植物中花色苷來(lái)源及提取方法研究進(jìn)展

宋毓曄，王渝，朱千林，聶澤坤，楊榮玲，趙祥杰

（淮陰工學(xué)院生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，江蘇 淮安 223003）

花色苷屬于類(lèi)黃酮類(lèi)化合物，是植物中產(chǎn)生的一類(lèi)常見(jiàn)的次級(jí)代謝產(chǎn)物，不同的花色苷受不同因素影響時(shí)的顏色變化很大，在植物中可以呈現(xiàn)紅、黃、綠、藍(lán)、紫、黑等顏色，是自然界中的一類(lèi)常見(jiàn)天然色素，廣泛存在于多種植物的花、果實(shí)、莖、葉和根器官的細(xì)胞液中[1-2]。目前已報(bào)道的花色苷類(lèi)化合物有約700余種[3]，但主要衍生自6種基本的花青素：矢車(chē)菊素（cyanindin，Cy）、飛燕草素（delphinidin，Dp）、矮牽牛素（petunidin，Pt）、芍藥素（peonidin，Pn）、天竺葵素（pelargonidin，Pg）和錦葵素（malvidin，Mv），已知的花青素有23種，但自然界中游離花青素極少，多以花色苷形式存在，種類(lèi)繁多的花色苷賦予植物以絢麗的顏色[4]。

花色苷具有多種生物活性，因其安全無(wú)毒、來(lái)源天然和功能優(yōu)異，引起研究者們的廣泛研究興趣，大量研究結(jié)果表明：植物花色苷具有抗炎、抗氧化、抗腫瘤、保護(hù)視力、預(yù)防糖尿病、保護(hù)心血管、降脂減肥等諸多作用[2，5]，在食品、醫(yī)藥、化工、化妝品等領(lǐng)域都有潛在利用價(jià)值?；ㄉ諄?lái)源十分豐富，除了莖葉和花朵之外，大量的植物果實(shí)也是花色苷的重要來(lái)源，這些來(lái)源的花色苷易于被采收和加以利用，為花色苷的規(guī)?；瘧?yīng)用提供了充足來(lái)源保證。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)大量植物花色苷進(jìn)行了研究，特別是關(guān)注于花色苷的提取方法[2]、生物活性[6]以及功能應(yīng)用[7]等，但由于不同提取方法可能對(duì)來(lái)源各異的花色苷在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)方面帶來(lái)一定的影響，因此有必要對(duì)不同提取方法以及不同來(lái)源花色苷的類(lèi)型和性質(zhì)進(jìn)行分析。本文綜述了植物中花色苷的主要來(lái)源及分布，并梳理了近年來(lái)在花色苷提取方法上的創(chuàng)新應(yīng)用，旨在為花色苷資源的開(kāi)發(fā)利用和工業(yè)化生產(chǎn)制備提供參考。

1 植物花色苷的來(lái)源

花色苷廣泛存在于被子植物的花、果實(shí)、莖、葉、根器官的細(xì)胞液中，分布于27個(gè)科，72個(gè)屬的植物中，按照水果類(lèi)、蔬菜類(lèi)、糧谷類(lèi)、鮮花及藥用植物類(lèi)進(jìn)行分類(lèi)[2，8]。

1.1 水果類(lèi)

水果是天然花色苷的重要來(lái)源，按果實(shí)形態(tài)結(jié)構(gòu)分為漿果、核果、仁果、橘果等，花色苷主要存在于果皮、果肉、花、樹(shù)葉等組織中。

1.1.1 漿果類(lèi)

漿果中花色苷種類(lèi)較為豐富，是花色苷的主要來(lái)源。常見(jiàn)富含花色苷的漿果：葡萄、桑椹、藍(lán)莓、草莓、紅樹(shù)莓、黑莓、黑加侖、黑果腺肋花楸、烏飯果、覆盆子、智利酒果、醋栗、山竹、黑果枸杞等。Kim等[9]研究發(fā)現(xiàn)桑椹以矢車(chē)菊素-3-O-葡萄糖苷為主，黑果腺肋花楸以矢車(chē)菊素-3-O-半乳糖苷為主，進(jìn)行體外消化模擬試驗(yàn)證明矢車(chē)菊素-3-O-半乳糖苷較矢車(chē)菊素-3-O-葡萄糖苷不穩(wěn)定，但具有較高生物活性。Acevedo等[10]使用高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用和核磁共振波譜鑒定出葡萄中存在的33種花色苷結(jié)構(gòu)。Dzhanfezova等[11]測(cè)定18種草莓品種的花色苷，發(fā)現(xiàn)各品種中主要的花色苷是天竺葵素-3-O-葡萄糖苷（50% ～90% ），其次是矢車(chē)菊素-3-O-葡萄糖苷（1% ～47% ），野生草莓在供試品種中具有最高的抗氧化活性。

1.1.2 核果類(lèi)

常見(jiàn)富含花色苷的核果類(lèi)水果有櫻桃、楊梅、紅毛丹、三華李、歐李、粗梗稠李、芒果、荔枝、唐古特白刺果等。Mugwagwa等[12]研究發(fā)現(xiàn)紅色芒果果皮中主要花色苷為矢車(chē)菊素-3-O-葡萄糖苷和芍藥素-3-O-葡萄糖苷。Blackhall等[13]確定了甜櫻桃中花色苷95% 以上是矢車(chē)菊素-3-蕓香糖苷和芍藥素-3-蕓香糖苷，而矢車(chē)菊素-3-葡萄糖苷和天竺葵素-3-蕓香苷占5% 左右。

1.1.3 仁果類(lèi)

常見(jiàn)富含花色苷的仁果類(lèi)水果有梨、蘋(píng)果、山楂、蓮霧、溫柏果等。隨著對(duì)不含人工添加劑的天然食品需求的增長(zhǎng)，山楂色素正成為一種重要的著色劑，Liu等[14]對(duì)山楂品種“Zirou”中的花色苷進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定，確定86.5% 為矢車(chē)菊素-3-半乳糖苷，且首次從山楂果實(shí)中分離到矢車(chē)菊素3，5-二己糖苷、天竺葵素-3-蕓香糖苷和錦葵素-3-葡萄糖苷，試驗(yàn)結(jié)果表明熱處理可提高山楂飲料中花色苷含量和色密度，使山楂飲料的色澤更具吸引力，但對(duì)山楂飲料的抗氧化能力沒(méi)有顯著影響。

1.1.4 橘果類(lèi)

Carmona等[15]研究血橙中的花色苷主要是矢車(chē)菊素-3-葡萄糖苷和矢車(chē)菊素-3-（6′-丙二酰葡萄糖苷），血橙更適合低溫貯藏，與4℃貯藏相比，9℃貯藏的血橙果實(shí)呈現(xiàn)更深的紫紅色，果肉和果汁中的花色苷含量更高。

1.2 蔬菜類(lèi)

蔬菜也是天然花色苷的主要來(lái)源，蔬菜中的花色苷主要存在于其表皮組織、葉或塊莖中，按所存在的植物器官可以分為葉菜類(lèi)、根莖類(lèi)、果菜類(lèi)等。

1.2.1 葉菜類(lèi)

常見(jiàn)富含花色苷的葉菜有紫結(jié)球甘藍(lán)、紫葉野芥、紅葉芥菜、紫包菜、紫背天葵、紅鳳菜、紅菜薹、菊苣、洋蔥、花椰菜等。Strauch等[16]采用超高效液相色譜-二極管陣列檢測(cè)器-質(zhì)譜的方法鑒定出紅甘藍(lán)的29種花色苷主要是?；吞腔幕ㄇ嗨匮苌铩ｕ；ㄉ毡任歹；ㄉ崭€(wěn)定，更耐熱、耐光、耐堿，因此具有更高的加工穩(wěn)定性能。

1.2.2 根莖類(lèi)

常見(jiàn)富含花色苷的根莖類(lèi)蔬菜有黑胡蘿卜、蕪菁甘藍(lán)、紫薯、馬鈴薯、黑土豆等。Sampaio等[17]研究7個(gè)有色馬鈴薯品種花色苷，在紅色和紫色品種中主要是?；奶擒?、天竺葵素和矮牽牛素，其花色苷提取物均具有體外抗氧化、抗菌和抗真菌活性，未檢測(cè)到毒性作用。選定紅肉品種“迷迭香”、紫肉品種“紫色”的花色苷水提取物在軟飲料配方中作為著色劑與商業(yè)著色劑E163進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，在30 d貨架期內(nèi)均表現(xiàn)出良好的感官特征和較高的顏色穩(wěn)定性。

1.2.3 果菜類(lèi)

常見(jiàn)富含花色苷的果菜有番茄、紫色線(xiàn)茄、黑豆、黑蕓豆、野豌豆、蝴蝶豌豆、紫皮豇豆等。Chen等[18]通過(guò)高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用鑒定了黑大豆種皮提取物的花色苷為矢車(chē)菊素-3-O-葡萄糖苷、飛燕草素-3-O-葡萄糖苷和芍藥素-3-O-葡萄糖苷，研究表明矢車(chē)菊素-3-O-葡萄糖苷參與了黑豆種皮提取物對(duì)2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）的降糖、降脂作用，可能是治療T2DM的一種有前景的功能食品或藥物。

1.3 糧谷類(lèi)

糧谷類(lèi)的植物花色苷主要存在于種皮、葉、須、穎穗等組織中。花色苷研究中常見(jiàn)的包括黑青稞、紫青稞、黑小麥、紫粒小麥、大麥、蕎麥、高粱、紫玉米、紅米、黑米等。侯方麗等[19]研究黑米花色苷調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝作用，體內(nèi)外研究結(jié)果表明其作用機(jī)制在于調(diào)節(jié)脂肪酸合成和氧化以及改善膽固醇合成和轉(zhuǎn)運(yùn)等相關(guān)酶及其基因的表達(dá)。Ferron等[20]檢測(cè)到意大利紫色玉米中的3種花色苷，主要是矢車(chē)菊素-3-O-葡萄糖苷、天竺葵素-3-O-葡萄糖苷、芍藥素-3-O-葡萄糖苷及其丙二?；问?，通過(guò)體外試驗(yàn)證明其具有降血糖作用，具有良好的抑制α-葡萄糖苷酶活性的能力，可阻斷腸道碳水化合物消化酶活性。

1.4 鮮花及其他植物類(lèi)

花色苷主要存在于葉、莖、花、果實(shí)組織中。以植物莖的形態(tài)主要分為草本類(lèi)、木本類(lèi)。

1.4.1 草本類(lèi)

矢車(chē)菊、玫瑰茄、郁金香、紫花苜蓿、二月蘭、萬(wàn)壽菊花、百合、紅三葉草、荷花、茜草、冬凌草、馬齒筧、鐵皮石斛、紫蘇、雞冠花、藏紅花、向日葵等的花朵中均含有大量花色苷。Arici等[21]研究發(fā)現(xiàn)富含飛燕草素類(lèi)郁金香可以呈現(xiàn)黑色、黑紫色、紫羅蘭色和紫色，該花色苷含量占總花色苷含量的50% 以上；而富含矢車(chē)菊素類(lèi)郁金香中該花色苷則可以呈現(xiàn)紅紫色、粉紅色、黑紅色、深紅色、深橘紅色和橘紅色等，廢郁金香花瓣可以作為天然食用著色劑的一種新來(lái)源，廢花瓣可以作為提取花色苷的一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保的原料資源。

1.4.2 木本類(lèi)

木本類(lèi)常見(jiàn)的有玫瑰、美洲合歡花、薰衣草、一品紅、紅葉石楠、紅花羊蹄甲、山茱萸、木槿、插田泡、刺五加、云南小?？Х取⒏收?、三葉木通、忍冬等。已有研究表明木槿花中主要花色苷為飛燕草素-3-O-桑布雙糖苷和矢車(chē)菊素-3-O-桑布雙糖苷[22]。Jiang等[23]鑒定三葉木通中的9種花色苷，主要是矢車(chē)菊素-3-O-（對(duì)香豆?；┦|香糖苷、矢車(chē)菊素-3-O-（6″乙?；┢咸烟擒蘸吞祗每?3-O-阿拉伯糖苷，試驗(yàn)表明三葉木通花色苷具有較高的自由基清除活性、還原力、酪氨酸酶抑制活性和顯著的α-淀粉酶抑制活性。

植物中花色苷資源十分豐富，其中水果類(lèi)中的漿果為花色苷的主要來(lái)源，如葡萄、桑椹、藍(lán)莓和草莓等中均含有豐富的花色苷。但不同植物來(lái)源花色苷種類(lèi)各不相同，有的僅含有幾種花色苷，如桑椹[9]，主要花色苷為矢車(chē)菊素-3-O-葡萄糖苷及矢車(chē)菊素-3-O-蕓香糖苷；有的則含多種花色苷，如葡萄果皮中含有33種花色苷[10]以及紅甘藍(lán)中含有29種花色苷[16]等。從植物花色苷的資源分布來(lái)看，矢車(chē)菊素類(lèi)花色苷是植物中最主要的花色苷組分；?；ㄉ毡任歹；ㄉ崭€(wěn)定，更具有耐熱、耐光、耐堿性等優(yōu)勢(shì)，蔬菜類(lèi)中葉菜及根莖類(lèi)中?；ㄉ蛰^為常見(jiàn)，如紫甘藍(lán)、馬鈴薯、黑胡蘿卜等，在食品添加劑、著色劑等領(lǐng)域具有良好的開(kāi)發(fā)潛力；半乳糖苷較葡萄糖苷不穩(wěn)定，但生物活性更高，如黑果腺肋花楸、山楂、黑胡蘿卜等花色苷主要為半乳糖苷，在醫(yī)藥、功能性食品等領(lǐng)域具有良好的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。花色苷不僅是天然的著色劑，更是未來(lái)功能性食品添加劑的重要資源，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)環(huán)保的花色苷資源，優(yōu)化提取純化應(yīng)用等技術(shù)，不斷加大我國(guó)豐富花色苷資源的利用率。

2 植物花色苷的提取方法

花色苷的高效提取是進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的重要前提，不同植物來(lái)源花色苷在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上存在差異，其提取方法也不盡相同，提取效率成了其規(guī)模制備的難點(diǎn)之一。近年來(lái)有關(guān)花色苷提取方法研究的報(bào)道較多，是花色苷研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題，多種新技術(shù)應(yīng)用于花色苷的提取中，同時(shí)，傳統(tǒng)方法也與多種輔助手段聯(lián)用提高了花色苷的得率。不同溶劑提取花色苷條件、提取率、花色苷來(lái)源及種類(lèi)見(jiàn)表1。

表1 不同溶劑提取花色苷條件、提取率、花色苷來(lái)源及種類(lèi)Table 1 Different solvents extraction conditions of anthocyanins，extraction yield and source and types of anthocyanins

2.1 溶劑提取法

溶劑提取法是提取花色苷的常用方法，其原理是根據(jù)植物中各種成分在溶劑中的溶解性質(zhì)，選擇對(duì)花色苷溶解度大，對(duì)其他雜質(zhì)溶解度小的溶劑。常用溶劑包括水、甲醇、乙醇、丙酮等，常通過(guò)加酸來(lái)調(diào)節(jié)體系pH值以防止花色苷的降解[2]。溶劑提取法成本低，工藝簡(jiǎn)單，但提取時(shí)間較長(zhǎng)，溶劑消耗高，存在溶劑殘留問(wèn)題。

2.1.1 有機(jī)溶劑提取

有機(jī)溶劑提取法是應(yīng)用最廣泛的提取方法之一，方法簡(jiǎn)單，關(guān)鍵是選擇合適的溶劑提取，要求既能很好地溶解被提取的有效成分，又能避免溶解雜質(zhì)。何丹等[30]以60% 的酸性乙醇溶液為溶劑于黑暗環(huán)境下提取西番蓮果皮中的花色苷，共鑒定出12種花色苷。Dzhanfezova等[11]使用70% 乙醇溶液提取酸化草莓勻漿中的花色苷，測(cè)定了18種草莓品種的花色苷含量。Mugwagwa等[12]使用67.45% 酸化乙醇溶液提取芒果中的花色苷，測(cè)定了其花色苷含量為0.223 mg/g。該法簡(jiǎn)單易行，常用甲醇、乙醇、丙酮以及其混合溶劑作為提取溶劑，甲醇和丙酮提取效果良好，丙酮可以較好地保持花色苷結(jié)構(gòu)，便于液相色譜結(jié)構(gòu)分析，但常因其毒性而使用較少，酸性乙醇溶液應(yīng)用最廣泛[2，14]，通常選擇HCl調(diào)節(jié)至pH2.0～3.0的60% ～80% 乙醇溶液作為提取溶劑。該法應(yīng)用較為普遍，但相對(duì)產(chǎn)物提取率低且存在有機(jī)溶劑殘留等缺點(diǎn)。

2.1.2 水溶液提取

水是花色苷類(lèi)物質(zhì)的良好溶劑，而且不存在有機(jī)溶劑的殘留問(wèn)題，具有安全易得的特點(diǎn)，通常是在大氣壓或高壓下使用熱水浸泡原料，用非極性大孔樹(shù)脂吸附或直接使用脫氧熱水提取，再采用超濾或反滲透得到粗提物。Valencia-Arredondo等[31]提出了從紅甘藍(lán)葉中分離和純化花色苷的兩個(gè)階段的整合。第一階段花色苷提取過(guò)程，以酸化水（0.05 mol/L，H3PO4）作為提取劑，保持 pH1.0～3.0，提取溫度 22℃～26℃，料液比為1∶10（g/mL），提取 12 h，經(jīng)過(guò)微濾、超濾和吸附過(guò)程后，矢車(chē)菊素-3-葡萄糖苷含量為32.05 mg/mL。溫春燕等[32]優(yōu)化仙人掌果花色苷提取工藝，最佳條件：pH7.5的水溶液，料液比 1∶20（g/mL），30 ℃下，浸提 10 min，提取率可達(dá)7.75% 。水溶液提取法設(shè)備簡(jiǎn)單，產(chǎn)品無(wú)毒，但純度相對(duì)較低，目前工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)中較為推薦使用檸檬酸酸化的水溶液作為提取溶劑，經(jīng)濟(jì)環(huán)保且安全無(wú)毒。

2.1.3 離子液體提取

有機(jī)溶劑的毒性和易燃易爆性限制溶劑提取法的應(yīng)用，因此最大限度減少危險(xiǎn)化學(xué)品使用的新產(chǎn)品、新工藝和新技術(shù)的開(kāi)發(fā)成為當(dāng)前研究的方向。離子液體是近年來(lái)被人類(lèi)發(fā)現(xiàn)的新型介質(zhì)，為常溫下呈液態(tài)的鹽，常由有機(jī)陽(yáng)離子如1，3-二烷基咪唑、烷基銨、烷基膦或烷基吡啶以及小的無(wú)機(jī)陰離子，如PF6-、AlCl4-、ClO4-、BF4-、NO3-或有機(jī)陰離子如 CH3COO-、CF3COO-、CF3SO3-等構(gòu)成，因其具有化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性良好、不易揮發(fā)且可以重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)，常作為輔助劑被用于萃取分離領(lǐng)域。王菲菲等[33]研究了離子液體（1-丁基-3-甲基咪唑（1-n-butyl-3-methylimidazolium，[BMIM]），pH6） 輔助乙醇法提取山楂花色苷，[BMIM]為疏水性離子液體，而山楂紅色素是親水性的，易溶于乙醇，優(yōu)化獲得最佳工藝條件：離子液體用量為 15% ，料液比 1∶4.3（g/mL），溶液 pH1.1，60 ℃下提取59 min，得到山楂紅色素提取含量的吸光度為1.279。離子液體具有極性可調(diào)控、熱穩(wěn)定性好、液態(tài)范圍寬、蒸汽壓小等特點(diǎn)，最常用作溶劑的中性離子液體有1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽（1-n-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate，[BMIM][BF4]）和 1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽（1-n-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate，[BMIM][PF6]），但溶劑體系中離子液體含量越高，疏水性越強(qiáng)，會(huì)增加提取劑的黏度，從而減小花色苷的擴(kuò)散能力，進(jìn)而導(dǎo)致提取率下降，因此用量不宜過(guò)高。

近年來(lái)，低共熔溶劑（deep eutectic solvent，DES）因具有非揮發(fā)性、不可燃、穩(wěn)定和可再生利用等優(yōu)點(diǎn)成為溶劑工程研究中的熱點(diǎn)，作為一種新型的離子液體，DES溶劑在花色苷提取中具有多種優(yōu)勢(shì)。DES溶劑通常與微波輔助提取和超聲輔助提取相結(jié)合并用于花色苷的提取。糖、糖醇、有機(jī)酸和氨基酸等天然初級(jí)代謝物是制造天然低共熔溶劑（natural deep eutectic solvents，NADES）的豐富來(lái)源，Guo 等[34]采用 NADES 結(jié)合高速均質(zhì)和負(fù)壓空化技術(shù)對(duì)桑椹中的花色苷進(jìn)行了高效萃取，根據(jù)提取產(chǎn)物的理化性質(zhì)、花色苷回收率和穩(wěn)定性等指標(biāo)，從8種不同的NADES中篩選出氯化膽堿-檸檬酸-葡萄糖以1∶1∶1的摩爾比形成的最佳NADES，含水量30% （質(zhì)量比），并研究了多模微波、低頻超聲單獨(dú)或聯(lián)合使用對(duì)花色苷提取率的影響。Da silva等[35]采用單純形質(zhì)心設(shè)計(jì)法對(duì)NADES提取藍(lán)莓花色苷的工藝進(jìn)行了優(yōu)化，以氯化膽堿、甘油和檸檬酸為原料，確定最佳溶劑摩爾比為0.5∶2∶0.5，研究表明NADES產(chǎn)生的藍(lán)莓生物相容性提取物能選擇性地富集阿拉伯糖苷花色苷，是一種比有機(jī)溶劑更經(jīng)濟(jì)更綠色的替代品。Bosiljkov等[36]開(kāi)展了利用NADES溶劑并結(jié)合超聲輔助方法提取酒糟中花色苷的研究，結(jié)果表明氯化膽堿-蘋(píng)果酸為最佳NADES，含水量為35.4% （質(zhì)量比），較酸化乙醇可以更有效地提取酒糟花色苷。NADES提取通常選擇氯化物為基礎(chǔ)，檸檬酸等作為氫鍵供體，含水量在30% （質(zhì)量比）左右，NADES目前已被用作提取食品香精、香料和染料、藥物、化妝品的綠色溶劑，廣泛應(yīng)用于制藥、食品和化妝品等行業(yè)。

2.1.4 其他非常規(guī)溶劑

楊三維等[37]采用改良十六烷基三甲基溴化銨（cetyltrimethylammonium bromide，CTAB） 法提取紫粒小麥麩皮花色苷，CTAB 23 g，乙二胺四乙酸二鈉3 g，蔗糖5 g，檸檬酸6 g，定容至1 L，結(jié)果表明，料液比為1∶3（g/mL）時(shí)，花色苷得率為 3.20 mg/g，其花色苷體外抗氧化活性高，在抗氧化功能性食品或添加劑方面具有極大的應(yīng)用潛力。CTAB法可溫和高效地破除植物細(xì)胞壁，多用于植物DNA的提取，改良CTAB提取法易于操作，提取過(guò)程中添加多糖和淀粉可大大提高花色苷的純度，重金屬含量低，符合國(guó)家食品藥品相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，目前在花色苷提取方面應(yīng)用較少，有巨大的開(kāi)發(fā)應(yīng)用價(jià)值。

Zuleta-Correa等[38]評(píng)價(jià)和比較了常用的酸化溶劑和模擬生物質(zhì)發(fā)酵的非常規(guī)丙酮-丁醇-乙醇混合物對(duì)紫薯中花色苷的提取性能。結(jié)果表明，不同的溶劑導(dǎo)致提取物的花色苷組成不同，特別是與其他溶劑相比，富含丁醇的提取物芍藥苷/花色苷比值更高?？紤]到通過(guò)發(fā)酵生物質(zhì)衍生的糖來(lái)生產(chǎn)花色苷的可能性，溶劑混合物可能是花色苷提取的一種可持續(xù)的替代品。

2.2 超聲波輔助提取

超聲波輔助提取是經(jīng)典提取技術(shù)之一，其原理為利用超聲波產(chǎn)生空化氣泡，碰撞產(chǎn)生具有更高溫度和壓力的熱點(diǎn)/微噴射，從而更有效地提取花色苷。花色苷超聲輔助提取條件、提取率、花色苷來(lái)源及種類(lèi)見(jiàn)表2。

表2 花色苷超聲輔助提取條件、提取率、花色苷來(lái)源及種類(lèi)Table 2 Anthocyanins ultrasonic assisted extraction conditions，extraction yield and source and types of anthocyanins

Chen等[3]利用響應(yīng)面法優(yōu)化了茜草果實(shí)的總花色苷的超聲輔助提取工藝，最佳提取條件：30% 乙醇溶液，pH3.0，超聲功率 400 W，料液比 1∶20（g/mL），55 ℃，提取 20 min，總花色苷提取率（22.50±0.89）mg/g。 Ochoa等[39]研究了溫度、提取時(shí)間、振幅和醇水比對(duì)紫薯花色苷提取效果的影響，確定最佳提取條件為80% 乙醇溶液、振幅60% 、60℃提取10 min。結(jié)果表明，超聲波輔助法提取效果優(yōu)于傳統(tǒng)的低壓溶劑萃取和索氏萃取提取工藝。超聲輔助提取溶劑使用量少，提取效果較好，能耗低，易于擴(kuò)大規(guī)模，適用于食品行業(yè)，但提取過(guò)程中溫度易升高，植物花色苷對(duì)溫度敏感，高溫易降解，因此應(yīng)注意超聲處理時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，一般為10min～30 min，目前該法廣泛應(yīng)用于各種植物花色苷的提取。

2.3 微波輔助提取法

微波輔助提取原理是在微波加熱過(guò)程中，原材料細(xì)胞中的小分子隨著吸收熱量，細(xì)胞溫度升高，細(xì)胞中液態(tài)水汽化產(chǎn)生水蒸氣，細(xì)胞內(nèi)部壓力增加而發(fā)生破裂，通過(guò)細(xì)胞的破裂作用使提取溶劑更易進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)部，便于細(xì)胞內(nèi)花色苷溶出，從而提高花色苷提取效率。Liu等[46]提出了一種兩級(jí)輸入功率的變功率微波輔助提取方法，第一階段微波功率為700W～1100W，第二階段微波功率為100 W～500 W，從第一階段到第二階段的過(guò)渡溫度為30℃～46℃。第一級(jí)高功率破碎藍(lán)莓細(xì)胞壁，第二級(jí)低功率保持較高的花色苷得率，最佳條件下的花色苷提取率達(dá)84.82% 。張帥等[47]研究紅鳳菜花色苷，對(duì)比微波輔助、超聲波輔助和傳統(tǒng)水浴提取的不同影響，傳統(tǒng)水浴法成本低，工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品色價(jià)高，而微波輔助提取速度優(yōu)勢(shì)顯著。超聲波輔助法提取率最高，但色價(jià)最低，品質(zhì)低，與微波輔助法相比提取效率并無(wú)優(yōu)勢(shì)。袁媛等[48]對(duì)比桃金娘花色苷3種提取方法，結(jié)果表明提取花色苷的含量順序：微波輔助＞超聲波輔助＞浸提，且微波輔助提取法能更好地提取桃金娘果實(shí)中的抗氧化物質(zhì)。該法省時(shí)、高效、節(jié)能，適合工業(yè)化放大生產(chǎn)，但因其具有明顯熱效應(yīng)，較適用于受溫度影響較小的物料。花色苷微波輔助提取條件、提取率、花色苷來(lái)源及種類(lèi)見(jiàn)表3。

表3 花色苷微波輔助提取條件、提取率、花色苷來(lái)源及種類(lèi)Table 3 Anthocyanins microwave assisted extraction conditions，extraction yield and the source and types of anthocyanins

2.4 超臨界、亞臨界流體萃取法

超臨界流體具有良好的溶劑性質(zhì)，是一種介于氣、液體間的既非氣體又非液體的狀態(tài)，具有類(lèi)似于氣體的強(qiáng)穿透力和類(lèi)似于液體的高密度和溶解度，是一種極具潛力的花色苷提取方法。亞臨界水萃取利用處于亞臨界狀態(tài)的水進(jìn)行萃取，亞臨界狀態(tài)代表100℃～374℃之間的液態(tài)水，水的加壓方式使其保持液態(tài)，水在較高壓力和溫度下（低于臨界點(diǎn)）的這種狀態(tài)稱(chēng)為亞臨界狀態(tài)，這有利于所需化合物在溶劑中的溶解度和擴(kuò)散性。Babova等[54]研究以乙醇為溶劑，使用超臨界/亞臨界CO2分步萃取法提取越桔中的花色苷，采用超臨界CO2對(duì)越桔進(jìn)行預(yù)處理提高花色苷提取率，再用極性溶劑進(jìn)行亞臨界CO2選擇性提取富含花色苷的官能團(tuán)，所得花色苷具有較高的抗氧化活性，其生物活性在醫(yī)藥和營(yíng)養(yǎng)食品中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。秦公偉等[55]采用超臨界CO2萃取技術(shù)提取藍(lán)莓果渣中的花色苷，最佳條件：萃取壓力34.7 MPa，CO2流率 4.5 L/min，40℃，萃取 1.86 h，花色苷得率 1.48 mg/g。超臨界二氧化碳萃取安全無(wú)毒，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，有利于花色苷生物活性和功效的保持，二氧化碳能循環(huán)利用，降低成本，為可持續(xù)應(yīng)用的高效萃取技術(shù)，在食品、醫(yī)藥、日化等領(lǐng)域均能廣泛應(yīng)用。

2.5 加壓液體萃取法

近年來(lái)，隨著高壓設(shè)備的應(yīng)用不斷增多，采用加壓液體萃取植物活性物質(zhì)的研究也越來(lái)越多。加壓液體萃取是最佳提取技術(shù)之一。其原理是利用高壓提高萃取溶劑沸點(diǎn)，降低水的極性，增大提取物質(zhì)在溶劑中的溶解度，進(jìn)而促使花色苷被更有效的萃取出來(lái)，提升萃取效率。Truong等[56]優(yōu)化加壓液體萃取法從紫肉甘薯中提取花色苷的工藝條件，在醋酸∶甲醇∶水=7∶75∶18（體積比）、樣品重量＜0.5 g、溫度 80 ℃～120℃的條件下，花色苷得率最高。該法需要溶劑較少，提取率高，可快速萃取化合物，提取時(shí)間短，但成本相對(duì)較高。

2.6 其他輔助提取法

液態(tài)高靜壓輔助提取法和高壓脈沖電場(chǎng)輔助提取法屬于新興的食品工業(yè)技術(shù)，原理都是利用高壓的作用使細(xì)胞的通透性增加，以此加快細(xì)胞內(nèi)花色苷的釋放，以便于有機(jī)溶劑的進(jìn)入，從而提升花色苷的提取效率。馬懿等[57]采用高壓脈沖電場(chǎng)輔助法提取紫薯酒渣中的花色苷，得到最佳提取條件為電場(chǎng)強(qiáng)度18.3kV/cm、脈沖數(shù)9.3，花色苷提取含量0.64 mg/g，該法操作簡(jiǎn)單，提取劑用量小，提取時(shí)間短，能有效降低活性物質(zhì)的損失。

為了提升植物來(lái)源花色苷的提取率，將植物細(xì)胞壁破壞，促使更多的花色苷物質(zhì)溶出的酶提取法是目前常用的提取方法，一般采用果膠酶、纖維素酶等。Zhang等[58]采用酶處理結(jié)合超聲波輔助法進(jìn)行了桑椹酒渣中花色苷的提取工藝研究，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)確定了最佳工藝條件：提取溫度52℃，超聲波功率315 W，果膠酶和果膠復(fù)合酶加酶量0.22% ，提取時(shí)間94 min，此時(shí)花色苷產(chǎn)率可達(dá)5.98 mg/g。Jiang等[23]提出了一種射頻加熱輔助酶法提取三葉木通花色苷的新工藝，最佳提取條件：纖維素酶與果膠酶質(zhì)量比1∶1，酶濃度1.0% ，pH4.0，乙醇濃度 50% ，料液比 1∶50（g/mL），電極間距5 cm，40℃射頻預(yù)處理10 min。結(jié)果表明與熱水、酸化乙醇和酶（果膠酶、纖維素酶）提取相比，射頻輔助酶法提取的花色苷含量最高。酶提取法快速高效，能有效去除果膠、淀粉等雜質(zhì)，但酶活性條件苛刻，較難應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。

隨著科技不斷發(fā)展，花色苷提取技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)，不同的提取方法各有所長(zhǎng)，但日常應(yīng)用最廣泛的仍是溶劑提取法?；ㄉ仗崛》椒ㄏ嚓P(guān)研究主要圍繞開(kāi)發(fā)更加綠色高效的良好溶劑以及不斷創(chuàng)新提取輔助手段兩個(gè)方面，目前多種方法聯(lián)合輔助提取的相關(guān)研究較多，各方法取長(zhǎng)補(bǔ)短，以期使提取質(zhì)量和效率最大化。

3 總結(jié)與展望

我國(guó)擁有豐富的植物花色苷來(lái)源，如葡萄、桑椹、玫瑰茄、紫甘薯、黑米、黑果枸杞等，由于受到傳統(tǒng)提取方法限制，許多花色苷資源沒(méi)有得到規(guī)模化開(kāi)發(fā)和利用。近年來(lái)，隨著對(duì)人工合成色素為人體健康帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識(shí)越來(lái)越重視，加上人們對(duì)天然色素的功能性?xún)r(jià)值的認(rèn)可和選擇偏好，天然來(lái)源的花色苷等色素深受消費(fèi)者青睞，國(guó)內(nèi)外在天然植物花色苷的保健與醫(yī)藥研究中的發(fā)展非常迅速，越來(lái)越多的植物花色苷被分離鑒定和開(kāi)發(fā)利用。目前，多種新興分離設(shè)備和技術(shù)手段不斷應(yīng)用于花色苷的提取分離，如亞臨界水溶液提取法、超高壓輔助提取法、高壓脈沖電場(chǎng)輔助提取法等，多種提取技術(shù)的聯(lián)合使用也顯著提升了花色苷的提取效率，為花色苷資源的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用奠定了基礎(chǔ)。

花色苷種類(lèi)及其含量因不同植物類(lèi)別和提取方法等而有所不同，對(duì)現(xiàn)有花色苷植物資源及分布和花色苷種類(lèi)進(jìn)行全面綜述，比較分析不同來(lái)源花色苷的提取方法，可為進(jìn)一步資源挖掘利用和提升植物花色苷的提取提供有益參考。未來(lái)花色苷研究的主要思路：一是花色苷提取所需原料的創(chuàng)新，我國(guó)富含花色苷的植物資源異常豐富，但不同來(lái)源植物的花色苷種類(lèi)和含量存在顯著差異，花色苷種類(lèi)的差異影響其保健功能的發(fā)揮，含量的差異影響其工業(yè)化提取成本，因此有必要通過(guò)研究尋找適合規(guī)?；崛〉脑?，并通過(guò)園藝性狀改良和田間種植管理等措施進(jìn)一步提升植物中花色苷含量，提高其經(jīng)濟(jì)價(jià)值；二是原材料預(yù)處理技術(shù)的創(chuàng)新，通過(guò)高效破壁技術(shù)、酶解技術(shù)、高靜水壓處理等方法對(duì)植物細(xì)胞壁進(jìn)行深度破壞，有利于植物花色苷物質(zhì)的釋放和溶出，提升花色苷的提取效率；三是花色苷提取手段的創(chuàng)新，一方面對(duì)現(xiàn)有提取設(shè)備和技術(shù)手段進(jìn)行工藝優(yōu)化和技術(shù)提升，創(chuàng)新合成新型溶劑體系、探索不同提取條件、構(gòu)建環(huán)境友好模式，提高花色苷得率，另一方面是多種新型技術(shù)的聯(lián)合使用，顯著提高花色苷穩(wěn)定性，并降低提取過(guò)程中花色苷降解和轉(zhuǎn)化帶來(lái)的損失，各種提取技術(shù)應(yīng)有利于后期分離純化，從而使其滿(mǎn)足更多領(lǐng)域的需求，開(kāi)發(fā)出更加高效、環(huán)保、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的花色苷提取分離方法，從而使花色苷得到更加廣泛的應(yīng)用，為人們的健康生活帶來(lái)更多助益。