万寿菊中叶黄素提取工艺研究现状

刘 乐，展俊岭，高子怡，赵二劳

(忻州师范学院化学系，山西 忻州 034000)

1 引言

叶黄素，学名3,3，-二羟基-α-胡萝卜素，是一种广泛存在于花卉、蔬菜、水果中的天然色素[1]。叶黄素不但具有增色作用，还具有营养与医疗保健功能，可抗氧化、清除自由基，预防和治疗由老年性视黄斑退化引发的视力退化和失明等症，以及心脑血管硬化、冠心病和肿瘤等疾病[2]，被广泛应用于医药、食品、化妆品、保健品以及饲料等领域[3]。万寿菊又名金盏菊、太阳菊、山金菊、臭芙蓉、常春花等，为菊科万寿菊属一年生草本花卉，我国北方地区大面积种植，资源丰富[4]。相关研究表明万寿菊中叶黄素含量较高[5，6]，是提取叶黄素的理想材料。目前，我国从万寿菊中提取叶黄素的研究不少，本文梳理概述我国万寿菊中叶黄素提取工艺研究现状，为深入研究万寿菊中叶黄素的提取及其功能活性提供参考。

2 溶剂浸提工艺

溶剂浸提是依据相似相溶原理，利用叶黄素在不同溶剂中的溶解度不同，选用溶解度相对高的溶剂尽量多的将叶黄素溶解出来。鲁明等[7]研究了万寿菊中叶黄素的浸提，通过单因素结合正交试验的方法，优化的最佳浸提工艺为：正己烷为溶剂，料液比(g/mL)为1∶4，提取温度40 ℃，提取次数2次，提取时间第一次3.0 h，第二次2.0 h，该工艺条件下，叶黄素浸膏得率为12.7%。汪殿蓓等[8]研究了万寿菊中叶黄素的乙酸乙酯浸提，由响应面法优化的最佳工艺为：料液比(g/mL)为1∶16.15，提取温度32 ℃，提取时间55 min。张志强等[9]优化的万寿菊叶黄素浸提和皂化工艺为：以正己烷-丙酮-无水乙醇-甲苯(10∶7∶6∶7，V/V)混合溶液为提取剂，提取温度45 ℃，提取时间20 min，以含0.4 g/mL 氢氧化钾的甲醇溶液为皂化剂，55 ℃下进行热皂化。张丹等[6]研究了万寿菊中黄色素浸提，采用正交试验确定的最佳溶剂为石油醚，最佳浸提工艺为：料液比(g/mL)为1∶8，浸提温度30 ℃，浸提时间60 min。崔振海等[2]研究得到的万寿菊叶黄素浸提工艺为：以3∶2(v/v)氯仿-乙醇混合溶液为提取剂，料液比(g/mL)1∶10，浸提时间2.0 h，浸提次数为2次。溶剂浸提是万寿菊中提取叶黄素最基本的方法，该提取工艺简单、成本较低，但也存在提取时间长、提取率较低、产品杂质含量多、有机溶剂残留等问题，一定程度上限制了其的产业化应用。

3 微波辅助提取工艺

微波辅助提取就是利用微波的瞬时穿透式加热方式，导致植物细胞壁破碎，促进有效成分溶出，有效提高产品的得率。徐霞等[10]研究了万寿菊中叶黄素的微波辅助提取，确定的工艺条件为：以石油醚为提取剂，微波功率240 W，料液比(g/mL)为1∶25，提取时间45 s。该工艺下叶黄素产量为13.43 mg/g。陈连文等[11]通过正交试验优化的万寿菊中叶黄素微波辅助提取较优工艺为：95%的乙醇为提取剂，微波功率为320 W，料液比(g/mL)为1∶100，提取时间30 s。而成功等[12]研究确定的万寿菊色素最佳微波辅助提取工艺条件为：乙酸乙酯为提取剂，微波功率560 W，料液比(g/mL)为1∶20，提取时间20 s。范建凤等[13]则研究了微波-表面活性剂协同提取万寿菊中叶黄素，由正交试验优化的工艺条件为：乙酸乙酯为提取剂，质量分数0.03%的表面活性剂Tween-20为助提剂，微波功率400 W，料液比(g/mL)为1∶60，提取时间2.0 min。该工艺下，叶黄素提取量为3.209 mg/g。显见，微波辅助提取可显著缩短提取时间，提高提取率，降低成本，但由于适于工业化生产的微波设备研发相对滞后，现仅限于实验室研究。

4 超声辅助提取工艺

超声辅助提取就是利用超声波的空化、机械、以及热效应，有效破坏植物细胞壁，使叶黄素能够快速、高效地进入提取溶剂中，提高提取效率。孟丽等[5]研究了万寿菊干花中叶黄素酯的超声辅助提取，由正交试验优化的最佳提取工艺条件为：正己烷为提取剂，料液比(g/mL)为1∶30，超声功率500 W，超声时间40 min。此工艺下，叶黄素酯提取量可达到15.5 mg/g。杨云裳等[14]研究了万寿菊中叶黄素的超声辅助提取，实验确定的最佳工艺条件为：以含乙醇40%的石油醚-乙醇溶液为提取剂，料液比(g/mL)为1∶10，提取温度40 ℃，抗坏血酸用量为7.5%，超声频率100 kHz。丁燕等[4]则研究了万寿菊叶黄素的超声辅助皂化提取，由正交试验优化的最佳提取工艺为：1 g万寿菊原料加入15%氢氧化钠乙醇溶液4.0 mL，超声功率500 W，皂化温度65 ℃，皂化时间3.0 h。该工艺条件下，叶黄素提取量为0.8734 mg/g。超声辅助能提高叶黄素的溶出速度，缩短提取时间，提高收率，也节省溶剂的消耗，减少高温对叶黄素的影响，有效解决超声波对环境的污染问题后，超声辅助提取具有广阔的应用前景。

5 超临界CO2萃取工艺

利用超临界CO2从万寿菊中提取叶黄素就是将万寿菊花经发酵、干燥、粉碎后，用超临界CO2以乙醇作夹带剂萃取万寿菊花浸膏，然后用氢氧化钾皂化万寿菊花浸膏[15]。马清香等[16]研究了万寿菊中叶黄素的超临界CO2萃取，确定的最佳工艺为：万寿菊粒径40目，萃取温度60 ℃，萃取压力30 MPa，流速15 L/h，萃取时间6h。宋大巍等[17]以万寿菊干花颗粒为原料，对超临界CO2萃取万寿菊黄色素工艺进行了研究，通过响应面确定的最佳萃取工艺条件为：萃取温度60 ℃，萃取压力48.6 MPa，萃取时间180 min，此工艺下，万寿菊黄色素的得率可达8.41 mg/g。超临界CO2萃取具有工艺简单、能耗低、环境友好、安全、无毒、不破坏活性成分等优点，是一种适于工业化产生应用的万寿菊叶黄素萃取工艺，值得深入研究。

6 结语

叶黄素作为一种天然色素，兼具增色与营养功效，应用潜力巨大。从万寿菊中提取叶黄素，我国有明显的资源优势。目前，虽然我国有关万寿菊中提取叶黄素的研究不少，但相对而言，相关研究还不够系统，万寿菊叶黄素产业化生产的效益还不高。今后应借鉴其它天然色素提取的现代化技术，创新万寿菊叶黄素提取工艺，深入研究万寿菊叶黄素与其功能活性的关系，拓宽叶黄素的应用领域，使万寿菊叶黄素在发展国民经济、促进人类健康生活中发挥更大的作用。

ResearchProgressonExtractionTechnologyoftheLuteininMarigold

Liu Le, Zhan Junling, Gao Ziyi, Zhao Erlao

(DepartmentofChemistry,XinzhouTeachersUniversity,Xinzhou,Shanxi, 034000,China)

Abstract: The lutein is a kind of natural pigment, which was served as colorant and bioactive substances. Thus, it should be possessed a good application prospect of industrialization, such as food, cosmetics, fodder and so on. The research progresses on the extraction technology of lutein in marigold were reviewed in this article, which provided a reference for its further research and development.

Keywords: marigold; lutein; extraction