1.3　姜黃中主要活性物質的提取分離研究進展

1.3.1　姜黃油的提取分離研究進展

姜黃油是一類揮發性較強的萜類混合物。目前姜黃油的提取方法主要包括傳統的水蒸氣蒸餾法和溶劑萃取法。姜黃油主要作為姜黃色素生產過程中的副產物。但隨著對姜黃油研究的深入，姜黃油的抗氧化、抗菌、抗腫瘤等多種生物活性的發現使其逐漸引起人們的重視。近年來，姜黃油的提取分離技術也得到快速發展，一些新型提取分離技術被應用于姜黃油的提取，例如微波輔助水蒸氣蒸餾、超臨界萃取技術等。其中超臨界萃取技術具有提取溫度低、熱敏性物質損失小、提取時間短、分離容易、無溶劑殘留、萃取效率高等優點^［45］。

葛發歡等^［46］的研究發現超臨界二氧化碳萃取姜黃油的成分與水蒸氣蒸餾法所得姜黃油的化學成分一致，只是含量存在一定的差異，此法在工業化生產方面具有一定的可行性。

李湘洲等^［47］發明了靜動態結合的萃取方法，使超臨界二氧化碳萃取姜黃油的技術得到進一步發展。

劉樹興等^［48］對超臨界流體萃取過程中的各影響因素的影響機理進行了深入探討，并對其傳質過程進行了研究，建立了傳質數學模型。

雖然新型分離技術得到了快速發展，也展現出諸多的技術優勢，但是傳統的水蒸氣蒸餾法、溶劑萃取法等提取方法具有工藝成熟、操作簡單、對設備人員要求低等優勢，在精油的提取方面依然占據主要地位。

1.3.2　姜黃素的提取分離研究進展

姜黃素的提取方法主要包括傳統的堿水提取法、有機溶劑提取法等。近年來，新型的提取技術不斷涌現，主要包括酶輔助提取法、微波輔助提取法、超聲波輔助提取法、超臨界流體萃取法等，這些提取技術在姜黃素的提取過程中表現出不同的特點。

1.3.2.1　堿水提取法

冉啟良等^［49］用堿水煮沸提取姜黃中的姜黃素，其得率可達5%～6%，與有機溶劑提取法相比，其提取效率較低。熊國華等^［50］直接用中性水加熱提取姜黃中的姜黃素，雖然姜黃素微溶于水，但在提取過程中，姜黃素與淀粉結合緊密，可隨大量可溶性淀粉提取出來。

1.3.2.2　有機溶劑提取法

有機溶劑提取法是最常用的提取姜黃素的方法之一，其優點是姜黃素提取得率高，但有機溶劑耗量大，提取液中除姜黃素外，還含有大量的脂溶性雜質。王賢純^［51］利用乙醇循環法提取姜黃中的姜黃素，結果表明，70%乙醇提取姜黃素的效果最好。

1.3.2.3　酶輔助提取法

在活性成分提取過程中，酶可以使細胞壁及細胞間質中的纖維素、半纖維素、果膠等物質降解，破壞細胞壁的致密結構，減小細胞壁、細胞間質等的傳質阻力，促進細胞內活性成分的溶出。

董海麗等^［52］利用纖維素酶和果膠酶組成的復合酶輔助提取姜黃中的姜黃素，獲得的優化工藝條件為：提取溫度50℃、pH值4.5、復合酶的濃度0.35mg·mL^-1、酶解時間120min，酶解完成后再用堿水提取3次。姜黃素提取率比傳統堿水提取工藝提高了8.1%。

張有林等^［53］利用淀粉酶、果膠酶以及纖維素酶復合提取姜黃中的姜黃素，姜黃素的得率為單一組分酶的2倍，比堿液提取和乙醇提取效果均好。

1.3.2.4　微波輔助提取法

微波輔助提取法具有選擇性高、提取時間短、活性成分得率高等優點。唐課文等^［54］研究了姜黃中姜黃素的微波輔助提取工藝，獲得的優化提取工藝為：75%（體積分數）乙醇為提取溶劑，料液比1∶30［質量（g）∶體積（mL）］，微波功率360W，提取時間60s。李湘洲等^{［55，56］}系統研究了不同提取方法對姜黃中姜黃素提取率的影響，獲得的優化提取工藝為：75%（體積分數）乙醇為提取溶劑，提取時間2.5min，提取溫度60℃，料液比1∶12［質量（g）∶體積（mL）］。此條件下，姜黃素的得率為3.61%，其提取效果優于超聲波輔助提取和有機溶劑提取。

1.3.2.5　超聲波輔助提取法

超聲波輔助提取是一種利用外場介入強化提取過程的新型提取技術，該法不需加熱，耗時短、提取率高，不影響活性成分的生理活性，適用于熱敏性物質的提取。

秦煒等^［57］研究了超聲波對姜黃素提取過程的影響，結果表明，超聲波的介入縮短了提取時間，提高了傳質速率和姜黃素的得率，同時確保了姜黃素的穩定性。劉樹興等^［58］以95%乙醇作為提取溶劑，利用超聲輔助技術提取姜黃中的姜黃素，姜黃素的得率較傳統提取方法提高35%。

1.3.2.6　超臨界流體萃取法

超臨界流體（SCF）萃取技術具有提取效率高、萃取溫度低、無溶劑殘留、不破壞熱敏性成分、產品穩定性好、綠色環保等諸多特點，被廣泛應用于熱敏性活性成分的提取分離。

宿樹蘭等^［59］研究了超臨界CO₂流體萃取姜黃中姜黃素的工藝，獲得的最優提取工藝為：萃取壓力25MPa，萃取溫度55℃，加入30%無水乙醇作為夾帶劑，靜態萃取4h，動態萃取5h，CO₂流量3.5L·min^-1。

1.3.3　姜黃素的純化研究進展

經提取得到的姜黃素粗提取物中，一般還含有較多的鞣質、果膠、蛋白質及糖類等物質。這些雜質的存在會影響姜黃素的生物活性，不利于姜黃素資源的高效開發與利用，因此必須將這些雜質除去。目前，姜黃素的分離純化研究較多，主要有吸附法、色譜法、結晶法、膜分離法等。

1.3.3.1　吸附法

吸附法因使用的吸附材料不同主要分為大孔樹脂吸附法、聚酰胺吸附法等。

彭永芳等^［60］比較了ZTC-4、X-5、AB-8、D101-A、D10-C 5種大孔樹脂對姜黃素的吸附，發現X-5大孔樹脂的吸附效果較好。唐課文等^［54］研究了S-8大孔樹脂色譜柱精制姜黃粗提物的工藝，結果表明S-8大孔樹脂可以有效地吸附姜黃素，而對脂類物質及其他一些水溶性雜質幾乎沒有吸附能力。張建超等^［61］對比研究了DA201、DS401、D101-A、DM301、D101等大孔樹脂對姜黃素的吸附分離效果，結果表明DM301大孔樹脂的吸附分離效果較好。大孔樹脂吸附分離法獲得姜黃素的工藝簡便、經濟實用，適用于小量生產，經過大孔樹脂分離后的姜黃素仍需重結晶等才能獲得高純度的姜黃素。

劉碩謙等^［62］對比研究了聚酰胺樹脂及NKA-Ⅱ、NKA-9、S-8、AB-8等對姜黃素粗提液中姜黃素的吸附分離效果，發現聚酰胺對姜黃素的吸附及解吸能力均較好，選用85%乙醇溶液能獲得較好的洗脫效果。

1.3.3.2　色譜法

色譜法因使用的填料不同而主要包括硅膠柱色譜法、活性炭柱色譜法和活性白土柱色譜法等。

張玉領等^［63］利用硅膠柱色譜法對姜黃素回流提取液進行分離純化，以氯仿與甲醇的混合液（75∶25）作為洗脫劑，經兩次洗脫后，姜黃素的純度可以達到81.8%。硅膠柱色譜法試驗工藝簡單，節省能源，節約時間，提取效率較高，分離完全，總姜黃素的得率和純度都較高，較適于實驗室少量樣品的分離提純。

王賢純^［64］將75%乙醇的姜黃提取液直接用活性炭色譜柱處理，結果表明，活性炭對姜黃素的吸附容量為8%。對比了堿性水、堿性乙醇和堿性丙酮洗脫被吸附的姜黃素的工藝，發現堿性丙酮的洗脫效果明顯優于其他洗脫劑，洗脫產品中姜黃素的純度為92.33%，總收率為79.62%。

段正康等^［65］將姜黃丙酮提取液用活性白土色譜柱處理，結果表明，活性白土對姜黃素的吸附容量為7.34%，再經堿性水、堿性乙醇和堿性丙酮作為洗脫劑洗脫被吸附的姜黃素，獲得了高純度、不吸潮的精制姜黃素產品。

利用色譜法分離純化姜黃素，具有工藝流程簡單、成本低、純化效果好等優點，洗脫溶劑可以實現循環利用，符合綠色化學化工的要求。

1.3.3.3　結晶法

結晶法所使用的溶劑有正丙醇、甲醇-水等。戴漢松等^［66］對70%乙醇提取得到的姜黃提取液進行濃縮，得到姜黃粗提物，再用2.5% NaOH溶液溶解，冰醋酸調節溶液pH值至7，得到黃色絮狀沉淀，過濾，得到干燥的姜黃素粗產品。將姜黃素粗產品用正丙醇重結晶2次，得到橙色針狀的姜黃素純品，其純度大于95%，收率為2.1%。

袁利佳^［67］以超聲乙醇法提取姜黃素，將得到的提取液濃縮得到膏體，干燥后得到姜黃素粗提物，粗提物直接用甲醇-水重結晶2次，得到精制姜黃素產品。劉保啟等^［68］用甲醇-水混合溶劑對薄層色譜分離后的姜黃素粗產品進行重結晶，此法與一般重結晶方法的不同之處在于熱的姜黃素甲醇濃溶液冷卻后并沒有姜黃素析出，而只有向熱的姜黃素甲醇溶液中滴加熱蒸餾水至渾濁剛出現時，再滴加甲醇使渾濁液變清，此時溶液冷卻后才會逐漸析出橙黃色的細小針狀晶體，晾干后變為橙色的晶體，即為精制的姜黃素。

此外，借助于姜黃提取物內姜黃油和姜黃素類化合物在溶劑中溶解性的不同和高速逆流色譜、膜分離等方法對姜黃素進行分離純化也有報道^［8］。