超微粉碎技術在天然產物提取中的應用

岳賢田，楊繼亮

（巢湖學院，安徽合肥238000）

超微粉碎技術在天然產物提取中的應用

岳賢田，楊繼亮

（巢湖學院，安徽合肥238000）

超微粉碎技術是一種新型食品加工技術，在天然產物的提取過程中有廣泛的應用，對超微粉碎技術的原理及其在天然產物多糖、有機酸、黃酮、皂苷、揮發油、色素、膳食纖維的提取方面進行了闡述，以便于廣大科技工作者更好地開展天然產物提取方面的工作。

超微粉碎；天然產物；提取；應用

食品超微粉碎技術是食品加工業一種新的手段，對于傳統工藝的改進、新產品的開發必將帶來巨大的推動力。目前日本、美國市場上銷售的果味涼茶、凍干水果粉、超低溫速凍龜鱉粉［1］等都是應用超微粉碎技術加工而成的。國內從20世紀80年代始也將此技術應用于花粉破壁。

1超微粉碎技術的定義

超微粉碎，是指利用機械或流體動力的方法克服固體內部凝聚力使之破碎，從而將3 mm以上的物料顆粒粉碎至10 μm～25 μm的操作技術。是20世紀70年代以后，為適應現代高新技術的發展而產生的一種物料加工高新技術。超微細粉末是超微粉碎的最終產品，具有一般顆粒所沒有的特殊理化性質，如良好的溶解性、分散性、吸附性、化學反應活性等。因此超微細粉末已廣泛應用于食品、化工、醫藥、化妝品農藥、染料、涂料、電子及航空航天等許多領域［2］。

2超微粉碎技術的特點［3］

2.1速度快可低溫粉碎

超微粉碎技術是采用超音速氣流粉碎、冷漿粉碎等方法，與以往的純機械粉碎方法完全不同。在粉碎過程中不會產生局部過熱現象，甚至可在低溫狀態下進行粉碎，速度快，瞬間即可完成，因而最大限度地保留粉體的生物活性成分，以利于制成所需的高質量產品。

2.2粒徑細且分布均勻

由于采用超音速氣流粉碎，其在原料上力的分布相當均勻。分級系統的設置，既嚴格限制了大顆粒，有避免出現過碎，得到粒徑分布均勻的超細粉，同時很大程度上增加了微粉的比表面積，使吸附性、溶解性等亦相應增大。

2.3節省原料提高利用率

物體經超微粉碎后，近納米細粒徑的超細粉一般可直接用于制劑生產，而常規粉碎的產物仍需要一些中間環節，才能達到直接用語生產的要求這樣很可能造成原料浪費。因此，該技術尤其適合珍貴稀少原料的粉碎。

2.4減少污染

超微粉碎是在封閉系統下進行，既避免了微粉污染周圍環境，又可防止空氣中的灰塵污染產品。故在食品及醫療保健品中運用該技術，微生物含量及灰塵便得以控制。

3超微粉碎技術在天然產物提取中的應用

3.1多糖

大量的研究發現，許多疾病的發生均與自由基損傷及免疫功能低下有關，多糖對自由基有較強的清除作用，具有免疫調節、抗氧化、降血糖、降血脂、延緩衰老等多種重要生理活性。

孫靜［4］等以生姜為原料，利用超微粉碎提取得到生姜粗多糖，研究生姜粗多糖的抗氧化作用，對生姜粗多糖的還原能力，清除羥自由基和超氧自由基的能力及體外抗脂質過氧化能力進行測定。結果表明，生姜粗多糖具有一定的抗氧化能力，且隨其濃度的增加而增強。

梅光明［5］等以茯苓為原料，利用超微粉碎技術對茯苓多糖和茯苓粉進行微細化處理，比較處理前后其理化性質的變化。結果表明：茯苓塊中的多糖含量最高，茯苓加工邊角料亦可作為多糖加工較好的原材料；較未處理的茯苓多糖粉和茯苓粉，經超微細化處理后，其理化性質有一定變化，更有利于在食品加工中的應用。

3.2有機酸

濕法超微粉碎法是把溶劑與植物原料一起加入超微粉碎機，利用超微粉碎對植物細胞壁進行一定的破壞，從而有利于細胞內和細胞間質內的有效成分快速溶出。有機酸具有抗菌利尿、降糖降壓的作用。

阮麗紅［6］等為了高效提取山茱萸中熊果酸，在單因素試驗的基礎上，采用正交試驗法對濕法超微粉碎提取山茱萸中熊果酸工藝的條件進行優化。濕法超微粉碎提取山茱萸中熊果酸得率高、時間短，是一種提取山茱萸中熊果酸的適宜方法。

3.3黃酮

黃酮類化合物是天然產物中具有生物抗氧化性、抗衰老、治療心腦血管疾病、降血脂等多種保健功能的主要生理活性物質。超微粉碎技術與以往的純機械粉碎方法完全不同，在粉碎過程中不會產生局部過熱現象，速度快，瞬間即可完成，因而最大限度地保留粉體的生物活性成分。

張蕾［7］等以經過超微粉碎后的荷葉為原料，研究了超微粉碎對荷葉中黃酮類物質提取的影響。結果表明：荷葉黃酮的提取率最高為6.71%，提取效率為98.24%。

楊春瑜［8］等研究了經過干、濕法超微粉碎后綠茶粉和原料綠茶中黃酮類物質提取率和風味物質含量的變化。采用水提和醇提2種方法比較綠茶中黃酮類物質的提取率，摸索了效果較好的醇法提取粗黃酮的最優條件：結果表明干法（球磨法）超微粉碎效果最好，其次是濕法（膠體磨），制冷粗粉碎法效果最差。粗黃酮通過大孔樹脂純化后，黃酮純度提高顯著。茶葉中的風味物質在粉碎后沒有發生明顯的變化。

3.4皂苷

現代藥理學研究表明，皂苷具有抑制腫瘤、抗衰老、降低血脂、增強免疫力和保護心臟的作用。超微粉碎技術能在一定程度上破壞細胞壁，從而減小有效成分由內向外傳質的阻力，增加了植物細胞的比表面積，使粉體有效成分溶出更迅速、完全。

鄧美林［9］等對水提取絞股藍超微粉總皂苷的工藝條件進行了研究。在提取過程中，通過單因素試驗分析了粉碎度、浸提溫度、浸提時間和固液比對提取率的影響。絞股藍總皂苷提取率為4.35%。

賀建東［10］等研究濕式超微粉碎法與傳統提取方法對三七總皂苷提取的影響及粉碎粒徑與提取率的關系。濕式超微粉碎與提取同步完成，極大的提高了提取的效率，粉碎粒徑與提取率并不呈現比例關系。

3.5色素

色素具有美容的功效，因此被廣泛應用于食品、醫藥、化妝品和兒童玩具等領域。

高飛虎［11］等為優化超微粉碎輔助提取辣椒紅素工藝，采用6種提取液對辣椒紅素進行提取，對比結果，選擇95%乙醇作為提取液。選擇液料比、微粉細度、提取時間、提取次數為自變量，辣椒紅素提取相對量為響應值，采用Box-Behnke，試驗設計法，研究各自變量及其交互作用對辣椒紅素提取相對量的影響，對實驗數據進行回歸分析，并作出響應面圖，得到二次數學模型方程，確定出辣椒紅素的提取最佳工藝參數。

3.6揮發油

經超微粉碎加工過的面粉、豆粉、米粉等，其口感以及人體吸收利用率得到顯著提高。將麥麩粉、大豆微粉等加到面粉中，可用來改造面粉、制成高纖維或高蛋白面粉。

陳體強［12］等采用掃描電子顯微鏡觀察比較原木靈芝孢子超微粉碎后的破壁形態，應用超臨界流體萃取技術從破壁孢子粉中提取分離孢子揮發油。氣相色譜-質譜聯用分析其組分，結果表明超微粉碎后超臨界萃取得到的靈芝孢子揮發油化學成分較為豐富。3.7膳食纖維

膳食纖維是人體的第七大營養元素，具有抗腫瘤、美容等功效，采用超微粉碎技術可以提高其性能。

周令國［13］等研究以豆渣為原料制備大豆膳食纖維粉的新工藝。采用濕法超微粉碎-擠壓-噴霧干燥技術處理鮮豆渣，測定產品中膳食纖維含量和物化性能的多項指標。經過濕法超微粉碎-擠壓-噴霧干燥工藝制備的大豆膳食纖維粉的可溶性膳食纖維（SDF）含量達到9.02%，比對照增加108.8%。

4展望

超微粉碎技術根據其特點，應用于天然產物提取領域，恰恰可以達到上述的一些效果。對物料進行微粒超微化處理，可以使其比表面積成倍增長，提高某些成分的活性、吸收率，并使產品的表面電荷、粘力發生奇妙的變化。

超微粉碎加工技術總發展趨勢：發展生產效率高、成本低、產物粒度比表面積、化學組成、晶體形狀、表面形貌、缺陷、粗糙度等可控性好、分散性好、產品質量穩定超細粉碎超微粉碎加工技術及設備。

［1］Kaye B H，Clark G G，Leblance J E.Image analysis proceduress for characterizing the fractal dimension［J］.Particle characteristic，1987（4）：120-125

［2］Young B D，Bryson A W，Van vliet B M.An evaluation of the technique of polygonal harmonics for the characterization of particle shape［J］.Powder technol，1990（63）：157-159

［3］Castelli M.A population at risk：prevaleuke of high cholesterol levels in hypertensive patients in the framingham study［J］.American Journal of Medicine，1986（80）：23-32

［4］孫靜，杜麗娜.生姜粗多糖超微粉碎提取及體外抗氧化作用研究［J］.中國調味品，2012（37）：32-34

［5］梅光明，李孚杰，沈思，等.茯苓中堿溶性多糖的提取及其超微粉碎改性研究［J］.食品科學，2007（28）：278-283

［6］阮麗紅，姜春鵬.濕法超微粉碎提取山茱萸中熊果酸工藝條件的優化［J］.湖北農業科學，2010（49）：2521-2523

［7］張蕾，喬旭光，占習娟，等.超微粉碎對荷葉黃酮類物質醇提工藝的影響［J］.食品與發酵工業，2006（32）：142-145

［8］楊春瑜，薛海晶，夏文水.超微粉碎對綠茶黃酮類物質提取率及風味物質含量的影響［J］.食品科學，2007（28）：319-324

［9］鄧美林，吳天祥.超微粉碎對絞股藍總皂苷提取工藝的影響［J］.食品工業，2009（2）：34-36

［10］賀建東，付廷明，郭立瑋.濕式超微粉碎提取三七總皂苷及粒徑對提取率的影響［J］.世界科技研究與發展，2008（30）：706-708

［11］高飛虎，張玲.響應面法優化超微粉碎輔助提取辣椒紅素工藝研究［J］.西南農業學報，2011（24）：1928-1933

［12］陳體強，吳錦忠.超微粉碎后超臨界CO2萃取靈芝孢子揮發油組分的GC-MS分析［J］.天然產物研究與開發，2006（18）：982-985

［13］周令國，肖琳，周雅琳，等.濕法超微粉碎與擠壓制備大豆膳食纖維粉［J］.食品研究與開發，2010（31）：30-33

Application of Superfine Grinding Technology in the Extraction of Natural Products

YUE Xian-tian，YANG Ji-liang
（Chaohu University，Hefei 238000，Anhui，China）

superfine grinding technology was a new kind of food processing technology，it had widespread application in the extraction process of natural products.In this paper，extraction of the superfine gringding technology principle and its application in nature products，such as polysaccharides，organic acids，flavonoide，saponins，volatile oil，pigment，dietary fiber were described.In order to facilitate scientific and technological workers to better carry out the work of natural product extraction.

superfin grinding；natural product；extraction；application

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.11.037

2013-12-18

岳賢田（1980—），男（漢），講師，在讀博士，研究方向：綠色化工。