银杏叶中黄酮提取技术研究进展
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食品科技银杏叶中黄酮提取技术研究进展
蒋迪尧1,2,吴肖肖1,2,梅秀明1,2
(1.南京市产品质量监督检验院(南京市质量发展与先进技术应用研究院),江苏南京 210019;
2.国家市场监管重点实验室(生物毒素分析与评价),江苏南京 210019)
摘 要:黄酮是银杏中重要的一类功效成分,主要存在于银杏叶中,具有抗氧化、促进血液循环、调节血管、降低血糖以及增加血流量等作用,被广泛应用于保健食品等健康领域。
因此,研究并开发银杏叶中黄酮类功效成分的高效提取方法尤为重要。
本文梳理了当前银杏叶中黄酮成分常见的提取技术,并对各类方法进行了对比评估,旨在找到绿色高效、便捷可靠的前处理方法,为银杏叶中黄酮的提取技术改良和创新提供思路。
关键词:黄酮;银杏叶;提取
Research Progress on Extraction Techniques for Flavonoids
from Ginkgo biloba Leaves
JIANG Diyao1,2, WU Xiaoxiao1,2, MEI Xiuming1,2
(1.Nanjing Institute of Product Quality Inspection (Nanjing Institute of Quality Development and Advanced
Technology Application), Nanjing 210019, China;
2.Key Laboratory of Biotoxin Analysis & Assessment for State Market Regulation, Nanjing 210019, China)
Abstract: Flavonoids are an important class of functional components in Ginkgo biloba. They mainly exist in Ginkgo biloba leaves. They have the effects of anti-oxidation, promoting blood circulation, regulating blood vessels, reducing blood sugar and increasing blood flow. They are widely used in health food and other health fields. Therefore, it is particularly important to research and develop effective and efficient techniques for extraction of flavonoids from Ginkgo biloba leaves. This article summarizes common techniques for extracting flavonoids from Ginkgo biloba leaves, compares and evaluates different methods, aiming to find green, efficient, convenient and reliable pretreatment methods, to provide ideas for improving and innovating extraction techniques of flavonoids from Ginkgo biloba leaves.
Keywords: flavonoids; Ginkgo biloba leaves; extraction
银杏叶中的化合物组成多样且复杂,目前已知其中主要的生物活性功效成分为黄酮类化合物和银杏萜类内酯类化合物。
黄酮类化合物主要包括黄酮、双黄酮、儿茶素3类,其中黄酮主要由槲皮素、山柰素、异鼠李素等组成。
作为一种功效成分,银杏黄酮具有清除自由基、抗氧化、抗衰老、改善血液循环、降血脂、降血糖、抗菌抗病毒以及防癌抗癌等多种药理作用,并在炎症、四肢麻木、记忆力减退及心脑血管疾病等病症的预防和治疗上展现了良好的应用潜力。
因此,该类成分的提取工艺对于食品保健功效甚至疾病治疗至关重要。
本文总结并比较了近年来银杏叶中黄酮类化合物的提取技术,可为银杏叶中黄酮的提取方法选择和有关产品的产业发展提供参考。
1 水浸提法
水浸提法是采用纯水作为提取溶剂,经过一定的时间和温度作用,从待提取物料中浸提出目标成分的一种基础提取方法。
该方法广泛应用于植物源活性组分的提取,可将植物中具有生理活性的化学成分或营养成分分离出来。
该方法的优点是操作简单、
基金项目:江苏省市场监管局科技计划项目(KJ2022070);国家市场监管总局科技计划项目(2022MK160);国家市场监管总局技术保障专项项目(2023YJ18)。
作者简介:蒋迪尧(1992—),男,江苏江阴人,硕士,工程师。
研究方向:食品检测。
Dec. 2023 CHINA FOOD SAFETY 163
食品科技
成本低廉、对环境污染小,并已在银杏叶中黄酮成分提取上得到了应用。
戴余军等[1]采用水浸提的方法,通过单因素试验探究浸提温度、固液比、浸提时间及浸提次数等因素对银杏叶中黄酮浸提效果的影响。
结果发现上述4种因素中浸提温度对黄酮提取效率的影响最大。
正交试验结果表明,当固液比为1∶60(g∶mL),浸提温度为90 ℃,提取时间为1 h,浸提次数为3次时,浸提效果最佳,黄酮提取率最大。
水浸提法原理简单、可操作性强、工艺成本低,但是提取效率不高,已经逐渐被提取效率更高的有机溶剂提取法取代。
2 有机溶剂提取法
有机溶剂提取法是利用有机溶剂对物质的浓度、抽提力、亲合力等特性,将目标成分从混合物中分离出来的提取技术,也称为溶剂萃取法。
相比水浸提法,有机溶剂提取法采用甲醇、乙醇等常见有机溶液作为提取溶剂,往往具有更高的提取效率。
董瑞华等[2]选择乙醇作为有机提取溶剂,对提取时间、提取温度、固液比及有机溶剂浓度等影响因素进行考察,探究其对黄酮提取效率的影响。
结果发现,提取因素固液比、乙醇浓度、提取时间和提取温度对提取效率的影响程度依次降低。
正交实验得出银杏叶中黄酮的最佳提取条件为固液比1∶15(g∶mL),提取溶剂乙醇浓度70%,提取时间3 h,提取温度60 ℃。
有机溶剂提取法作为一种经济、高效、灵活的前处理方法,在各类化合物的提取分离中得到广泛使用,但是也存在环境污染大、耗时相对长、毒害性大及安全性低等缺点。
3 超声波提取法
超声波提取法是在水浸提法或有机溶剂提取法的基础上,利用超声波的振动,提高目标萃取物中化合物分子的运动速度与频率,使其更快脱离基质并溶出。
与单一的溶剂提取法相比,此方法提取黄酮具有溶剂使用量少、消耗能量低、提取效率较高及不破坏有效成分等特点。
景年华等[3]采用超声波提取法对银杏叶中黄酮提取工艺进行研究,在4种单因素实验基础上,优化确定了银杏叶黄酮最佳提取工艺为料液比1∶20(g∶mL)、超声功率300 W、提取时间60 min,提取溶剂为 95% 乙醇。
在最优条件下,该方法的黄酮提取率达37.50 mg·g-1,可为超声波提取法的应用提供技术参考。
超声波提取法在实验室规模上具有提取效率高、提取时间短、提取温度低及适应性广等优点,但是在大型生产中受到超声波衰减、设备制造难度大、成本高等因素的制约,难以得到普及。
4 微波提取法
微波提取法是利用微波辐射与物料之间的相互作用,达到提取并溶解细胞中目标化合物的目的。
其原理是利用微波辐射持续作用于物料生物细胞,使其破裂并释放出内含的活性成分。
同时,活性成分在微波电磁场的帮助下,加速从固体物料向提取溶剂中扩散。
有机溶剂提取法需要消耗大量能量与物料,具有耗时长、萃取效率低、工业污染大等缺点;而微波提取法在这些方面具有显著优势,该技术也被成功应用于银杏叶中黄酮的提取。
李敬等[4]建立了银杏叶中黄酮类化合物的微波辅助提取工艺。
该方法优化得到的最佳条件为料液比1∶20(g∶mL)、微波功率640 W、辐射时长15 s,提取溶剂为 80% 乙醇。
在此条件下,总黄酮提取率可达6.82%。
微波提取法虽然具有提取速度快、节能环保、适用范围广等特点,但也存在不适合热敏感物质、设备要求高等不足。
5 微波-超声波联合提取法
微波-超声波联合提取法可同时运用超声波提取法的多级效应和微波的破碎细胞作用,提高提取效率。
伦琦等[5]运用微波-超声波联合提取技术建立的最优提取工艺为乙醇浓度63.15%、超声时间
2.65 min、料液比1∶116(g∶mL)、微波时间
3.83 min。
此工艺条件下,黄酮类化合物提取率可达28.36 mg·g-1。
该方法与单独使用微波提取法相比,降低了微波能耗,减少了热效应等负面影响,显著降低了提取时间,提高了银杏叶中黄酮类化合物的提取率。
多种提取方法联用,在综合各种技术优点的基础上可弥补单一方法的不足,已经成为发展高效提取技术的新思路。
6 超临界流体萃取法
超临界流体萃取法利用超临界流体兼有气体和液体两重性的特殊性质,通过调节体系压力和温度改变萃取剂对目标组分的溶解能力,从而选择性萃取目标物成分。
作为一种新型分离萃取技术,其具有节省劳动力、提取效率高、无溶剂残留以及保护
164食品安全导刊 2023年12月(中)
食品科技
活性成分等优点,可应用于银杏叶中黄酮的萃取。
赵琦君等[6]采用CO2超临界流体作为萃取剂提取银杏叶中总黄酮,确定了银杏叶中总黄酮的最佳提取工艺为萃取压力35 MPa,萃取温度50 ℃,萃取时间1.5 h,夹带剂浓度90%。
超临界流体萃取法虽然提取时间快、提取效率高,对有效成分保护作用强,但由于使用的专业设备造价高、维护成本高,且操作要求高,在商业化生产上应用并不广泛。
7 双水相萃取分离法
双水相萃取分离法是一种利用两种互不相溶的溶剂之间的相互作用来实现化合物分离和提取的方法。
通过改变萃取体系的条件,化合物的分配也会受到范德华力、疏水作用、氢键等分子间作用力的影响,从而达到分离与提取的目的。
该方法具有不使用有毒试剂,溶剂易回收等优势,并在生物活性物质的萃取分离应用上得到了验证。
刘荣强等[7]建立了聚丙二醇-硫酸铵双水相萃取银杏叶黄酮的方法,探究了目标化合物黄酮在上述体系中的萃取情况。
在综合考察pH 值、萃取体系、固液比、萃取温度及萃取时间等因素的影响后,得出最佳萃取条件为聚丙二醇 25%、硫酸铵15%、pH值6、固液比1∶15(g∶mL)、提取时间60 min、提取温度40 ℃。
结果显示,在最优萃取工艺条件下,银杏叶中黄酮的提取率可达到98%。
8 酶解法
酶解法是一种利用酶作为催化剂加速反应的技术,具有高效性、特异性、可逆性和环境友好性等独特优点。
在银杏叶活性成分提取应用中,通过酶高效破坏植物细胞壁,可以达到使银杏黄酮等有效成分快速溶出的效果。
冯自立等[8]在优化酶解法提取银杏叶中总黄酮的工艺研究中,考察了酶解过程中酶用量等4个方面对提取率的影响,得出的最佳酶解工艺条件为使用1∶1的纤维素酶和果胶酶作为复合酶,复合酶用量为物料的1/300,初始pH值5.0,酶解温度50 ℃,酶解时间4 h。
实验结果证实酶解法可以有效破坏银杏叶细胞壁,使目标物更好溶出,该方法重复性好、稳定性高,最佳工艺条件下总黄酮平均提取率为92.38%。
酶解法反应条件相对温和,提取效率高、特异性良好,但由于酶解是一个复杂的生化反应,使用时需要综合考虑提取过程、提取温度、溶剂、酸碱性、酶解时间以及酶的用量等多方面因素的影响,在实际转化与应用上受到限制。
9 结语
银杏黄酮作为一种天然的功能成分,以其突出的功效作用受到保健食品等健康行业的关注,其提取工艺技术对相关食品行业和健康产业的发展至关重要,使得开发更便捷高效、绿色环保、快速稳定的提取方法与技术成为当前研究的热点。
目前,由于设备成本低、操作技术简单、提取效率相对理想等原因,水浸提法和有机溶剂提取法仍是银杏叶中黄酮物质提取的主要方法。
超声波、微波、酶解等萃取技术为银杏叶中黄酮的提取提供了有力的辅助手段,综合使用多种提取方法也展现出了巨大潜力。
随着传统提取分离方法提取耗能大、提取时间长、破坏活性、得率低等问题越发突出,开发具有单位能耗少、提取速度快、产率纯度高、条件温和、环境友好等特性的新兴提取方法将成为必然趋势。
参考文献
[1]戴余军,江德安.银杏叶总黄酮水浸提法的研究[J].安徽农业科技,2008,36(1):20-21.
[2]董瑞华,王庆彦,李庆龄,等.银杏叶中活性成分提取工艺及进展分析[J].化工设计通讯,2023,49(10):91-93.
[3]景年华,史俊友,安仙香,等.银杏叶黄酮及多糖超声波辅助提取工艺优化[J].中国野生植物资源,2023,42(9):17-24.
[4]李敬,尤颖,吕惠丽,等.银杏叶黄酮的微波辅助提取及其抑菌作用研究[J].中国调味品,2020,45(8):143-146.
[5]伦琦,乔镜澄,杨江南,等.响应面分析法优化银杏叶黄酮类化合物的提取工艺[J].食品安全导刊,2023(12):137-140,144.
[6]赵琦君,莫润宏,陈如祥,等.CO2超临界流体法提取银杏叶黄酮工艺的研究[J].江西林业科技,2009(3):27-28.
[7]刘荣强,李薇,马宏飞,等.聚丙二醇-硫酸铵双水相萃取银杏黄酮[J].化学研究与应用,2016,28(12): 1763-1767.
[8]冯自立,赵正栋,孙茜,等.正交实验优化酶解预处理提取银杏叶黄酮和内酯的工艺[J].应用化工,2019,48(5):1119-1121.
Dec. 2023 CHINA FOOD SAFETY 165。