党参中核心资源物质富集方法研究进展.pdf
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1、6月出版3食品工程综述评论2023年第2 期党参中核心资源物质富集方法研究进展巩昌熙1*张祖维准2*申莉31(山西农业大学食品科学与工程学院,山西晋中030801)2(山西农业大学动物医学学院,山西晋中030801)3(太原生态工程学校,山西太原030025)摘要党参中的核心资源物质富集方法包括溶剂提取法、亚临界水提取法、超声波辅助提取法、酶解法、超临界CO,萃取法、超微粉碎法、喷雾干燥法、冷冻干燥粉碎法。各种核心资源富集方法工业化生产的考虑因素有:合规性、安全性、经济性、功效性。根据不同的工艺目标要求,讨论了8 种党参核心资源物质富集方法的应用范围及方法参数区间,便于从业者在党参工业化生产中
2、进行优化选择。关键词党参;核心资源;进展Progress in enrichment methods of coreents incodonopsis pilosulaGONG Changxil*ZHANG Zuwei2*SHEN Li3(College of food science and engineering,Shanxi Agricultural University,ShanXi Jinzhong030801,China)2(College of Animal Science and Veterinary Medicine,Shanxi Agricultural Universit
3、y,ShanXi Jinzhong030801,China)3(Taiyuan Ecological Engineering School,ShanXi Taiyuan 030025,China)AbstractThe enrichment methods of core resources in Codonopsis pilosula include solvent extraction,subcriticalwater extraction,ultrasonic assisted extraction,enzymatic hydrolysis,supercritical CO,extrac
4、tion,ultra-finepulverization,spray drying and freeze-drying pulverization.The factors to be considered for the industrial productionof various core resource enrichment methods are:compliance,safety,economy and efficiency.According to differentprocess objectives,the advantages and disadvantages of 8
5、enrichment methods for the core resources of codonopsispilosula were discussed,which was convenient for practitioners to choose in the upcoming industrial production ofcodonopsis pilosula.Keywordsscodonopsis pilosula;core components;progress中图分类号:TS201.4文献标识码:A文章编号:16 7 3-6 0 44(2 0 2 3)0 2-0 0 0 3-
6、0 4D0I:10.3969/j.issn.1673-6044.2023.02.002党参(Codonopsispilosula)的核心资源物质包括多糖类、总黄酮类、苍术内酯、苷类、凿体类、酚酸类及香豆素类等2 0 0 余种成分。因其具有重要的药用价值,在我国山西、甘肃、陕西、新疆、四川、吉林、湖北、贵州、云南等地均有人工种植,产量逐年递增,药用市场因供给得到迅速增加,近年来价格逐年下降,严重制约了产业的发展。我国民间消费传统有炖汤、泡酒、熬粥等食用习惯,但是受“食品中不得添加药品”法规的影响,党参的使用受到限制。近年来各省政府和国家卫健委及国家市场监管总局等部门也在密集出台相应的政策,*基金
7、项目:山西省重点研发计划项目(2 0 19 0 3 D211009)。*巩昌熙,男,2 0 0 3 年出生,山西农业大学食品科学与工程专业本科在读。*张祖维,通讯作者,E-mail:.收稿日期:2 0 2 3-0 2-13将党参从药用向食用方向推动,甘肃省已经发布实施了党参食品安全地方标准,使其从药用转向食用的方向进一步明确。作为食用物质,如何将核心资源物质进行富集,应从合规性、安全性、经济性、功效性等方面充分考虑,研究适合工业化生产的工艺技术,推动行业技术的进步1核心资源富集方法1.1溶剂提取法溶剂提取法有水提法、水提-醇沉法、醇沉水提法、醇提法等。溶剂提取法一般选用液料比、提取回流时间和提
8、取温度作为主要影响因素,以核心资源成分的提取率或活性进行优化。液料比一般为820,提取回流时间一般为45min180min,提取温度为6 4 10 0;党参多糖的提取率一般为12.66%25.7%。时菲菲等以党参多糖提取率为指标,以提取温度、提取时间和液料比为影响因素,采用正交试验优化了水提工艺:提取温度8 9,提46月出版综述评论食品工程2023年第2 期取时间2.3 h,液料比2 4,党参多糖提取率为15.66%。乔婧等优化了党参总皂苷提取工艺,最佳工艺参数为:浸泡2 2.9 8 h,乙醇体积分数7 1.47%,液料比3 0.47,超声2 9.59 min,温度3 9.6 4,党参总皂苷提
9、取率1.6 3 8%。葛亮等用醇提法提取新疆党参总黄酮,最佳工艺为:提取3 次,乙醇体积分数80%,液料比2 0,超声时间0.5h,总黄酮含量为0.192%。1.2亚临界水提取法亚临界水提取法是在高压条件下,将水温提高至3 0 0 以上,其介电常数由强极性渐变为非极性,将党参中核心资源物质按极性由高到低提取出来。张锐等优化了党参炔苷、党参多糖的亚临界水提取工艺,最佳条件为:液料比12,提取时间45min,提取温度150,此工艺条件下党参炔苷含量0.11%,党参多糖含量2 1.9 5%。1.3超声波辅助提取法超声波辅助提取法是对溶剂提取法的改进,利用其空化效应及搅拌作用破坏党参细胞壁,使溶剂快速
10、渗透到细胞中,以提高得率、提升效率。超声波辅助提取法一般设定超声温度、料液比、超声时间、超声功率4个因素进行试验,以某种核心资源物质提取率为响应值对提取工艺进行优化。曹叶霞等对超声波辅助提取野生台党参多糖的工艺进行了优化,最佳条件为:超声功率2 8 0 W,液料比3 0,超声时间7 5min,超声温度7 4,此工艺条件下提取的多糖含量18.42%,对DPPH抗坏血酸的最大清除率为8 8%,自由基最大清除率为9 2%。吕立铭等研究了甲醇、乙醇、7 5%甲醇和7 5%乙醇4种溶剂对党参炔苷的提取效果,其中7 5%甲醇的提取率最高,最佳提取工艺为:液料比14,提取3 次,每次提取0.5h。王艳萍等采
11、用超声波辅助水提醇沉法提取党参多糖,最佳提取工艺为:液料比12,超声功率3 50 W,超声温度55,超声时间50 min,此工艺条件下多糖提取率为2 0.13%。王婧等采用超声辅助提取党参皂苷的最佳工艺条件为:乙醇体积分数74.81%,超声时间3 9.3 8 min,超声功率19 5.10 W,此条件下党参皂苷得率2.58 9 7%。王高峰等以水为提取溶剂,采用超声辅助提取法提取璐党参中核苷类成分,以尿苷、鸟苷、胞苷和腺苷核苷类成分总量为评价指标,优化得到最佳提取条件为:液料比20,提取时间45min,提取2 次,此工艺条件下核苷类成分含量为17.0 1mg/100g。张静等以甲醇为提取溶剂,
12、采用超声辅助提取法提取川党参中核苷类成分,最佳提取工艺为:提取时间3 0 min,液料比10,提取2 次,每次3 0 min,川党参中核苷类成分总量为15.2 3 mg/100g。冯月等比较了索氏回流法、冷浸法、超声提取法和乙醇回流法提取党参炔苷的提取效果,结果表明超声提取法最佳,条件为:液料比6,超声时间1h,超声温度7 0。陈林等采用乙醇回流工艺提取党参皂苷,最佳提取工艺为:液料比3 2,乙醇体积分数6 9.5%,提取时间150 min。1.4酶解法党参的细胞壁主要由纤维素、半纤维素和果胶质等物质构成,利用纤维素酶、果胶酶等降解细胞壁中的纤维素、半纤维素、果胶质,能释放细胞内容物,可达到核
13、心资源物质得率提升的效果。岳显文等采用纤维素酶解法进行了党参多糖提取,最佳工艺为:酶解时间1.5h,纤维素酶用量2.4%,酶解温度7 5,与水提法比较,酶解工艺使多糖得率提高了2 3.9 2%。高建德等利用纤维素酶和果胶酶,采用酶解工艺对党参多糖进行提取,得到最佳提取工艺条件为:pH4.2,酶用量0.2 0%,酶解时间9 0 min,酶解温度50,此工艺条件下党参多糖的提取率较传统水煎法由原来的16.0 7%提高到25.23%1.5超临界CO,萃取法苏海建等以党参精油提取率为评价指标,探索了超临界CO,萃取党参精油的工艺条件:压力24MPa,温度50,时间1.5h,该工艺条件下党参精油含量为1
14、.4%。1.6超微粉碎法窦霞等将党参进行超微粉碎,与普通粉比较其溶出液中党参炔溶出度,结果表明超微粉比普通粉溶出液中党参炔苷含量提高,党参超微粉在0.5h时溶出率已达8 0%,而普通粉2 h时溶出率仅为40%,党参超微粉多糖的溶出率比普通粉高2 5.3%。1.7喷雾干燥法喷雾干燥法是将党参提取液经雾化器喷成雾状液滴,与高温空气接触后快速蒸发水分形成干燥的固体粉末。毛午晶等以恒山黄芪、大枣、党参为原料,采用喷雾干燥法制备了混合干燥粉,最优工艺为:料液密度1.0 6 5g/cm,进风温度140,进样流量0.45L/h。1.8冷冻干燥粉碎法冷冻干燥粉碎法是运用冷冻干燥机在高度真空的环境下,将党参冻结
15、后水分升华,再经粉碎制成党参粉。徐美蓉等采用低温冷冻干燥粉碎预处理党参,与烘干粉碎相比,多糖提取含量提高了14.00%,产率提高了49.58%。2名各种核心资源富集方法工业化生产的考虑因素2.1安全性安全是各生产企业坚守的底线,也是近年来在工业化生产中最大的风险。安全来自于生产中的各个方面,从党参核心资源物质富集技术来讲,溶剂是否具有易燃、易爆性质,直接关系到安全风险系6月出版5食品工程综述评论2023年第2 期数。在选择溶剂时,尽量不选择醇提法。除了生产过程安全,党参具有功效性,适用的人群与摄人量也应该严格控制。在设计产品配方时,应避免加入到专供孕妇和婴幼儿的产品,其他食用者摄人量不得超过9
16、 g/d,并避免与藜芦共用。2.2合规性党参截止目前还未纳人既是食品又是中药材物质管理,仍然在部分省市试点推进期间。在试点期间,主管部门许可试点的工艺流程仅限为传统工艺,也就是煮粥、煲汤、泡酒、蒸饭、人菜、火锅及制作党参脯涉及的工艺。对于水煎煮提取工艺,是符合要求的;对于醇提工艺、酶法工艺、超声波辅助提取工艺、超临界CO,萃取工艺、喷雾干燥工艺均不属于传统工艺的范畴。因此,作为准备工业化生产党参相关食品时,核心资源的提取工艺路线应考虑我国政策的要求,避免违规。核心资源富集方法的创新仍然只能停留在研发阶段,从食品生产许可相关法规角度考虑,工业化生产时核心资源物质富集技术路径目前仅限于传统工艺。2
17、.3经济性党参易发霉、易走油、易吸潮、易虫蛀,长时间保证品质的稳定是行业难题。将党参核心资源富集提取后,可延长其保质期,易储存,从而延伸产业链,获得可观的经济收益。党参核心资源物质利用方式按照形态分为固体直投、液体加人、粉末添加。从产业化角度来讲,固体直投需要增加去杂、切断、浸泡、过滤、浓缩、杀菌等前处理设备设施,无形中增加了企业投资和质量管控成本;液体加入适用于流线型连续生产的企业,但也会增加企业硬件投资和质量管控成本,如果不能做到连续生产,党参作为高糖植物,液体浓浆的贮存比较困难,需要配备相应的冷库,运输成本比较高,给产业化发展带来一定的困难;固体粉末形态目前是一个比较好的发展方向,其优点
18、贮存运输方便、保质期长、添加方便、容易标准化,能够给行业产业化提供较大的弹性空间。采用喷雾干燥工艺提取的核心资源物质溶化性好,干燥的粉末状产品易于贮藏和运输,对于下游产品的加工具有得天独厚的优势2.4功效性党参的核心资源成分多,对其功效性研究主要集中于抗氧化、免疫等方面。选择加工工艺时应考虑加工温度对热敏感活性核心资源物质的影响。冻干干燥粉碎工艺对于党参中一些热敏性活性物质具有非常好的保留作用,但其运行成本较高,冻干粉溶解性较差。理论上,超临界CO,萃取工艺能有效保留党参核心资源成分功效性,但设备投入较大。按照食品安全法的规定,普通食品不允许宣传其功效,从业者在标签设计时,应遵守相关法规的要求
19、。3讨论国家卫生健康委员会、国家市场监管总局等相关部门发布了党参作为按照传统既是食品又是中药材物质管理的征求意见及试点通知,分别在山西、甘肃两省进行试点。甘肃卫生健康委发布了DBS62/0072021食品安全地方标准党参,党参作为普通食品原料管理的政策不断推进中。按照食品工业化的方式将党参核心资源物质进行富集是行业内的发展方向。党参核心资源物质进行富集的技术路线应该密切关注国家政策的要求,做到合法合规;同时也应关注食品行业加工技术的发展方向,结合生产企业自身的装备条件进行持续创新研究,以满足不同的产业化需求。近年来对党参的研究大多集中在核心资源物质的提取工艺优化,主要考虑提高得率、保持功效、处
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