaoning 117004, China)

Abstract: On the basis of collecting related literatures about the extraction methods of Gypenosides in China, this paper summarized the research progress of Gypenosides extraction method. The advantages and research results of solvent extraction, ultrasonic assisted extraction, microwave assisted extraction, microwave assisted enzymatic extraction and microwave assisted ultrasonic double assisted extraction were compared, in order to provide the reference for further research on Gypenosides.

Key words: Gypenosides; extraction; solvent; ultrasonic wave;enzyme; microwave

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