大豆异黄酮提取方法的研究进展

1、大豆异黄酮提取方法的研究进展第18卷第5期黑龙江八一农垦大学学报18 (5)： 6467文章编号：1002-2090(2006)05-0064-04钱丽丽，左锋，唐彦军(黑龙江八一农垦大学食品学院，大庆163319)摘要：文章综述了大豆异黄酮的各种提取方法，列出溶剂萃取法、超临界流体提取法、超声波和微波提取法的原理及目前应用状况，并对各种提取方法的特点给出了评价。关键词：大豆异黄酮；超临界提取；超声波提取；微波提取中图分类号：0625.42文献标识码：aresearch on several extraction methods of soy isoflavoneqian li-li, zuo

2、feng, tang yan-junabstract： several extraction methods of soy isoflavone such as solventextraction, supercritical fluid extraction, ultrasonic wave extraction andmicrowave-assisted extraction were summarized in this paper. the principles,applications and characteristics of these methods were also ev

3、aluated.key words： soy isoflavone；supercritical fluid extraction； ultrasonic wave extraction；microwave-assistedextraction0 刖s大豆中存在的大豆异黄酮(soy isoflavones)共有12种，可以分为3 类，即黄豆苷类(daidzin groups)、染料木苷类(genistin groups)、黄豆黄 素苷类(glycitin groups)，以游离型、葡萄糖苷型、乙酰基葡萄糖苷型、丙 二酰基葡萄糖苷型等4种形式存在1,2。其化学结构式见图1和图2。由于人豆异黄酮的结

4、构与人体雌激素结构相类似，因此人豆异黄酮具有调节人体多种生理功能的作用。能有效地预防和抑制白血病、骨质疏松、结肠癌、肺癌、胃癌、乳腺癌、前列腺癌、妇女更年期综合征等多种疾病的发生，尤其是对乳腺癌和前列腺癌有良好的预防和治疗作用3,4。近年来，关于大豆异黄酮的研宄报道很多，本文就大豆异黄酮的各种提取方法的研宂进展进行综述。1大豆异黄酮苷元结构式图2大豆异黄酮葡萄糖苷结构式1溶剂萃取法溶剂萃取法就是将复合物载体中的某些可溶物(包括大豆异黄酮)由固体转移到液体当中去，收稿曰期：2006-09-06作者简介：钱丽丽(1979-)，女，助教，东北农业大学硕士研究生毕业，现主要从事食品安全与检测方向的教学

5、与科研工作。以上研究表明，甲醇和乙醇是有机溶剂提取大豆异黄酮的最有效的提取溶剂，虽然甲醇比乙醇提取效果更好，但甲醇有毒，不利环境和人体健康，因此，60%80%乙醇作为提取溶剂，应是大豆异黄酮首先选择的有 机提取溶剂；另外，热水，酸性和碱性水溶液也都是人豆异黄酮有效的提取溶剂，但水溶液提取的唯一不足是较多的糖类和蛋g质会进入提取液,给以后的分离带来一定难度。另外，需耍指出的是用弱碱水溶液提取大豆异黄酮，不仅增加工艺的难度而且还需要在工艺中增加中和、除盐等工序，在提取液中糖类和蛋0质等杂质多，所得产品纯度也低，环保成本高，不适宜工业生产。工业生产屮选用的有机溶剂基本原则是收率高、能耗低、溶耗小、无

6、重金属残留。因此，考虑后续提取工艺的操作难易程度、生产成本及溶剂毒性等因素，大多数企业采用乙醇一水溶液提取豆粕中的大豆异黄酮，这种方法具有提取率高、含杂质少、无毒性，容易形成工业化生产的特点，可以与树脂吸附，絮凝沉淀和膜技术结合使用，达到分离纯化的冃的。2超声波萃取法与微波萃取法2.1超声波萃取法超声波在物理学领域的应用尽管较早，但用于分析化学样品预处理还是近年来的事。超声波辅助萃取是利用超声波辐射压强产生的强烈空化效应、机械振动、扰动效应、高的加速度、乳化、扩散、击碎和搅拌作用等多级效应，增大物质分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，从而加速目标成分进入溶剂，促进提取的进行。超声波对固体样品的

7、预处理很有利，它能促进和加速提取过程，如分散、均化、雾化、洗涤和衍生等过程，还可避免高温对目标成分的破坏，操作简单、副产品少、目标产物易分离，能达到比常规提取更理想的结果，对生物活性成分的提取尤具优势。我国应用该法进行大豆异黄酮的提取的报道不多，2003年，潘廖明等11利用超声辅助提取人豆异黄酮，正交试12验结果显示，当超声频率为25khz、超声功率为160w,乙醇浓度为50%，料液比为1 : 6, 60 °c超声处理60min时，大s异黄酮得率可达4.23mg/g，较之醇提法提高了 3.93%；谢明杰等越性。超声波辅助萃取快速、价廉、提取率高。在各种样品屮，无论是对有机物还是无机物

8、，超声波辅助萃取都有较广泛的应用。但这种应用目前还多是手工操作，而且主要用在小型实验室，应用于大规模的工业生产，尚需解决工业设备放大的问题。尽管超声萃取技术的应用时间不长，但己受到广大科技工作者的关注。超声波辅助萃取可以说是一项符合可持续发展有利于环保的“绿色技术”。随着人们对超声萃取技术的进一步了解，其应用前景将会更加诱人，而“超声辅助微波消解”有望成为一个崭新的应用领域。利用超声波从脱脂豆粕中提取大豆异黄酮，并与乙醇加热回流法进行了比较，证明了此方法具有一定的优66黑龙江八一农垦大学学报第18卷2.2微波萃取法1986年美国科学家首先利用微波炉通过适当操作进行了有机化合物的萃取，从此微波萃

9、取(mi-crowave-assisted extraction,简称mae)受到了人们的关注。微波萃取的本质是微波对萃取溶剂和物料的加热作用。微波加热的机理有别子常规加热，它能够穿透萃取溶剂和物料使整个系统均匀加热，这样省去常规加热由表及里的热传导所需的时间，使萃取体系快速 升温，萃取速率明显高于常规的加热方法。该法由于设备的限制尚未实现工业化，且在文献中也仅见2003年张永忠13用微波法预处理提取大豆异黄酮，通过二因素三水平的正交试验确定微波处理后的最佳浸取物料比为1 : 15,浸取时间为9h,浸提率为97.42%。微波处理在提高提取率及提取选择性的同时，还可以减少浸提剂的用量，这在一定程

10、度上，降低了生产成本，是一种经济效益较好的提取方法。微波萃取技术应用于人豆异黄酮提取工艺中，可加快传质速率，提高提取率，有效缩短萃取时间，但此技术尚未实现工业化，还仅是实验室的小型研宄阶段。3超临界流体萃取法超临界co2流体萃取（sfe）分离过程的原理是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出來。采用超临界co2萃取法是今后企业生产大豆异黄酮的技术方向，超临界流体萃取是利用流体在超临界状态时具有密度大、粘度小、扩散系数大等优良的传质特

11、性而成功开发的。它具有提取率高、产品纯度好、流程简单、能耗低、无有机溶剂残留等优点，但对设备要求较高，是一项很好的萃取大豆异黄酮的高新技术，是精制大豆异黄酮最具应用价值的分离纯化方法。当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普 通气体，被萃取物质则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，所以 超临界c02流体萃取过程是由萃取和分离过程组合而成的新技术。由于大豆异黄酮极性较大，用c02作萃取剂时，是很难萃取大豆异黄酮的，因此必须在大豆异黄嗣粗提物中加入少许改性剂，也称之为夹带剂。目的是为了提高c02的极性，满

12、足相似相容的原理，提高大豆异黄酮的提取率。黄池宝等人采用等温萃取流程方式，利用乙醇作夹带剂，可以实现大豆苷和6-羟基染料木苷的成功分离。同时，随着超临界c02萃取技术的不断进步，全氟聚醚碳酸铵(pepe)的应用，把超临界c02萃取扩展到水溶液体系范围，使得难以提取的强极性化合物如蛋白质等的超临界c02提取己成为可能。但这种萃取方法也有缺点。据报导14,二氧化碳临界状态的压力是7.37mpa,温度是31.05°c ,般在实际使用中压力在2770mpa之间，温度在3570°c之间。因此所用的设备属高压容器，从而带來如下的问题：第一，装置复杂，造价昂贵；第二，设备的容量有限，因而

13、一次的投料量受到限制，故而生产量受到制约。这主要是因为高压设备的直径不可能很大的缘故；第三，在工艺操作方面，由于生产投入较大，不易形成工业化生产。由以上综述我们可以得出这样结论，溶剂萃取法是目前国内大多数大豆异黄酮生产厂家应用最广泛的大豆异黄酮提取技术。具有提取率高、含杂质少、无毒性，容易形成工业化生产的特点。超声波和微波提取可以与溶剂萃取法相结合。其中超声波提取法萃取快速、价廉、提取率高、方法操作简单，副产品少，目标产物易分离，能达到比常规提取更理想的结果。微波萃取应用于大豆异黄酮提取中，可加快传质速率、提高提取率、有效缩短萃取时间，但二者冃前还多是手工操作，尚需解决工业设备放大的问题。超临

14、界流体萃取法是大豆异黄酮生产的发展方向，具有提取率高、产品纯度好、流程简单、能耗低、无有机溶剂残留等，但对设备要求较高,是一项很好的萃取大豆异黄酮的高新技术，是精制大豆异黄酮最具应用价值的分离纯化方法。参考文献：1 kudou s，shimoyamada m, imura t. a new isoflavone glycoside insoybean seeds (glycine max merrill),glycitein 7-0- 3 -d-(6" -o-acetyl)-glucopyranosidej j.agric biol chem，1991, (55)： 859860.2

15、 kudou s， fleury y, welti d. malonyl isoflavone glycosides in soybeanseeds (glycine max merrill)j.j.agric biol chem, 1991, (55)： 22272233.3 井乐刚，张永忠.大豆异黄酮在保健食品和医药中疲用的研究进展 j.植物学通报，2002, 19 (6)： 692697.4 kritz-silverstein d, goodman-gruen d l. usual dietary isoflavone intake, bone mineral density,and b

16、one metabolism in postmenopausal womenj.j.womens healthgend based med, 2002, 11 (1)： 6978.5 kulevanova s.determination of total flavonoids and guercetin inhyperici herbaj. actapharm, 2000,50 (1)： 2932.6 曾祥群.葛根总黄酮提取工艺j.食品工业科技，2000, 21(3)： 3334.7 陆宁，宛晓春.葛根总黄酮，淀粉的提取及应用.食品工业科技,1998，19 (1)： 3334.8 pamdjaitan n，hettiarachchy n，ju zy，et al. evaluation of genistin andgenistein contents in soybeanvarieties and soy protein concentrate prepared with 3 basic methodsj.j.food sci, 2000, 5 (3) 399402.9 刘大川，汪海波.大豆胚芽屮大豆皂甙、异黄酮甙的提取工艺研宄 j.食品科学,2000，21 (10)： 2831.10 朱仕