龍眼多酚提取方法研究進(jìn)展

卜智斌，肖更生，唐道邦，* ，徐玉娟，吳繼軍，程麗娜

(1.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州510610;2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東廣州510642)

龍眼(Dimocarpus longan Lour.)俗稱桂圓、龍目、比目、益智、圓眼等，是我國(guó)代表性的熱帶亞熱帶水果，主產(chǎn)于中國(guó)福建、廣東、廣西、海南等省區(qū)。中醫(yī)記載龍眼果肉具有開胃健脾、安神解毒的功效;現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，龍眼富含多酚、多糖、類黃酮等具有生物活性以及藥理活性的有效成分，龍眼肉具有抗衰老、降血脂、增加冠狀動(dòng)脈血流量、免疫調(diào)節(jié)、抗癌防癌、補(bǔ)腦益智、排毒解毒促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育等功能［1-3］。除龍眼果肉外，龍眼果實(shí)的其它部分也具有醫(yī)療保健作用，龍眼殼味甘性溫，可治燙傷;龍眼核味澀，可止血定痛，理氣化濕，治瘡出血等［4-5］。龍眼多酚是龍眼肉、核、殼中主要的活性物質(zhì)。對(duì)龍眼多酚的提取方法有常規(guī)的溶劑提取、超聲波、微波或超高壓輔助提取等方法，不同的提取方法對(duì)龍眼多酚的提取率、抗氧化活性均有一定影響。本文綜述了不同提取方法提取龍眼多酚的特點(diǎn)以及在加工研究過(guò)程中的應(yīng)用情況。

1 溶劑提取法

常規(guī)提取方法主要包括熱水提取法、溶劑浸提法、溶劑回流法或堿性水提取法等，溶劑提取方法很大程度上取決于溶劑的類型、溶解的能力及其傳質(zhì)效率，選擇適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑及濃度可提高多酚類化合物的提取率。一般有機(jī)溶劑如甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等與蒸餾水按比例混合的溶劑提取法是龍眼多酚提取比較常規(guī)的方法。

文良娟等［6］分別用石油醚、乙酸乙酯、60%甲醇、60%乙醇、60%丙酮為提取溶劑提取龍眼果肉多酚，研究不同有機(jī)溶劑提取對(duì)多酚抗氧化能力的影響。結(jié)果表明其提取液對(duì)·OH 和DPPH·的清除能力依次為60%丙酮＞60%乙醇＞60%甲醇＞乙酸乙酯＞石油醚。JAITRONG 等［7］采用80%的甲醇提取凍干龍眼果皮中的多酚物質(zhì)，運(yùn)用HPLC-PDA-MS 分離分析得到了鞣花酸結(jié)合物、黃酮苷和其他幾種主要的多酚成分。YANG 等［8］用95%的乙醇提取不同方法干燥的石硤、儲(chǔ)良、福眼龍眼果干果皮中的多酚，發(fā)現(xiàn)日光照射干燥的儲(chǔ)良龍眼果皮中的多酚含量最低(3.1mg GAE/g DW)，而使用凍干干燥得到的石硤果皮中的多酚含量最高(49.4mg GAE/g DW)。同樣文良娟等［9］以石硤、儲(chǔ)良、大烏圓3 個(gè)品種的龍眼核為原料，分析了其乙醇提取物的抗氧化活性，得到三種龍眼核乙醇提取物對(duì)DPPH·和·OH 的清除率分別為88.69%、82.62%、84.60%，與VC液清除率接近。Zheng 等［10］用95% 的乙醇在室溫下提取龍眼核多酚，并分離鑒定得到了8 種多酚，分別對(duì)于DPPH 自由基、超氧陰離子自由基的清除能力有所不同，都以沒食子酸的清除能力最強(qiáng)。RANGKADILOK［11］則使用70%的甲醇提取龍眼果皮、果肉以及果核中的多酚物質(zhì)，并發(fā)現(xiàn)在不同的龍眼組織中多酚含量有較大的差異，其中龍眼核中的多酚含量最高，而果肉中的含量最低。Chung 等［12］先用70%的丙酮提取法得到龍眼核多酚的初提物，發(fā)現(xiàn)富含多酚物質(zhì)的龍眼核提取物能夠通過(guò)阻止DNA 合成期間細(xì)胞周期的發(fā)展使癌細(xì)胞凋亡，減少細(xì)胞周期蛋白A 和D1，激活半胱天冬酶3、提高Bax/Bcl-2 的比例，以此達(dá)到抑制Colo 320DM、SW480 和HT-29 增殖的效果。

通過(guò)這些報(bào)道證明了溶劑提取法對(duì)于不同的龍眼品種、組織部位都適用，雖然常規(guī)提取方法對(duì)儀器要求較低、成本相對(duì)較低、操作方便且應(yīng)用也比較廣泛，但是目前仍存在耗時(shí)長(zhǎng)、耗能高，提取率較低及一些有毒且揮發(fā)性大的溶劑如何應(yīng)用在生產(chǎn)加工上和溶劑的分離回收等難題還需要進(jìn)一步的改進(jìn)。筆者認(rèn)為由于不同有機(jī)溶劑的極性大小有所區(qū)別，對(duì)于不同品種龍眼中不同種類的多酚物質(zhì)溶解度也不同，進(jìn)一步可能導(dǎo)致不同溶劑提取液的抗氧化能力也有差異，因此對(duì)于常規(guī)溶劑提取法的改進(jìn)應(yīng)該主要以尋找更安全簡(jiǎn)便且高提取率的提取工藝為主。對(duì)于溶劑的選擇應(yīng)考慮樣品中與多酚共存的其他組分的理化性質(zhì)，以及樣品的組織結(jié)構(gòu)，同時(shí)還要顧及到溶劑的安全性和實(shí)用性、是否能快速有效的分離溶劑與多酚。

2 輔助提取法

2.1 超聲波輔助提取法

超聲波輔助提取方法已經(jīng)廣泛運(yùn)用到許多植物原料的活性成分提取工藝研究當(dāng)中，超聲波的傳播能力以及空化作用是提高提取效率最重要的兩個(gè)因素，空化作用能提高傳質(zhì)，使得有機(jī)溶劑與植物組織更好的相互作用，有助于有效成分能快速的溶出到溶劑中，并且超聲波引發(fā)的空泡群聚爆后能產(chǎn)生巨大的空氣湍流使物料顆粒相互高速碰撞，干擾微型多孔懸浮物的運(yùn)動(dòng)，加速渦流擴(kuò)散和內(nèi)擴(kuò)散，此外空泡群在植物組織表面附近聚爆能產(chǎn)生噴射氣流，這些效應(yīng)都能夠破壞組織細(xì)胞膜使細(xì)胞裂解，有利于有效成分的釋放溶解［13-14］。

吳蘭蘭［15］以40%乙醇為提取溶劑，選取超聲時(shí)間、超聲波功率、提取溫度三個(gè)因素經(jīng)響應(yīng)面分析，優(yōu)化得到龍眼核多酚超聲波提取最佳工藝，得到龍眼核多酚提取量雖然略低于常規(guī)浸提，但超聲波輔助大大縮短了提取時(shí)間。Wen 等［16］探討了超聲波功率、提取溫度以及乙醇的濃度對(duì)龍眼核多酚提取率和清除自由基能力的影響，發(fā)現(xiàn)使用40%乙醇時(shí)，提取率隨著超聲波功率的增加而增加，但是在乙醇濃度為80%時(shí)效果卻相反，但是提取物對(duì)DPPH 自由基的清除能力卻下降。

由此可見，與常規(guī)的提取方法相比，超聲波提取多酚具有提取速度快、時(shí)間短、得率高、無(wú)需加熱等優(yōu)點(diǎn)，提取所需時(shí)間短，避免了長(zhǎng)時(shí)間處于高溫下的氧化作用，從而使得率和產(chǎn)品質(zhì)量都得以提高，以及最主要能提高多酚類物質(zhì)的抗氧化能力。

2.2 超高壓輔助提取法

超高壓提取(UHPE)是一種從植物材料中提取活性成分的新技術(shù)，有許多的研究人員已成功的將超高壓提取技術(shù)運(yùn)用到果蔬活性物質(zhì)提取的研究中，但對(duì)于龍眼多酚的提取不是很多。超高壓處理壓力主要在100 ～800MPa 之間，甚至有些可以達(dá)到1000MPa［17］，高壓處理能增加溶劑的強(qiáng)度與稠密度并且降低水的介電常數(shù)引起介質(zhì)的極性增大，使多酚化合物的溶解度有所增加，進(jìn)而提高了多酚的提取率［18］;而且超高壓使植物組織細(xì)胞壁破裂，加速多酚物質(zhì)的釋放，有利于溶劑的溶解［19］;另外高壓處理還能加速組織細(xì)胞內(nèi)有利或者不利的生物化學(xué)反應(yīng)［20］，能引起細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)的變化及蛋白質(zhì)變性等。

Prasad 等［21］利用超高壓輔助提取龍眼果肉中的多酚，考察了200、300、400、500MPa 壓力提取對(duì)多酚提取率、總酚含量、抗氧化活性的影響，發(fā)現(xiàn)在500MPa 壓力的輔助提取下得到的多酚具有最高的抗氧化活性?？赡苡捎诓煌奶幚韷毫?duì)于多酚結(jié)構(gòu)的影響不同，導(dǎo)致其抗氧化性能也有所變化。Prasad 等［22］通過(guò)研究不同超高壓輔助提取條件(溶劑類型、溶劑的濃度、處理時(shí)間、固液比)對(duì)龍眼果皮多酚提取率、提取物對(duì)超氧化物自由基和DPPH 自由基的清除能力的影響，并與常規(guī)方法得到的結(jié)果相對(duì)比，發(fā)現(xiàn)超高壓提取得到的多酚無(wú)論在提取率還是抗氧化活性方面都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)方法，且提取用時(shí)要大大的短于常規(guī)方法。Prasad 等［23］也研究發(fā)現(xiàn)常規(guī)方法與超高壓輔助提取得到的多酚能夠抑制SGC7901 和A549 癌細(xì)胞的增長(zhǎng)，且超高壓輔助提取法的效果要顯著高于常規(guī)方法，但是該作者還發(fā)現(xiàn)兩種方法提取得到的多酚不但不能抑制HepG2 癌細(xì)胞的增長(zhǎng)，反而有促進(jìn)效果，因此這些所有的結(jié)果還需要將來(lái)更加深入的研究來(lái)證明。Prasad 等［24］利用超高壓輔助提取龍眼果肉中的活性物質(zhì)，并與超聲波輔助提取和常規(guī)提取方法進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明超高壓、超聲波輔助提取得到的多酚含量都要高于常規(guī)方法，且表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗氧化能力，如表1 所示。

通過(guò)這些報(bào)道可以發(fā)現(xiàn)在其他條件一致的情況下超高壓輔助提取能較大的提高多酚提取率，并且相對(duì)于其它提取方法超高壓提取的多酚物質(zhì)具有更高的抗氧化活性，另外還有人發(fā)現(xiàn)超高壓輔助提取得到的初提物中雜質(zhì)也較少，由此可見該方法在龍眼活性物質(zhì)提取的應(yīng)用將會(huì)具有巨大潛力。

2.3 微波輔助提取法

微波提取是利用微波輻射能來(lái)提高提取率的一種新技術(shù)。微波提取過(guò)程中，微波輻射導(dǎo)致植物細(xì)胞內(nèi)的極性物質(zhì)吸收微波能，產(chǎn)生大量熱量，使細(xì)胞內(nèi)溫度迅速上升，液態(tài)水汽化所產(chǎn)生的壓力在細(xì)胞膜和細(xì)胞壁上形成微小孔洞，使胞外溶劑容易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，溶解并釋放出胞內(nèi)物質(zhì)，其本質(zhì)是微波對(duì)萃取溶劑及物料的加熱作用，使它能夠穿透溶劑和物料使整個(gè)系統(tǒng)均勻加熱。微波輔助提取能相應(yīng)提高多酚的提取率，所用溶劑量相對(duì)于常規(guī)方法要少，并且通過(guò)微波輻射后的提取物的抗氧化活性有所增加，具有良好的脂質(zhì)抗氧化作用，且效果要優(yōu)于BHT抗氧化劑，可能是經(jīng)過(guò)微波處理后，提取液局部急速升溫特性，導(dǎo)致多酚物質(zhì)的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定變化，影響多酚物質(zhì)的結(jié)構(gòu)從而影響到多酚抗氧化活性。

表1 不同方法提取龍眼果肉多酚的比較［24］Table 1 Comparison of different methods for extraction of longan pulp polyphenol［24］

Pan 等［25］采用95%的乙醇微波輔助提取龍眼果皮多酚，對(duì)比相同條件下常規(guī)提取得到的多酚提取率分別為96.78mg/g 和90.35mg/g(以干重計(jì))，且微波輔助提取法得到的多酚抗氧化活性要遠(yuǎn)高于常規(guī)抽提法，并得到不同龍眼多酚與BHT 抑制花生油氧化的作用大小依次為微波提取多酚＞常規(guī)提取多酚＞BHT。王嵬［26］通過(guò)研究溶劑回流提取和微波輔助溶劑提取不同品種龍眼多酚對(duì)其抗氧化能力的影響，得到微波輔助提取的多酚提取液對(duì)DPPH·的清除率為62.45%，對(duì)·OH 的清除率為54.36%，均要高于溶劑回流提取方法提取的多酚提取液對(duì)DPPH·、·OH的清除率(分別為52.82%、42.31%)。文良娟等［6］通過(guò)微波輔助提取石硤、大烏圓、玲瓏、儲(chǔ)良四種龍眼果肉活性物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)得到的提取液對(duì)DPPH·和·OH的清除率要顯著高于常規(guī)提取法。

3 結(jié)論與展望

由于不同的研究者對(duì)于原料品種、提取工藝參數(shù)等使用各不相同，因此對(duì)于多酚的提取率也各有差異，但從相同原料及處理方法的研究中可以明顯得出輔助提取法能夠有效地提高提取率及多酚抗氧化活性，已有大量的研究證明抗氧化性與其物質(zhì)中多酚含量有著密切關(guān)系［28-30］，因此提取液中多酚含量對(duì)其抗氧化性有著重要的影響。為了更好地研究龍眼多酚的活性功能，在提高提取率的同時(shí)更應(yīng)該保證其具有較好的活性，而不是單純的追求高提取率;在提取純化工藝過(guò)程中溶劑種類、輔助方法、溫度、pH、分離純化方法都有可能影響到最終多酚的活性，因此提取條件優(yōu)化、提取機(jī)理這些都還有待更深入的研究。對(duì)于超聲波、超高壓、微波等輔助溶劑新型提取方法，雖然已廣泛應(yīng)用到各種植物多酚提取研究上，但應(yīng)用于生產(chǎn)開發(fā)還有待深入;另外多酚生理活性功效應(yīng)該擴(kuò)大到體內(nèi)試驗(yàn)，而不是簡(jiǎn)單的停留在清除自由基、模擬抗氧化體系實(shí)驗(yàn)研究上，更進(jìn)一步分離純化得到龍眼多酚的單體，并發(fā)現(xiàn)其具有的其他生理活性、以及其作用機(jī)理，對(duì)各種多酚物質(zhì)做出毒理學(xué)鑒定;對(duì)于不同品種的龍眼多酚抗氧化活性做出評(píng)價(jià)，篩選出具有較高活性的龍眼品種，以期為天然抗氧化劑開發(fā)和龍眼深加工提供基礎(chǔ)。

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