超声波提取工艺的现状.doc

1、超声波提取工艺的现状 摘要:超声波提取以其提取温度低、提取率高、超声时间短的独特优势被具有 创新意识者应用于中药和各种动植物有效成分的提取中，是替代传统剪切工艺 方法实现高效节能环保式提取的现代高新技术手段。植物茎、叶与花经超声波 处理后，细胞膜已经破碎，叶粒运动加速，这回促进有效成分的溶出，因此用 超声波法提取叶黄酮具有提取速度快、提取效率高、节省溶剂、节约能耗等特 点，是提取植物黄酮的一种理想方法。 关键词：超声波 黄酮 提取 前言 红花为双子叶植物纲菊科 1 年生草本植物红花(Carthamus tinctorius，L)的 花，又称：“草红花” 、 “红蓝花”等，具有活血化瘀、通脉止痛

2、的功效，是传 统的活血化瘀类中药。红花黄色素(saffbryellow，SY)是从红花中提取到的一 种为红花中多种水溶性查尔酮成分的混合物。其中羟基红花黄色素 A(HY droxy safflower yellowA，HSYA)含量最高。是红花的有效部位。具有活血通 络，散瘀止痛的功效，近几年药理研究结果表明它可以抑制血栓形成、抗心肌 缺血，增加冠状动脉血流量，降血脂、镇痛、抗炎、抗氧化等 黄酮类化合物是一类重要的天然有机化合物，是植物长期自然选择过程中 产生的一类次生代谢产物。它在植物的根、茎、叶、花、果实中广泛存在，且 因为它存在于不同植物中、在同一植物的不同器官中构型也复杂多样，所以它

3、具有较高的生物活性和理化作用。它可以止渴、解酒、抗疲劳，有的黄酮在疾 病治疗上发挥了巨大的作用：它可以抗癌、抗病毒、抗肿瘤、抗糖尿病、抗抑 郁、抗骨质疏松等。黄酮已成为国内外天然药物开发的研究热点。 有关黄酮类化合物的药理活性研究相对较多而对其的提取工艺的研究和优 化也不少。黄酮类化合物的提取方法有微波提取法、有机溶剂法、超临界萃取 法、酶辅助提取法、超声波辅助提取法等1。在有机溶剂提取法中，多数选取 乙醇和甲醇作萃取液。对乙醇的提取工艺方面：李洪雄等2对葛根黄酮进行乙 醇的提取研究，得到 7.43%的总黄酮。陈乃富3用 70%乙醇对蕨菜浸提，可得 到约为蕨菜干重 1/4 的粗黄酮粉，其含量达

4、 27.03%。发现蕨菜比银杏叶黄酮的 含量高，为蕨菜干重的 7.28%，所以蕨菜是黄酮类化合物的良好来源。韩志萍 4研究了用甲醇提取蕨类中黄酮的工艺条件。以甲醇为溶剂，超声波提取蕨麻 类黄酮工艺的最佳方案为：半微量试样，料液比 1:20.超声提取时间 30min，半 微量超声甲醇提取法比常规索式提取法的提取率高出 54%。然而咋大豆茎中黄 酮类化合物的提取及抗氧化作用研究中的结论是最佳条件为醇浓度 70%,超声时 间 30min，料液比 1:15，超声频率 50HZ，提取率可达 0.819.在超临界萃取法方 面也有骄人的成就，丁彩梅5通过单因素和正交试验，研究了双频超声交替强 化超临界流体萃

5、取黄酮类化合物的工艺：萃取温度 50，萃取压力 20MP，夹带 剂用量 2mg/L，超声频率 20HZ，超声功率 150W。在酶提取法方面也有很多的成 就，王邕等6用酶解溶剂法提取罗汉果中黄酮类物质，结果黄酮提取物得率 平均高达 6.92g/100g.辛秀芳研究了纤维素酶对葛根总黄酮提取的作用，结果 显示在纤维素酶的作用下，葛根黄酮的收率提高了 13%。最后在超声提取法方 面也有介绍：王瑷芬等7以为介质，对山楂叶进行超声处理提取黄酮，其提取 效果与常规水浸提取法比较，结果表明，采用超声波能大幅度提高提取效率， 提取率达 86.0%。这些前人的研究的方向和结果大多数用到零散的提取方法， 没有对特

6、定的工艺进行优化，而且提取的材料也不是桂花，所以早超声波提取 桂花植物上有待进一步研究，也有意义。 2.超声波提取的影响因素 根据所查阅的各种资料医技文献所得到的结果，超声处理时候的温度，乙醇的 浓度，超声处理的时候，以及料液比都是非常重要的影响因素，其实还有其他 因素，比如超声波的超声频率。 2.1 浸泡时间对黄酮提取率的影响 在超声波提取的温度为 50、乙醇浓度 80%、在超声功率 300W，配料比 1:5,称 取 250g 红花，分为 5 份，每份 50g，选时间 30min 90min 120min 180min 及 240min 进行试验，测定不同浸泡时间红花总黄酮的得率。 2.2

7、超声功率对黄酮提取率的影响 在超声波提取的温度为 50、乙醇浓度 80%、配料比 1:5、超声时间 10min，称取 250g 红花，分为 5 份，每份 50g，在 200W、300W、400W、500W、600W 下测定不同超声功率红花总黄酮的得率。 2.3 超声时间对黄酮提取率的影响 在超声波提取的温度为 50、乙醇浓度 80%、配料比 1:5、超声时间 10min，称取 250g 红花，分为 5 份，每份 50g，在 6min 8min 10min 12min 14min 16min 下测定不同超声功率红花总黄酮的得率。 2.4 料液比对黄酮提取率的影响 在超声波提取的温度为 50、乙醇

8、浓度 80%、超声时间 10min，称取 250g 红花，分为 5 份，每份 50g，在料液比 1:3、1：4、1:5 下测定不同超声功 率红花总黄酮的得率。 3.超声波提取技术的现状 超声波具有空化作用，在超声波作用下，液体的内部产生强列的冲击波和 微射流，局部出现高温、高压，导致多重次级效应，从而加快了体系的传质和 传热速度；在萃取的过程中，冲击流能有效地减小溶剂与水相之间的阻滞层而 使溶质的扩散速度加快，同时，残生的冲击流对动植物细胞组织产生一种物理 剪切力，使之变形、破裂，并释放出含黄酮类化合物，这大大加速了萃取过程。 4.前景展望 市场对动植物提取物的需求成上升趋势，近年来市场上的保

9、健品中，以黄 酮类化合物为主要成分的食品药品占了相当一部分。黄酮类化合物的功效在诸 多方面起作用，比如抗衰老，抗癌，抗心血管疾病16、提高免疫力等。剂型 也有固体，半固体、液体等多种形式。市售产品类型也十分丰富，从日化用品 黄酮类牙膏；食品茶包，胶囊、冲剂、口香糖到药品，红花注射液等17。正 由于黄酮类化合物有防治心血管疾病，抗癌防癌的作用，所以是许多国家和单 位积极开发的领域，前景广阔。跟传统的成分提取方法相比，超声波提取法具 有耗能低、效率高、节能等优点，在黄酮类化合物提取中具有广阔的前景。 5.结论 正交试验的直观分析结果表明：超声提取红花黄酮类化合物的最佳工艺条件为 A3B2C3D2

10、方案，超声波法提取红花中的 HSYA 和总黄酮18，在料液比为 1：5 ，超声功率为 400W，超声时间为 12 分钟，浸泡时间为 3 小时条件下，HSYA 的 提取率达到 0.894%，黄酮提取率达到 1487。为红花注射液提取液的开发和 降低成本等方面能提供初步的科学依据。 参考文献 1张胜帮 赵玲玲.黄酮类化合物的提取纯化研究进展J温州大学学报：自然 科学版-2007 年 5 期：134-135. 2李洪雄，彭志远，周海英.葛根黄酮的提取与应用J.吉首大学学报（自然 科学版） ，2006 年 27（3）113-116 3陈乃富，张丽蕨菜黄酮类化合物的提取与分析.J.中国林副特产， 200

11、4,（6）：1-4 4韩志萍.青海蕨麻中类黄酮的提取及其抗氧化性研究J.食品研究与开发， 2006,27（1）：35-37 5丁彩梅.J. 6 刘菲菲红花黄色素提取研究J 中华中西医学杂志， 2004，2(1O) ：113-114 7 王瑷芬，翟雯娟.红花注射液治疗冠心病心绞痛、心肌缺血临床观察J. 医学理论与实践，2003，16(9):2002 一 1003. 8 朱 勇.红花注射液治疗冠心病、心绞痛的疗效观察J.锦州医学学报， 2001，22(3):7 一 7. 9 ZweiorSL. Measurement of superoxide derived free radical in re

12、perfused heart. Evidence for a free radical mechanism of reperfusion injury J.J Biol Chem. 1988, 263(3):13531357 10 金 鸣，李金荣，蔡亚欣，等. 红花水溶性成分抗氧化作用的研究J. 心肺血管病杂志，1998,17（4）:277 11 陈志强，王万强，叶秀云，等. 红花注射液对脑缺血/在灌注损伤家兔血 清白细胞介素 IL8 的影响J.中国急救医学，2005,25（2）：118 12 张诗平，徐传福.红花的临床应用进展概况J.中国重要杂志， 1997,22（7）：439-440,442. 13 Toshiro Watanabe，Shigeru TerabeAnalysis of natu。ral food pigments by capillary electrophoresisJ JChromatogrA，2000，880：311。322