植物多酚提取與分離方法的研究進(jìn)展

李群梅,楊昌鵬,李 健，唐志鵬

（1.廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，南寧 530005；2.廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南寧 530007）

植物多酚是一類廣泛存在于植物體內(nèi)的多酚類物質(zhì)，是植物的次生代謝產(chǎn)物，主要存在于植物的皮、根、莖、葉、果實(shí)中，其含量?jī)H次于纖維素、半纖維素和木質(zhì)素[1]。植物多酚具有清除機(jī)體內(nèi)自由基、抗脂質(zhì)氧化、延緩機(jī)體衰老、預(yù)防心血管疾病、防癌、抗輻射等生物活性功能[2]。因此，開(kāi)發(fā)和利用植物多酚在現(xiàn)實(shí)生活中具有重要意義。筆者對(duì)近年來(lái)植物多酚提取與分離方法的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，旨在為植物多酚資源的研發(fā)和利用提供參考依據(jù)。

1 植物多酚的提取

一般來(lái)說(shuō)，以酸酯多酚為主體的酚類可采用丙酮-水體系萃取，而以縮合單寧為主體的酚類可采用弱酸性醇-水體系萃取。從乙醚萃取物中可得到低分子量酚類物質(zhì)，用乙酸乙酯或丙酮-水溶液萃取可得到中等分子量多酚(單寧），而在熱堿浸提物中可得到大分子量多酚[3]。

1.1 溶劑萃取法

溶劑萃取法是目前國(guó)內(nèi)使用最廣泛的多酚提取方法之一，主要用于提取可溶性酚類化合物。已有不少研究者采用溶劑萃取法提取了葡萄籽、皮多酚、板栗殼多酚、香蕉皮多酚等酚類化合物，具體工藝參數(shù)參見(jiàn)表1。由表1可知,植物多酚溶劑萃取法常用的溶劑有甲醇、乙醇、丙酮。多酚來(lái)源不同，其適宜的浸提條件、浸提劑、浸提時(shí)間、溫度、次數(shù)等提取條件也均有所不同，以體積分?jǐn)?shù)為60%～70%的乙醇最為常用。雖然溶劑萃取法操作簡(jiǎn)單，但其使用的有機(jī)試劑易燃，且部分有毒，對(duì)安全生產(chǎn)十分不利。

表1 若干種植物多酚的溶劑萃取工藝參數(shù)

1.2 超臨界流體萃取法

超臨界流體技術(shù)是一種新型高效的萃取技術(shù)。目前，人們較多選用無(wú)毒的CO2流體作為超臨界流體。

王小梅等[16]采用超臨界CO2萃取茶葉中的茶多酚，試驗(yàn)結(jié)果表明，最適宜的試驗(yàn)條件為：萃取壓力20 MPa，萃取溫度50℃，萃取時(shí)間5 h，在此條件下，茶多酚的萃取率達(dá)9.0%。

于基成等[17]以綠茶為試材，采用超臨界CO2萃取茶葉中的茶多酚，并采用正交試驗(yàn)對(duì)壓力、溫度、時(shí)間、夾帶劑等條件進(jìn)行了優(yōu)化。試驗(yàn)結(jié)果表明，在萃取時(shí)間1 h、溫度60℃、壓力25 MPa時(shí)，茶多酚萃取率為43.68%，當(dāng)時(shí)間、溫度壓力與上述相同時(shí)，濃度為65%乙醇作為夾帶劑，茶多酚萃取率可提高到56.37%。

與一般的溶劑萃取技術(shù)相比，超臨界CO2萃取法對(duì)有機(jī)物溶解度強(qiáng)，萃取率高，產(chǎn)品質(zhì)量好。采用超臨界CO2為萃取劑，還可以避免使用有毒有機(jī)溶劑，且無(wú)環(huán)境污染，產(chǎn)品分離時(shí)簡(jiǎn)單方便，但需一次性投入較多的資金。

1.3 超聲波浸提法

近幾年來(lái)，利用超聲波提取植物中的活性物質(zhì)取得了良好的效果，超聲波的空化效應(yīng)、熱效應(yīng)、機(jī)械作用是超聲波技術(shù)在天然產(chǎn)物提取中的三大理論依據(jù)。已有研究表明[18]，超聲波技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始廣泛地應(yīng)用于天然植物提取研究領(lǐng)域。

超聲波浸提法除了常用于茶多酚提取外，還可用于蘋(píng)果多酚、石榴葉多酚等酚類物質(zhì)的提取，具體工藝參數(shù)參見(jiàn)表2。

表2 若干種植物多酚的超聲波浸提工藝參數(shù)

由表2可知,超聲波浸提法因植物多酚種類不同，其超聲波功率和提取溫度也不同，提取溶劑主要采用乙醇等有機(jī)溶劑，料液比一般為1∶20左右，提取時(shí)間一般多在24～35 min之間，提取次數(shù)均為1次。

上述方法與常規(guī)溶劑提取方法相比，具有工藝簡(jiǎn)單，提取溫度低、回收率高、氧化損耗小、節(jié)時(shí)、節(jié)能、提取率高等特點(diǎn)，具有潛在的工業(yè)化生產(chǎn)推廣價(jià)值。張立華等[22]對(duì)石榴葉多酚提取方法進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，不管是采用何種提取溶劑，超聲波提取的效果都比水浴提取的效果好，其中以50%乙醇和70%丙酮為溶劑的提取率比水浴提取率大約提高了5%。

1.4 微波浸提法

微波浸提法是最近幾年研發(fā)的一種新方法，又稱微波輔助萃取技術(shù)（簡(jiǎn)稱微波萃取技術(shù)）,是指在微波反應(yīng)器中使用適合的溶劑從天然藥用植物、礦物、動(dòng)物組織中提取各種化學(xué)成分的技術(shù)與方法。近20多年來(lái),此項(xiàng)技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于食品、生物樣品及環(huán)境樣品的分析與提取。

許多研究者應(yīng)用微波浸提法對(duì)茶多酚、石榴皮多酚、蘋(píng)果多酚、楊桃渣多酚等提取方法進(jìn)行了試驗(yàn)研究，具體工藝參數(shù)參見(jiàn)表3。

由表3可知,微波浸提法因植物多酚種類不同，微波功率、提取時(shí)間和料液比也不同，但提取溶劑均采用乙醇。該方法與目前常規(guī)使用的溶劑萃取方法相比，具有節(jié)能、省工、省時(shí)、對(duì)環(huán)境無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，是一種可大力提倡的應(yīng)用技術(shù)。

表3 若干種植物多酚的微波浸提法與工藝參數(shù)

總之，在提取植物多酚時(shí)，應(yīng)選擇適宜的提取方法，同時(shí)，也可結(jié)合幾種方法進(jìn)行互補(bǔ)。既要勇于大膽嘗試新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，又要注意盡可能地降低生產(chǎn)投資成本。

2 植物多酚的分離純化

2.1 沉淀分離法

沉淀分離法是對(duì)植物多酚進(jìn)行粗分離的常用方法。此種方法的關(guān)鍵技術(shù)是選擇合適的沉淀劑。常用沉淀劑有4類，即無(wú)機(jī)鹽類、生物堿、蛋白質(zhì)類和高分子聚合物（聚乙烯吡咯烷酮、環(huán)糊精等）。其中無(wú)機(jī)鹽類最為常用，由于其它3類沉淀劑成本較高，目前尚處在試驗(yàn)階段使用。

時(shí)國(guó)慶等[28]以葡萄籽為試材，利用溶劑法（70%乙醇）結(jié)合鹽析（加入6 g NaCl）和冷卻沉淀法（4℃，1 h），調(diào)節(jié)澄清液pH值到3.5，用乙酸乙酯萃取，對(duì)原花色素提取物進(jìn)行了較好的分級(jí)分離。

沉淀分離法雖然減少了有機(jī)溶劑的使用量，生產(chǎn)安全性好，成本低，產(chǎn)品的純度、色澤、水溶性均好，但無(wú)機(jī)鹽沉淀劑沉淀轉(zhuǎn)溶時(shí)pH值波動(dòng)較大，極易造成植物多酚被氧化破壞，同時(shí)過(guò)濾與稀酸轉(zhuǎn)溶過(guò)程中植物多酚的損失也比較大，必須嚴(yán)格控制條件，以免影響產(chǎn)品品質(zhì)與得率。

2.2 膜分離法

膜分離法是一種以膜兩側(cè)的壓力差為動(dòng)力，對(duì)酚類提取物進(jìn)行分離、純化的技術(shù)。超濾是膜分離法中用途最廣泛的方法之一。該方法在常溫條件下操作，不破壞植物多酚，操作工藝簡(jiǎn)單，不污染環(huán)境，但產(chǎn)品純度偏低，膜價(jià)格偏高。

于濤等[29]采用膜分離法（選用截留相對(duì)分子質(zhì)量10000的膜，壓力范圍在0.2～0.3 MPa，工作溫度30℃）對(duì)銀杏多酚進(jìn)行了分離研究試驗(yàn)，得到的產(chǎn)品中黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)33.99%，黃酮類物質(zhì)的透過(guò)率為89.45%，總提取物得率為3.1%。

2.3 層析分離法

植物多酚的分離純化常用樹(shù)脂層析分離法。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外采用連續(xù)制備層析分離成功的報(bào)道很多。已有研究者采用樹(shù)脂層析分離法對(duì)苦瓜多酚、獼猴桃多酚、蘋(píng)果多酚等多酚物質(zhì)進(jìn)行了分離純化研究，具體工藝參數(shù)參見(jiàn)表4。樹(shù)脂層析分離法分離植物多酚的效率高，選擇性強(qiáng)，操作條件溫和，但操作周期稍長(zhǎng)。

表4 若干種植物多酚的層析分離工藝參數(shù)

3 結(jié) 論

植物多酚作為一類儲(chǔ)量豐富、具有生物活性的天然化合物，對(duì)人類的健康起著重要的作用。深入開(kāi)展植物多酚提取及其生物分離的研究，開(kāi)發(fā)出安全、高效的天然抗氧化劑以及能防止腫瘤、心腦血管等疾病的多酚保健食品，不僅可以為保障人類健康做出貢獻(xiàn)，而且還可以創(chuàng)造出較高的經(jīng)濟(jì)效益。精細(xì)化生產(chǎn)植物多酚將會(huì)成為未來(lái)利用植物多酚資源的發(fā)展方向。

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