发芽蚕豆左旋多巴超声强化提取及其动力学过程.pdf

第28卷第19期农业工程学报Vol.28No.19
2482012年10月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringOct.2012

发芽蚕豆左旋多巴超声强化提取及其动力学过程

宋江峰，李大婧，刘春泉※
（江苏省农业科学院农产品加工所/国家农业科技华东(江苏)创新中心-农产品加工工程技术研究中心，南京210014）

摘要：为了充分提取和利用高生物活性的天然左旋多巴（L-DOPA），研究了超声波强化提取发芽蚕豆L-DOPA
的工艺条件，并初步探讨了超声浸提动力学过程。基于单因素试验，以超声功率、液固比、萃取时间为考察因素，
采用Box-Behnken试验设计进行了工艺参数优化，结果表明，超声功率对发芽蚕豆L-DOPA得率的影响较大；原
料用量2.0g，采用含30%乙醇的0.1mol/L醋酸溶液为提取溶剂，其较佳提取工艺条件为：超声功率257W、液
固比31mL/g、萃取时间为37.4min。在此条件下，发芽蚕豆L-DOPA的平均得率为1.47%，较未发芽蚕豆增加
0.58倍，略高于传统提取法，且超声强化提取显著缩短了浸提时间。对最优提取条件下L-DOPA得率随时间变化
的动力学分别用Film模型、非稳态扩散理论和Ponomaryov经验方程进行拟合，其中Film理论模型的拟合度较好，
其决定系数R2值最大，为0.9928。研究结果为天然L-DOPA制备提供了参考。
关键词：提取，优化，动力学，L-DOPA，发芽蚕豆
doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2012.19.033
中图分类号：TS201文献标志码：A文章编号：1002-6819(2012)-19-0248-07

宋江峰，李大婧，刘春泉.发芽蚕豆左旋多巴超声强化提取及其动力学过程[J].农业工程学报，2012，28(19)：
248－254.
SongJiangfeng,LiDajing,LiuChunquan.Optimizationandkineticsforultrasonic-assistedextractionofL-dopafrom
favabean(ViciafabaL.)sprouts[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(Transactionsofthe
CSAE),2012,28(19):248－254.(inChinesewithEnglishabstract)

由于化学合成和微生物酶转化制得的左旋多巴
0引言
伴随许多杂质，给工业化分离纯化带来困难，此外，
左旋多巴（L-3,4-dihydroxyphenylalanine,L-DOPA）化学合成L-DOPA具有一定的负面效应和毒副作
是神经递质多巴胺的直接前体，广泛存在于蚕豆、用，因此从植物中提取分离天然L-DOPA成为各国
猫豆等豆科植物中[1-2]。在植物体内，L-DOPA主科学家研究的热点[8-9]。1913年Guggenheim[10]第一
要通过苯丙氨酸途径产生副产物酪氨酸，再经酪氨次从蚕豆中分离出天然L-DOPA。国内于1972年利
酸羟化酶作用形成[2]。近年来，蚕豆(ViciafabaL.)用30%乙醇和0.1%醋酸从藜豆种子中提取
作为一种粮食、蔬菜兼用的食用豆类作物，已越L-DOPA获得成功[11]。嗣后，采用溶剂提取的方法
来越多地被用作治疗帕金森症、高血压、肾功能衰多有报道[9,12-13]。由于L-DOPA性质不稳定，易受
竭和肝硬化的膳食补充剂。帕金森病（Parkinson’s氧、热条件影响，传统方法浸提时间长、效率低，
disease，PD）是一种由中脑部分多巴胺和乙酰胆碱对L-DOPA提取不利，而超声强化提取能在较短时
失衡引起的部分神经退行性变疾病，迄今为止，治间内通过空化效应提高L-DOPA浸出速度，从而有
疗帕金森病的“金标准”仍是L-DOPA，它能穿过效避免L-DOPA的降解而影响其生物活性。早期研
血脑屏障后再脱羧转化为多巴胺发挥药理作用[3-5]。究表明，蚕豆种子中L-DOPA含量相对较低，而豆

此外，研究还显示，L-DOPA能阻止H2O2诱导的苗中L-DOPA含量较种子高近20倍；通过发芽处
细胞DNA氧化损伤[6]，在体外显示较强的抗氧化理技术手段能诱导L-DOPA的显著富集，从而提高
活性及自由基清除能力[7]。其医疗保健价值[14-17]。因此，本研究拟在常规溶剂
提取工艺基础上，采用超声波强化提取法，并结合
收稿日期：2012-03-23修订日期：2012-09-22响应面分析，优化发芽蚕豆中L-DOPA的提取工艺，
基金项目：江苏省农业科技自主创新资金项