李熹
植物多糖是由10個以上的單糖分子通過糖苷鍵連接而成的天然高分子化合物,廣泛存在于植物的細胞壁中,因其具有抗腫瘤、抗病毒、抗氧化、降低血脂等活性而廣泛應用于生命科學領域。植物多糖的提取方法直接影響其提取效率,本文對植物多糖的各種提取工藝進行綜述,以期為植物多糖的深入開發與研究提供參考。
多糖類物質由于其分子結構中有多個極性基團,易溶于水,因此植物多糖常用熱水提取,但是多糖分子量增大、分支程度升高會使其疏水性增強,此時宜用酸、堿或有機溶劑提取。張婧涵等采用了水提法提取桑木耳中的多糖,研究表明,在料液比為1:108(m/V)、溫度為100 ℃、提取時間為3.5 h時,木耳多糖的提取率為6.96%;鞠興榮等采用鹽酸提取菜籽餅粕中的粗多糖,當鹽酸濃度為0.28 mol/L、提取時間為5 h、提取溫度為71.9 ℃、液料比為43.05 mL/g時,粗多糖的提取率為4.01%;諸愛士等在提取小米多糖時,采用堿性溶液提取,當堿濃度為0.8 mol/L、液料比為20:1、溫度為80.0 ℃、浸提時間為1.0 h時,多糖提取率為47.27 mg/g。溶劑提取法所需設備簡單,生產成本低,適于工業的大規模生產,但是溶劑法也存在提取時間長、提取溫度高、酸堿破壞多糖結構等缺點。
1 酶解法
酶解法主要是采用纖維素酶、果膠酶等酶類化合物與植物的細胞壁發生酶解反應,通過破壞細胞壁從而加速植物多糖的快速溶出,是近年來頗受關注的一種專屬性生物提取技術。楊萍等采用纖維素酶提取黑甜糯玉米中的多糖,當纖維素酶添加量為2.50%,料液比為1:15,浸提液pH為5.0,溫度為60 ℃時為最佳提取條件,提取率為 0.0513%。
2 超聲波輔助提取法和微波輔助提取法
超聲波輔助提取法通過利用超聲波的機械效應、空化效應等物理作用破壞植物細胞壁,使溶質組分快速溶解到提取液中。而微波輔助提取法是通過高能量的電磁波照射植物細胞,使細胞內溫度升高、壓力增大,從而使細胞壁破裂,溶質分子溶于提取劑中。這兩種方法都能加速植物多糖的提取效率。吳瓊等比較了熱水浸提法、超聲波輔助熱水提取法和超聲波協同果膠酶提取法對黑木耳粗多糖提取率的影響,實驗結果表明,熱水浸提法效率最低,為8.32%;超聲輔助熱水提取法效率則大大提高,為16.59%,而超聲波協同果膠酶提取法的效率最高,為19.84%。李佳笑等在采用微波輔助水提法提取三七多糖中發現,微波提取的效率可達21.0 mg/g,比傳統的熱水浸提法水提高了8.3 mg/g。超聲波輔助和微波輔助都可使提取效率大大增加,提取時間縮短,提取溫度降低,但是設備的價格昂貴,提取時間過長也會導致部分多糖降解。
3 超臨界流體CO2萃取
此方法利用超臨界流體溶解度與密度間的關聯性,通過改變壓力或溫度,使不同極性、沸點、相對分子質量的物質依次分離開來。朱俊玲等采用超臨界流體CO2法提取蘆薈多糖,在添加2.5 mL/g乙醇、25 MPa壓力、35 ℃下提取60 min可使蘆薈多糖的提取率高達85.10%,比傳統方法高出50%。超臨界流體具有提取條件易控制、提取效率高、不污染環境等眾多優點,但由于設備昂貴,處理樣品量有限,目前還未大規模應用于工業上。
4 其他方法
除上述提取方法外,還有超高壓提取法,多種提取方法結合的復合提取法,如水—酶法、水—超聲波法、水—微波法、超聲波—酶法、微波—酶法、微波—超聲波法等,通過吸收不同提取方法的優點,使兩種或多種方法結合,更快、更好地提取植物多糖。
隨著時代的進步、科技的發展、工業的需求,出現了越來越多植物多糖的提取方法,從最傳統的水提法到現今的超臨界流體萃取法,植物多糖的提取速度變得越來越快、提取效率也變得越來越高,相信在未來會有更多的植物多糖提取方法出現,更好地應用于科學研究和工業發展。
參考文獻:
[1] 張婧涵,姚忠,孫蕓等.桑木耳多糖提取工藝優化及其益生活性和抗氧化活性評價[J].現代食品科技,2018(04).
[2] 鞠興榮,稅丹,何榮等.響應面分析法優化菜籽多糖酸法提取工藝的研究[J].中國糧油學報,2012(03).
[3] 諸愛士,沈曉強.正交設計堿提小米多糖[J].浙江科技學院學報,2013(03).
[4] 楊萍,鄭先哲.酶法提取黑甜糯玉米多糖技術初探[J]. 中國食品添添加劑,2012(05).
[5] 吳瓊,于淑艷,鄒險峰等.超聲波協同果膠酶提取黑木耳粗多糖[J].食品研究與開發,2014(10).
[6] 李佳笑,胡宇琳,喬春雷等.三七多糖的微波輔助提取工藝[J].食品科學技術學報,2018(02).
[7] 朱俊玲,盧智.超臨界CO2 萃取蘆薈多糖工藝的優化[J].安徽農業科學,2011(10).
(作者單位:長沙醫學院)