超声 - 冷等离子体联合提取甘草根提取物:高效绿色的新突破

【字体: 时间:2025年03月23日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为提升甘草根生物活性成分提取效率,研究人员开展联合提取研究,发现该法能提高产量与品质,意义重大。

  甘草,这种在世界各地被广泛应用的植物,不仅是一味古老的天然药材,还能作为独特的甜味剂,深受人们喜爱。长久以来,从甘草根中提取那些珍贵的生物活性成分,一直是科研人员关注的重点。传统的提取方法,就像用溶剂浸泡提取甘草酸,虽然经典,但问题不少。大量的溶剂使用,不仅浪费资源,还可能对环境造成负担;漫长的提取时间,让生产效率大打折扣;而且提取产量不高,好不容易得到的提取物中,有效成分含量也不尽如人意。在追求高效、环保的今天,这些问题亟待解决,于是,一种全新的提取技术 —— 超声 - 冷等离子体联合提取技术应运而生。
来自伊朗 Shahrekord 大学机械工程系等机构的研究人员,为了攻克传统提取技术的难题,开展了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦于超声 - 冷等离子体联合提取甘草根提取物这一主题。经过一系列严谨的实验和分析,研究结果令人振奋。这种联合提取技术与传统的浸渍法以及单一的提取方法相比,显著提升了提取物的产量和生物活性成分含量。在优化提取参数后,提取物的质量更是达到了一个新高度。这一研究成果发表在《Scientific Reports》上,为甘草提取物的提取开辟了新的道路。

在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先是响应面法(RSM),并结合 Box - Behnken 设计,这一组合就像是研究的导航仪,帮助研究人员精准地确定不同提取参数(如提取时间、超声功率、氩气与空气比例)对提取物质量的影响。在提取实验中,他们分别进行了浸渍提取、超声辅助提取(UAE)、冷等离子体辅助提取(NTP)以及超声 - 冷等离子体联合提取,每种方法都严格按照标准流程操作。为了评估提取物的质量,研究人员还采用了高效液相色谱(HPLC)来测定甘草酸含量,运用 Folin - Ciocalteu 比色法和铝氯化物法分别测定总酚含量(TPC)和总黄酮含量(TFC),通过 2,2 - 二苯基 - 1 - 苦基肼(DPPH)自由基清除技术评估抗氧化活性。

下面来看看具体的研究结果。在光学发射光谱分析中,研究人员发现冷等离子体在不同气体环境下能产生多种活性物质,且产生的臭氧量较少。通过 RSM 统计分析联合提取法对提取物性能的影响,发现氩气与空气比例、提取时间对提取物质量影响显著,超声功率对总黄酮含量和提取物百分比影响明显。而且,这些变量之间存在复杂的相互作用,比如氩气与空气比例和超声功率的相互作用,对提取物的多个指标都有影响。研究还对超声 - 冷等离子体技术进行了优化,确定了最佳的提取参数,实验验证了优化方法的正确性。对比不同提取技术时,发现联合超声 - 冷等离子体方法在提取甘草酸、提高提取物产量、增加总酚和总黄酮含量以及提升抗氧化活性方面表现优异。

研究结论表明,超声 - 冷等离子体联合提取法在提取甘草根生物活性化合物方面优势明显。超声处理能打破植物细胞壁,提高提取物产量;冷等离子体作为非热技术,能有效保护热敏性化合物。二者结合,减少了对高温和有害溶剂的依赖,是一种更可持续、更环保的提取方法,在工业规模应用上极具潜力。不过,目前仍有一些问题需要进一步研究,比如优化功率强度、处理时间和环境条件,评估大规模应用的环境和经济可行性,研究提取物中化合物的长期稳定性和生物利用度,探索替代等离子体气体以提高提取效率等。但无论如何,这项研究为甘草提取物的提取提供了新的方向,有望在未来推动天然产物提取行业的绿色发展。
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