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山耕谭葛葛的综合效益·葛渣的分离利用活性物质用途广泛提取黄酮方法多样

已有 294 次阅读 2026-9-17 08:49 |个人分类:山耕谭葛|系统分类:科普集锦

山耕谭葛

葛的综合效益·葛渣的分离利用

活性物质用途广泛提取黄酮方法多样

葛渣有大量营养成分和功能活性物质

我国葛资源丰富，分布广泛；在葛种植、采收与葛根加工过程中其藤茎、叶及残渣还有很多有效成分未被利用而废弃，可能造成环境污染、资源浪费。事实上，葛纤维及葛渣综合利用潜力很大，有广阔的发展前景，对其的开发利用将有益于提高葛生产的附加值。据统计，我国仅仅野葛残渣年产近1000万ｔ（苏福联等，2023）。葛渣分离除了用于食品、饲料等外，还有多样其他用途。

葛渣含有与葛根基本相同的成分和功能活性物质，包括蛋白质、脂肪、淀粉、蔗糖、还原糖、异黄酮、葛根素、多糖、膳食纤维、粗纤维、木质素等。葛渣中的主要成分因葛的品种、来源、加工用途等的不同而存在差异（陈惠等，2023）。其中纤维素、半纤维素、木质素、果胶的含量分别为50.5%、2.76%、30.35%、4.19%（张如全等，2011）。

国际营养学家公认的人体必需营养素膳食纤维在葛中含量也高。其中葛根渣中含量可高达 70％以上，粉葛渣中达到40%左右。膳食纤维分为可溶性膳食纤维（SDF）和不溶性膳食纤维（IDF），SDF可以被人体消化吸收，IDF则不能。但是IDF可以增加饱腹感，促进胃肠蠕动，缓解便秘，保持肠道健康，对人体健康有着重要作用（苏福联等，2023）。

葛渣的分离提取举例

葛根加工中的残渣可以据用途，采取多种方法分离提取其有效成分，下面举一些例子。

韩军（2005）以4种葛根（Pueraia lobata Ohwi）加工淀粉后的残渣为原料，探讨了葛根膳食纤维（Dietary Fiber, DF）的加工工艺及其理化性质。结果表明，在混合酶（α-淀粉酶与糖化酶之比为1：2）用量为0.20%、温度为70℃、处理时间为80min和蛋白酶用量为0.40%、温度为50℃、处理时间为60min时，水解后膳食纤维得率较高，其中张家界家葛、岳阳野葛、张家界野葛和岳阳家葛DF中的酸性洗涤纤维含量分别达78.69%、78.41%、76.34%和73.11%。经过酶法制备得到的葛根DF，工艺简单，成本较低，理化性质较化学法制备的DF有明显改善，有着良好的应用前景。

黄彤等（2014）进行了酶法制备葛渣水不溶性膳食纤维的研究。作者以加工淀粉后的葛渣为原料，用α-淀粉酶、糖化酶和蛋白酶进行水不溶性膳食纤维的制备，同时测量膳食纤维的膨胀力。在单因素试验基础上，通过响应面分析得到酶法制备膳食纤维的最佳工艺条件：以5g葛渣为原料，α-淀粉酶与糖化酶总用量75U，α-淀粉酶与糖化酶用量比例1∶8.5，60℃下酶解90min，中性蛋白酶75U，45℃下酶解60min，该条件下水不溶性膳食纤维得率为52.33%，膳食纤维膨胀力5.76mL/g。

刘洋洋等（2011）做了葛根纤维化学脱胶工艺研究。作者从葛根废渣中制备生态友好型的天然葛根纤维。通过变量控制法分析了氢氧化钠的质量浓度、煮练时间的长短对葛根纤维的细度、拉伸断裂强力的影响。实验结果表明，葛根纤维的细度与拉伸断裂强力随NaOH质量浓度或碱煮时间的增加都有减少趋势，通过对比试验，确定了葛根脱胶的最优工艺：葛根纤维的残胶率在氢氧化钠质量浓度为17.5 g/L、碱煮时间为3 h时保持在8%左右。

刘洋洋等（2013）还做了化学和超声波联合提取葛根纤维技术研究，确定工艺流程和影响葛根纤维脱胶的主要工艺因素。通过对比试验，得出脱胶效果最优的工艺条件为：在温度75℃、质量浓度为3～35g/L的NaOH溶液中，超声波频率为40kHz，处理时间为1.25～1.5h。

葛渣提取黄酮案例

葛根及其葛渣中有很多生理活性物质，多种多样的次生化合物是葛成为药食两用不可或缺的营养化学基础（朱卫丰等，2021）。如葛的多种黄酮类成分，对氧自由基具有清除作用，能够对抗氧化性损伤；可提高血清和肠道中免疫球蛋白的活性水平；通过“多成分、多靶点和多通路”发挥解热与抗炎效应；稳定脑血管功能、改善脑循环、改善神经系统障碍、促进神经保护因子表达、增加脑循环代谢等。

利用葛渣制备黄酮类物质的方法很多，如超声波辅助提取法、微波辅助提取法、酶提取法及发酵法等。

马海乐（2005）对已提取过葛根淀粉的葛渣进行微波辅助处理，考察其对葛根总黄酮提取量的影响。结果表明，用微波中高火挡对葛根原料辅助萃取处理1min后，体积分数为75%的乙醇浸提两次，得到的葛根总黄酮提取量比较理想。

施英英等（2006）将葛根渣的酶法预处理与乙醇抽提工艺相结合，可使异黄酮的提取率明显提高。以10 g葛根渣为原料，当纤维素酶用量为10 FPIU（以每克葛根渣计，下同），处理12 h后，总异黄酮得率可增至1.14%，为常规醇提法的1.36倍；在木聚糖酶用量为300 IU的条件下，处理6 h后，总异黄酮得率1.28%，为常规醇提法的1.52倍。纤维素酶和木聚糖酶之间存在着协同作用：每克葛根渣采用300 IU的木聚糖酶和7.5 FPIU的纤维素酶协同处理6 h后，总异黄酮得率可达1.38%，为常规醇提法的1.64倍。

施英英等（2007）还以葛根渣为主要原料，通过黑曲霉菌株的固态发酵，利用微生物产生的木聚糖酶和内切-β-葡聚糖酶（CMC酶）破坏细胞壁的纤维结构，促进异黄酮的溶出。优化后的固态发酵培养基由70%葛根渣和30%麸皮组成，含水量70%，在30℃下发酵120h，总异黄酮提取得率为常规醇提法的1.82倍。HPLC图谱显示：固态发酵后大豆苷元的含量下降，而糖苷型异黄酮的含量明显增加，其中葛根素含量为每克葛根渣含3.97mg，比常规醇提法提高了70%。

张雁等（2008）根据葛根韧皮部和木质部中总黄酮和淀粉的分布情况, 从新鲜葛根韧皮部、木质部中提取总黄酮及淀粉的工艺, 对实现总黄酮和淀粉的双重利用。

作者制定了如下技术路线：先将新鲜粉葛清洗、去杂质。其中葛根韧皮部（葛根皮）→ 干燥 → 粉碎 → 浸提 → 过滤 → 浓缩 → 真空冷冻干燥 → 葛根总黄酮粗提物。葛根木质部（去皮粉葛）→ 护色 → 碎解 → 碱液浸泡 → 打浆 → 筛选 → 调 pH 值 → 脱水 → 干燥 → 葛根淀粉。

正交试验结果表明，从葛根韧皮部中提取总黄酮的优化工艺条件，以 95%乙醇为浸提溶剂, 料液比 1∶8, 浸提时间 1 h, 浸提次数 3 次, 其总黄酮提取率为 75.43%。综合考虑淀粉提取率和总黄酮的保留情况, 从葛根木质部中提取淀粉的优化浸泡工艺参数: 料液比 1∶4, 浆液 pH 8.5, 浸泡时间 3 h, 浸泡温度 25 ℃, 其淀粉提取率为 85.35%,淀粉中总黄酮含量在 0.15 %以上。

左蕾蕾等（2011）通过单因素、正交实验研究得到了超声辅助提取葛根残渣中异黄酮的最佳条件：浸提温度为60℃，溶剂为60%（V/V）乙醇溶液，料液比为1:18，浸提时间为30min，超声功率100W，超声频率40KHz。该条件下进行一次提取，异黄酮提取率为88.3%，粗提物得率为8.4%，其异黄酮纯度为10.7%。

张如全等（2011）由葛根废渣制备葛根纤维，在相同条件的碱液中，煮练时间为1h时，呈束状的纤维较多，残留胶质较多；煮练时间为3h时更为适宜，呈束状的纤维较少，纤维基本呈单纤维状。

伍自力等（2015）利用产纤维素酶菌株S522B-41对生产葛粉的残渣，烘干粉碎后进行固态发酵，考察接种量、发酵温度、pH值、发酵时间等对葛渣异黄酮得率的影响，并通过响应面分析法对发酵条件进行优化。结果表明，在接种量4%、发酵温度40℃、pH=6.4、发酵时间44h的条件下，葛渣异黄酮得率高达12.28mg/g，为常规醇提法的1.52倍。

张玉琴等（2017）研究确定了葛渣黄酮提取的最佳工艺条件：液料比8.3∶1（mL∶g）、乙醇体积分数42%、浸提时间3.7 h、提取温度69 ℃，在此条件下，葛根黄酮提取率可达到7.85%。通过0.5 t规模的葛根纤维黄酮提取中试试验，证明在优化条件下葛根黄酮的平均提取率可达7.44%，葛根提取物中黄酮平均含量为13.1%。

提取工艺：

葛根纤维渣 → 乙醇加热浸提 → 过滤 → 滤过液 → 离心分离 → 上清液 → 真空浓缩→ 喷雾干燥 → 葛根提取物。