ザクロの皮抽出ポリフェノールの抽出方法は何ですか?

1ザクロ研究とポリフェノール抽出の概要

Pomegranate (覇権をめぐってgranatumL.) is a plant でのfamily Punicaceae. It is widely cultivated in tropical とsubtropical countries とis not only edible、but also widely used in folk medicine [1-2]. The fruit のthe ざくろis mainly composed のthree parts: seeds、flesh とpeel. Pomegranate juice is squeezed からthe flesh, と◆sales are currently increasing rapidly worldwide as it is recommended as a chemical prophylactic, chemotherapeutic, anti-atherosclerotic, anti-inflammatory agent, etc. [3-4]; ざくろseeds are mainly used ためoil extraction, and ざくろseed oil has 抗酸化[5], anti-aging [6], and immunity-enhancing [7] functions, and is now also being sold にthe market; Pomegranate 皮is a by-product のthe processing industry ざくろのjuice and ざくろwine, accounting for about 40% のthe fresh weight のthe entire ざくろfruit [8]. In China, most のthe fresh pomegranate 皮is discarded, and only a small amount is dried in the sun for medicinal purposes [9].

Pomegranate peel contains a large amount of polyphenols, which are the main active ingredients thでexert pharmacological effects. These include various compounds such as punicalagin, gallic acid, procyanidins, chlorogenic acid, epicatechin, caffeic acid, ルチン, やケルセチン, kaempferol, etc. [10], accounting for about 10% to 20% of the dry weight of pomegranate peel. Studies over the past 10 years have shown that it has various effects such as anti-oxidation, anti-atherosclerosis, anti-aging, antibacterial, anti-mutation, lowering blood lipids, lowering blood pressure, and moisturizing and beautifying the 肌[11-16]. Therefore, pomegranate peel polyphenols have great applicatiにvalue in food, medicine, and chemical products.

ポリフェノールの抽出方法には、溶媒抽出、マイクロ波・超音波補助抽出、酵素抽出、超臨界流体抽出、超高圧流体抽出などがある。ザクロの皮ポリフェノールは、容易に酸化によって損傷を受けている不安定な物質です。長い抽出時間と高温は、ザクロの皮ポリフェノールの構造に損傷を与える可能性を高めます。低い抽出効率は、生産コストを増加させるだけでなく、ザクロの皮ポリフェノールの生物学的活性を低下させる。そのため、特にザクロの皮ポリフェノールの抽出方法についての綿密な研究を行い、効率的、迅速、経済的、実用的な抽出方法を確立することが急務である。本論文では、近年ザクロのポリフェノールを抽出するために使用された方法のレビューを提供する。

2ザクロ系ポリフェノールの抽出法

2. 1溶剤抽出

溶媒抽出はポリフェノールを抽出する最も伝統的な方法である。この方法は、異なる溶媒への溶解度に基づいて植物の異なる成分を分離することを含む。使用される溶剤は、主に水や有機溶剤です。

sun lanping[17]らは、エタノールを用いてザクロの皮からポリフェノールを抽出し、抽出温度70°c、液-物質比25:1 (ml:g)、抽出時間1.5時間、エタノール体積比50%、ザクロの皮ポリフェノールの収率16.28%が最適抽出条件であることを確認した。

wang xiaoyu[18]らは、メタノール、エタノール、酢酸エチル、水の4つの溶媒を用いて、新疆のザクロの皮から総ポリフェノールを抽出した。抽出結果は溶媒によって大きく異なり、全ポリフェノールの収率は、メタノールとgt;エタノール>水>酢酸エチル。

李国秀[19]などが使用したpomegranate peel powder as the raw material to study the effects of 抽出solvent concentration, 抽出temperature, 抽出time and material-to-液体ratio on the extraction of polyphenols. The extraction process was optimized によってorthogonal experiments under the influence of the above four factors, and it was determined that the optimal process for the ethanol extraction of pomegranate peel polyphenols was: ethanol volume fraction 60%, extraction temperature 60 °C, liquid-to-material ratio of 1:20 (g:mL), extraction temperature of 60 °C, extraction time of 2 h, and extraction for 2 times. Experiments were carried out 使用this optimized process, and the yield of polyphenols was 23.39%.

ほとんどの外国の研究者は、水を抽出溶媒として使用し、水は有機溶媒よりも安価であり、環境汚染が少ないと考えています。中央複合設計を用いたザクロの皮からのポリフェノールの水性抽出の最適化に関する研究では、am[20]などが、収率に影響を与える5つの因子のうち、収率にほとんど影響を与えない3つの因子を除去した。最終二つの要因が増大効果抽出水温・抽出時間、最適化実験対象に選定された最適な抽出条件は抽出温度100°C抽出時間1分の総フェノールコンテンツザクロの皮にHPLCにより192.0 mg / g乾燥な根拠、なると大差がない入手した「伝統・メタノール溶剤抽出方式を活用している。

amyrgialaki[21]は、ザクロの皮ポリフェノールを抽出するために応答表面の最適化を用いた。この実験は、エタノール/水/クエン酸を抽出媒体とする23因子中心複合設計に基づいていた。影響を与える要因は抽出溶媒のph、エタノール濃度、抽出時間などである。最適な抽出条件が得られた:エタノール体積分率40%、ph 2、抽出時間1時間、ザクロ皮の総フェノール含有量324.9 mg/g乾燥基礎。

溶媒法でザクロ系ポリフェノールを抽出する場合、主な溶媒はメタノール、エタノール、アセトン、酢酸エチル、水である。省エネルギー、環境保護、食品安全の観点から、毒性が低く、比較的安価な溶剤としてエタノールや水を使用する研究者が多い。この方法は簡単に実行できますが、時間がかかり、効率的ではありません。

2. 2酵素加水分解抽出法

酵素抽出法は、酵素反応の非常に特異的な性質に基づいています。対応する酵素を選択して、細胞壁の成分を加水分解したり分解することで、細胞を破壊し、細胞内の有効成分を溶媒に溶けやすくすることで、植物の有効成分を抽出する目的を達成する。

wang huabin[22]などがその過程を研究したザクロの皮からポリフェノールの酵素抽出。は実験に与える影响を调べるための浓度のcellulase pectinase、複雑な酵素(構成されpectinase異なる質量比や)、タンパクプロダクトオブザ酵素、タンパクプロダクトオブザ酵素タンパクプロダクトオブザ酵素pH値と水温ざくろのポリフェノール収益の皮2段カテゴリー回転回帰で使用デザインを合わせてoptimiseアニメざくろの最適な工芸酵素にパラメ-タ-ポリフェノールを多く含ん皮います。試験結果は、ザクロの皮のポリフェノール収率への影響の順序は、酵素加水分解時間>であることを示した;酵素濃度>たpH >温度タンパクプロダクトオブザ酵素。酵素複合体(質量比2:1のセルラーゼとペクチナーゼ)の質量濃度が0.25 mg/ mlで、酵素加水分解時間が150分、酵素加水分解温度が50°c、酵素加水分解溶液の初期phが6.0の場合、ポリフェノールの収率は23.87%である。

現在、食品、医薬品、動物や植物の細胞などから有効成分を抽出する際にも、酵素抽出法が用いられていますが、その抽出時間は長くなっています。

2. 3 Microwave-assisted抽出

マイクロ波による抽出は、高周波の電磁波が材料の内部に到達する方法である。マイクロ波エネルギーの吸収により、材料の内部温度が急激に上昇し、細胞が瞬時に破壊され、抽出剤が抽出媒体に入ることで抽出効率が向上する[23-24]。マイクロ波を利用した抽出法は、天然の有効成分の抽出に近年広く使用されている。目的物質の固相から液相への物質移動速度を増加させ、抽出収率を向上させることができる。

宋炜炜[25]らmicrowave-assisted抽出ポリフェノールを抽出するざくろの皮から用いられ、最適なプロセス条件挙げようという決意をしたとアニメざくろの抽出ポリフェノール:(体積積分)40%エタノールの溶剤としてliquid-to-solid比率(35分g: mL)、電子レンジと242 Wの力,水蒸気を抽出時間60 s、3抽出し。これらの最適な条件で抽出すると、粗ポリフェノール抽出物の収率は26.52%であった。

Wang Ling [26] and others used microwave-assisted aqueous extraction to 抽出pomegranate peel polyphenolsそして、粗抽出物の最適抽出プロセスは、60-80メッシュ、抽出パワー385 w、物質と液体の比1:25 (g: ml)、抽出時間120秒、抽出回数3回であると結論付けた。これらの条件下では、ザクロの皮ポリフェノールの収率は21.4%にもなる。

温春泉[27]らは、マイクロ波を利用したエタノール抽出法を用いて、ザクロの皮ポリフェノールを研究した。その結果,エタノールの体積分率,マイクロ波出力,抽出時間,液対物質比のすべてが,ザクロ皮ポリフェノールの抽出収率に有意な影響を及ぼすことが示された。ザクロ系ポリフェノールの抽出条件は、50%エタノール体積分率、300 wマイクロ波出力、抽出時間120秒、物質と液体の比1:35 (g: ml)である。この条件では、ザクロのポリフェノールの抽出率は21.41%に達する。

zhou ancun[28]らは、マイクロ波を統合したエタノールアンモニウム硫酸二相システムを用いて、ザクロのピールポリフェノールを抽出し分離した。条件は実験や直交実験を抽出するザクロの皮ポリフェノールはm(物質):V(アルコール):V(水)= 1:12:20 (NH4) 2SO4服用量0.325 1 g / mL、マイクロ波処理温度で55°C、マイクロ波治療時間60 s原油ポリフェノール抽出率は展示され、ポリフェノールによる原油抽出内容は75.36%た。

マイクロ波抽出法は、マイクロ波と溶媒抽出を組み合わせて、簡単で操作しやすく、抽出時間を大幅に短縮します。しかし、特殊なマイクロ波抽出装置が必要であり、そうでなければ抽出温度を制御することはできません。

2.4超音波支援抽出法

超音波の抽出と分離は、主に物質中の有効成分の存在状態、極性、溶解度、有効成分群の違いに基づいています。超音波振動は、溶媒を固体材料中に素早く導入し、できるだけ多くの有機成分を溶媒中に溶解させ、複数の成分の混合エキスを得ることができます。また、超音波は液体中に高周波振動を発生させ、細胞組織を破壊し、ポリフェノール化合物を溶解・拡散させる「キャビテーション効果」を発生させます。抽出時間が短いという利点があります 効率の高さ[日]ある。

超音波を用いたザクロの皮からエタノールを用いたポリフェノール抽出の研究では、tabaraki[31]らが収率に有意な影響を与える3つの因子、抽出時間、エタノール濃度、抽出温度を選択した。抽出条件は応答曲面法を用いて最適化された。その結果、温度がC 60°抽出时、エタノール体積積分は70%、抽出時間は30分、抽出率が最大45.38%そのより約3倍も速いultrasonic-assisted水を使用した取得方法(常磐や邪気など)、預貯金(を手に入れることがらは水ultrasonic-assisted手法で11%の抽出率は約14%に5 32)。

fang yulin[33]らは、超音波補助メタノール法を用いてザクロの皮からポリフェノールを抽出した。その結果、酸性化メタノール80%溶剤、溶剤対材料比1:20 (g: ml)、30°c超音波(固定出力100 w)を用いて1回の抽出で20分間、ポリフェノールの総抽出速度は14.06 mg/gが最も高かった。

wang huabin[34]らは、新疆ウイグル自治区のザクロの皮を原料として使用し、2段階の汎用回転回帰結合設計を用いて、ザクロの皮ポリフェノールの超音波補助エタノール抽出プロセスを研究した。その結果、最適な抽出条件は、エタノール体積分率50%、物質-液比1:25 (g: ml)、超音波時間30分、超音波出力360 wであった。これらの最適化された条件では、ザクロの皮からのポリフェノール収量は(21。2±0。06)、メフメット

超音波補助エタノール法を用いたザクロpeelポリフェノールの抽出に関するrushaogang[35]らの研究では、直交実験によってザクロpeelポリフェノールの最適な抽出条件が最適化された。エタノール体積分率40%、ザクロ皮粒径40メッシュ、抽出時間50分、抽出温度30℃、物質と液体の比1:15 (g: ml)、これらの条件下でのザクロ皮ポリフェノールの平均抽出率は16.44%であった。

guo qinghe[36]らは、超音波キレート剤を用いてザクロの皮をむくポリフェノールを抽出した。応答表面分析を用いることによって、ultrasound-chelating用の最適なプロセス条件をざくろの皮ポリフェノールの補佐抽出が決まって捜査官:エタノール体積積分50%抽出温度60°C抽出時間50分、(旅客:mL基準)1时半liquid-to-material比率、キレート0.08%、ポリフェノール抽出率このような状況のなかで28.03%に到着できるようになる。超音波キレート剤による抽出は、通常の熱流路抽出と比較して、不純物が少なく、時間がかからず、効率が高いという利点があります。これは、ザクロの皮からポリフェノールを抽出するための新しい方法として利用することができ、幅広い応用の可能性があります。

pan[37]などは、超音波連続補助法と超音波パルス補助法の2つの方法を用いて、ザクロの皮から抗酸化物質(主にポリフェノール)を抽出し、従来の方法と比較した。抽出速度と抗酸化活性の大きさから最適な抽出方法とプロセス条件を判断した。その結果、連続超音波補助抽出法(cuae)では、収率は超音波強度および抽出時間の変化と正の相関を示したが、抽出時間の延長は抽出物の抗酸化活性に深刻な影響を及ぼすことが分かった。

パルス超音波補助抽出(puae)、cuaeの場合、収率は超音波強度および抽出時間の変化と正の相関がありますが、抽出時間の延長は抽出物の抗酸化活性に深刻な影響を与えます。パルス超音波アシスト抽出(puae)の場合、超音波強度、パルス繰り返し率、パルス持続時間、パルス間隔は製品の歩留まりに影響しますが、抽出物の抗酸化活性には影響しません。条件下超音波の強度nf / cm2の59.2 Wなどの、抽出時間60分、温度を測る目安(25±2)°C liquid-to-solid比率(旅客:mL基準)1時50分、およびパルス持続時間PUAE5秒の間隔、PUAEの抽出収益率とCUAE似たような(それぞれ14.5%、14.8%)が取りざたされ、伝统的な抽出方式と比較すれば、抽出増加したPUAE・CUAE程度の22% 24%増と、それぞれ、87%で抽出間隔を縮めた90%を超えた。さらに、puaeはcuaeに比べて電気エネルギーの50%を節約できます。この点を考慮して、著者たちは、ザクロの皮から抗酸化物質を抽出するための最良の方法としてpuaeを推奨している。

上記の研究者はいずれも超音波補助抽出法を用いてザクロの皮からポリフェノールを抽出したが、溶媒や抽出条件が異なるため、ポリフェノールの収率にも大きな差があった。超音波を用いた抽出法は、超音波と溶媒抽出を組み合わせ、抽出時間を大幅に節約し、抽出効率を向上させることができます。

2. 超臨界流体

超臨界流体抽出が新しい现代分離をで流動性のガスと温度と圧力の液体临界点のとしてのなかの少し上またはextractantから一定high-boiling-point成分およびサーマルレシートプリンター成分を抽出する固形分または液体分立の主旨と浄化ましょう。[38]。これまで、ザクロの皮からポリフェノールを抽出するために超臨界co2抽出技術を利用した報告はほとんどありませんでした。

feng wqun[39]などでは、超臨界co2抽出法、超音波抽出法、マイクロ波抽出法、メタノール抽出法などを用いて、ザクロの皮からガ酸を抽出し、hplcで含有量を決定した。その結果、4つの方法で抽出したガリア酸含有量は、それぞれ0.498%、0.311%、0.271%、0.396%であった。そのため、超臨界co2抽出法は、ザクロの皮を剝いたポリフェノールからガリア酸を効率的に抽出する方法である。

超臨界抽出法は、近年研究されている新しい高度抽出法である。主に非極性および弱極性低分子成分の抽出に適しています。極成分の抽出では、極エントレナーを追加することで抽出速度を向上させることができます。ガリア酸(gallic acid)(3,4,5-トリヒドロキシ安息香酸)は、複数の極性基を含む強極性化合物である。極性溶媒を用いた抽出に適しています。メタノールは一般的に使用される極性溶媒である。feng w . q .[39]らはメタノールを取り込み剤として用いたが,得られたガリア酸含有量は4つの抽出法の中で最も高かった。

超臨界流体抽出法は、実験室で広く用いられている高効率で環境に優しい抽出法であるが、抽出過程では比較的費用がかかる[40-42]。最近の研究では、亜臨界水抽出がそれを置き換えることができることがわかっています[43]。

2. 6亜臨界水抽出

超臨界水とは、超高温水、高圧温水、高温液体水とも呼ばれ、一定の圧力下で100°c以上374°c以下の臨界温度に加熱された水で、水が液体状態のままであることをいう。亜臨界状態では、水素結合、イオン水和、イオン会合、流体のミクロ構造のクラスター構造が変化するため、常温常圧の水とは物理的・化学的性質が大きく異なる。常温常圧の水は強い極性を持っています。亜臨界状態では、温度が上昇すると、水の水素結合が開いたり弱まったりして、水が高い状態から低い状態になる。このように亜臨界水の温度と圧力を制御することで、水の極性を広範囲に変化させることができ、水溶性成分から脂溶性成分までの天然物中の有効成分を連続的に抽出し、選択的に抽出することができます。また、亜臨界水抽出は安価で汚染のない水を抽出剤として使用するため、亜臨界水抽出技術は環境保全の可能性が高い画期的な技術であると考えられている[43]。

he[44]らによる亜臨界水を用いたザクロpomaceポリフェノールの抽出に関する研究では、抽出時間、液-物質比、および温度が単一因子として用いられた。その結果、抽出時間30分、液-材料比1:40 (g: ml)、温度220°cが最適な抽出条件となった。温度は抽出速度に最も大きな影響を与えた。100 - 220°cの温度範囲内では、ポリフェノール含有量は651.7 - 4854.7 mg/100 g乾量で変化した。

超臨界水抽出は、高度で斬新な抽出技術です。従来の抽出法に比べて、抽出時間が短い、プロセスが簡単、低コスト、高い抽出速度、環境保護などの利点があります[43]。

2. 7  超高圧抽出法

超高圧抽出、別名超冷たいisostatic圧力抽出、アプリケーションを指すMPaを水圧の圧力100 m ~ 1000常温は実在ものが入り交じる溶剤)と漢方薬など圧力を維持所定レベル一時期で封切ら圧力はすばやく以降内外圧力植物细胞を均衡にのぼる。細胞内外の浸透圧が急激に高くなると、細胞膜の構造が変わり、細胞内の有効成分がさまざまな細胞膜を通って細胞外の抽出液に移り、有効成分を抽出するという目的が達成される。最近の研究によると、天然物の抽出にその応用は、抽出時間を大幅に短縮し、不純物の溶解を減らし、有効成分の収率を高め、熱効果による有効成分の変化を避け、環境汚染を引き起こさないことが示されている[45]。

yan longbing[45]らは、ザクロの皮からポリフェノールを抽出する目的で、総フェノール収量を指標として用いた。単因子実験に基づき、直交回転複合試験設計を用いて超臨界流体抽出のプロセスパラメータを最適化しました。その結果、超臨界流体抽出によりザクロ皮から抽出されたポリフェノールの収率に影響を与える要因の順序は、液-物質比>圧力>エタノール濃度>時間を持っている。最適な抽出プロセス条件は、抽出圧力582.7 mpa、保持時間2.3分、液対固体比1:41 (g: ml)、エタノール体積分率52.8%である。この条件では、ポリフェノールの収率は26%を超える。

超高圧に加えて、高圧溶媒抽出も使用されます。am[8]による高圧水抽出によるザクロの皮からポリフェノールを抽出する研究では、抽出容器内の圧力を102.1気圧(約10 mpa)に維持した。ザクロ皮ポリフェノールの抽出速度に影響を与える主な要因は、ザクロ皮原料の粒子サイズ、高圧処理温度、静電干渉時間であることがわかった。その研究結果温度に最適な抽出40℃、静電干渉時間は5分、の大きさが粒子できるだけように小さくならない65以下μmの内容punicalin乾燥して最高倍率(116.8 12.2%±)mg / g。また、高圧水抽出法と、異なる溶媒(メタノール、エタノール、酢酸エチル、アセトン、水)を用いた大気圧抽出法を比較した。その結果、フェノール取得したコンテンツ総額・メタノール抽出(252.4 mg / g体重ドライ)を大きく上回って他取得と抽出ことによって溶剤(3.9-96.8 mg / g体重ドライ)の総フェノールコンテンツ抽出方法高圧放水で相当抽出・メタノールものだった(34兆9907 mg / g体重ドライ)より不足している。

大気圧溶媒抽出法では、メタノール抽出法は総フェノール抽出率が高いが、メタノール試薬は毒性があり、大量に必要でコストがかかる上、生成物中の溶媒残渣を完全に除去することが容易ではない。大気圧水の抽出では、溶剤残渣汚染はありませんが時間がかかる上、水温が高いため、ポリフェノールは熱に敏感な成分であり、構造が破壊されやすいため、総フェノール抽出率が低くなります。高圧水を利用すれば、上記の方法の欠点を補うことができる。そのため、高圧や超高圧を利用してザクロの皮をむくポリフェノールを抽出するのには大きな利点がある。

3結論

ザクロの皮ポリフェノールは、その様々な生物学的活性のために有望である。権謀術数をを立証するざくろ資源効率的なむきを抽出する工業安価な製法ザクロのポリフェノールための物的基盤を提供するだけでなく新しい用途の開発のザクロのポリフェノールは皮をむき、生まれついての有効成分で、食物に含まれる新しい健康補助食品と化学供給方式としても提供される多重化ザクロの資源は皮をむき、ザクロ加工産業の付加価値を高め、ザクロの栽培と加工の協調発展を推進する。

伝統的な溶媒抽出法と酵素抽出法はよく研究されているが、溶媒消費量が多く、コストが高く、抽出時間が長く、抽出速度が低いことがボトルネックとなっており、中国のザクロの皮ポリフェノール資源の開発と利用を妨げている。近年では、マイクロ波と超音波を支援溶媒抽出法が広く使用されているザクロの剝離ポリフェノールを抽出するために、抽出時間を節約し、抽出速度を向上させることができます。超臨界流体抽出法、超高圧抽出法、亜臨界水抽出法などの最新の方法は、従来の方法よりも大きな利点を持ち、ザクロのポリフェノールを工業的に抽出するための新しい方法を切り開いた。しかし、これらの技術は現在、実験室での研究に限られており、大規模な工業生産にはまだ適していません。したがって、中国の包括的な開発と利用を加速するために'の豊富なザクロ資源は、高速で効率的で省エネな新しい抽出方法を模索し、大規模な工業生産に適応できる既存の抽出プロセスを改善することが非常に重要です。 

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