柑橘水果中黃酮類物質(zhì)的提取方法生物活性及應(yīng)用研究進(jìn)展

葉沛銘，梁雅慧，吳穎妍，王 鋒，馬路凱，劉袆帆，王 琴，肖更生

（仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院輕工食品學(xué)院，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部嶺南特色食品綠色加工與智能制造重點實驗室，廣東省嶺南特色食品科學(xué)與技術(shù)重點實驗，廣東 廣州 510225）

0 引言

我國柑橘水果種植面積龐大，柑橘資源非常豐富，其加工與利用有巨大的發(fā)展?jié)摿1]。柑橘水果中富含多種活性物質(zhì)，黃酮類化合物是主要活性成分之一，其主要分布在柑橘果皮、橘絡(luò)等。目前，從柑橘中分離得到的有60 多種類黃酮單體[2]。利用多種方法從柑橘水果中提取黃酮類物質(zhì)，不同提取方法的提取效果具有較大差異[3]。有研究表明，柑橘黃酮物質(zhì)有抗氧化、抗衰老、抗增殖等生理活性[4]。近年來，隨著柑橘水果活性物質(zhì)的研究不斷深入，對于柑橘黃酮類物質(zhì)的研究更加廣泛[5]?？偨Y(jié)了柑橘水果黃酮的提取方法、生物活性及食品工業(yè)應(yīng)用，為柑橘水果黃酮類物質(zhì)的研究提供了參考。

1 柑橘水果中黃酮類物質(zhì)的提取方法

1.1 溶劑浸提法

作為一種傳統(tǒng)提取方法，溶劑浸提法被廣泛使用。聶超[6]利用乙醇作為提取溶劑，采用加熱回流法，使用乙醇體積分?jǐn)?shù)60%～80%提取氧基黃酮、黃烷酮、蕓香柚皮苷等的提取率達(dá)到最高。利用乙醇、NaOH 溶液、石灰水3 種溶劑提取柑橘皮黃酮，石灰水和NaOH 法提取得率相似，均高于乙醇提取法[7]。溶劑浸提法雖然簡單，但一般需要大量有機溶劑，成本過高[8]，應(yīng)該與其他提取方法相結(jié)合或者使用更好的提取溶劑。有研究表明，使用甲醇作為提取溶劑，在浸提時間4 h 的條件下，總黃酮提取率為4.96%，高于乙醇的總黃酮提取率[9]。

1.2 酶法提取

酶法提取方法簡單綠色、反應(yīng)條件溫和，但提取溫度不可過高，可結(jié)合其他提取方法有效提高提取效率。使用5%復(fù)合酶結(jié)合微波輔助提取法，在酶解時間為1.5 h，酶解溫度50 ℃，乙醇體積分?jǐn)?shù)73%的條件下，橙皮黃酮提取率為3.96 g/100 g[10]。配合使用振蕩- 回流提取法，質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%乙醇作為提取劑，pH 值為4.83，提取時間為1.5 h，提取溫度為50 ℃的條件下，使用0.32%復(fù)合酶（纖維素酶∶果膠酶= 1∶2） 可以有效提高提取效率，橘紅總黃酮質(zhì)量濃度達(dá)到51.03 mg/mL[11]。

1.3 超聲波輔助法

利用超聲波作用對黃酮類物質(zhì)的高效提取，影響提取率的主要因素有超聲波功率、超聲處理時間、提取溫度、料液比、溶劑濃度等條件。超聲波輔助提取時，料液比對提取率的影響最大，在料液比為1∶20 時，黃酮提取率最大達(dá)到3.645%[12]。改變提取溶劑也可提高提取率，在超聲功率90 W，提取溫度42 ℃，提取時間82 min 的提取條件下，使用等比例混合的氯化膽堿和醋酸的低共熔溶劑，蕓香柚皮苷、橙皮苷與柚皮苷的含量分別達(dá)到3.36%，15.96%，0.629%[13]。該提取方法條件溫和，提取速度快，黃酮類物質(zhì)提取率較高。與NaOH 堿液為提取溶劑相比，使用低共熔溶劑的橙皮苷提取率提高10%[14]。

1.4 超臨界流體萃取法

超臨界流體萃取法是一種集成目標(biāo)成分高效提取和有效分離的方法。CO2流體作為一種最常見的超臨界流體，被廣泛應(yīng)用于橙皮苷、橘皮素等活性成分的分離提取[15-16]。利用CO2流體和乙醇提取陳皮中的多甲基黃酮，優(yōu)化提取條件（壓力、溫度、時間和料液比），黃酮含量達(dá)到58.7%。Oba C等人[17]以溫州蜜柑為原料，探究乙醇對超臨界CO2萃取川陳皮素的影響，體積分?jǐn)?shù)50%乙醇可以顯著增加提取物的成分種類和濃度，有效提高了提取物的生物活性。超臨界流體萃取法結(jié)合溶劑浸提法在一定程度上能夠提高目標(biāo)成分的提取率[18]。

1.5 其他提取方法

目前，柑橘類水果黃酮物質(zhì)提取技術(shù)日益進(jìn)步，提高了黃酮物質(zhì)的提取率，大大提高了柑橘類水果的利用價值。在溶劑提取法的基礎(chǔ)上，以柑橘皮為原料，先利用纖維素酶對柑橘皮進(jìn)行處理，并利用甲醇提取總黃酮。在酶添加量0.6%，酶解時間3 h，酶解溫度63 ℃，pH 值3.7 的條件下，柑橘皮黃酮類化合物的含量為9.87 mg/g，減少甲醇的使用，提高了黃酮提取率，也縮短了提取時間[19]。利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為54%的三丁基己基溴化膦的離子液體作為提取溶劑，并結(jié)合超聲輔助提取法，黃酮提取量達(dá)到69.13 mg/g[20]。

2 黃酮類物質(zhì)的生物活性

2.1 抗氧化性

目前，可通過自由基清除能力分析柑橘黃酮的抗氧化能力。研究表明，川陳皮素的抗氧化作用比橘皮素更強，抗氧化能力由高到低分別是5 - 羥基川陳皮素、川陳皮素、橘皮素、5 - 羥基橘皮素[21]。柑橘皮總黃酮提取物質(zhì)量濃度為0.025～0.25 mg/mL時，對自由基具有良好的清除作用[22]，柑橘皮總黃酮的自由基清除率，在高濃度條件下優(yōu)于蘆丁[23]。

2.2 抗癌活性

柑橘內(nèi)黃酮類物質(zhì)對乳腺癌細(xì)胞、肝癌等細(xì)胞具有良好的抑制作用。柑橘的不同部位分布著不同含量、不同種類的黃酮物質(zhì)，李云等人[24]對柑橘的橘核與橘絡(luò)中進(jìn)行研究，與抑制乳腺癌細(xì)胞有關(guān)的是諾米林。以橘實為原料，提取出橘皮晶、蜜橘黃素、4′,5,7,8- 四甲氧基黃酮3 種多甲氧基黃酮。通過體外抑制人乳腺癌及人肝癌細(xì)胞的增殖作用，表明三者都有一定的抑制作用，橘皮晶對癌細(xì)胞的抑制作用最大[25]。

2.3 抗衰老

楊雪妍[22]使用不同的川陳皮素濃度飼養(yǎng)秀麗隱桿線蟲，川陳皮素可明顯有效延長野生型秀麗隱桿線蟲的壽命，延緩有關(guān)年齡的衰退，提高其抗逆性。利用黃酮對老年小鼠進(jìn)行抗炎與抗衰老研究，試驗組中對老年小鼠黃酮類化合物80 mg/（kg·d） 灌胃，對照組使用生理鹽水灌胃[26]。通過分析老年小鼠體內(nèi)多種氧化酶活性與記錄老年小鼠通過平臺次數(shù)，試驗組老年小鼠體內(nèi)氧化酶活性相對較低，且通過平臺次數(shù)多于對照組。柑橘黃酮類物質(zhì)有一定抗衰老作用，可有效改善老年小鼠的學(xué)習(xí)記憶能力，減輕腦內(nèi)炎癥。

2.4 神經(jīng)保護(hù)作用

橘實黃酮提取物可以有效抑制6 - 羥基多巴胺所致PC12 細(xì)胞的損傷，為黃酮物質(zhì)的神經(jīng)保護(hù)作用研究提供了依據(jù)[27]。常姍等人[28]研究分析了川陳皮素對阿爾茨海默病小鼠海馬區(qū)神經(jīng)細(xì)胞的修復(fù)作用，提高了小鼠的學(xué)習(xí)與記憶能力。邵延萱等人[29]研究顯示柑橘素能夠減輕癲癇大鼠腦細(xì)胞的凋亡、降低氧化反應(yīng)，減輕癲癇的發(fā)作。

2.5 抗炎抑菌作用

炎癥可導(dǎo)致自由基的增加、血管通透性改變等[30]。Ma H 等人[31]研究了橙皮素對呼吸機誘導(dǎo)的急性肺損傷的保護(hù)作用，橙皮素可以提高過氧化物酶增殖物激活受體的表達(dá)，抑制核因子的激活通路。柑橘黃酮類物質(zhì)不僅具有抗炎效果，還有良好的抑菌效果。柑橘黃酮類物質(zhì)對多種霉菌具有較好的抑制效果[32]，對黑曲霉的抑制作用更強[33]。張麗杰等人[34]研究了柑橘皮渣粗提取物對細(xì)菌的抑菌效果，經(jīng)過高溫處理仍有一定抑菌效果。

3 柑橘黃酮類物質(zhì)在食品工業(yè)中的應(yīng)用

3.1 食品天然抗氧化劑

柑橘提取物內(nèi)含有黃酮等活性物質(zhì)，大部分具有抗氧化的作用。在雞飼料內(nèi)加入一定量的柑橘提取物，可以有效提高黃羽肉雞血漿中谷胱甘肽過氧化物酶的活性，極大地提高了其抗氧化能力。將黃酮提取物質(zhì)用于鮮豬肉的涂膜保鮮研究，黃酮類物質(zhì)可以有效提高冷卻肉的色澤，抑制細(xì)菌生長，保證了肉品的新鮮度和風(fēng)味[33]。

3.2 功能性食品

廣陳皮在陳化過程中黃酮種類及其含量呈增加趨勢[35]。柑橘的酵母菌發(fā)酵液有降低細(xì)胞內(nèi)甘油三酯的含量，減少脂肪肝的風(fēng)險[36]。高脂飲食喂養(yǎng)的小鼠長期補充橘皮素可以有效預(yù)防肥胖，改善腸道菌群，調(diào)節(jié)體內(nèi)炎癥反應(yīng)。李淑珍等人[37]向餅干加入柑橘多甲氧基黃酮用于小鼠飼喂試驗，含有黃酮的餅干可抑制高血脂小鼠質(zhì)量的增長，改善高脂模型小鼠的脂代謝異常情況，對功能性食品的開發(fā)具有重要意義。

3.3 食品天然甜味劑

新陳皮苷、二氫查爾酮等甜度大，不但口感較好，且能有效抑制苦味，在食品工業(yè)中具有極大的應(yīng)用價值。通過優(yōu)化合成條件制備新橙皮苷二氫查耳酮，并對其進(jìn)行復(fù)合改性，研究不同改性物質(zhì)對溶解度、溶解速率、甜度值的影響，滿足了不同領(lǐng)域?qū)μ鹞秳┑囊蟆?/p>

4 結(jié)語

我國擁有豐富的柑橘資源，每年可生產(chǎn)大量柑橘和柑橘副產(chǎn)品。黃酮類物質(zhì)作為柑橘中一種常見的生物活性物質(zhì)，可利用溶劑浸提法、酶法提取、超聲波輔助法、超臨界流體萃取法等方法提取。黃酮類物質(zhì)具有抗氧化、抗炎、抗癌、抗衰老等生物活性，在食品工業(yè)中具有較高的應(yīng)用前景。