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超高压在粮食有效成分提取中的应用

日期:2018-11-23
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      超高压提取技 术( High pressureextraction, HPE)是指在常温下用大于 100MPa的流体静压力 作用于所提取的对象,保持压力一段时间使原料细 胞内外压力达到平衡后迅速卸压,导致细胞内外渗 透压力差瞬间增大,细胞膜结构发生改变,因此细胞 内的有效成分容易穿过细胞膜,转移到细胞外的提 取液中,从而达到提取目标成分的目的。
      由于粮食作物原料价格低廉,却又含有丰富的 活性成分,是很多功能物质理想的提取源。超高压提取技术应用于粮食作物中有效功能物质的提取已 有相关报道。研究表明,采用 200~400MPa高静压 处理糙米后,其所含的游离 GABA(γ氨基丁酸)将 提高 80% ~120%,并同时检测到谷氨酸的含量提高,增加了 GABA的提取率。这可能与特定压力处理使谷氨酸脱羧酶 (GAD)活性提高有关,如 图 2所示。另外超高压提取技术还可应用于其 他功能物质的提取如花生白藜芦醇、大豆皂 甙、异黄酮等。林执绚等研究发现利用超高 压提取豆科类植物葛根中的异黄酮,高压提取时间比浸提法节约 3h。奚海燕等利用400MPa的压 力结合酶处理从大米中提取蛋白质,提取率达 7872%,提取率较一般碱法高。
图 2 γ氨基丁酸的合成机理 Fig

      超高压提取技术在粮食有效成分提取的研究应 用中粮食脂类物质的提取最值得关注。粮食中提取 的油脂含有大量的不饱和脂肪酸如亚油酸、亚麻酸等,而且含有维生素 E、维生素K以及矿物质如钙、 铁等,若能成功高效地从粮食中提取,经济效益是无 法估量的。而超高压技术是一种非热加工手段,使 得其具有操作温度低的优势,有利于保持油脂原有 的品质。超高压技术还具有提取率高、耗时少、耗能少等优点,有利于脂类提取产业化生产。已有相关 报道将超高压技术应用于大豆中卵磷脂的提取,大豆卵磷脂的得率可达 1051mg/g,最佳提取工艺参 数为:压力 280MPa处理 5min,提取溶剂为 85%的 乙醇,液料比为 45mL/g。
      其他学者的相关研究情况见表 3。从目前的研 究资料来看,超高压提取技术应用于粮食中有效成 分提取的相关报道较少,因此急需开展相关的基础 研究,相应的设备问题、提取工艺参数的协同调整还 需要进一步深入研究。笔者认为这方面应充分利用 超高压技术在有效成分提取方面的独特优势,提高粮食资源的利用率,这将是有效成分提取领域的一 个重要研究方向。

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