植物多酚類化合物提取技術概況

張錦榮 王彥陽

文章編號： 1005-2690（2019）09-0024-02? ? ? ?中圖分類號： TQ914? ? ? ?文獻標志碼： B

摘? ?要：植物多酚屬于植物次生代謝產物，有獨特生理功能和藥物活性。植物多酚的提取因其抗氧化、降壓、抗癌等保健作用而受到廣泛關注和研究。介紹了植物多酚的分類及各類提取技術的優缺點，為植物多酚的后續研究積累信息，為植物的進一步開發利用提供參考。

關鍵詞：多酚;提取方法

植物多酚在植物葉、植物枝干、植物根莖及花果中均有分布，對植物的生長及代謝起重要作用。植物多酚是一類次生代謝產物，含有多種廣泛存在于植物中的酚羥基化合物。植物多酚通常指的是單寧或鞣質，廣義上植物多酚還包括槲皮素、芹黃素、染料木素、沒食子酸、橙皮素等多種天然小分子酚類[1]。大量文獻表明，植物多酚種類繁多，有報道研究指出，植物界有超過8 000多種植物多酚及其衍生物。植物多酚除了具有抗氧化作用外，還具有其他生物活性，如預防阿爾茨海默病、抗炎、抑菌、抗癌、調節腸道菌群和心血管疾病等。它們被廣泛應用于醫藥和保健品[2]。近年來，植物多酚作為天然產物開發已成為各國的研究熱點，許多研究提出采用不同的提取技術來提取植物多酚并對比其含量，以找出最佳提取植物多酚的方法，從而進一步對植物多酚進行開發利用。本文綜合了近年來不同植物多酚的提取技術，并對這些提取技術進行了比較，為今后植物多酚的進一步提取技術研究提供理論參考。

1? ?按植物多酚的結構分類

在眾多的次生代謝產物中，具有芳香或酚環結構是植物多酚的特征[3]。茶、巧克力、咖啡、葡萄酒、蔬菜和水果的多酚都很豐富，它們具有很強的抗氧化能力。根據植物多酚的結構，可將其分為8類[4]。主要包括槲皮素、山奈酚、楊梅素在內的黃酮醇類;有包括木犀草素、芹黃素在內的黃酮類;有包括大豆苷元、染料木素在內的異黃酮類;有柚皮素、橙皮素在內的黃烷類;有包括柚皮素、橙皮素在內的花色苷類;有包括兒茶素、表兒茶素、沒食子酸、沒食子兒茶素酯在內的黃烷三醇類;有包括綠原酸、單寧酸在內的酚酸類;有包括白藜蘆醇在內的芪類。

2? ?植物多酚不同提取方法介紹

近年來，植物多酚的提取工藝隨著科學技術的發展被不斷優化，董科、冷云、何方婷等人的研究綜述指出，各種不同的提取方法均得到長足發展，使多酚產量得到了很大的提高。

例如，超臨界流體提取、高壓脈沖電場法和組合法等新的和改進的提取技術，正在逐步取代傳統的提取技術，并在植物多酚提取領域得到應用和發展。在傳統的萃取方法中，溶劑萃取法是最經典的，目前新的提取方法主要有利用超聲波提取植物多酚、利用微波技術提取多酚、利用閃蒸技術提取多酚、利用生物酶降解技術提取多酚、利用樹脂吸附技術提取多酚、利用超臨界流體技術提取多酚和利用高壓脈沖電場技術提取多酚等。

2.1? ?利用溶劑萃取技術提取多酚

利用溶劑萃取技術是提取植物多酚方法中最經典、應用最廣泛的。在溶劑萃取該方法中，常用的溶劑主要有甲醇、水、乙醇等極性物質，根據“相似溶解性”原理，極性物質易溶于極性物質，多酚物質便被分離出來。溶劑萃取技術原理簡單且操作方便，相對成本比較低，因而被廣泛應用。溶劑萃取植物多酚法中，影響植物多酚提取率的因素多，控制難度大，多數萃取劑都是會污染環境的有機溶劑，對研究人員的健康也有影響。同時，溶劑萃取植物多酚技術耗時長，因此，逐漸在各種提取技術的發展中被淘汰。劉繼攀、李佳歡、張紫華等人關于真姬菇水溶性多酚的提取研究結果表明，真姬菇水溶性多酚最佳工藝條件是提取多酚溫度43 ℃，料液比28∶1，提取多酚時間4 h。在此參數條件下，真姬菇多酚用水做萃取劑效果較好。干櫻桃中的多酚提取中，用乙醇提取法萃取結果表明，乙醇提取劑的濃度對多酚的獲得影響較大，而與提取時間關系不大。

2.2? ?利用微波技術提取植物多酚

微波提取技術是利用微波所產生的電磁場，加速植物多酚的分子由植物內部向溶劑擴散的速率，從而有效地阻止植物多酚在高溫下被氧化破壞，微波提取植物多酚技術因高效、廉價、環保得到廣泛應用。利用微波技術結合傳統溶劑加熱法提取植物多酚，可使植物在短時間內受熱均勻，提取速度加快，有效防止植物多酚被破壞，使提取出的植物具有良好的外觀和色澤。謝小花、戴緣緣等人研究表明，用50%乙醇溶液來提取茶多酚，液料比為9∶1，提取18 s，微波浸提2次，綠茶中茶多酚提取率可達20%以上。

2.3? ?利用超聲波技術提取植物多酚

利用超聲波產生的微氣核造成的機械破碎、空化效應及熱效應，使細胞內植物多酚加速釋放，溶解在溶劑中是超聲波技術提取植物多酚的原理。提取液向溶劑的擴散速度被加快，從而縮短植物多酚的提取時間。陳云等人在超聲波輔助提取碧螺春茶多酚研究中的結果表明，碧螺春茶多酚提取率最佳提取工藝條件為超聲波功率369 W，提取時間為30 min，此時茶多酚提取率的實驗值與理論預測值相差不大。

阮靜軍、韋小寶、嚴俊等研究黃秋葵總酚超聲提取工藝時，得到最佳提取工藝條件是超聲溫度51.2 ℃時，多酚得率20.43 mg/g。齊娜等人研究了如何優化超聲輔助提取蘋果多酚的工藝，最佳條件下紅肉蘋果多酚得率為2.135 mg/g。

2.4? ?利用閃式技術提取植物多酚

閃式提取技術關鍵點是其設備系統，主要是動力系統和破碎刀具。閃式提取法本質上是溶劑提取法中的一種，主要是通過高速的震動攪拌和滲濾，然后通過過濾將植物組織中的植物多酚有效擠壓出去，提取植物多酚完成。通過高速旋轉鋒利的刀頭來破碎植物，并對破碎粒度控制，這樣可以有效提升植物多酚提取效率，同時還可以平衡植物組織內外的化學成分。一般情況下，高速電機帶動提取刀具工作只需要60 s就可以完成一次植物多酚提取，過濾后還可以進行兩次重復提取而不破壞多酚結構等優點。

張晴晴及陳良勝等人從柴胡的干燥根中提取柴胡皂苷，分別采用了乙醇回流法和閃式提取法，結果表明閃式提取法具有更高的提取效率，花費時間短，節能性好。李嬌等人分別用超聲法、水提法、閃式提取法等提取石斛素成分，結果表明，閃式提取法比傳統水提法具有更高的植物多酚提取效率。

2.5? ?利用生物酶解技術法提取植物多酚

生物酶提取技術是利用酶的水解過程，幫助植物多酚更好地釋放到提取溶劑中。生物酶提取技術被認為是一種綠色技術，有研究者表明在植物中生物酶通過水解細胞壁等成分，使細胞內物質溶出，從而提高了植物的多酚提取率。

2.6? ?利用大孔樹脂吸附技術提取植物多酚

大孔吸附樹脂應用廣泛，是一類有機高分子聚合物吸附劑，由交聯劑、聚合單體、分散劑、致空劑等添加劑聚合反應而成，因具有多孔結構和選擇性吸附功能，可從植物中提取植物多酚。

大孔吸附樹脂法提取植物多酚因其穩定性高、選擇性好、吸附容量大、使用周期長、操作簡單、不受無機物存在影響、解析條件溫和、易構成閉路循環等優點，已在植物多酚提取中得到廣泛應用。任雪峰、齊亞娥的研究表明，通過植物提取液中單寧靜態吸附、解析實驗，發現NKA-9型樹脂對植物中多酚中單寧的提取效果較好。

2.7? ?利用超臨界流體萃取技術提取植物多酚

超臨界流體萃取（SFE）是近年來流行的萃取分離技術，通常用CO2作為超臨界流體，在臨界溫度和臨界壓力下，CO2作為超臨界流體從植物中萃取出植物多酚。當恢復到常壓、常溫時，CO2作為超臨界流體變為氣態，溶解在CO2中的植物多酚快速析出，自動分離成植物多酚和CO2氣體。CO2作為超臨界流體萃取植物多酚的優點是此時的CO2作為超臨界流體具黏度低、擴散性高、傳質效率高、可定量萃取、可完全萃取。改變壓力與溫度可實現對CO2作為超臨界流體溶解能力大小的解調。被萃取的植物多酚分離過程簡單、易實現，尤其適合對熱敏性植物多酚的提取分離。魏福祥報道以CO2作為超臨界流體萃取蘋果渣中的蘋果多酚得率是0.1%。

2.8? ?利用高壓脈沖電場技術提取植物多酚

利用高壓脈沖電場提取植物多酚屬于非熱處理萃取技術，在植物多酚提取過程中能有效地通過高壓脈沖電場，促使植物細胞壁孔徑擴大而破裂，從而促進植物多酚的提取。微波技術處理、超臨界流體萃取技術同樣具有消耗時間短、溫升低、被萃取的植物多酚不變性等優點。利用高壓脈沖電場技術萃取植物多酚提取的應用引起了國內外學者的廣泛關注。

2.9? ?多種方法聯用

為了提高植物多酚的提取率，通常采用多種提取方法相結合。徐淑來等人酶解結合超聲波從蒲公英中提取綠原酸，通過試驗設計得到了優化方案，綠原酸的最終收率為2.1%以上。相比李立順單采用的超聲波輔助提取方法提高了1.8%以上。相比倪躍采用的酶法提取效果提高了1.6%以上。

王文元等人研究結果表明，采用高壓脈沖電場（HPEF）結合酶法從竹葉中提取黃酮類化合物、茶多酚和竹葉多糖，這三者提取率分別為2.49%、1.26%和3.47%。另有結果表明，酶耦合高壓脈沖電場法提取竹葉多酚的速度比傳統熱水法高39.8%，幾乎是乙醇超聲輔助提取多酚速度的兩倍。因此，實驗室經常采用超聲波和微波輔助提取技術相結合的方法來提高植物多酚的得率和縮短植物多酚的提取時間。

3? ?多酚不同提取技術的比較

傳統加熱溶劑萃取、生物酶降解技術萃取、超聲波輔助提取、微波加熱提取等各式提取技術有其各自的優缺點。采用溶劑萃取技術、生物酶降解技術、樹脂吸附技術和高壓脈沖電場萃取技術用的時間長，植物多酚得率高，但成本高，不適合大規模工業產品。離子萃取、超聲波萃取、微波萃取、閃蒸萃取和超臨界萃取都是消耗時間短且植物多酚的收率也很高。但超聲波技術提取植物多酚比其他方法破壞性大，CO2作為超臨界流體萃取成本高，對設備要求也較高，從而限制了這兩種方法的應用。微波提取和閃蒸提取由于各自的優點，在目前已成為短時間內提取植物多酚的常用方法。

4? ?結論與展望

植物多酚作為功能材料的研究及開發越來越成為關注的熱點，已有大量研究表明，植物多酚具有很多生理功能作用，而且已經開發出的植物多酚制品已形成相當龐大的市場。在現有的研究中，人們從蘋果、茶葉、葡萄、神秘果等原料中提取植物多酚已經廣泛應用于生化、遺傳、食品等領域。由于能耗高、收率低的缺點，傳統的溶劑萃取技術已被微波、閃蒸萃取、超臨界流體萃取等新技術所取代，微波、閃蒸萃取、超臨界流體萃取已是提取植物多酚技術的首選方法。但受試驗條件和成本的限制，微波提取技術、閃蒸萃取技術、超臨界流體萃技術同樣不能大規模實施。因此，更綠色、安全、成本低且受限條件少的的植物多酚提取技術將成為研究的重要方向。

參考文獻：

[ 1 ] 于帥，杜彬，楊越冬，等.植物中多酚的研究進展[J].河北科技師范學院學報，2011，25（3）：68-74.

[ 2 ] 王振宇，孔子浩，孔令華，等.天然多酚提取、分離及鑒定方法的研究進展[J].保鮮與加工，2017（4）：113-120.

[ 3 ] 唐頊婉，張曉旭，陳思銳，等.大孔樹脂吸附法分離八月瓜果皮總多酚[J].廣東化工，2015，42（16）：40-42.

[ 4 ] 殷涌光，閆琳娜，陶柳.高壓脈沖電場法提取干松針總黃酮及其體外抗氧化性檢測[J].天然產物研究與開發，2009，21（6）：1032-1035.

（收稿日期：2019-07-12）