從迷迭香中提取天然抗氧化劑的工藝研究進展

庫文娟，楊歡，余麗，徐玉

黃岡市公共檢驗檢測中心（黃岡 438000）

迷迭香（Rosmɑrinus officinɑlisL.）是雙子葉植物綱、唇形科、迷迭香屬植物，是常用的香辛料和調味品，也是一種中藥材。研究表明，迷迭香具有抑菌、抗氧化、抗抑郁、抗腫瘤、消炎等多種藥理作用[1-3]。

以迷迭香為原料，經提取、精制等工藝，可制成脂溶性或水溶性抗氧化劑，被廣泛應用于食品、化妝品、醫藥等領域。隨著需求的日益增加，從迷迭香中提取、生產天然抗氧化劑是近年來研究的熱點。與化學合成抗氧化劑相比，迷迭香提取物中所含的天然抗氧化成分更加安全、高效、熱穩定性更好[4-5]。綜述國內外從迷迭香中提取抗氧化劑的先進工藝，以期為工業化生產提供參考依據。

1 迷迭香中的天然抗氧化成分

迷迭香富含多種天然抗氧化成分[6]，通常被認為具有開發價值和利用價值的成分有鼠尾草酸（carnosic acid）、鼠尾草酚（carnosol）、迷迭香酸（rosmarinic acid）、迷迭香酚（rosmanol）等[7]。在GB 1886.172—2016《食品安全國家標準 食品添加劑 迷迭香提取物》[8]中，將迷迭香中提取的含水溶性抗氧化劑或脂溶性抗氧化劑的產物，稱為迷迭香提取物，并以鼠尾草酸和鼠尾草酚的含量之和作為脂溶性提取物的質量控制指標，以迷迭香酸的含量作為水溶性提取物的質量控制指標。

2 提取工藝

從迷迭香中提取抗氧化劑的工藝主要有溶劑提取法、超臨界CO2萃取法、超聲波輔助提取法和微波輔助提取法[9-10]。

2.1 溶劑提取法

這是一種傳統方法，也是工業化生產中常用的方法，使用乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯等有機溶劑，將目標化合物從迷迭香中提取出來。溶劑提取法的優點是設備簡單，操作方便，提取效率高，穩定性較好。這種方法的缺點是容易造成溶劑殘留。

采用綠色、無毒的提取溶劑，替代傳統的揮發性有機溶劑，逐漸成為研究的新方向。Shoshana等[11]使用植物油[高油酸大豆油（HOSO）、花生油（PO）和棉籽油（CO）]作為提取溶劑，王瑩等[12]以茶籽油為提取溶劑，對迷迭香中脂溶性抗氧化劑進行提取。

低共熔溶劑（DESs）和離子液體（ILS）作為新型綠色溶劑，具有無毒、環保、高效、易于合成、可回收降解等優點，是提取天然活性物質的理想溶劑。李凌娜等[13]利用低共熔溶劑（DESs）提取迷迭香中的迷迭香酸和鼠尾草酸，以RA和CA的提取得率為指標，從37種DESs體系中篩選出最佳溶劑：乳酸和1,4丁二醇（摩爾比1︰2），DPPH自由基清除試驗證實，DESs提取迷迭香所得到的抗氧化劑，抗氧化活性優于有機溶劑提取物。Vieira等[14]采用天然低共熔溶劑（NADESs），以薄荷醇和月桂酸（摩爾比2︰1）提取鼠尾草酸和鼠尾草酚，以乳酸和葡萄糖（摩爾比5︰1）提取迷迭香酸，幾種活性化合物在NADESs中穩定性較好。Wang等[15]開發一種新型的綠色可熱切換溶劑體系，該體系由低共溶溶劑/離子液體/水混合溶劑（1︰2︰1，V/V）組成。溫度60 ℃時，體系為均相單相體系，冷卻到25 ℃時，體系轉變為非均相兩相體系。該方法可在60 ℃時有效提取水溶性的迷迭香酸和脂溶性的鼠尾草酸，并將提取液冷卻至25 ℃即可實現高回收率的分離。

2.2 超臨界CO2萃取法

這種方法利用超臨界CO2的性質，將目標化合物從植物中提取出來，CO2具有無毒、惰性、較低的超臨界溫度和壓力、易于去除等優點，提取效率高，目標化合物的純度高，但設備復雜、成本高。

Andrea等[16]采用兩步萃取，使用超臨界CO2（純CO2，150或300 bar，40 ℃，60 min）進行萃取，在此基礎上加入7%乙醇（CO2-7%乙醇，150 bar，40 ℃，120 min）助溶，最終提取物中鼠尾草酸濃度達總干重的40%。Thibault等[17]采用在線超臨界流體萃取法-超臨界流體色譜系統，用純CO2（20 MPa、25 ℃）萃取得到含類胡蘿卜素的餾分，用3%極性改性劑（乙醇與水體積比1︰1）得到含鼠尾草酸的餾分，用10%極性改性劑（乙醇與水體積比1︰1）得到含迷迭香酸的餾分，用30%乙醇作為改性劑得到含葉綠素的餾分，用UHPLC-DAD-ESI-QTOF-HRMS法對4種餾分進行分析。

2.3 超聲波輔助提取法

這種方法利用超聲波的空化效應，可以提高溶劑的滲透能力和擴散系數，從而提高提取效率，但超聲波可能會導致目標化合物的降解，影響其純度。

鄧慧等[18]使用超聲輔助提取迷迭香中抗氧化劑，以脂溶性抗氧化劑得率、水溶性抗氧化劑得率為考察指標，通過響應面法優化，篩選出最佳工藝條件。Irini等[19]從迷迭香蒸餾精油后的殘留物中提取酚類抗氧化劑，對原料進行研磨、預浸處理，并采用超聲輔助提取，提高提取效率。采用超聲輔助提取法，可縮短提取時間，減少溶劑使用量。

2.4 微波輔助提取法

這種方法利用微波的熱效應，可以加速溶劑對目標化合物的溶解和擴散，但有些溶劑不能吸收微波，這限制了這項技術的應用，微波可能會導致目標化合物的降解，影響其純度。微波輔助提取法多用于提取迷迭香精油，在提取抗氧化劑中應用較少。

Zhu等[20]建立以聚乙二醇為萃取劑的微波輔助提取法，從迷迭香葉中提取迷迭香酸和鼠尾草酸。試驗結果表明，最佳提取條件為PEG-400用量45%，磷酸用量4.3%，微波功率280 W，微波時間20 s，料液比1︰10。胡琳等[21]開發一種迷迭香天然抗氧化劑微波提取裝置，可節省操作人員的運料時間，提高加工效率。

2.5 水酶法

水酶法是提取植物油的一種綠色方法，在機械破碎的基礎上，采用酶（蛋白酶、淀粉酶、果膠酶、維生素酶等）破壞植物細胞壁使油料得以釋放。有研究者用水酶法提取植物中生物活性物質，該法可縮短提取時間，有效成分純度高，但是技術要求較高。

Nguyen等[22]開發一種新穎的水酶法從迷迭香葉中提取迷迭香酸，研究幾種酶提取迷迭香酸的能力，證實纖維素酶A的提取效率最高。對水性纖維素酶A輔助法提取迷迭香酸的方法進行優化，最佳提取條件為提取時間4.63 h，水樣比28.69 mL/g，酶濃度2.56%，溫度36.6 ℃，此時迷迭香酸最高含量為13.97 mg/g。富含迷迭香酸的提取物表現出較強的DPPH自由基清除能力，IC50值為532.01 μg/mL。

通過所述幾種提取工藝，所得的提取物為粗提物，要想獲得純度更高的抗氧化劑，還需通過大孔樹脂吸附法、結晶法、膜分離技術、硅膠柱層析法等純化工藝去除雜質。迷迭香提取物一般為粉末狀或液體狀，存在物理穩定性差、易揮發等問題。為提高穩定性和生物利用度，可通過微膠囊化、納米技術、復合涂膜等技術進行處理[23]。

3 迷迭香提取物的應用現狀及前景

從迷迭香中提取的天然抗氧化劑，在食品領域應用最為廣泛，可添加到動物油脂、植物油脂、膨化食品、預制肉制品、醬鹵肉、西式火腿、肉灌腸等食品中。其功效是阻止或延緩食品腐敗變質，提高食品的穩定性，延長貯存期[24]。基于迷迭香的抗氧化性及多種藥理作用，迷迭香提取物也用于化妝品配方、醫藥產品、動物飼料中。

對迷迭香提取物的生物活性成分、藥理作用相關研究比較充分，但對提取物的藥理作用機制、免疫毒性評價、體內代謝過程及代謝產物等方面的研究不夠深入。迷迭香提取物在醫藥領域仍具有廣闊的應用前景，加強對其藥理作用機制、毒理作用、藥代動力學方面的研究，開發藥用價值，完善相關標準，有利于發揮更大的社會效應和經濟效益。

4 結語

使用不同提取工藝，從迷迭香中提取抗氧化劑，目標成分含量及抗氧化活性均有一定差別，各種提取工藝都有其優缺點，需根據具體的生產條件和需求來選擇合適的工藝。隨著科技的進步，利用生物技術、納米技術新興技術，有望進一步提高提取效率和抗氧化劑的純度，提高穩定性和生物利用度。

通過查閱國內外文獻，迷迭香抗氧化劑的提取多為初級分離提取或停留在實驗室制備階段，得率參差不齊，一些提取方法不適用于工業化生產。通過優化提取工藝，尋求適合工業化生產的路線，提高純度、減少能耗、解決穩定性差和易揮發等難題，是今后研究的方向。