黃秋葵功能成分提取技術(shù)的研究進(jìn)展

◎李 穎＊，曾俊美，鄭啟翔，廖火旭

（廣東石油化工學(xué)院環(huán)境與生物工程學(xué)院，廣東 茂名 525000）

黃秋葵（Abelmoschus esculentus），俗名羊角豆、咖啡秋葵、毛茄、補(bǔ)腎果等，為錦葵科、秋葵屬一年生草本植物，性喜溫暖，原產(chǎn)于非洲，素有蔬菜王之稱，其嫩莢富含果膠及多糖組成的粘性物質(zhì)，其莖、葉、芽、花、種子富含蛋白質(zhì)、維生素及礦物鹽等活性成分物質(zhì)，具有極高的營(yíng)養(yǎng)食用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而且還能作為一種園林綠化觀賞植物，因此，近幾年在國(guó)內(nèi)越來(lái)越受歡迎[1]。

由于黃秋葵功能活性成分具有極大的應(yīng)用價(jià)值，筆者就提取其多糖、果膠和黃酮等功能成分的方法與技術(shù)進(jìn)行綜述，旨在為黃秋葵功能性成分的開(kāi)發(fā)與利用奠定基礎(chǔ)。

1 黃秋葵功能成分作用

黃秋葵多糖可作為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑、增稠劑、懸浮劑和澄清助劑，具有增強(qiáng)體質(zhì)和抗疲勞等保健作用[2]。其果膠能促進(jìn)機(jī)體內(nèi)有機(jī)物的排泄，減少體內(nèi)毒素，還能降低體內(nèi)的膽固醇含量；果膠和多糖等組成的粘性物質(zhì)，對(duì)人體具有促進(jìn)胃腸蠕動(dòng)、防止便秘等保健作用，適當(dāng)多食可增強(qiáng)性功能，還可以增強(qiáng)人體的耐力；另外黃秋葵低脂、低糖，可以作為減肥食品[3-4]。由于其含鋅和硒等微量元素，可增強(qiáng)人體防癌抗癌能力；且含有較多維生素A能有效保護(hù)視網(wǎng)膜，確保良好的視力，能防止白內(nèi)障的產(chǎn)生。黃秋葵中富含維生素C，可預(yù)防心血管疾病，能提高機(jī)體免疫力，而且維生素C和可溶性纖維（果膠）結(jié)合，有利于皮膚的保健，可以代替一些化學(xué)護(hù)膚用品[5-7]。植物多酚具有抗氧化、抑制酶活性、抗致突變、抑菌、消炎和降血壓等多種生物活性[8]。生物類黃酮是一種具有較強(qiáng)清除自由基和抗氧化能力的物質(zhì)，其抗氧化作用甚至比維生素C、維生素E還要高，還具有降脂、抗心血管疾病、抗骨質(zhì)疏松和防癌抗癌等作用，可在醫(yī)藥、化妝品、食品方面廣泛應(yīng)用[9]。

2 黃秋葵功能成分提取方法與技術(shù)

2.1 多糖的提取

2.1.1 超聲波輔助法

超聲的機(jī)械化學(xué)作用可破壞細(xì)胞壁，加強(qiáng)細(xì)胞內(nèi)的傳質(zhì)作用，從而提高植物中有機(jī)化合物的提取速率，同時(shí)超聲波產(chǎn)生的“空化”作用可極大提高有效成分提取率。黃誠(chéng)等采用超聲波輔助提取黃秋葵多糖[3]，得出最佳料液比、時(shí)間、提取液pH值、和溫度分別為1∶50、20 min、9和70℃，并在該條件下黃秋葵多糖的得率達(dá)6.8%。劉怡彤等利用同一方法提取黃秋葵多糖[10]，得到最佳超聲時(shí)間為90 min，超聲溫度為45℃，料液比為1∶45，超聲功率為84 W，并在此條件下多糖的含量可達(dá)2.671 mg/g。

2.1.2 微波輔助法

微波輻射加熱導(dǎo)致植物細(xì)胞內(nèi)的極性物質(zhì)產(chǎn)生大量的熱，液態(tài)水汽化，產(chǎn)生的壓力將細(xì)胞膜和細(xì)胞壁沖破，進(jìn)而導(dǎo)致胞外溶劑進(jìn)入胞內(nèi)溶解并釋放胞內(nèi)多糖等物質(zhì)，較大程度提高了多糖等物質(zhì)的萃取效率。高愿軍等以蒸餾水作為提取劑[11]，采用微波輔助法提取黃秋葵多糖，在微波功率為650 W，料液比為1∶25（g/mL），浸提溫度90℃條件下提取5 min，多糖含量可達(dá)2.64%。該方法顯著縮短了提取時(shí)間。

2.1.3 纖維素酶法

酶法是利用酶反應(yīng)將原料組織分解加速有效成分的釋放和提取。高愿軍等采用纖維素酶法浸提黃秋葵多糖[11]，不僅高效、易操作而且對(duì)環(huán)境友好，最佳工藝條件為：酶解溫度45℃，酶解pH4.8，加酶量2%，料液比1∶35（g/mL），在此條件下得到多糖提取率為6.32%。

2.1.4 水提醇沉法

任丹丹等采用水提醇沉法提取黃秋葵粗多糖[12]，經(jīng)此提取方法得到黃秋葵粗多糖的產(chǎn)率約為0.40%。水提取的缺點(diǎn)是耗時(shí)長(zhǎng)且效率低。

2.2 果膠的提取方法

2.2.1 酸解鹽析法

黃誠(chéng)等采用酸解鹽析法[13]，以黃秋葵去籽干果為原料提取果膠，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)得出最佳工藝條件是pH=4，料液比為1∶10，溫度70℃，酸解時(shí)間110 min，無(wú)機(jī)酸類型為硫酸，在此條件下黃秋葵果膠的得率能達(dá)到29.10%。

2.2.2 微波輔助酸提醇沉法

李加興等運(yùn)用微波輔助酸提醇沉工藝[14]，以黃秋葵干果為原料提取果膠，通過(guò)響應(yīng)面分析法優(yōu)化工藝參數(shù)得到最適宜的微波功率為590 W，pH為2.9，浸提溫度為74℃，在該工藝條件下浸提30 min可得果膠提取率為24.81%，與傳統(tǒng)直接加熱法相比大大縮短了浸提時(shí)間并提高了提取效率。

2.2.3 酸解醇沉法

劉曉霞等以黃秋葵花粉末為原料[15]，采用酸解乙醇沉淀的方法提取黃秋葵花果膠，并通過(guò)響應(yīng)面分析法對(duì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，得到最佳料液比為1∶30，提取溫度為90℃，鹽酸溶液的pH=1.60和提取時(shí)間為2.76h，在此條件下提取果膠的平均得率達(dá)32.46%。酸解醇沉法雖然提取率高，但提取溫度也高，且耗時(shí)長(zhǎng)，安全性低，酸提取易破壞果膠多糖的空間結(jié)構(gòu)及活性。

2.3 黃酮的提取方法

2.3.1 超聲輔助法

李加興等采用超聲輔助法提取黃秋葵中的黃酮[16]，并經(jīng)響應(yīng)面優(yōu)化得出在250 W超聲功率下，料液比1∶25（g/mL）、提取溫度75℃、提取時(shí)間21min、乙醇體積分?jǐn)?shù)50%，此條件下黃酮得率可達(dá)4.85%，該條件下制得的黃酮對(duì)氫氧根離子、過(guò)氧根離子、DPPH自由基的IC50分別為6.00、3.28、2.98 mg/mL，最大清除率可分別達(dá)31.49%、64.40%、62.22%且該工藝下制得的黃酮具有較強(qiáng)的還原力，表現(xiàn)出較好的體外抗氧化活性。

2.3.2 醇提法

李南奇等以黃秋葵粗粉為原料采用醇提工藝提取黃酮[17]，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)55%乙醇提取的黃酮較好，說(shuō)明黃秋葵中黃酮可能是以黃酮苷的形式存在。當(dāng)乙醇濃度小于50%時(shí)，提取液非常粘稠難以抽濾，但隨著乙醇濃度的增加，抽濾將變得容易，且膠狀物大幅度減少。該提取工藝簡(jiǎn)單、易行而且快捷穩(wěn)定，可為進(jìn)一步對(duì)黃秋葵的開(kāi)發(fā)利用提供技術(shù)手段。

2.3.3 超聲微波協(xié)同萃取法

盛瑋等采用響應(yīng)面優(yōu)化超聲微波協(xié)同法提取黃秋葵花中總黃酮[18]，在超聲-微波協(xié)同萃取時(shí)間為275 s，微波功率為263 W，乙醇濃度為70.3%，料液比為1∶30.2（g/mL）的條件下可獲得黃秋葵花中總黃酮得率為3.937%。該方法萃取時(shí)間短，提取效率高，是一種新型高效的提取方法。

2.4 多酚的提取方法

2.4.1 復(fù)合酶法

汪殿蓓等采用復(fù)合酶法提取黃秋葵嫩果多酚[8]，經(jīng)優(yōu)化工藝后提取率可達(dá)29.156 mg/g。該方法有效可行且用復(fù)合酶法提取植物活性成分具有無(wú)污染、條件溫和、抽取效率高等優(yōu)點(diǎn)，而且本次試驗(yàn)中復(fù)合酶采用的是水溶解，兼顧了食品安全。

2.4.2 超聲波輔助提取法

劉怡彤等采用超聲波輔助水提黃秋葵多酚[10]，在超聲功率 84 W，溫度 45 ℃，料液比為1∶45的條件下超聲90 min可獲得黃秋葵多酚的含量為4.207 mg/g。

2.5 油脂的提取

2.5.1 超聲輔助索氏提取法

唐萍等以黃秋葵籽粉為原料采用超聲輔助索氏提取黃秋葵籽油[19]。提取溶劑為正己烷、料液比1∶9、提取溫度50℃、提取時(shí)間75 min、超聲功率80 W，在該條件下，黃秋葵籽油得率為26.26%，所得黃秋葵籽油清亮透明，色澤淺黃，品質(zhì)好。

3 前景與展望

隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提高，社會(huì)對(duì)功能性食品需求也日益增加，黃秋葵因其突出的功能特性越來(lái)越受到廣泛地關(guān)注和重視。黃秋葵功能成分的提取從傳統(tǒng)的溶劑萃取法到超聲波輔助法、微波輔助法、酶法等技術(shù)的應(yīng)用，總體來(lái)說(shuō)提取效率有所提高，提取成分物質(zhì)純度有所改善，隨著科學(xué)理論的不斷發(fā)展，未來(lái)提取的技術(shù)方法將不斷改進(jìn)，引入高新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更高效的提取，并逐步走向標(biāo)準(zhǔn)化。黃秋葵提取技術(shù)的發(fā)展必然會(huì)帶動(dòng)其進(jìn)一步綜合開(kāi)發(fā)利用。

[1]薛志忠,劉思雨,楊雅華.黃秋葵的應(yīng)用價(jià)值與開(kāi)發(fā)利用研究進(jìn)展[J].保鮮與加工.2013(2).

[2]宮慧慧,于倩,王恩軍,等.黃秋葵的應(yīng)用價(jià)值和產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)前景[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2013(10).

[3]黃誠(chéng),喻曉梅,尹紅.超聲波提取黃秋葵多糖的工藝條件研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2015(11).

[4]單承鶯,馬世宏,張衛(wèi)明.保健蔬菜黃秋葵的應(yīng)用價(jià)值與前景[J].中國(guó)野生植物資源,2012(2).

[5]董彩文,梁少華.黃秋葵的功能特性及綜合開(kāi)發(fā)利用[J].食品研究與開(kāi)發(fā),2007(5).

[6]宋聚紅,盧天嘯,華靖斌.綠色保健型蔬菜黃秋葵[J].蔬菜世界,2015(8).

[7]劉娜.黃秋葵的綜合利用及前景[J].中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng),2007(6).

[8]汪殿蓓,李建華.復(fù)合酶法提取黃秋葵嫩果多酚的工藝優(yōu)化[J].天然產(chǎn)物研究與開(kāi)發(fā),2014(26).

[9]劉愛(ài)敬,廖爭(zhēng)爭(zhēng),郭琳.大孔樹(shù)脂純化黃秋葵黃酮及其體外抗氧化活性研究[J].食品工業(yè)科技,2015(16).

[10]劉怡彤,段振華,馬華林,等.超聲波輔助提取黃秋葵多酚和多糖的工藝研究[J].食品工業(yè)科技,2013(21).

[11]高愿軍,幸美佳,周靖琦,等.2種方法提取秋葵多糖工藝研究[J].食品科技,2013(11).

[12]任丹丹,陳谷.黃秋葵多糖的提取分離及其體外結(jié)合膽酸鹽能力的分析[J].食品科學(xué),2010(18).

[13]黃劍波,孫哲浩,張英慧.黃秋葵果膠提取工藝的初步研究[J].現(xiàn)代食品科技,2006(5).

[14]李加興,覃敏杰,吳越,等.響應(yīng)面法優(yōu)化黃秋葵果膠微波輔助提取工藝[J].食品科學(xué),2013(14).

[15]劉曉霞,蘇平,吳秋敏.響應(yīng)面分析法優(yōu)化黃秋葵花中果膠的提取工藝研究[J].食品工業(yè)科技,2014(16).

[16]李加興,陳選,鄧佳琴,等.黃秋葵黃酮的提取工藝和體外抗氧化活性研究[J]食品科學(xué).2014(10).

[17]李南奇,孫煒,肖鋒,等.正交試驗(yàn)優(yōu)選黃秋葵總黃酮提取工藝的研究[J].廣西中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2013(2).

[18]盛瑋,滕井通,薛建平.響應(yīng)面優(yōu)化超聲-微波協(xié)同提取黃秋花中總黃酮工藝的研究[J].食品工業(yè)科技,2015(8).

[19]唐萍,鮮欣言,胡懷容,等. 超聲波輔助提取黃秋葵籽油及其脂肪酸組成分析[J].中國(guó)油脂,2014(8).