洋蓟活性成分提取技术与方法研究进展

洋蓟，又称朝鲜蓟、法国百合，菊科，是一种古老的多年生草本植物。洋蓟中的活性成分主要是黄酮类和酚类化合物，具有多种生理活性，包括抗凝血、保护心血管系统以及抗菌消炎等，因此，洋蓟在食品和药品领域具有很大的应用潜力。

近年来，洋蓟的活性成分及其开发利用成为了重点话题。贺便（2022）通过改进提取工艺优化了洋蓟膳食纤维的质量和功能性，为食品工业中利用洋蓟纤维开发新产品提供了技术支持。王兴隆（2023）的研究则深化了人们对洋蓟素生物药剂学属性的理解，为洋蓟作为潜在药物的进一步开发奠定了基础。这些研究成果不仅展示了洋蓟的多功能性及其活性成分的独特性，也为未来有关洋蓟的基础研究和应用开发提供了重要的科学依据和技术路径。

一、洋蓟活性成分的常用提取技术

目前，植物活性成分的常见提取方法有溶剂法、水蒸气蒸馏法、萃取法、超临界二氧化碳提取分离法、电泳法、压榨法等。按提取原理的不同，可将其分为生物提取法、化学提取法和物理提取法。

生物提取法主要依据生物活性物质分子本身的理化特性，如溶解度、带电性、挥发性等进行分离纯化。王兴隆（2023）的研究为洋蓟素的提取和生物药剂学基础提供了详细的数据和方法学支持。通过采用高效液相色谱法（HPLC）建立了洋蓟素的测定方法，确保了测定的准确性和快速性。结果显示，血浆中洋蓟素的稳定性会受到pH和血浆代谢酶的影响，且这种稳定性具有浓度依赖性。

化学提取法是提取活性成分的主要方法，常见的有萃取法、超声波辅助提取等方法。贺便（2022）的研究成功展示了通过改进化学提取技术，可以有效地从洋蓟副产品中提取出具有优异功能性的可溶性膳食纤维。

物理提取法是依据物质的物理特性，采取过滤、结晶、重结晶、渗析、升华等方式使物质分离纯化的过程。张燕飞（2023）聚焦于大蓟醇提物对奶牛乳房炎的治疗作用及其机制，采用三因素、三水平正交实验确定了大蓟醇提物的最佳提取条件：提取温度95℃、提取时间2h、乙醇浓度55%和固液比1：8。对这种方法进行优化后，提取得率最高达到了23.6%。

随着各类科学技术的飞跃发展，植物活性成分提取技术也取得了进步，目前是将生物提取法、化学提取法和物理提取法相组合并进行优化，同时对原材料干燥、预处理、粉碎等过程进行改性甚至复合改性，可大大提高植物活性成分的提取率，并能发现新的有效成分。

二、洋蓟活性成分提取技术的优化

在提取洋蓟活性成分的过程中，可通过优化原材料干燥、预处理等各个阶段的技术或采用复合技术，提高活性成分得率以及可溶性纤维等成分的比率。

（一）优化原材料干燥方法

1.热风干燥。热风干燥（HAD）是利用热空气作为干燥介质，通过空气的持续对流循环蒸发物料表面的水分。

2.真空干燥。真空干燥（VD）又名减压干燥，通过降低水的沸点来降低干燥温度或缩短加热时间。王彩霞（2018）等以红枣为实验材料，通过响应面法优化真空干燥工艺，确定最佳条件为：物料厚度3mm、真空度0.08MPa、干燥温度60℃，此条件下生产的产品色泽均匀、香气浓郁且酥脆，感官评分高达91.68分。

3.真空冷冻干燥。真空冷冻干燥（VFD）也称为升华干燥，是通过冰的升华，在低压和低温条件下干燥物料的过程。王海鸥（2018）等将真空冷冻干燥与热风、微波和气流膨化等方法相结合，并将其应用于水蜜桃脆片的制作，发现纯冻干处理的产品品质最优，冻干-微波处理的品质最差，其他两种方法处理的产品品质居中。

4.微波干燥。微波干燥（MD）是采用微波电场内部加热物料的方式，通过水分子的极化和频繁转动引发分子间的碰撞，将微波能转化为热能，从而加热水分子并促使其蒸发，最终实现物料干燥。

（二）优化原材料预处理方法

1.蒸汽预处理。在探索朝鲜蓟预处理方法的研究过程中，蒸汽预处理作为一种有效方法被广泛应用于抑制酶促褐变现象。王振帅（2020）的研究提供了详尽的数据和比较分析，突出了蒸汽预处理在保留朝鲜蓟中的多酚类化合物和防止色泽变化方面的有效性。

2.漂烫预处理。王振帅（2020）探讨了漂烫预处理方法对朝鲜蓟原材料的影响。采用不同的水温对朝鲜蓟原材料进行漂烫处理后，测定其中多酚氧化酶（PPO）的残余活性。实验结果表明，漂烫处理可减少酶促褐变，同时保留朝鲜蓟中的总酚含量和良好色泽。此外，与未处理组相比，这种处理方法能够明显提高朝鲜蓟粉的总酚和总黄酮含量，显示出其抗氧化特性。

3.微波预处理。王振帅（2020）探讨了微波处理朝鲜蓟的效果，实验表明，该方法能显著提高样品的总酚含量（33.92mg/g）和总黄酮含量（66.71mg/g），并在保护色泽方面表现出色。

4.低温冷冻预处理。低温冷冻预处理是指将原材料冷冻至玻璃化转变温度或低于其脆化温度，然后对其进行粉碎。徐田辉等（2021）的研究表明，经过低温冷冻-超微粉碎处理的洋蓟膳食纤维，不仅能有效降低肥胖小鼠的体重，还能改善与肥胖相关的多种生理症状。这为证明洋蓟膳食纤维的减肥和保健作用提供了科学依据，同时也展示了低温冷冻预处理在提高食品功能性方面的潜力。

5.高能纳米冲击磨预处理。高能纳米冲击磨预处理是一种先进的技术，旨在通过物理方法改善洋蓟膳食纤维的结构及理化性质。王雅怡等（2022）利用这一技术对洋蓟膳食纤维进行了处理，研究结果表明，经过处理的洋蓟膳食纤维的颗粒更细致、分布更均匀。

（三）优化原材料改性方法

1.超微粉碎改性。超微粉碎技术是通过机械或流体力学手段产生强剪切力，从而断裂糖苷键、增加比表面积和暴露亲水基团，改变膳食纤维的组成、结构和物理化学特性。王安建等（2010）运用该技术对玉米皮进行改性，得到了更小粒径的颗粒；对持水力、膨胀力、阳离子交换能力以及饱和与不饱和脂肪持油力等指标进行研究，发现与对照相比，实验组的各指标均有一定程度的提高。这主要归因于通过超微粉碎得到了粒径更小和比表面积更大的颗粒，提高了亲水性。李伦等（2009）对米糠IDF进行超微粉碎改性，也得到了相同的实验结果。

2.超微粉碎-高压均质复合改性。超微粉碎-高压均质复合改性技术是使料液高速通过均质腔，在高速剪切、高频振动、空穴效应和对流撞击的作用下细化物料，并提升产物的均匀性和稳定性。丁莎莎等（2017）使用此技术对油橄榄果渣IDF进行改性，发现改性后产品的持水力、膨胀力、持油力均有所提升。Fan等（2017）的研究显示，经超微粉碎-高压均质改性的紫薯IDF在乳化稳定性、α-葡萄糖苷酶抑制活性和抗氧化活性方面均明显优于经高静水压改性的产物。这些效益的产生主要是因为可溶性组分的增加、颗粒度的减小以及表面结构的复杂化。

3.微波和微波粉碎改性。张林威等（2023）通过超微粉碎与微波复合改性技术从洋蓟加工副产物中提取可溶性膳食纤维（SDF），研究以SDF的得率为主要评价指标，通过单因素实验探索柠檬酸质量分数、液料比、微波功率和微波时间四个关键因素的影响，并进一步通过响应面法进行工艺优化，结果显示，使用超微粉碎与微波复合改性技术所得到的SDF含量显著提高。

4.超声波改性。Xi等（2023）采用蒸汽爆破辅助超声波方法提取青稞麸皮中的水溶性膳食纤维（SDF），相较于传统的水溶液提取方法，该方法显著提高了SDF的得率。这说明超声波辅助蒸汽爆破能有效破坏植物细胞壁，从而释放更多的水溶性纤维。

5.蒸汽爆破-超微粉碎改性。ZHAI等的研究表明，蒸汽爆破能够提高刺梨果渣DF的水合能力（WHC）、溶胀能力（SC）和油脂持有能力（OHC）。这主要是因为蒸汽爆破增加了DF的比表面积和孔隙率，从而暴露了更多的水分子结合位点。但是，蒸汽爆破也可能导致蛋白质解聚，从而降低WHC、SC和OHC。此外，蒸汽爆破过程中的物化变化复杂，难以精确控制处理强度，易引发有效成分的降解和美拉德反应。XIAO等研究在柚子皮上应用球磨处理方法，发现该方法可显著提升柚子皮的WHC、SC和OHC。同样，YAN等发现，经超微粉碎后，苹果渣的WHC和OHC显著提升。然而，超微粉碎也可能降低某些食品的水化性能，如香菇和柑橘皮。

6.高压均质和胶体磨改性。高压均质技术是应用高压力使物料在短时间内通过狭窄空间，不仅能提高物料的均质性，还能显著改变IDF的微观结构。丁莎莎等（2017）探讨了高压均质和胶体磨改性技术对油橄榄果渣中水不溶性膳食纤维（IDF）的影响，通过改进IDF的物理和化学性质，增强其功能性和应用潜力。结果表明，两种处理技术都未对IDF的官能团组成产生影响，表明改性过程不涉及化学结构的根本改变。此外，结晶结构和结晶度也未受影响，仍然保持了纤维素I型的特征衍射峰。

三、展望

随着科技的进步以及对洋蓟活性成分进行深入研究的需要，传统提取方法会越来越难以满足现实需求，未来需优化和开发新的提取技术，如超临界CO2提取、微波辅助提取、超声波辅助提取等，从而提高提取效率并减少有害溶剂的使用。

此外，随着环保意识的增强，绿色提取技术将成为研究热点。例如，使用环境友好型溶剂（如离子液体、深层溶剂等）和水提取技术，不仅可以减少环境污染，也有助于提高活性成分的提取纯度和质量。利用计算机模拟和数学建模来优化提取过程，能够在不实际开展实验的情况下预测最佳提取条件，从而节约研究成本和时间。这种方法也有助于精确控制提取参数，如温度、压力、时间等，以获得最佳的提取效果。纳米技术能够改善洋蓟活性成分的生物可用性和稳定性，通过开发纳米载体或纳米粒子，用于包裹、稳定或增强洋蓟中活性成分的吸收和利用，是未来的一个重要研究方向。

总之，未来洋蓟活性成分的提取技术与方法将更加多样化，也会更加高效、绿色和智能化，以满足保健品和药品企业的需求。

作者简介：李翠（1982-），女，汉族，云南建水人，副教授，博士，研究方向为环境化工与生物资源开发利用。