? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?中藥超臨界制劑與分析技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，遼寧大連116600，中國(guó)? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?大連卓爾高科技有限公司，遼寧大連116600，中國(guó)；大連卓爾超臨界科技發(fā)展有限公司，遼寧大連116600，中國(guó)；? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?遼寧中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，遼寧大連116600，中國(guó)。
一、超臨界萃取技術(shù)在蛋白質(zhì)的提取研究方面有以下應(yīng)用：
1.??從植物中提取植物蛋白：
- 大豆蛋白提取：大豆是植物蛋白的重要來(lái)源，超臨界萃取技術(shù)可用于從大豆中提取蛋白質(zhì)[1]。通過(guò)調(diào)節(jié)超臨界流體的壓力、溫度和添加適當(dāng)?shù)膴A帶劑等條件，可以有效地將大豆蛋白從其他成分中分離出來(lái)[2]。與傳統(tǒng)的堿溶酸沉等提取方法相比，超臨界萃取能夠減少蛋白質(zhì)的變性和損失，提高提取率和蛋白質(zhì)的質(zhì)量。
- 其他植物蛋白源：除了大豆，超臨界萃取技術(shù)還可應(yīng)用于從花生、核桃、南瓜子、苦瓜籽、杏仁、小麥胚芽、芝麻、辣木籽等植物種子或果實(shí)中提取蛋白質(zhì)[3]。這些植物蛋白具有不同的特性和應(yīng)用價(jià)值，超臨界萃取為其高效提取提供了新的途徑。
2.??從微生物中提取蛋白質(zhì)：
- 細(xì)菌蛋白提?。?/b>某些細(xì)菌能夠產(chǎn)生具有特定功能的蛋白質(zhì)，如一些具有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的酶類等。超臨界萃取技術(shù)可以用于從細(xì)菌發(fā)酵液或細(xì)胞破碎后的混合物中提取這些蛋白質(zhì)[4]。例如，在提取一些耐熱性較差的細(xì)菌酶蛋白時(shí)，超臨界萃取的溫和操作條件能夠最大程度地保持蛋白質(zhì)的活性。
- 酵母蛋白提?。?/b>酵母是一種常見的微生物，富含蛋白質(zhì)。超臨界萃取可用于從酵母細(xì)胞中提取蛋白質(zhì)[5]，為食品、飼料等行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)原料。通過(guò)優(yōu)化萃取參數(shù)，可以提高酵母蛋白的提取效率和純度。
3.??從動(dòng)物組織中提取蛋白質(zhì)：
- 對(duì)于一些動(dòng)物來(lái)源的蛋白質(zhì)，超臨界萃取技術(shù)也有一定的應(yīng)用潛力。例如，從動(dòng)物的血液、肝臟等組織中提取特定的蛋白質(zhì)成分[6]，用于醫(yī)學(xué)研究或生物制品的生產(chǎn)。不過(guò)，在動(dòng)物組織的處理過(guò)程中，需要更加嚴(yán)格地控制萃取條件，以避免蛋白質(zhì)的變性和其他生物活性的喪失。
4.??蛋白質(zhì)的分離和純化：
- 與其他成分的分離：在復(fù)雜的生物樣品中，蛋白質(zhì)往往與其他成分如脂肪、多糖、核酸等混合在一起。超臨界萃取技術(shù)可以利用不同成分在超臨界流體中的溶解度差異，實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)與其他雜質(zhì)的分離[7]。例如，在從動(dòng)物組織或細(xì)胞提取物中純化蛋白質(zhì)時(shí)，超臨界萃取可以去除脂肪等雜質(zhì)，提高蛋白質(zhì)的純度。
- 不同蛋白質(zhì)的分級(jí)分離：對(duì)于含有多種蛋白質(zhì)的混合物，超臨界萃取可以通過(guò)調(diào)整操作條件，實(shí)現(xiàn)不同蛋白質(zhì)的分級(jí)分離[8]。這對(duì)于研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能以及開發(fā)特定的蛋白質(zhì)產(chǎn)品具有重要意義。例如，根據(jù)蛋白質(zhì)的分子量、極性等特性，選擇合適的超臨界萃取條件，將目標(biāo)蛋白質(zhì)從復(fù)雜的蛋白質(zhì)混合物中分離出來(lái)。
5.??蛋白質(zhì)藥物研發(fā)：
- 藥物成分提取：許多天然藥物中含有具有藥理活性的蛋白質(zhì)成分，超臨界萃取技術(shù)可以用于從這些天然藥物中提取蛋白質(zhì)類藥物成分[9]。例如，從一些藥用植物或動(dòng)物組織中提取具有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤等作用的蛋白質(zhì)，為藥物研發(fā)提供新的來(lái)源。
- 藥物載體制備：超臨界萃取技術(shù)還可以用于制備蛋白質(zhì)藥物的載體系統(tǒng)[10]。例如，利用超臨界流體將蛋白質(zhì)包裹在納米顆?；蛭⑶蛑?，提高藥物的穩(wěn)定性和生物利用度，實(shí)現(xiàn)藥物的控釋或靶向輸送[11]。
二、相比其他技術(shù)，超臨界萃取技術(shù)在蛋白質(zhì)提取與研究中具有以下獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)：
- 保持蛋白質(zhì)的活性 ：超臨界萃取過(guò)程通常在相對(duì)溫和的條件下進(jìn)行，如接近室溫的溫度和適中的壓力，這可以最大程度地減少對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和生物活性的破壞。相比之下，一些傳統(tǒng)的提取方法如熱提取、有機(jī)溶劑提取等，可能會(huì)因?yàn)楦邷鼗蛴袡C(jī)溶劑的作用導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性失活。超臨界萃取技術(shù)更有利于保持蛋白質(zhì)的天然結(jié)構(gòu)和功能。
- 防止氧化反應(yīng)：超臨界流體（如超臨界二氧化碳）具有抗氧化作用，在萃取過(guò)程中能夠減少蛋白質(zhì)的氧化[12]，保護(hù)蛋白質(zhì)中的敏感基團(tuán)，如巰基等，從而維持蛋白質(zhì)的生物活性。
- 無(wú)溶劑殘留：超臨界萃取技術(shù)使用超臨界流體（如超臨界二氧化碳）作為萃取劑，在萃取完成后，超臨界流體可以通過(guò)減壓等方式很容易地與萃取物分離，不會(huì)在產(chǎn)品中留下溶劑殘留[13]，更符合食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品安全性的要求。這對(duì)于蛋白質(zhì)的提取和研究非常重要，因?yàn)闅埩舻娜軇┛赡軙?huì)對(duì)蛋白質(zhì)的性質(zhì)和功能產(chǎn)生影響，也可能會(huì)對(duì)后續(xù)的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用帶來(lái)干擾[14]。
- 強(qiáng)溶解能力：在超臨界狀態(tài)下，流體具有類似液體的溶解能力和類似氣體的擴(kuò)散能力，能夠快速滲透到樣品中與蛋白質(zhì)充分接觸，將其有效地萃取出來(lái)[15]。對(duì)于一些難以提取的蛋白質(zhì)或與其他成分緊密結(jié)合的蛋白質(zhì)，超臨界萃取技術(shù)也能有較好的提取效果。
- 選擇性分離：可以通過(guò)調(diào)節(jié)超臨界流體的壓力、溫度以及添加適當(dāng)?shù)膴A帶劑等條件，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)蛋白質(zhì)的選擇性萃取，從而提高蛋白質(zhì)的純度[16]。能夠?qū)⒛繕?biāo)蛋白質(zhì)與其他雜質(zhì)有效地分離，減少雜質(zhì)對(duì)后續(xù)研究和應(yīng)用的影響[17]。
- 綠色環(huán)保：超臨界萃取技術(shù)使用的超臨界流體（如二氧化碳）是一種無(wú)毒、無(wú)味、不燃的氣體，對(duì)環(huán)境友好[18]。而且，超臨界流體可以循環(huán)使用，減少了對(duì)環(huán)境的污染和資源的浪費(fèi)。
- 萃取效率高：超臨界流體具有較高的擴(kuò)散性和溶解能力，能夠快速地滲透到樣品中，與目標(biāo)蛋白質(zhì)充分接觸并將其萃取出來(lái)[19]。因此，超臨界萃取技術(shù)具有較高的萃取效率，可以在較短的時(shí)間內(nèi)獲得較高的蛋白質(zhì)產(chǎn)量。
- 操作簡(jiǎn)便、易于控制：壓力和溫度是超臨界萃取過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù)[20]，可以通過(guò)改變這兩個(gè)參數(shù)來(lái)控制萃取的效果和選擇性。操作過(guò)程簡(jiǎn)單，易于掌握，能夠根據(jù)不同的蛋白質(zhì)和樣品特性進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。超臨界萃取裝置可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，提高了生產(chǎn)效率和操作的穩(wěn)定性，減少了人為因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響[21]。
- 節(jié)省時(shí)間：超臨界萃取技術(shù)的提取速度較快，一般提取 10 分鐘就有成分分離析出，2 - 4 小時(shí)左右便可完全提取，相比一些傳統(tǒng)的提取方法，如溶劑萃取法需要較長(zhǎng)的提取時(shí)間和復(fù)雜的后處理步驟[22]，超臨界萃取技術(shù)能夠大大縮短提取周期。
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