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          天然植物提取分離技術簡介

          作者:管理員    發布時間:2016/7/4 17:18:08

          天然植物提取分離技術簡介

              天然產物中具有生理活性的物質往往含量甚微,難于富集,且提取對象體系復雜,大分子與小分子、生命與非生命物質共存,這就使得新的分離技術的不斷產生和發展。傳統的提取天然產物方法為,采用水或有機溶劑將目標產物從大的動植物組織中提取出來。比如浸提法,又可分為煎煮法、浸漬發、滲流法。煎煮法即將原料加水煮汁,適用于有效成分能溶于水,對濕、熱均穩定且不易揮發的原料,但煎出液中雜質較多,不易過濾,一些不耐熱及揮發性成分在煎煮過程中易被破壞或揮發損失;浸漬法是將原料用適當的溶劑在常溫或濕熱條件下浸泡出有效成分,操作時間長,浸出溶劑用量大,效率差,不適用于有效成分含量低的原料;滲流法效果比浸漬法好,但同樣溶劑用量大,且對原料的粒度及工藝要求較高。

              目前研究較多的天然產物提取方法主要有以下幾種:

              (1)超臨界流體萃取(Supercritical fluid extraction SFE )

              超臨界流體萃取是利用處于臨界壓力和溫度以上的流體具有特異增加的溶解能力而發展出來的化工分離新技術。超臨界流體萃取的優點是操作條件相對溫和,不易破壞有效成分的活性,無溶劑殘留,常用的超臨界萃取劑是二氧化碳。如任某等對超臨界提取植物油脂進行綜述,討論了原料物性、萃取壓力、萃取溫度、萃取時間以及夾帶劑等因素對植物油脂提取率的影響:Pando等采用超臨界CO2萃取桃仁油,在溫度為40~50 ℃萃取壓力為15.0~19.8 MPa,乙醇為夾帶劑,桃仁油的萃取得率為索式提取的70%; Poletto等采用超臨界CO2從茵香籽中萃取茵香油;Fornari等采用超臨界流體技術從不同的中草藥植物中提取香精油,對萃取壓力、溫度、夾帶劑及精餾方法進行了討論。盡管超臨界CO2萃取有它的優勢,但它的廣泛應用也存在局限,因二氧化碳的極性較弱,只適合揮發油、小分子菇類、部分生物堿的提取,對極性較大的物質提取有一定的限制。此外,超臨界流體萃取的分離過程在高壓下進行,設備一次性投資較大,在實際應用過程,應充分考慮其經濟性能。

              (2)微波輔助萃取(Microwave assisted extraction } MAE )

              微波輔助萃取是利用微波能使得物料內部迅速被加熱,使物料變結構松散的同時加快了體系的傳質作用,作用時間短,在數秒至幾分鐘之內完成,效率高。白某等[研究了微波輔助從玉米須中提取黃酮的提取工藝,提取劑為s0%乙醇,提取溫度70℃,提取8 min后,黃酮提取率可達1.13%,與加熱浸提法相比,時間縮短約9/10,提取率提高約11 %; Juki某采用微波輔助從櫻桃中提取花青素及酚酸類物質;Liu等采用微波輔助從丹參中提取丹參酮,使用95%乙醇為溶劑,固液比為10:1 t (mL /g),微波作用2 min,其提取效果優于傳統提取24 h、超聲輔助提取45 min索式提取90 min; Pan等采用微波輔助從甘草中提取甘草酸,使用50%~60%乙醇為溶劑,添加1%的氨水,微波作用時間4~5 min,并與熱回流提取、索式提取以及超聲輔助提取進行比較。

              (3)超聲輔助萃取(Ultrasound-assisted extraction UAW)

              超聲輔助萃取是利用超聲的空化效應,使物質內部微氣核在超聲場中震動,使得細胞破裂,有效成分能更好的溶出。潘某等研究了超聲輔助從豆渣中提取大豆膳食纖維,在超聲溫度50℃,間歇超聲50 min后,提取率達92.11%,研究表明超聲輔助在提高大豆膳食纖維提取率的同時,還對其加工性能有很好的改進作用;Ying等采用超聲輔助從桑葉中提取多糖,超聲提取條件為,超聲功率60w,溫度60℃、固液比15:1 (mL/g)、提取時間20 min,并與微波輔助提取進行對比,結果表明超聲輔助提取多糖具有更高的提取率;Khan等研究了采用超聲輔助從橘皮中提取多酚,并采用響應面法優化了提取條件,提取所得總酚含量在70.3~205.2 mg之間;Hossain等采用超聲輔助從馬郁蘭中提取抗氧化活性成分,并用響應面曲線法優化了提取工藝。

                (4)色譜分離

              目前,基于迅速發展起來的生物技術,各種色譜分離方法先后應用于天然產物的分離研究。用于分離水溶性成分的各種離子交換樹脂、大孔樹脂等;由常規的柱色譜發展到應用低壓的快速色譜、逆流液滴分溶色譜(DCCC)、高效液相色譜(HPLC)和氣相色譜等。色譜分離所需樣品量少、分離效率高,能對多組分同時分析,但一般處理量較小,對極性相差不大的組分分離效果不佳,操作周期較長。

              綜上所述,盡管目前可以運用超臨界、微波輔助及超聲輔助等方法提高有效成分提取率,縮短提取時間,可以運用高效的分離和分析手段來分離和確定一個天然化合物的結構,并且可以通過化學合成法合成部分目標物,但仍然不能以一種非常有效、真正低成本的方式大量制備人們所需要的有效成分。因此,迫切需要開發適合于大規模生產,設備簡單,低成本,高效的提取分離技術。

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