枸杞多糖提取、生物活性及在饮料中的应用研究进展.pdf
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1、饮 料 工 业2024,Vol.27,No.1综述摘要:枸杞是药食同源植物,富含多种活性成分。枸杞多糖是枸杞主要活性成分,具有抗氧化、抗炎、抗菌等功效,在食品饮料、保健医药等领域有着广阔的应用前景。本文综述了枸杞多糖提取工艺及生物活性的研究进展,重点探讨了枸杞多糖在食品饮料领域的应用潜力,并展望了今后的发展趋势。关键词:枸杞;多糖;提取工艺;生物活性Research Progress on Extraction,Biological Activity and Application of Chinese wolfberryPolysaccharides in BeverageLI Guan-j
2、ie1MIAO Qiao-wei1WANG Xiao-li1LIU Jun-hai2*(1 School of Chemistry and Environmental Science,Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723001,China;2 Key Laboratory of Fundamentals and Applications of Catalysis,Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723001,China)Abstract:Chinese wolfberry(Lycium b
3、arbarum)is a medicinal and edible plant,riching in a variety of activeingredients.Polysaccharide is one of the main active components of Lycium barbarum.It shows antioxidant,anti-inflammatory,antibacterial and otheractivities,so it has broad application in the field of food.The paper introducedthe r
4、esearch progress of the extraction process of Lycium barbarum polysaccharide,summarized its activities,applicationand future development trend.Key words:Chinese wolfberry;polysaccharide;extraction process;biological activity中图分类号:TS202.1文献标志码:A文章编号:1007-7871(2024)01-0076-04收稿日期:2023-05-09项目基金:陕西省重点研
5、发计划项目(2023-YBSF-017);秦巴生物资源与生态环境国家重点实验室(培育)“市校共建”科研专项(SXC-2110)作者简介:李冠杰(2005),男,本科,研究方向为天然产物提取与深加工。E-mail:通讯作者:刘军海(1972),男,副教授,硕士,研究方向为天然产物提取与深加工。E-mail:枸杞属茄科落叶灌木,具有很高的经济价值与营养价值。我国主要有宁夏、河北、内蒙古、新疆四大枸杞产区。枸杞是传统中药材,是“药食同源”的代表,富含多种活性成分。研究发现,枸杞多糖(LBP)不仅具有抑制酪氨酸酶活性的功效1,也具有很强的抗氧化活性2、抗疲劳功效3、抗炎症活性4以及抑菌作用5等,这些生
6、物活性使枸杞在食品饮料、保健医药等领域有着广阔的应用前景。本文对枸杞多糖的提取工艺和生物活性进行了综述,探讨了其在食品饮料领域的应用前景,并展望了今后的发展趋势,旨在为枸杞多糖及生物活性的进一步开发及应用提供参考。1 1枸杞多糖的提取枸杞多糖的提取目前枸杞多糖的提取工艺主要有热水浸提法、碱液提取法、超声波辅助提取法、酶解提取法等。枸杞多糖提取、生物活性及在饮料中的应用研究进展李冠杰,苗侨伟1,王晓丽1,刘军海2*(1 陕西理工大学,化学与环境科学学院,陕西汉中723000;2 陕西理工大学,陕西省催化基础与应用重点实验室,陕西汉中723000)762024,Vol.27,No.1饮 料 工 业
7、综述1.1热水浸提法热水浸提提取多糖是传统方法,其原理是借助于热力作用使细胞发生质壁分离,水渗入细胞壁和细胞质中并溶解液泡中的物质使其穿过细胞壁扩散到外部溶剂中。热水浸提法的特点是提取成本低,安全性高,但消耗时间很长,提取效率也低。热水浸提法提取多糖是近年来的研究热点,相关的研究报道很多。热水浸提法提取枸杞多糖时,提取温度、提取时间、料液比等因素都会影响多糖的提取率。提取过程需要耗费较长的时间,可能会对多糖的化学结构有影响,进而影响枸杞多糖的活性6。热水浸提多糖之后,还需乙醇沉淀,可得到固体多糖,一般称为水提醇沉法。增加水溶醇沉的次数,并选用高活性蛋白质水解酶将提取液中的蛋白质水解,可很好地提
8、高产品纯度7。采用酶法辅助热水浸提8、超声辅助热水浸提9、微波辅助热水浸提等多种技术联用,可弥补热水浸提法中存在的诸多不足。1.2超声波提取法超声波提取法是指运用超声波的空化效应、机械效应和热效应等,促进细胞内有效化学物质的释放、扩散和溶解,从而显著提高提取效率。优点是提取效率高,耗时少,提取温度低等。超声波主要打破了枸杞细胞壁果胶多糖网络结构,尤其是螯合性果胶网络结构,使多糖游离出来10。与传统的热水浸提法进行比较,超声波辅助浸提法提取红枸杞多糖,可大幅度缩短提取时间,降低能量消耗,提高多糖提取率,操作简单11。随着研究工作的不断深入,研究人员发现将超声波提取技术与其他技术联用,可以优化超声
9、法提取多糖的提取率。如超声可以与微波协同使用,效果较热水浸法和单一处理要高,可进一步缩短提取时间,提高提取率12。也可采用表面活性剂协同超声提取13等。超声波提取法是比较成熟的技术,在工业上采用较多,今后的研究应更多关注与其他技术的联用,以进一步拓展其在工业上的应用。1.3微波辅助提取法微波提取法是在微波反应器中通过溶剂从样品中提取各种化学成分的技术,其特点是设备简单、萃取效率高、节省时间、污染小等。微波辅助提取法提取枸杞多糖近几年的研究不多,一般来说,将微波辅助提取与其他技术联用,可取得较好的效果。如庞亚茹等14提取枸杞多糖的最佳提取工艺为:温度为 85、时间 45min、功率 200W,料
10、液比 1 20(g/mL)。微波与超声协同使用,极大地提高了提取效率。邢炎华等15对 1 1 配伍的黄芪枸杞子中总多糖的工艺进行研究,发现与传统水煎煮相比,微波辅助提取优势为提取温度低、提取效率高,可大大降低生产成本,提高生产效率。微波提取法有着一定的局限性,因为微波加热升温很快,可能会局部温度过高,使得热敏性物质化学结构遭到破坏,变性或失活,因此,微波辅助提取法可用于热稳定性物质的提取。同时,微波提取的设备成本很高,不利于工业上大量提取。1.4酶解提取法酶解提取是通过酶对细胞壁的破坏作用,使细胞内多糖成分有效释放。其特点是反应条件温和、提取效率高、成本低、环保等。为优化酶解法提取多糖的提取率
11、,可以采用响应面法优化酶解提取、超声波-酶解提取等方法。酶解提取法由于酶的活性还会受温度、浓度、pH 等因素影响,会一定程度上影响提取多糖的提取率。梅丽等16采用果胶酶辅助提取海西黑枸杞多糖,工艺高效、简单,且提取得到的多糖具有较好的体外抗氧化活性。李晶等17研究发现,黑果枸杞粗多糖得率为酶法超声辅助法热水浸提法。经 UPLC-MS/MS 分析酶法提取阿拉伯糖较多,超声辅助法提取出葡萄糖较多,而热水浸提法能提取出少量蔗糖,热水浸提法提取出的糖类组分多于酶提取法和超声辅助提取法。罗志锋等18优化了超高压辅助复合酶提取枸杞多糖工艺,获得的枸杞多糖可显著抑制LPS 诱导 RAW264.7 细胞上清液
12、中 NO、TNF-、IL-1 和IL-6 含量,具有较好的抗炎效果。唐坤等19采用胶体磨复合酶法提取香菇多糖,提取效率较单一方法都有着明显提升。1.5碱液提取法碱液提取法是在碱性的条件下,溶剂能溶解酸性多糖。采用碱液提取法提取枸杞多糖的相关报道不多。胡仲秋等20采用碱液提取法,得到最佳提取工艺为,料液比为1 70,浸提液 pH 值为 10,提取温度 65,浸提时间3.5h,提取率为 7.46%,较热水浸提法高,表明碱液提取工艺优于传统水提工艺。由于碱液提取容易使多糖的糖苷键断裂,破坏多糖的结构,因此需用其他提取方法进行优化,可以采用超声辅助碱液提取、微波辅助碱液提取等方法。由于碱液的浓度不好控
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