糖类提取：超声波法的高效优势

8.1.3　糖类的提取方法

天然多糖主要从自然界中的植物、微生物中提取分离得到。常用的提取方法主要有溶剂提取法、酸提取法、碱提取法、酶提取法、超滤法、超声法、微波法、超临界流体萃取法。

1.溶剂提取法

溶剂提取法是从植物中提取多糖的传统方法，一般遵循相似相溶原则，多糖是极性大分子化合物，采用的溶剂多为冷水、热水以及稀乙醇等极性大的溶剂。以水作为溶剂浸煮提取，其工艺成本低，安全，适合工业化大生产，是一种常用的提取方法；以稀乙醇作为溶剂提取多糖时，温度一般控制在50～90℃，恒温回流提取，每次1～4小时，合并滤液，回收溶剂，蒸干，得到多糖提取物。

2.酸提取法

含葡萄糖醛酸等酸性基团的多糖适合用稀酸提取，可用醋酸或盐酸配制成酸性水溶液作为浸提溶剂，能得到较高的提取率。具体操作过程是：向原料中加入稀盐酸水溶液或者冰醋酸水溶液使其最终浓度为0. 3mol/L，然后在90℃回流提取2～4小时，过滤，滤渣再用相同酸性溶液反复提取2～3次，最后合并滤液，用碱液中和后减压浓缩、醇沉、过滤、洗涤干燥得到多糖提取物。酸提取法应控制酸的用量，避免在酸性条件下操作，引起多糖的糖苷键断裂。

3.碱提取法(www.xing528.com)

结构中含有糖醛酸的多糖，可利用碱液提取。在碱提取过程中为了防止多糖降解，常通以氮气或加入硼氢化钠或硼氢化钾。具体操作方法是：向原料中加入氢氧化钠水溶液，浓度为0. 5mol/L，然后在90℃回流提取2～3次，过滤，合并提取液，用盐酸中和，减压浓缩后用乙醇进行醇沉、过滤、洗涤、干燥，得到多糖提取物。采用碱法提取多糖虽然可提高收率、缩短提取时间，但提取液中含有其他杂质如蛋白质，黏度大，滤过困难，且有些多糖在碱性较强时会被水解。

4.酶提取法

酶是生物催化剂，可降低化学反应的活化能从而加速反应进程。因而将酶促反应运用到多糖的提取过程中，通过降低体系中的活化能，在比较温和的条件中分解植物组织，可加速多糖的释放或提取。常用的提取酶主要有蛋白酶、纤维素酶、果胶酶等。根据各种酶在提取过程中的机理不同，以及被提取物内部组成的差异，常用的提取方法有单酶法和复合酶法。具体实施过程是按原料∶水＝1∶（10～20）的比例配成溶液，调节至适宜的pH值（3. 8～4. 5），加入5%～25%蛋白酶或者复合酶，置于适宜温度（38～50℃）水浴中酶解3～4小时，然后过滤，浓缩，得到多糖提取液。酶提取法能够简化后续的除杂工艺，缩短提取周期，条件温和，目标产物活性高，产物大多无毒，很大程度提高了多糖的提取率。但该技术也存在着一定的局限性，即酶的活性受温度和pH值影响很大，其最佳温度及最佳pH值往往在一个很小的范围内。为使酶的活性提高到最大，必须严格控制酶反应时的温度及pH值，一旦提取过程中出现轻微的改变或者有酶的抑制剂（如Cu^2＋、A l^3＋、Hg^2＋等）存在，都可能大大降低酶的活性，因此对提取设备有较高的要求。此外，工业化生产中应用酶提取法进行天然多糖提取时还需综合考虑酶浓度及用量、底物浓度、多糖提取率和提取成本等因素。

5.超声波提取法

利用超声波对细胞组织的破碎作用来提高糖类在提取液中的溶解率和浸出率。超声波提取法与常规提取法相比，具有提取时间短、产率高、无需加热等优点。值得注意的是超声提取时间不宜过长，否则提取量反而下降，原因可能是由于超声波处理时间过长，导致多糖结构发生变化，糖链发生断裂，使提取物中多糖含量下降。