牡丹花提取工艺的综述

李意，赵华

（工业发酵微生物教育部重点实验室，天津市工业微生物重点实验室，天津科技大学生物工程学院，天津 300457）

牡丹是我国的国花，种植面积广阔，大约有200km2。 为了提高牡丹的经济效益，人们已经将牡丹的各个部位的有效成分进行充分的提取利用[1]。例如牡丹根皮可以精加工成具有药用价值的“丹皮”。牡丹籽提取出油脂不仅可以用在食品行业，其品质优良、营养丰富，还兼具保健功能[2]；牡丹籽油还可以用在护肤品和化妆品行业，具有抗炎、抗菌和抗氧化等作用。 多种颜色的牡丹花可以提取色素，其易溶于水和乙醇，不仅可以对羊毛织物类进行染色[3]，还具有抗炎抗氧化等作用。对于牡丹的各种成分的提取，不同的活性物质需要不同的提取工艺。 本文就牡丹的提取工艺进行了阐述，主要目的是为了对牡丹的进一步研究和开发提供参考。

1 溶剂萃取法

溶剂萃取法是根据溶剂间的相似相溶特性，以水作为溶剂提取，虽然价格便宜，但杂质多、分离和浓缩困难。 提取液容易发霉发酵，为避免水作为溶剂的缺点，采用有机溶剂萃取。 一般采用乙醇的水溶液，乙醇不仅与水可以以任意比例混合， 还可以和大多数对亲脂性的有机物混合，但对于亲水性的杂质成分不溶或难溶，因此提取后水性杂质较少。 另外，在提取时，可以根据亲水性或者亲脂性来选择乙醇与水的比例，亲水性的就选择乙醇浓度低的， 亲脂性就选择乙醇浓度高的，并且乙醇可以防止提取物变质。

有研究利用溶剂萃取牡丹籽油的脱酸工艺以及优化[4]，该实验得出牡丹籽油的酸值降低了9.48mgKOH/g， 而脱酸后仍然可以保持牡丹籽油特有的清香味。 还有相关研究利用溶剂萃取牡丹花中的色素并总结了性能的研究进展[5]。 该实验表明该种方法具有成本高、时间长等缺点。 所以通常采用一些别的方法来进行辅助，如超声波辅助法、微波辅助法等。

2 超声波辅助萃取法

超声波辅助萃取法主要是在溶剂萃取之前加入超声波进行辅助萃取，可以强化萃取的速率和效果，对于提取更有利。 在被提取物的初加工到深加工阶段都可以利用超声波来辅助，从而更加优化提取效果。 超声波辅助萃取可以改善产品的品质、节约材料、增加产量、缩短提取时间、提高效率等。

有相关研究利用超声波辅助提取牡丹花多酚的工艺[6]，在该实验研究的最佳条件下，牡丹花多酚的提取含量可达15.10%。还有利用超声波辅助提取研究牡丹花中的黄酮[7]，在这个实验中，在最佳的条件下，用此种方法的总黄酮提取率比传统浸提法提高了1.1%左右。 还有相关研究利用超声辅助提取牡丹果皮中的甾醇并对其工艺优化[8]，在此条件下生产的牡丹果皮中的甾醇的提取率高于传统普通的醇提法，在该实验中说明了通过超声波进行辅助处理去提取牡丹中的甾醇，起到了很好的辅助作用。

3 微波辅助提取法

微波辅助提取法本质上是利用微波进行加热的原理。 目前微波辅助提取法在对于生物活性物质的提取上体现在方方面面。 在动植物以及微生物的组织内外提取目标产物，例如提取各种色素、糖、油脂、醇、酶以及细胞器等都存在强有力的优势[9]。

有研究利用微波辅助法来提取牡丹籽粕中的多糖[10]，在该实验研究中，用微波辅助提取法，在最优提取条件下，一次牡丹籽粕多糖提取率可以达到将近10%。 该研究体现出了微波辅助提取法是提取牡丹籽粕中的水溶性多糖的一种优选方法。 还有相关研究利用微波辅助萃取技术在鬼针草和牡丹皮这两种药用部位进行工艺研究[11]，此项研究表明，在相同的实验条件下，利用微波辅助萃取这两种样品所得到的有效成分含量以及转移率均优越于单纯的回流提取工艺，这说明了微波辅助提取工艺对于药用部分的有效成分的提取具有可行性和适用性。

4 超临界流体萃取

超临界流体萃取一般在实验中通常利用CO2来做超临界流体，具有很好的流动性、溶解性和渗透性， 可以帮助溶解的各成分之间的分离，从而达到萃取并分离的目的。 这种临界状态的流体，既可以因为密度接近于液体，所以保持良好的溶解性能；又可以因为粘度和扩散系数接近于气体，所以具有很好的传递特性。 从而还对温度和压力的细微变化有明显影响。 因此可以通过控制温度和压力来实现物质间的萃取和分离[12]。 该种方法不仅操作简单、过程可以灵活调节，还可以加速溶解平衡、提高萃取效率，而且萃取后的产品的纯度较高。

有相关研究用超临界流体萃取牡丹籽油的工艺[13]，萃取得到质量分数将近93%的不饱和脂肪酸的牡丹籽油。 还有研究利用超临界CO2萃取牡丹籽粕中的多酚并对其抗氧化性进行评价[14]，用这种方法在最佳的萃取条件下，牡丹籽粕多酚的提取量将近19mg/g，并且该实验研究表明超临界CO2萃取技术适用于牡丹籽粕多酚的提取。 还有利用超临界CO2萃取丹皮中丹皮酚研究温度和压力对其影响[15]，发现采用这种方法萃取丹皮时，萃取的温度较低，所得的丹皮酚不容易损失，这种方法适合规模化生产。

5 超高压提取法

超高压提取法是在溶剂萃取方法上进行升级的一种方法，这种是提取植物有效成分的一种有效方法。 高压不仅可以加快萃取时的渗透速率[16]， 而且过高的压力和压强有时也会破坏细胞的结构组成， 进行更有利于有效成分的提取溶解。 因此这种方法可以使提取的物质成分更充分，从而可以达到更高的提取率。 此外，在利用高压进行提取时，不用利用到高温，通常不用考虑温度对提取过程的影响，因此可以在一定程度上避免热量对于有效成分的影响。

有相关研究利用超高压法提取牡丹花中的黄酮并对其抗氧化性和稳定性进行了研究[16]，该项实验表明了利用这种方法提取的牡丹花中有可能产生单糖苷，而且抗氧化活性得到增强。还有研究是用不同的提取方法来提取牡丹精油进而来研究不同方法对其理化性质和成分的影响[17]，该实验研究表明了利用超高压法来提取的牡丹精油，得到的精油成分种类最多，并且利用这种方法可以较好的保持牡丹精油中的芳香类香气成分，所以这种方法对于提取牡丹精油具有很好的发展前景。

6 酶解法

酶解法有的也叫做水酶法， 是利用各种蛋白酶将不同的蛋白质水解成小分子的多肽， 从而提高了提取物的溶解性。 传统蛋白的提取方法，如碱溶酸沉淀，所提取的蛋白质水溶性不好。 通常情况下， 水溶性比较好的蛋白质的功能和性质等方面也相对来说较好一点。 所以，用水酶法来提取蛋白质对于产品的开发和利用更有利。 而且水酶法的反应条件比较温和、工艺相对来说更简单，而且这种方法提取出来的多肽的生理活性和品质等更好一点，因此这种方法具有很好的应用前景。

有研究利用酶解法来提取油用牡丹 （凤丹）籽粕中的多肽并对其活性成分进行了研究[18]，此研究获得了具有较强的生理活性的多肽，实现了牡丹的经济价值。 还有相关研究是利用酶解法来制备牡丹籽ACE 抑制肽并测定稳定性[19]，此项研究得到了较高的ACE 抑制率和稳定性好的牡丹籽多肽， 并且为牡丹籽粕的开发利用提供了一定的指导方向，进一步拓宽牡丹籽产业提供思路。

7 水蒸气蒸馏法

水蒸气蒸馏法是通过将原料粉碎后，用水或者酸碱盐等溶剂进行浸泡， 然后再加热蒸馏，使一些挥发性成分随着水蒸气蒸馏出来[20]。 所以水蒸气蒸馏法有直接水蒸气法，也有先用酸、碱、盐等水溶液先进行浸泡之后再辅助水蒸气蒸馏。 有相关研究在牡丹皮中的丹皮酚的提取方法中发现[21]，这四种提取方法得到的提取效果差别不大，基本都可以用来提取牡丹中的丹皮酚，但是综合考虑时间、成本以及操作的难易程度，最好的提取方法还是直接水蒸气蒸馏。 这种方法操作最简单、成本最低。

还有相关研究利用水蒸气蒸馏法提取牡丹皮中丹皮总酚的工艺进行优选[22]，发现此种方法对于牡丹丹皮酚的平均提取率可高达89.53%。相对于其他方法提取丹皮酚更简单、省时、易控制，并且可以在保证提取率的同时进行大批量生产。

8 固相微萃取法

首先是先有的固相萃取，然后慢慢发展成了固相微萃取法。 固相微萃取法用来萃取挥发性和半挥发性的化学成分，固相微萃取之后一般直接进行气质联用仪器来分析挥发出来的成分，这种后续接连着气质的技术被称为固相微萃取与气相色谱质谱联用技术。 这种技术一般可以用在食品行业中，对一些有挥发性成分的物质进行分析其成分，如果汁，酒和茶叶。 随着工业生产技术的逐渐优化，发展了顶空固相微萃取来替代固相微萃取，随之也就有了顶空固相微萃取与气相色谱质谱联用技术。 此技术是目前被常用到的比较先进的技术，此技术成本低、原料用量少、成分分析快且灵敏度高、设备简单，易操作等优点。

有研究用这项技术来分析牡丹花的挥发性成分[23]，研究发现，与传统的水蒸气蒸馏法相比，此种方法样品的损失比较少，所以检测出的挥发性成分较传统法要多一些。 也有研究利用这种方法来检测牡丹挥发油的成分[24]，此研究实验证明了顶空固相萃取时，其萃取针头对其挥发性成分有影响，复合的萃取针头比单一的萃取针头对于挥发性成分的提取效果更好一点。 还有研究利用这种方法来测定不同品种的牡丹的挥发性成分[25]，该实验研究表明不同品种、不同生长时期的牡丹，其挥发性成分的组成大不相同。

对于牡丹来说， 所需要提取有效成分的不同，可能导致所应用的提取方法不同。 像超声辅助萃取法和微波辅助萃取法一般都是要辅助上溶剂萃取法， 而且其提取效率会有一定程度提升。 而超临界流体萃取法和超高压流体萃取法是在传统的溶剂萃取法上进行了升级，例如超临界流体萃取可以灵活调节溶解过程，而超高压提取法几乎可以忽略热效应对有效成分的影响。 像溶剂萃取法、辅助溶剂萃取以及在溶剂萃取法上升级的萃取法这些方法，所提取出来的提取物大部分都是不挥发的成分和大分子成分。 而固态微萃取法和水蒸气蒸馏法这类的提取方法，一般提取出来的提取物更偏向于挥发性成分和小分子成分。 酶解法又是不同于上述这两类的方法，酶解法一般是提取蛋白质类的成分或物质，提取出来的提取物一般是多肽类成分。 所以要是想要提取牡丹，应该先考虑需要提取什么物质，再来选取什么方法更合适。 本文对于提取牡丹选取什么方法提供了有利参考。