柑橘有效化學(xué)成分提取方法的研究進(jìn)展

汪葵

（江西環(huán)境工程職業(yè)學(xué)院，江西 贛州341000）

1 引言

中國是柑橘的重要原產(chǎn)地之一，也是世界上栽培柑橘歷史最早的國家［1］，柑橘資源非常豐富，優(yōu)良品種繁多。柑橘果實(shí)營養(yǎng)豐富，色香味兼優(yōu)，既可鮮食，又可加工成以果汁為主的各種產(chǎn)品。柑橘皮中主要含有香精油、果膠、橘皮色素、黃酮類化合物、膳食纖維以及類檸檬苦素等［2］，它們不僅擁有良好的藥用價(jià)值，而且在香料、食品、以及化妝品生產(chǎn)中也有廣泛的應(yīng)用前景。近年來，柑橘中潛在的有效化學(xué)成分越來越多地被提取分離出來，因此，本文對柑橘有效成分的提取方法作一概述，旨在為科研工作者提供參考。

2 柑橘有效成分提取方法

2.1 壓榨法

壓榨法是提取柑橘皮香精油的傳統(tǒng)方法之一，主要采用機(jī)械操作。先將新鮮柑橘皮以飽和的石灰水預(yù)處理，目的是使果皮變脆硬，油胞易破，利于壓榨。預(yù)處理后的果皮用壓榨機(jī)榨油，壓出的香精油用水沖下，經(jīng)過濾后，再通過高速離心機(jī)中分離出香精油，所以此方法也叫做壓榨離心法。該方法的缺點(diǎn)是壓榨法得到的精油純度低，出油率低，制作周期長。

2.2 浸提法

浸提法是使用溶劑提取植物中有用化學(xué)成分的方法［3］。在柑橘有效成分的提取中，常用的溶劑是水和有機(jī)溶劑。根據(jù)相似相溶原理，提取柑橘中水溶性的化學(xué)組分用水做溶劑，而油溶性組分是使用有機(jī)溶劑通過浸漬、蒸發(fā)、提純得到的。常用的有機(jī)溶劑主要包括酒精、甲醇、醚類、烷烴類、酯類以及芳香烴類化合物。以有機(jī)溶劑浸提柑橘皮中香精油為例，介紹浸提法的步驟。浸提前先將柑橘皮破碎，使之達(dá)到一定的破碎度，將其保持在較低溫度以免浸出的香精油揮發(fā)，用有機(jī)溶劑在較大密封容器內(nèi)浸漬，時間一般是3～12h。浸漬完畢，將容器內(nèi)的大部分浸提液放出，同時輕輕壓出柑橘皮中的殘留浸液，如此反復(fù)浸漬3次，最后得到較濃的帶有原料色素的有機(jī)溶劑浸提液，接著蒸餾，即得香油精粗提取物。2004年，丁曉雯等人利用正丁醇、乙酸乙酯等溶劑作為浸提劑對柑橘皮進(jìn)行提取，得到了柑橘皮提取液，并分析了柑橘皮提取液的抗氧化與保健功能［4］。

2.3 水蒸氣蒸餾法

水蒸氣蒸餾法是指將含有揮發(fā)性成分的天然植物與水共蒸餾，使揮發(fā)性成分隨水蒸氣一并餾出，經(jīng)冷凝分取揮發(fā)性成分的浸提方法。該法適用于具有揮發(fā)性，能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞，在水中穩(wěn)定且難溶或不溶于水的藥材成分的提取。水蒸氣蒸餾法可分為共水蒸餾法、通水蒸氣蒸餾法、水上蒸餾法。該方法的缺點(diǎn)是橘皮中的高沸點(diǎn)香料成分不易提取。1997年，陳純馨等人利用水蒸汽蒸餾法和浸提法對柑橘中的香精油進(jìn)行了提取，并考察了果皮破碎度、果皮品種、提取溶劑和添加劑等因素對香精油提取率的影響［5］。

2.4 有機(jī)溶劑萃取法

有機(jī)溶劑萃取法液是一種傳統(tǒng)的提純方法，常用的有機(jī)溶劑有石油醚、正己烷、環(huán)己烷、乙醚、乙酸乙酯、三氯甲烷、甲醇等。理想的溶劑必須擁有較高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，并且有較低的毒性和腐蝕性，價(jià)格低廉，來源廣泛等特點(diǎn)。事實(shí)上，這種集多種優(yōu)點(diǎn)于一身的理想溶劑目前還不存在，各種溶劑都有一定的優(yōu)缺點(diǎn)。有機(jī)溶劑萃取法的缺點(diǎn)是有機(jī)溶劑殘留、有毒、萃取時間長、效率低。2010年，謝加鳳等人利用有機(jī)溶劑萃取的方法從金柑中提取了金柑子油，作者通過考察不同溶劑、改變提取時間、料液比及提取溫度等因素對金柑子油提取率的影響并研究了其最佳提取工藝［6］。

2.5 超聲波法

最近幾年，超聲波技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于提取各種天然活性物質(zhì)。與傳統(tǒng)的提取方法比較，超聲波法具有低溫、快速、高效、環(huán)保等優(yōu)勢。

2008年史徳芳等人以鄂柑1號為材料研究超聲波提取柑橘皮總黃酮的優(yōu)化工藝，發(fā)現(xiàn)鄂柑1號果皮總黃酮得率大于6.2%的提取條件為提取溫度54.8～58℃，溶劑乙醇體積分?jǐn)?shù)40%～44.6%，液料比10～12.55mL：1g［7］。2010年，張玉等人使用響應(yīng)面法優(yōu)化柑橘皮渣中類黃酮的超聲波提取工藝，作者以水替代有機(jī)溶劑提取類黃酮，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用二次旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)及響應(yīng)面分析法，優(yōu)化超聲波處理時間、超聲功率、超聲溫度及料水比與類黃酮得率之間的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而得出超聲波法提取類黃酮的最佳工藝［8］。2011年，韋媛媛等人利用超聲波輔助的方法提取了柑橘皮中橙皮苷，并優(yōu)化了其提取工藝流程［9］。

2.6 微波萃取法

微波萃取技術(shù)也是提取植物有效成分的先進(jìn)技術(shù)，逐漸受到國內(nèi)外科技工作者的重視。該技術(shù)主要用于生物堿類、蒽醌類、黃酮類、皂苷類、多糖、揮發(fā)油、色素等的提取。其工作原理是物料吸收一定的微波能后通過偶極子旋轉(zhuǎn)和離子傳導(dǎo)兩種方式同時加熱，產(chǎn)生大量的熱量使胞內(nèi)溫度迅速上升，液態(tài)水汽化產(chǎn)生的壓力將細(xì)胞膜和細(xì)胞壁沖破，形成微小的孔洞，使胞外溶劑容易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，溶解并釋放出胞內(nèi)產(chǎn)物，使化學(xué)成分很容易地從藥材內(nèi)部擴(kuò)散到萃取溶劑中，大大縮短了加熱時間，提高了萃取效率。其提取工藝流程可以概括為選料——清洗——粉 碎——微 波 萃 取——分 離——濃縮——干燥——粉化——產(chǎn)品等步驟。該方法的缺點(diǎn)是輔助萃取技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用尚處于初期階段，還有許多理論和實(shí)踐問題尚未解決。2007年，李智力利用微波萃取的方法從柑橘皮中提取了黃酮類化合物，并以以蘆丁作為標(biāo)準(zhǔn)品，采用分光光度法對柑橘皮中黃酮的含量進(jìn)行測定，該方法簡便可靠、快速、效率高［10］。2007年，張彬等人采用微波輻射法提取桔皮中香精油，作者通過改變萃取劑的用量、溫度及萃取時間和微波的功率得出微波輻射法提取香油精的最佳工藝為：30g新鮮桔皮浸潤在60mL，無水乙醇中，在微波功率為300w，微波溫度55℃，微波輻射時間2min的條件下，香精油的得率為2.17%［11］。

2.7 超臨界二氧化碳萃取技術(shù)

超臨界提取就是利用超臨界流體為萃取劑提取液體或固體中某些有效成分的分離技術(shù)，最常用的超臨界流體是二氧化碳。超臨界流體粘度與氣體接近，是液體的1%，而擴(kuò)散系數(shù)比液體大100倍，因而傳質(zhì)速度快，當(dāng)溫度、壓力有較小變化時會導(dǎo)致它對混合物各組分溶解度有很大變化。萃取劑回收方便并易除盡。由于超臨界二氧化碳萃取技術(shù)在低溫?zé)o氧環(huán)境下進(jìn)行，適于提取各種熱敏性和易氧化物質(zhì)，耗能低，無溶劑污染問題，萃取的得率高，已廣泛應(yīng)用于食品和香料工業(yè)生產(chǎn)。Temelli等人報(bào)道，用超臨界二氧化碳在8.3MPa、70℃的條件下處理柑橘油，幾乎完全除去萜烯類化合物，剩下的是高濃度的含氧化合物［12］。2004年，客慧明等人建立了一套用超臨界CO2萃取法提取柑橘皮中具有抗癌生物活性的黃酮、用硅膠柱作為預(yù)處理柱、以二氯甲烷作為洗脫劑、、并用高效液相色譜法測定柑橘皮中黃酮的含量的方法，。并通過實(shí)驗(yàn)指出表明超臨界CO2萃取該法提取柑橘皮中的黃酮的萃取率和選擇性都好于有機(jī)溶劑萃取法，黃酮的萃取率是有機(jī)溶劑萃取法的2倍，。與傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑萃取法相比，超臨界CO2萃取法具有省時、萃取效率高且無有毒廢棄物等優(yōu)點(diǎn)［13］。2008年，周鳴謙等人利用超生強(qiáng)化超臨界二氧化碳萃取技術(shù)對柑橘落果活性成分進(jìn)行了提取，并加以分析，發(fā)現(xiàn)溫州蜜柑、哈姆林甜橙、冰糖橙、臍橙、椪柑落果中的活性成分以辛弗林與橙皮苷為主，論文還對超生強(qiáng)化超臨界二氧化碳萃取機(jī)理進(jìn)行了研究［14］。

3 結(jié)語

除上述提取方法之外，對柑橘有效化學(xué)成分提取常用的方法還有酸浸提法［15］、離子交換法［15］、鐵鹽沉淀法［16］、半仿生提取法［17］、微生物發(fā)酵萃取法［18］、纖維素酶法［19］等，這些方法有待于進(jìn)一步研究，還沒有被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)。

柑橘中含有豐富的營養(yǎng)成分，而對這些有用的天然物質(zhì)的提取就顯得尤為重要，怎樣將這些營養(yǎng)成分轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)值得仔細(xì)研究。相信隨著科技的發(fā)展，越來越多有效的柑橘化學(xué)成分提取方法終被人所發(fā)現(xiàn)。

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