柑橘水果中黃酮類物質的提取方法生物活性及應用研究進展

葉沛銘，梁雅慧，吳穎妍，王 鋒，馬路凱，劉袆帆，王 琴，肖更生

（仲愷農業工程學院輕工食品學院，農業農村部嶺南特色食品綠色加工與智能制造重點實驗室，廣東省嶺南特色食品科學與技術重點實驗，廣東 廣州 510225）

0 引言

我國柑橘水果種植面積龐大，柑橘資源非常豐富，其加工與利用有巨大的發展潛力[1]。柑橘水果中富含多種活性物質，黃酮類化合物是主要活性成分之一，其主要分布在柑橘果皮、橘絡等。目前，從柑橘中分離得到的有60 多種類黃酮單體[2]。利用多種方法從柑橘水果中提取黃酮類物質，不同提取方法的提取效果具有較大差異[3]。有研究表明，柑橘黃酮物質有抗氧化、抗衰老、抗增殖等生理活性[4]。近年來，隨著柑橘水果活性物質的研究不斷深入，對于柑橘黃酮類物質的研究更加廣泛[5]。總結了柑橘水果黃酮的提取方法、生物活性及食品工業應用，為柑橘水果黃酮類物質的研究提供了參考。

1 柑橘水果中黃酮類物質的提取方法

1.1 溶劑浸提法

作為一種傳統提取方法，溶劑浸提法被廣泛使用。聶超[6]利用乙醇作為提取溶劑，采用加熱回流法，使用乙醇體積分數60%～80%提取氧基黃酮、黃烷酮、蕓香柚皮苷等的提取率達到最高。利用乙醇、NaOH 溶液、石灰水3 種溶劑提取柑橘皮黃酮，石灰水和NaOH 法提取得率相似，均高于乙醇提取法[7]。溶劑浸提法雖然簡單，但一般需要大量有機溶劑，成本過高[8]，應該與其他提取方法相結合或者使用更好的提取溶劑。有研究表明，使用甲醇作為提取溶劑，在浸提時間4 h 的條件下，總黃酮提取率為4.96%，高于乙醇的總黃酮提取率[9]。

1.2 酶法提取

酶法提取方法簡單綠色、反應條件溫和，但提取溫度不可過高，可結合其他提取方法有效提高提取效率。使用5%復合酶結合微波輔助提取法，在酶解時間為1.5 h，酶解溫度50 ℃，乙醇體積分數73%的條件下，橙皮黃酮提取率為3.96 g/100 g[10]。配合使用振蕩- 回流提取法，質量分數60%乙醇作為提取劑，pH 值為4.83，提取時間為1.5 h，提取溫度為50 ℃的條件下，使用0.32%復合酶（纖維素酶∶果膠酶= 1∶2） 可以有效提高提取效率，橘紅總黃酮質量濃度達到51.03 mg/mL[11]。

1.3 超聲波輔助法

利用超聲波作用對黃酮類物質的高效提取，影響提取率的主要因素有超聲波功率、超聲處理時間、提取溫度、料液比、溶劑濃度等條件。超聲波輔助提取時，料液比對提取率的影響最大，在料液比為1∶20 時，黃酮提取率最大達到3.645%[12]。改變提取溶劑也可提高提取率，在超聲功率90 W，提取溫度42 ℃，提取時間82 min 的提取條件下，使用等比例混合的氯化膽堿和醋酸的低共熔溶劑，蕓香柚皮苷、橙皮苷與柚皮苷的含量分別達到3.36%，15.96%，0.629%[13]。該提取方法條件溫和，提取速度快，黃酮類物質提取率較高。與NaOH 堿液為提取溶劑相比，使用低共熔溶劑的橙皮苷提取率提高10%[14]。

1.4 超臨界流體萃取法

超臨界流體萃取法是一種集成目標成分高效提取和有效分離的方法。CO2流體作為一種最常見的超臨界流體，被廣泛應用于橙皮苷、橘皮素等活性成分的分離提取[15-16]。利用CO2流體和乙醇提取陳皮中的多甲基黃酮，優化提取條件（壓力、溫度、時間和料液比），黃酮含量達到58.7%。Oba C等人[17]以溫州蜜柑為原料，探究乙醇對超臨界CO2萃取川陳皮素的影響，體積分數50%乙醇可以顯著增加提取物的成分種類和濃度，有效提高了提取物的生物活性。超臨界流體萃取法結合溶劑浸提法在一定程度上能夠提高目標成分的提取率[18]。

1.5 其他提取方法

目前，柑橘類水果黃酮物質提取技術日益進步，提高了黃酮物質的提取率，大大提高了柑橘類水果的利用價值。在溶劑提取法的基礎上，以柑橘皮為原料，先利用纖維素酶對柑橘皮進行處理，并利用甲醇提取總黃酮。在酶添加量0.6%，酶解時間3 h，酶解溫度63 ℃，pH 值3.7 的條件下，柑橘皮黃酮類化合物的含量為9.87 mg/g，減少甲醇的使用，提高了黃酮提取率，也縮短了提取時間[19]。利用質量分數為54%的三丁基己基溴化膦的離子液體作為提取溶劑，并結合超聲輔助提取法，黃酮提取量達到69.13 mg/g[20]。

2 黃酮類物質的生物活性

2.1 抗氧化性

目前，可通過自由基清除能力分析柑橘黃酮的抗氧化能力。研究表明，川陳皮素的抗氧化作用比橘皮素更強，抗氧化能力由高到低分別是5 - 羥基川陳皮素、川陳皮素、橘皮素、5 - 羥基橘皮素[21]。柑橘皮總黃酮提取物質量濃度為0.025～0.25 mg/mL時，對自由基具有良好的清除作用[22]，柑橘皮總黃酮的自由基清除率，在高濃度條件下優于蘆丁[23]。

2.2 抗癌活性

柑橘內黃酮類物質對乳腺癌細胞、肝癌等細胞具有良好的抑制作用。柑橘的不同部位分布著不同含量、不同種類的黃酮物質，李云等人[24]對柑橘的橘核與橘絡中進行研究，與抑制乳腺癌細胞有關的是諾米林。以橘實為原料，提取出橘皮晶、蜜橘黃素、4′,5,7,8- 四甲氧基黃酮3 種多甲氧基黃酮。通過體外抑制人乳腺癌及人肝癌細胞的增殖作用，表明三者都有一定的抑制作用，橘皮晶對癌細胞的抑制作用最大[25]。

2.3 抗衰老

楊雪妍[22]使用不同的川陳皮素濃度飼養秀麗隱桿線蟲，川陳皮素可明顯有效延長野生型秀麗隱桿線蟲的壽命，延緩有關年齡的衰退，提高其抗逆性。利用黃酮對老年小鼠進行抗炎與抗衰老研究，試驗組中對老年小鼠黃酮類化合物80 mg/（kg·d） 灌胃，對照組使用生理鹽水灌胃[26]。通過分析老年小鼠體內多種氧化酶活性與記錄老年小鼠通過平臺次數，試驗組老年小鼠體內氧化酶活性相對較低，且通過平臺次數多于對照組。柑橘黃酮類物質有一定抗衰老作用，可有效改善老年小鼠的學習記憶能力，減輕腦內炎癥。

2.4 神經保護作用

橘實黃酮提取物可以有效抑制6 - 羥基多巴胺所致PC12 細胞的損傷，為黃酮物質的神經保護作用研究提供了依據[27]。常姍等人[28]研究分析了川陳皮素對阿爾茨海默病小鼠海馬區神經細胞的修復作用，提高了小鼠的學習與記憶能力。邵延萱等人[29]研究顯示柑橘素能夠減輕癲癇大鼠腦細胞的凋亡、降低氧化反應，減輕癲癇的發作。

2.5 抗炎抑菌作用

炎癥可導致自由基的增加、血管通透性改變等[30]。Ma H 等人[31]研究了橙皮素對呼吸機誘導的急性肺損傷的保護作用，橙皮素可以提高過氧化物酶增殖物激活受體的表達，抑制核因子的激活通路。柑橘黃酮類物質不僅具有抗炎效果，還有良好的抑菌效果。柑橘黃酮類物質對多種霉菌具有較好的抑制效果[32]，對黑曲霉的抑制作用更強[33]。張麗杰等人[34]研究了柑橘皮渣粗提取物對細菌的抑菌效果，經過高溫處理仍有一定抑菌效果。

3 柑橘黃酮類物質在食品工業中的應用

3.1 食品天然抗氧化劑

柑橘提取物內含有黃酮等活性物質，大部分具有抗氧化的作用。在雞飼料內加入一定量的柑橘提取物，可以有效提高黃羽肉雞血漿中谷胱甘肽過氧化物酶的活性，極大地提高了其抗氧化能力。將黃酮提取物質用于鮮豬肉的涂膜保鮮研究，黃酮類物質可以有效提高冷卻肉的色澤，抑制細菌生長，保證了肉品的新鮮度和風味[33]。

3.2 功能性食品

廣陳皮在陳化過程中黃酮種類及其含量呈增加趨勢[35]。柑橘的酵母菌發酵液有降低細胞內甘油三酯的含量，減少脂肪肝的風險[36]。高脂飲食喂養的小鼠長期補充橘皮素可以有效預防肥胖，改善腸道菌群，調節體內炎癥反應。李淑珍等人[37]向餅干加入柑橘多甲氧基黃酮用于小鼠飼喂試驗，含有黃酮的餅干可抑制高血脂小鼠質量的增長，改善高脂模型小鼠的脂代謝異常情況，對功能性食品的開發具有重要意義。

3.3 食品天然甜味劑

新陳皮苷、二氫查爾酮等甜度大，不但口感較好，且能有效抑制苦味，在食品工業中具有極大的應用價值。通過優化合成條件制備新橙皮苷二氫查耳酮，并對其進行復合改性，研究不同改性物質對溶解度、溶解速率、甜度值的影響，滿足了不同領域對甜味劑的要求。

4 結語

我國擁有豐富的柑橘資源，每年可生產大量柑橘和柑橘副產品。黃酮類物質作為柑橘中一種常見的生物活性物質，可利用溶劑浸提法、酶法提取、超聲波輔助法、超臨界流體萃取法等方法提取。黃酮類物質具有抗氧化、抗炎、抗癌、抗衰老等生物活性，在食品工業中具有較高的應用前景。