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高压技术提取黄芪多糖的发展综述

编辑:管理员    发布时间:2016/6/28 11:29:32

高压技术提取黄芪多糖的发展综述

1国内外高压技术发展概述

    高压的全称是“超高冷等静压,简称为冷等静压、高静压或超高压。高压加工就是在常温或较低温度(通常低于100 摄氏度)的条件下,对原料施加100MPa~1000 MPa,甚至更高的流体静压力,从而使原材料发生改性而得到新的产品。高压加工应用在工业领域己有多年的历史,在陶瓷、石墨以及塑料等加工领域都有很好的应用

    高压技术应用到食品领域则始于1899, Hite通过对牛奶的高压研究发现,在650 MPa作用下可以减少微生物的数量。在以后对水果和蔬菜的高压研究中,他们还发现经高压处理的水果保存期至少可以达到5年以后相继又有许多报道证实了高压技术对各种食品的灭菌效果。1986年,某大学的林教授率先开展了高压食品的研究,提出了高压在食品中的研究报告后,日本国内即开始了与此有关的实验研究工作。并且,德国、美国、法国等国家也相继展开了一系列的基础研究工作,研究机构和研究范围也不断增加。1991年第一种高压食品一一果酱,正式在日本问世,标志着高压食品加工技术取得了突破性进展,预示着高压食品时代的到来。随后开发的果汁、不冻果块等亦都推向了市场,而且取得了良好效益。近年来,随着人们对食品营养及感官的追求,营养成分损失少,不添加防腐剂,且风味和感官保持良好的高压食品受到消费者的青睐,使高压食品加工得到了很大的发展。目前,己有十几种高压食品如果酱、果汁等相继投放市场,特别是高压桔汁、高压鳄梨汁、高压火腿片等高压食品在欧美国家倍受青睐。

    国内高压食品的研究起步较晚,始于90年代。陈某对超高压杀菌新技术进行了较详细的报道;某对高压食品加工进行了较为详细的报道;某等对高压淀粉的糊化特性进行了研究;某等对不同食品原料高压处理后的特性进行了系统的研究;某等对饮料的高压杀菌工艺进行了研究;某等对高压处理牛肉的贮藏性能进行了研究。张某等(还出版了国内第一部关于高压食品加工的著作,该书对高压加工机理、高压设备等进行了详细先容。高压技术提取黄芪多糖的发展综述|中药提取技术|植物提取技术|威尼斯注册送28|萃取设备|新威尼斯注册送28网站

近年来张某等将高压技术应用于中药有效成分的提取,在国内外尚属首次,这一技术的发明与研究,必将加快我国中药现代化的步伐。高压提取技术是在常温条件下,提取中药原料中的有效成分的新技术。可以提取的有效成分有:生物碱、活性多糖和低聚糖、芳香油、脂质类、黄酮、试类等水溶性、醇溶性、脂溶性和溶于其它有机溶剂中的小分子成分。与煎煮法、回流法、索氏提取等传统提取技术相比较,高压提取技术可以大大缩短提取时间、降低能耗、减少杂质成分的溶出,提高有效成分的收率,而且高压提取是在常温下进行,避免了因热效应引起的有效成分结构变化、损失以及生理活性的降低,同时高压提取是在一个密闭的环境下进行的,没有溶剂的挥发,因此该技术更加符合“绿色”环保的要求。应用高压取技术提取中药有效成分具有很高的实用价值,有待进行多方面的深入研究。

2高压系统的构造

高压系统包括高压容器及其封头,压力发生系统,温度控制装置和物料装卸系统。加料并封闭后,传压介质慢慢充满容器,高等静压就可以产生了。高压可以直接或间接产生,也可以通过加热传压介质产生。直接压缩使用小直径的活塞对传压介质施压,而大活塞用低压泵来驱动,直接压缩方式只能用于直径较小的实验设备。加热传压介质可以使传压介质膨胀,在提高温度的同时产生高压,因此通常用在需要高温和高压联合作用,而且整个压力容器内部的温度需要精确控制的场合。大多数工业等压缩系统均采用间接压缩方法,间接压缩使用增压器把传压介质泵入封闭的高压容器,直到达到要求的压力为止。

1.3.3高压提取设备采用高压提取技术,首先要有安全、卫生、可靠的高压装置。高压提取设备按操作方式可划分成间歇式和连续式两种。高压技术提取黄芪多糖的发展综述|中药提取技术|植物提取技术|威尼斯注册送28|萃取设备|新威尼斯注册送28网站

    ①间歇式高压加工装置:

间歇式高压加工系统适用于经过包装后物料的处理(如图1-1所示),操作过程包括:将物料装在耐压、无毒、柔韧并能传递压力的软包装内密封,放入高压容器内,启动高压泵,首先将容器内的空气排出(为了减少因压缩空气而造成的消耗),待升高到所需的压力时,停止升压,并在此压力下保持一定的时间。然后缓慢打开控制高压回路的阀门,卸除压力,取出高压加工后的产品。高压容器的放置可以是垂直的、水平的或倾斜的。

 

 

 

本课题所用的高压设备即为间歇式,是由上海大隆高压设备厂生产的,容器容积350ml,最高工作压力700MPa,升压时间2 min,卸压时间0.5min。其工作原理如图1-2所示。

 

 

  ②连续式高压提取装置

    以一台高压容器来看,按料液充填、升压、保压、降压、排液顺序循环运行,为间歇处理,然而若配置多台高压容器组成一个高压提取系统,错开循环时间即可实现全系统连续生产,连续系统必须处理液体食品,如果汁、奶、饮料等,处理后的液体从高压加工装置经无菌排料口排到无菌中间贮藏罐内。连续高压加工生产线如图1-3所示。

 

 

 

 

1.3.4高压提取原理

    高压提取就是在常温或较低温度(通常低于100℃)的条件下,对原料药施加100MPa~1000 MPa,甚至更高的流体静压力。由帕斯卡定律可知(如图1-4所示),高压提取是压力在液体媒介的作用下瞬间传递的过程,不论提取对象是液体还是固体,均可受到均匀一致的压力作用。当原料药受到高压作用时,在常压下达到的平衡(化学反应、相平衡以及分子结构等)因高压的作用而发生新的变化,从而达到灭菌、物料改性和改变原料的某些理化反应速率的效果。但是,这样的压力育键)产生影响,而共价键发生变性,而对中药中的小分子物质旨级只对非共价键(氢键、离子键、疏水bonds对高压不敏感,故高分子成分可(如生物碱、皂试、黄酮等)没有影响

 

 

 

 

小结

    “有效、量小、安全、可控”八个字是对中药的最基本要求,要实现这个目标,涉及的范围很广泛,关键的问题是提取分离纯化工艺。为此许多先进的技术如超临界流体萃取技术、膜分离技术、离子交换技术、微波辐射诱导萃取技术、超声技术等等现代工艺技术都正在不断引入。目前中药生产中实际使用的有效成分提取方法绝大多数是常规提取方法。常规提取方法有多种,以加热提取为主。这些方法有煎煮法、回流提取法、连续回流提取法、动态提取法、蒸馏法、升华法等。中药有效成分中很多物质受热会发生变性、反应、挥发、损失等问题,致使其药理作用减小或损失。常规方法中也有非热提取方法,如渗溉、冷浸。由于提取时间过长,实际较少采用。近年来,应用超声波、微波等技术提取中药有效成分的研究十分活跃。超声波提取的主要问题是提取液中杂质太多,分离纯化困难,也难以实现工业规模。微波提取本质上也是加热提取,而且存在受热不均的问题。超临界CO2萃取技术被认为是当前国际上最先进的提取技术。它是一种非热提取技术,解决了传统提取方法存在的一系列问题,特别是在分离纯化方面有着特殊的优点,己有工业规模应用。但是,CO2是亲脂性的,超临界CO2只能有选择地萃取脂类物质,然而大多数中药有效成分不是脂溶性。另外,超临界CO2提取还存在设备昂贵,运行费用特别高,安全性差等问题本课题将常温高压技术用于中药黄茂多糖的提取,研究多糖提取率的最佳工艺条件。

    相比之下,常温高压提取中药是一种全新的提取技术,在中药有效成分的提取分离方面具有一系列的优点。本论文采用高压技术,以黄茂为代表,针对其水溶性有效成分一多糖,探索出一套完整的高压技术提取工艺。高压技术提取黄芪多糖的发展综述|中药提取技术|植物提取技术|威尼斯注册送28|萃取设备|新威尼斯注册送28网站

    (1)进行大量的实验研究,运用试验优化设计方法,建立数学模型研究高压提取的工艺过程、特点及影响高压提取效果的诸多因素,包括高压提取工艺参数以及提取助剂的种类、浸泡时间和添加量等对中药高压提取的影响,分析不同中药提取工艺过程及过程特点。

    (2)采用四种不同的提取工艺方法提取黄茂的有效成分一多糖。比较各种提取方法的优劣。

    (3)进行黄茂多糖的分离纯化实验研究,得多糖粗品。

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