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湿法提取工艺在龙须菜生物活性成分获取中的应用及生物活性评价
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月14日 来源:Journal of Applied Phycology 2.8
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为解决传统海藻干燥提取工艺能耗高、效率低的问题,研究人员开展湿法提取技术优化研究,比较了超声辅助提取(UA)、pH-shift(pHS)等5种方法对龙须菜(Gracilaria gracilis)生物活性成分的提取效果。结果显示,湿法结合70%乙醇过夜振荡(WOAew1:10)或超声处理(WUAew1:10)可使干物质得率超40%,总酚含量达287.7-309.1 mg GAE(100 g)-1 dw,ABTS抗氧化活性(5296.3 μmol Trolox Eq.(100 g)-1 dw)和COX-2抑制率(38.3%)显著优于干法。该研究为海藻生物精炼提供了可持续的解决方案。
海藻作为可持续生物资源宝库,其生物活性成分的提取效率一直是产业化的瓶颈。传统干法提取需经历高能耗的脱水干燥过程,而厚实的海藻细胞壁又阻碍有效成分释放。红藻龙须菜(Gracilaria gracilis)作为琼脂原料和功能食品来源,富含多酚、多糖等活性物质,但现有提取工艺难以兼顾经济性与成分完整性。
为突破这一困境,研究人员系统比较了湿法与干法提取的差异。通过设计5种湿法技术路线,发现70%乙醇结合过夜振荡(WOAew1:10)或超声处理(WUAew1:10)能显著提升提取效率。关键实验技术包括:1)采用集成多营养水产养殖(IMTA)体系培养的龙须菜样本;2)对比干/湿两种前处理路径;3)运用超声辅助(40 kHz)、机械均质(30,000 rpm)等物理破壁技术;4)通过ABTS、FRAP、DPPH三种方法评估抗氧化活性;5)采用COX-2抑制实验检测抗炎效果。
干物质和矿物物质得率
湿法提取展现出显著优势,WOAew1:10、pH-shift(WpHS1:10)和WUAew1:10的干物质得率分别达47.1%、46.9%和41.8%,远超干法(<10%)。矿物物质得率最高达59.4%(WOAw1:5),表明湿法能更高效释放细胞内容物。
总多酚含量
湿法提取的多酚含量呈数量级提升,WOAw1:10达287.7 mg GAE(100 g)-1 dw,是干法DOAw1:10的6.2倍。超声辅助70%乙醇提取(WUAew1:5)更创下309.1 mg GAE(100 g)-1 dw的峰值,证实湿法对热敏感成分的保护作用。
生物活性
在ABTS检测中,湿法提取物活性(4469.5-5296.3 μmol Trolox Eq.(100 g)-1 dw)显著高于干法(2728.4 μmol)。抗炎实验显示WUAew1:10对COX-2抑制率达38.3%,而干法仅6.8%,揭示湿法能更好保留抗炎物质。
该研究证实湿法提取在龙须菜加工中具有革命性潜力:1)规避干燥步骤可节能80%;2)超声辅助等温和破壁技术能协同提升得率与活性;3)建立的WOAew1:10和WUAew1:10方案为工业化提供模板。值得注意的是,湿法提取对多酚类物质的保护效果尤为突出,这与其避免高温导致的氧化聚合有关。未来研究可进一步优化超声参数,并探索该技术在其它经济藻类的适用性。论文发表于《Journal of Applied Phycology》,为海藻高值化利用开辟了新路径。
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