对柑桔皮类胡萝卜素提取的认识

郭纯宇

摘要：柑橘类胡萝卜素组成非常丰富，而且含量较高，是人们从外界摄取类胡萝卜素的主要来源之一，对人体提高维生素A摄取量和预防慢性疾病有一定帮助，因此认识和研究柑橘皮类胡萝卜素提取具有重要价值。本文主要阐述对柑桔皮类胡萝卜素提取的认识，包括提取的方法和提取后的应用方面的分析。

关键词：柑橘皮;类胡萝卜素;提取

柑橘主要包括了柑、橘、橙、枳、柚等等，它是芸香科、柑橘亚科、柑橘亚族的常绿植物，且屬于常绿小乔。柑橘可以说是世界第一大果业产业，种植面积超过700万公顷，其种植区域遍布全球135个国家和地区，年产量超过1亿吨。在我国主要种植在长江以南各省。柑橘已经成为世界上重要的水果之一，而且产量也基本上为世界之首，加之它本身有很高营养和保健价值，所以也已经成为世界第一水果。我国柑橘产业无论从种植面积还是产量上位居世界之一，目前已经进入一个高产量、多品类的快速发展阶段。柑橘除了生鲜食用外，还可以用于加工，在加工生产中，可以产生约30-40%的皮渣，这些皮渣中含有多种非常有用的成分，如类柠檬烯、类胡萝卜素、类黄酮等等。在整个柑橘类加工生产的副产品果皮用于制成中药、提取果胶、制取精油，而还有大部分没有得到合理利用，因此，需要我们认真研究和利用。

一、对类胡萝卜素的认识

类胡萝卜素是柑橘果肉、果汁和果皮的主要呈色物质，其种类和含量多少是柑橘制品的重要指标。类胡萝卜素也是一类天然色素，它给动植物赋予了不同色泽，包括红、橙、黄等，同时它还有重要的生理功能。类胡萝卜素许多具有维生素A原活性，具有抗氧化能力，可以捕获过氧化自由基和淬灭单线态氧等。这些特性决定了，类胡萝卜素在提高人体免疫力、预防老年眼疾、预防心血管疾病、抗击癌症等方面都具有明显作用。

在初步认识了类胡萝卜素之后，还需要了解类胡萝卜素不同类型、结构、生物来源、分布等等，根据相关研究成果，类胡萝卜素主要分为以下几种：无环叶黄素类，它属于光合细菌叶黄素类型，与植物里叶黄素有明显区别，在开链分子末端含有甲氧基和羟基。指环族叶黄素，它是高等植物中含量最为丰富的类胡萝卜素，如玉米黄素、叶黄素等等，它是α-胡萝卜素、β-胡萝卜素的羟基衍生物。芳香族类胡萝卜素，它的主要特征是分子末端有1，2，5-或1，2，3-三甲基笨基团，如臭克酮等。丙二稀系类胡萝卜素，它的结构中含有丙二稀末端基团，如新黄质等。环戎基酮类胡萝卜素，它的主要特征是分子末端有酰基环戊醇环，如辣椒红素。高类胡萝卜素，它是在碳架上多于40个碳原子的类胡萝卜素。环氧类胡萝卜素，它分子中含有环氧基，通常是5，6-环氧或5，8-环氧，如花药黄素。炔属类胡萝卜素，这种色素结构中含有C，如异黄素。无环胡萝卜素类，这类是开链的碳氢化合物，如番茄红素等。脂环族胡萝卜素，这类中没有含氧基团、末端有α或β紫罗酮环，区别为单双环两种。

二、类胡萝卜素提取方法

对于柑桔皮类胡萝卜素的提取，其工艺和溶剂选择，都会关系到提取成分的数量和质量，如果有后续工艺也会对其产生一定影响，所以提取方法的选择至关重要。目前的可供选择的方法有以下几种：酶催化反应法、有机试剂提取法、超声波辅助提取法、微波辅助提取法、超临界流体提取法等。

一是酶催化反应法。这种方法是近年来逐步成熟和应用的，它是利用了生物提取技术，即酶的催化专一性进行提取的。应用酶催化反应可以有效进行成分释放，将其组织分解。有研究成果表明利用酶催化反应法相比于利用有机试剂提取，提取时间缩短了，提取率也有较大提升。

二是有机试剂提取法。这种方法的原理是利用不同色素对于有机溶剂的溶解性不同，将需要的成分提取出来。类胡萝卜素是一类组成较为复杂的混合物，对于不同结构需要选择不同的试剂。如含氧胡萝卜素可以使用丙酮有机试剂等。这里需要说明的是，目前还没有发现哪类溶剂能够适合于所有类胡萝卜素的提取。

三是超声波辅助提取法。这种方法的原理是借助超声波使溶剂内形成小气泡并击碎，使得在较短距离内产生高压和高温，进而破碎组织细胞，可以实现在较短时间内提取类胡萝卜素。

四是微波辅助提取法。对于运用有机试剂提取法，其一些试剂不太容易渗入细胞膜和细胞壁，进而会出现对提取数质量产生影响等情况。借助微波进行辐射，可以使强极性分子溶剂瞬间产生极化，同时以一定频率进行极性变换运动，这会使细胞液膜和细胞壁达成一定的“扰动”效应，进而使细胞壁破裂，达到元素尽快溶解出来。利用微波进行辅助可以缩短提取时间，进而降低有机试剂消耗，提高提取率。这种方法已经在相关实验中得到验证。

五是超临界流体提取法。这种方法也是近些年研究成熟并发展起来的，它是在一定压力下，利用气体流动特性和液体溶解特性，将脂溶性物质从混合物提取出来，这样类胡萝卜素就可以分离出来。这种方法通过一些研究文献看出，也已经开始进行应用了。

三、类胡萝卜素提取应用

类胡萝卜素被提取出来，在一些方面具有很多作用，如生物、医学等方面，下面分别进行阐述。

一是光保护作用。类胡萝卜素属于光敏性物质，可以发挥物质本身的光保护作用，通过保护可以防止紫外线对皮肤和眼睛的损害。有研究成果表明，类胡萝卜素可以对中波红斑效应产生的紫外线起到有效抑制作用。还有其叶黄素等对眼睛可以起到光保护作用，并防止视网膜组织氧化，进而保护眼睛的健康。

二是抗氧化作用。由于类胡萝卜素可以对单线态氧进行淬灭和对自由基进行清除，所以它具有较强的抗氧化活性。关于类胡萝卜素抗氧化作用，早在上个世纪60年代已有相关研究成果和报道，类胡萝卜素在低氧分压条件下可以起到抗氧化作用，在高氧分压条件下，在过氧自由基是活泼的情况下则在体外脂质过氧化的体系中表现为促氧化。近些年，研究人员也对抗氧化作用进行了更为深入的研究，如有研究成果表明，类胡萝卜素在低氧压条件下可以有效抑制AAPH自由基引发的DNA链断裂，在高氧压条件下则表现为促氧化作用。还有类胡萝卜素对叶绿素引起的棕榈油光敏过氧化有很好的抑制作用等等。

三是抗癌作用。类胡萝卜素抗癌作用主要表现在，它可以提高细胞间隙的连接通讯，使癌细胞受周围环境的影响，来达到抑制癌细胞繁殖的目的;同时，它还可以活化人体的免疫细胞，增强机体的免疫功能，甚至是可以通过调节信号通道，来达到控制癌症基因增量的目的。比如叶黄素等在人体内代谢的产物可以有效预防癌症。

四是预防心血管疾病作用。类胡萝卜素通过同步降低脂蛋白的氧化修饰和增加高密度脂蛋白的含量，来增强内皮细胞的连接通讯和封锁脂肪氧合酶活性，来达到降低发生心血管疾病的几率。有研究成果表明，类胡萝卜素的多少与冠心病发生呈显著负相关。

五是抗骨质疏松症作用。类胡萝卜素主要是通过诱导细胞凋亡和增强细胞间通讯来达到调节骨细胞生长的目的，进而可以有效预防骨质疏松的发生。

参考文献：

[1]杨姗，杨文友，胡婷婷，吕月梅，杨亚运，唐发琴.柑橘皮中类胡萝卜素的提取研究[J].广东化工，2013（22）.

[2]张嘉荟，方志宇，李雪.柑橘皮中类胡萝卜素提取的研究进展[J].食品安全导刊，2017（10）.