柑橘有效化学成分提取方法的研究进展

2012-08-15汪葵

绿色科技 2012年11期

汪葵

（江西环境工程职业学院，江西赣州341000）

1 引言

中国是柑橘的重要原产地之一，也是世界上栽培柑橘历史最早的国家［1］，柑橘资源非常丰富，优良品种繁多。柑橘果实营养丰富，色香味兼优，既可鲜食，又可加工成以果汁为主的各种产品。柑橘皮中主要含有香精油、果胶、橘皮色素、黄酮类化合物、膳食纤维以及类柠檬苦素等［2］，它们不仅拥有良好的药用价值，而且在香料、食品、以及化妆品生产中也有广泛的应用前景。近年来，柑橘中潜在的有效化学成分越来越多地被提取分离出来，因此，本文对柑橘有效成分的提取方法作一概述，旨在为科研工作者提供参考。

2 柑橘有效成分提取方法

2.1 压榨法

压榨法是提取柑橘皮香精油的传统方法之一，主要采用机械操作。先将新鲜柑橘皮以饱和的石灰水预处理，目的是使果皮变脆硬，油胞易破，利于压榨。预处理后的果皮用压榨机榨油，压出的香精油用水冲下，经过滤后，再通过高速离心机中分离出香精油，所以此方法也叫做压榨离心法。该方法的缺点是压榨法得到的精油纯度低，出油率低，制作周期长。

2.2 浸提法

浸提法是使用溶剂提取植物中有用化学成分的方法［3］。在柑橘有效成分的提取中，常用的溶剂是水和有机溶剂。根据相似相溶原理，提取柑橘中水溶性的化学组分用水做溶剂，而油溶性组分是使用有机溶剂通过浸渍、蒸发、提纯得到的。常用的有机溶剂主要包括酒精、甲醇、醚类、烷烃类、酯类以及芳香烃类化合物。以有机溶剂浸提柑橘皮中香精油为例，介绍浸提法的步骤。浸提前先将柑橘皮破碎，使之达到一定的破碎度，将其保持在较低温度以免浸出的香精油挥发，用有机溶剂在较大密封容器内浸渍，时间一般是3～12h。浸渍完毕，将容器内的大部分浸提液放出，同时轻轻压出柑橘皮中的残留浸液，如此反复浸渍3次，最后得到较浓的带有原料色素的有机溶剂浸提液，接着蒸馏，即得香油精粗提取物。2004年，丁晓雯等人利用正丁醇、乙酸乙酯等溶剂作为浸提剂对柑橘皮进行提取，得到了柑橘皮提取液，并分析了柑橘皮提取液的抗氧化与保健功能［4］。

2.3 水蒸气蒸馏法

水蒸气蒸馏法是指将含有挥发性成分的天然植物与水共蒸馏，使挥发性成分随水蒸气一并馏出，经冷凝分取挥发性成分的浸提方法。该法适用于具有挥发性，能随水蒸气蒸馏而不被破坏，在水中稳定且难溶或不溶于水的药材成分的提取。水蒸气蒸馏法可分为共水蒸馏法、通水蒸气蒸馏法、水上蒸馏法。该方法的缺点是橘皮中的高沸点香料成分不易提取。1997年，陈纯馨等人利用水蒸汽蒸馏法和浸提法对柑橘中的香精油进行了提取，并考察了果皮破碎度、果皮品种、提取溶剂和添加剂等因素对香精油提取率的影响［5］。

2.4 有机溶剂萃取法

有机溶剂萃取法液是一种传统的提纯方法，常用的有机溶剂有石油醚、正己烷、环己烷、乙醚、乙酸乙酯、三氯甲烷、甲醇等。理想的溶剂必须拥有较高的热稳定性和化学稳定性，并且有较低的毒性和腐蚀性，价格低廉，来源广泛等特点。事实上，这种集多种优点于一身的理想溶剂目前还不存在，各种溶剂都有一定的优缺点。有机溶剂萃取法的缺点是有机溶剂残留、有毒、萃取时间长、效率低。2010年，谢加凤等人利用有机溶剂萃取的方法从金柑中提取了金柑子油，作者通过考察不同溶剂、改变提取时间、料液比及提取温度等因素对金柑子油提取率的影响并研究了其最佳提取工艺［6］。

2.5 超声波法

最近几年，超声波技术已经广泛的应用于提取各种天然活性物质。与传统的提取方法比较，超声波法具有低温、快速、高效、环保等优势。

2008年史徳芳等人以鄂柑1号为材料研究超声波提取柑橘皮总黄酮的优化工艺，发现鄂柑1号果皮总黄酮得率大于6.2%的提取条件为提取温度54.8～58℃，溶剂乙醇体积分数40%～44.6%，液料比10～12.55mL：1g［7］。2010年，张玉等人使用响应面法优化柑橘皮渣中类黄酮的超声波提取工艺，作者以水替代有机溶剂提取类黄酮，在单因素试验的基础上，利用二次旋转组合试验设计及响应面分析法，优化超声波处理时间、超声功率、超声温度及料水比与类黄酮得率之间的数学模型，进而得出超声波法提取类黄酮的最佳工艺［8］。2011年，韦媛媛等人利用超声波辅助的方法提取了柑橘皮中橙皮苷，并优化了其提取工艺流程［9］。

2.6 微波萃取法

微波萃取技术也是提取植物有效成分的先进技术，逐渐受到国内外科技工作者的重视。该技术主要用于生物碱类、蒽醌类、黄酮类、皂苷类、多糖、挥发油、色素等的提取。其工作原理是物料吸收一定的微波能后通过偶极子旋转和离子传导两种方式同时加热，产生大量的热量使胞内温度迅速上升，液态水汽化产生的压力将细胞膜和细胞壁冲破，形成微小的孔洞，使胞外溶剂容易进入细胞内，溶解并释放出胞内产物，使化学成分很容易地从药材内部扩散到萃取溶剂中，大大缩短了加热时间，提高了萃取效率。其提取工艺流程可以概括为选料——清洗——粉碎——微波萃取——分离——浓缩——干燥——粉化——产品等步骤。该方法的缺点是辅助萃取技术的工业应用尚处于初期阶段，还有许多理论和实践问题尚未解决。2007年，李智力利用微波萃取的方法从柑橘皮中提取了黄酮类化合物，并以以芦丁作为标准品，采用分光光度法对柑橘皮中黄酮的含量进行测定，该方法简便可靠、快速、效率高［10］。2007年，张彬等人采用微波辐射法提取桔皮中香精油，作者通过改变萃取剂的用量、温度及萃取时间和微波的功率得出微波辐射法提取香油精的最佳工艺为：30g新鲜桔皮浸润在60mL，无水乙醇中，在微波功率为300w，微波温度55℃，微波辐射时间2min的条件下，香精油的得率为2.17%［11］。

2.7 超临界二氧化碳萃取技术

超临界提取就是利用超临界流体为萃取剂提取液体或固体中某些有效成分的分离技术，最常用的超临界流体是二氧化碳。超临界流体粘度与气体接近，是液体的1%，而扩散系数比液体大100倍，因而传质速度快，当温度、压力有较小变化时会导致它对混合物各组分溶解度有很大变化。萃取剂回收方便并易除尽。由于超临界二氧化碳萃取技术在低温无氧环境下进行，适于提取各种热敏性和易氧化物质，耗能低，无溶剂污染问题，萃取的得率高，已广泛应用于食品和香料工业生产。Temelli等人报道，用超临界二氧化碳在8.3MPa、70℃的条件下处理柑橘油，几乎完全除去萜烯类化合物，剩下的是高浓度的含氧化合物［12］。2004年，客慧明等人建立了一套用超临界CO2萃取法提取柑橘皮中具有抗癌生物活性的黄酮、用硅胶柱作为预处理柱、以二氯甲烷作为洗脱剂、、并用高效液相色谱法测定柑橘皮中黄酮的含量的方法，。并通过实验指出表明超临界CO2萃取该法提取柑橘皮中的黄酮的萃取率和选择性都好于有机溶剂萃取法，黄酮的萃取率是有机溶剂萃取法的2倍，。与传统的有机溶剂萃取法相比，超临界CO2萃取法具有省时、萃取效率高且无有毒废弃物等优点［13］。2008年，周鸣谦等人利用超生强化超临界二氧化碳萃取技术对柑橘落果活性成分进行了提取，并加以分析，发现温州蜜柑、哈姆林甜橙、冰糖橙、脐橙、椪柑落果中的活性成分以辛弗林与橙皮苷为主，论文还对超生强化超临界二氧化碳萃取机理进行了研究［14］。