恒硕讲解超声波分离提取法在食品工业中的应用现状研究

 超声波分离提取法在食品工业中的应用现状研究

超声提取即超声萃取，是从固体物料中提取有用成分【1】。利用超声波可以从植物中提取多糖，蛋白质，油脂，色素和中草药成分及生物活性物质等；具有提取效率高，提取时间短，提高产品的质量，有效成分易于分离、纯化等优点。

1超声波萃取的机理

超声波是指频率为20千赫～50兆赫左右的机械波。超声波在传递过程中存在着的正负压强交变周期，在正相位时，对介质分子产生挤压，增加介质原来的密度；负相位时，介质分子稀疏、离散，介质密度减小。【2】超声波是在溶剂和样品之间产生许多次级效应，如空化、乳化、扩散、击碎、化学效应等，导致溶液内气泡的形成、增长和爆破压缩，从而使固体样品分散，增大样品与萃取溶剂之间的接触面积，促进植物体中有效成分的溶解，提高目标物从固相转移到液相的传质速率，加快了提取过程的进行，并提高了药物有效成分的提取率。

2超声波萃取一般方法及工艺流程：

在容器中加入提取溶媒（水、乙醇或其他有机溶剂等），将原料根据需要粉碎或切成颗粒状，放入提取溶媒中；容器的外壁粘接换能器振子或将振子密封于不锈钢盒中投入容器中；开启超声波发生器，振子向提取溶媒中发出超声波，超声波在提取溶媒中产生的‘空化效应’和机械作用一方面可有效地破碎药材的细胞壁，使有效成分呈游离状态并溶入提取溶媒中，另一方面可加速提取溶媒的分子运动，使得提取溶媒和药材中的有效成分快速接触，相互溶合、混合。

超声波萃取植物有效成分的应用：

1多糖的超声法提取应用

超声法提取多糖，提取时间短 、提取量多 、无须加热 、反应过程无物料损失和副反应、避免多糖的分解等。【3】赵二劳等通过实验研究了超声提取南瓜多糖的影响和效果并进行优化处理，结果表明：以水为提取剂，预浸时间10min,超声作用时间20ｍin，提取温度60℃,超声波功率80Ｗ,占空比为1时，样品中南瓜多糖提取量最大可达42.6mg/g。【4】

2蛋白的超声波提取应用

目前提取植物蛋白多采用碱溶酸沉法、酶解法或碱溶酸与酶解的复合方法。而超声波提取可以降低提取温度，减少蛋白质的变性沉淀，得到优质的蛋白质，安全可靠，对营养价值影响较小。因此，蛋白的超声波提取已经越来越得到重视。袁道强等采用超声波法提取小麦胚芽蛋白，得出最适提取条件：料水比为1：25，ｐＨ 为 9．0＇，超声处理时间为 20＇ ｍｉｎ，功率为 20＇0＇ Ｗ，此条件下小麦胚芽蛋白的提取率达到 98．68 ％，与普通的碱溶酸沉法相比，提取率提高了29．66 ％。【5】

3油脂的超声波提取应用

超声场强化提取油脂可使浸取效率显著提高 ,还可以改善油脂品质 ,节约原料 ,增加油的提取量.植物油脂的提取目前使用最多的是溶剂浸出法. 将超声技术作为一种辅助手段应用到溶剂浸出法中 ,会使含油细胞更容易破裂 ,油脂分子更容易释放出来 ,提高了提取效率 ,而且还可使植物油中的生理活性成分得以保持 , 提高了油脂的营养价值. 【6】

4天然色素的超声法提取应用

合成色素由于安全性问题在使用上已逐渐受到控制，天然色素的需求日益增多，传统提取色素多用乙醇浸提法, 存在损失大、周期长、工序多、提取率低等缺点, 利用超声波提取得优点，开发研究新的天然色素提取方法是很有必要的。茹宗玲等利用超声波作用提取月季花红色素，结果表明其最佳条件是：溶剂为50%乙醇PH＝1-2料液比为1∶4、提取时间为10min、提取级数为二级。【7】

5天然药物活性成分的超声波提取应用

常规法 （ 煎煮法 、溶剂浸提法等） 提取中草药有效成分和生物活性物时间长 , 提取率不高，有效成分损失大等缺点。利用超声波提取不仅可以改进以上缺点,还可以可以避免高温对提取成分的影响，防止有效成分的结构被破坏 。郭孝武用超声波从黄连中提取小檗碱与常规碱性浸泡工艺对照得 , 超声提取30min 所得到的小檗碱提取率比碱性浸泡 24h 高 50 %以上 。【8】周志华从人参根中提取三萜皂甙—人参皂甙 , 以热甲醇浸泡工艺为对照 , 仅需超声提取 10min , 就获取热提 6h 所得的人参皂甙 。【9】

前景及展望

超声波在植物天然成分提取中的应用已显示出明显的优势 , 并已逐步被人们所注意。对超声波作用机制及其辅助提取机制应进行深入研究，以便建立一套较为通用的模型，【10】更大为不同提取对象操作条件提供依据。相信超声波提取技术及其辅助方法在植物有效成分的提取中将发挥它应有的作用。