近日,beat365在线体育任曉鋒教授課題組在國際聲學頂級期刊《Ultrasonics Sonochemistry》(Q1,IF=8.4)在線發表了标題為 “A comprehensive review of ultrasonic assisted extraction (UAE) for bioactive components: Principles, advantages, equipment, and combined technologies”的綜述性論文 (DOI: 10.1016/j.ultsonch.2023.106646)。beat365在线体育碩士生申利鵬為該論文的第一作者,任曉鋒教授為通訊作者。
植物生物活性成分是指存在于植物中具有生物學活性并對生物體産生一定影響的化學物質,如花色苷、多酚、黃酮等。許多植物中含有具有藥用價值的生物活性成分,可以用于治療疾病或改善健康狀況。因此,選擇和優化提取工藝,從植物中高效高質量地提取生物活性成分至關重要。
傳統的熱提取工藝如熱水提取、索氏提取、蒸汽蒸餾提取等,普遍存在能耗高、揮發性成分易損失、對熱敏性成分不利、依賴大量溶劑的使用以及提取時間長等缺點。因此,研究人員緻力于物理提取技術,以開發高效環保的提取方法。超聲波輔助提取技術被認為是一種高效環保的提取技術,近十年來研究人員對超聲波輔助提取技術的研究急劇增加。
Graphical Abstract:
Fig.1 Evolution of publications about UAE since 2010 (The search terms used for this chart were ultrasonic extraction or ultrasound extraction, and the database is WEB OF SCIENCE)
超聲波提取技術主要利用超聲波的空化效應提取生物活性成分。在超聲波的作用下,細胞壁最大可能被破壞,加速細胞中成分的釋放和擴散。超聲波輔助提取顯著提高生物活性成分的提取率和生物利用率。超聲波輔助提取設備的出現為化學、生物學、制藥、食品和其他相關領域的研究發展提供了新的機會。然而,由于目前對超聲波輔助提取設備的了解仍然有限,仍有必要對其主要組件和工作模式進行進一步調查,以全面提高提取質量。
Fig.2 The mechanism of ultrasonic assisted extraction. (a) indicates that ultrasonic will act on intact cell. (b) indicates cell rupture after ultrasonic treatment. (c) indicates that the bioactive components are released
本文綜述了超聲波輔助提取生物活性成分的原理、優勢和影響提取效果的多種因素,探索了超聲波輔助提取設備的不同類型和多種工作模式,并詳細概述了超聲波輔助提取技術與其他新興提取技術的聯合使用,提出了未來超聲波輔助提取技術的發展趨勢和挑戰。上述工作得到了國家自然科學基金(32372473、32072355)等項目的資助。