1、浸提
將溶劑加入固相或另一液相混合物中,使其中所含的一種或幾種組分溶出,從而使混合物得到完全或部分分離的過程,沖程溶劑萃取。液體溶劑對固體混合物和液體混合物進行的溶質(zhì)萃取過程分別稱為固液萃取和液液萃取。
2、溶劑選擇
溶質(zhì)在溶劑中溶解符合“相似相溶”規(guī)律,待提取成分與溶劑的分子極性越相似,其溶解度越大。物質(zhì)的極性與其分子結(jié)構(gòu)和分子大小有關(guān),一般而言,分子中功能基的極性越大或極性功能基數(shù)量越多,整個分子的極性就越大,親水性越強;分子的非極性部分越大或碳鏈越長,則極性越小,親脂性越強。例如甲醇、乙醇分子較小,有羥基基團,與水的結(jié)構(gòu)相近,是親水性較強的溶劑,能與水任意互溶;而丁醇和戊醇分子中雖然有羥基團,但分子逐漸加大,雖然能與水彼此互溶,但達(dá)到飽和狀態(tài)之后會出現(xiàn)分層。對于待提取分離的成分,可根據(jù)其分子結(jié)構(gòu)判斷其極性,選擇適合的溶劑,同時,也要注意選用對雜質(zhì)溶解度小,不能與提取的物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng),并且是安全無毒的溶劑。常見的溶劑按極性大小順序依次排列:水>甲酸甘油二甲基亞砜甲醇乙醇正丙醇丙酮乙醛醋酸乙酸乙酯蓖麻油乙醚氯仿植物油四氯化碳液體石蠟,大致可分為極性溶劑、半極性溶劑和非極性溶劑。
(1)極性溶劑:極性溶劑有水。甘油、二甲基亞砜。水是最常見的強極性溶劑,甘油和二甲基亞砜在食品工業(yè)中應(yīng)用較少,一般用于藥劑提取。水能與乙醇、甘油、丙二醇等溶劑以任意比例混合,能溶解無機鹽、生物堿鹽、糖類、苷類、鞣質(zhì)、氨基酸、蛋白質(zhì)、有機酸鹽、樹膠、酸類及色素等。有時為了增加溶解度,也常采用堿水貨酸水作為提取溶劑。酸水提取可使、生物堿生成鹽類而溶出,堿水提取可使有機酸、黃銅、蒽醌、內(nèi)酯、香豆素、酚類等成分溶出,然而水提取物不易穩(wěn)定,易染菌,此外含有果膠、粘液質(zhì)類成分的誰提取物難于過濾,高淀粉成分的沸水提取液會因淀粉糊化二造成過濾困難。
(2) 半極性溶劑 半極性溶劑有乙醇、丙酮、丙二醇等,乙醇是最常用溶劑,乙醇可與水、甘油、丙二醇等溶劑任意比例混合,能溶解生物堿及其鹽類、苷類、揮發(fā)油、樹脂、內(nèi)酯、脂肪油、鞣質(zhì)、有機酸、色素等。含量20%以上的乙醇即有防腐作用,乙醇與水混合時由于水合作用而產(chǎn)生熱效應(yīng)使得體積縮小。因此,用水稀釋乙醇時,應(yīng)冷卻室溫后再調(diào)整到規(guī)定濃度。丙酮是良好的脫脂劑,也用作脫水劑,常用于脂溶性物質(zhì)的提取盒分離,也具有防腐作用,易揮發(fā)燃燒,具有一定毒性。丙二醇可與水、乙醇、甘油等溶劑任意比例混合,能溶解許多化合物,并且能防止許多物質(zhì)的水解,其溶解液穩(wěn)定性好,但價格較貴。另外,聚乙二醇也可用作溶劑,對易水解的物質(zhì)也有一定的穩(wěn)定作用。
(3)非極性溶劑 非極性溶劑有乙醚石油氯仿脂肪油乙酸乙酯液體石蠟等,這些溶劑選擇性強,溶解親脂性物質(zhì),透入能力較弱,需較長時間反復(fù)提取。乙醚能與乙醇貨其他非極性溶劑互溶,能溶解脂肪、揮發(fā)油樹脂蠟質(zhì)以及游離生物堿等,大多能溶于水的物質(zhì)在乙醚中均不溶解。氯仿能與乙醇和乙醚互溶,能溶解游離生物堿、脂肪油、揮發(fā)油、樹脂、苷類等,堿處理后的氯仿提取液含較多較純凈的生物堿或皂苷。脂肪油能溶解油溶性物質(zhì)如激素、揮發(fā)油、游離生物堿和許多芳香族物質(zhì),脂肪油易酸敗,遇堿發(fā)生皂化反應(yīng)二影響穩(wěn)定性。液體石蠟?zāi)苋芙馍飰A、揮發(fā)油、及一些非極性物質(zhì),化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,但接觸空氣易氧化。乙酸乙酯、肉豆蔻酸異丙酯等用作溶劑能溶解易揮發(fā)油。甾體物質(zhì)以及其他油溶性物質(zhì)。
提取方法
(1)煎煮法 煎煮法即將原料加水煎煮取汁的方法。將原料適當(dāng)?shù)那兴榛蚍鬯椋檬乱思逯笃髦,加適量水浸沒原料,充分浸泡后加熱至沸,保持微沸浸出一定時間,一般煎煮2~3次。分離并收集各次煎出液,經(jīng)離心分離或沉淀過濾后,濃縮至規(guī)定濃度。若以乙醇作為浸出溶劑時,應(yīng)采用回流提取法以免乙醇損失。
(2)浸漬法 浸漬法是將原料用適當(dāng)?shù)娜軇┰诔鼗驕責(zé)釛l件下浸泡出有效成分的一種方法,取適量粉碎后的原料,置于有蓋容器中,加入適量的溶劑密蓋,攪拌或振蕩,浸漬至規(guī)定時間使有效成分浸出,傾取上清液、過濾、壓榨殘渣、合并濾液和壓榨液,過濾濃縮至適宜濃度。浸漬法有冷漬和熱漬之分,冷漬適用于提取遇熱易被破壞的物質(zhì)及含淀粉、樹膠、果膠、粘液質(zhì)的樣品,熱漬由于提高提取成分的溶解度故提取效果冷漬好。
浸漬法事宜于黏性的、無組織結(jié)構(gòu)的、新鮮易于膨脹的原料的浸取,尤其適用于有效成分遇熱易破壞的原料,但操作時間長,浸出溶劑用量大,往往浸出率差,不易完全浸出。若以水作溶劑夏季易霉變。浸漬法也不適用于有效成分含量低的原料。
(3)滲漉法 滲漉法是將原料粉末濕潤膨脹后裝于滲漉器內(nèi),浸出溶劑從滲漉器上部添加,溶劑滲過原料層往下流動過程中將成分浸出的方法。不斷加入新溶劑,可以連續(xù)收集浸提液,由于原料不斷與新溶劑或含有低濃度提取物的溶劑接觸,始終保持一定的濃度差,浸提效果要比浸漬法高,提取也較完全,但溶劑用量大,對原料的粒度及工藝要求較高,并且肯呢個造成堵塞而影響正常工作。
(4)水蒸氣蒸餾法 將原料粗粉或碎片浸泡濕潤后,加熱蒸餾或通過水蒸氣蒸餾,也可在多功能提取其中邊煎邊蒸餾,原料中揮發(fā)成分隨水蒸氣蒸餾帶出,經(jīng)冷凝后分層收集。該法適用于具有揮發(fā)性,能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞、難溶或不溶于水的化學(xué)成分的提取分離。
影響提取效果的因素
溶劑提取的效果主要取決于選擇合適的溶劑和提取方法。此外,原料的粉碎度、提取溫度、濃度差、提取時間、操作壓力、原料與溶劑的相對運動等因素也不同程度地影響提取效果。
(1)原料的粉碎粒度 原料經(jīng)粉碎后粒度變小,表面能增加,進出速度加快,但粉碎度過高,樣品粉粒表面積過大,吸附作用增強,反而影響擴散速度,并不利于浸出,許多不溶性高分子物質(zhì)微粒浸出液中給過濾造成困難。樣品過細(xì)在滲漉過程中易堵塞,滲漉法浸提時,原料粒度過細(xì)造成溶劑流經(jīng)原料層的空隙過小,造成溶劑流動阻力大,影響傳至。一般而言,粒度以20~60木為適。
(2)浸出溫度 溫度增加可增大可溶性成分的溶解度、擴散系數(shù)。擴散速度加快有利于浸提,并且溫度適當(dāng)升高,可使原料中的蛋白凝固、酶破壞而增加浸提液的穩(wěn)定性,但溫度過高會破壞不耐熱的成分,并且導(dǎo)致浸提液的品質(zhì)劣變。提取的雜質(zhì)含量增高,給后道精致工序帶來困難,一般浸出溫度控制在60~100℃。
(3)濃度差 濃度差是原料組織內(nèi)的濃度與外周溶液的濃度差異。濃度差越大,擴散推動力越大,越有利于提高浸出效率。當(dāng)內(nèi)外濃度達(dá)到平衡時,擴散停止,成分不再浸出。在浸出過程中不斷攪拌、更換新溶劑或 采取流動溶劑的滲漉法,可以增大擴散層中有效成分的濃度差,提高浸提效果。
(4)浸提時間 原料中的成分隨提取時間延長,提取的得率增加,但時間過長,雜志成分溶解也隨之增加,給后續(xù)提純精致造成困難,一般而言,熱提1~3h,乙醇加熱回流提取1~2h.
此外,對已一些組織結(jié)實的原料,浸出溶劑較難浸潤時,往往施加一定的壓力,增大壓力對擴散速度沒有影響,但在壓力作用下使某些原料組織細(xì)胞壁破壞,有利于有效成分的溶解。近年來,超聲波、電磁場、電磁振動、脈沖技術(shù)等應(yīng)用于浸提工藝中獲得了良好效果。
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