王可 杨树江
摘 要:猕猴桃中黄酮类化合物是猕猴桃中含量较高的具有多酚结构的次生代谢产物,具有降血脂、降压、抗氧化等多种生物活性,在医药、食品、农业等领域有广阔的应用前景。本文对猕猴桃中黄酮的提取方法进行了综述和总结,旨在为猕猴桃黄酮的进一步研究利用提供参考。
关键词:猕猴桃;黄酮;提取工艺
Research Progress on Extraction Technology of Flavonoids from Kiwifruit
WANG Ke, YANG Shujiang*
(Guizhou Testing Technology Research and Application Center, Guiyang 550014, China)
Abstract: Flavonoids in kiwifruit are secondary metabolites with polyphenol structure with high content in kiwifruit. They have many biological activities such as lowering blood lipid, lowering blood pressure, anti-oxidation, and have broad application prospects in medicine, food, agriculture and other fields. In this paper, the extraction methods of flavonoids from kiwifruit were reviewed and summarized in order to provide reference for further research and utilization of flavonoids from kiwifruit.
Keywords: kiwifruit; flavonoid; extraction process
猕猴桃(Actinidia)又称奇异果,属于猕猴桃科猕猴桃属木本藤蔓植物的浆果[1-2]。中国作为猕猴桃的原产地,是种植资源最为丰富和年产量最高的国家[3-4]。
猕猴桃因其高营养价值和独特风味已在世界范围内广泛种植,并成为国际上重要的商业化水果。全世界的猕猴桃属植物品种约为70种,中国有62个品种,主要包括中华猕猴桃、美味猕猴桃、软枣猕猴桃、阔叶猕猴桃以及毛花猕猴桃等,其中中华猕猴桃和美味猕猴桃因为酸甜可口、皮薄肉翠、品质好、收益大以及上市早,被大规模商业化种植。贵州六盘水、修文,湖北宜昌一带,陕西的眉县、周至等地均为我国猕猴桃的高产地。猕猴桃具有较高的营养价值,大量研究将猕猴桃的健康益处归因于黄酮等生物活性成分。
黄酮是植物中含量较高的具有多酚结构的次生代谢产物,根据结构可以划分为黄烷酮类、黄烷醇类、黄酮类、黄酮醇类、花青素类和异黄酮类等6大类[5]。近年来,有研究发现,从猕猴桃中提取的黄酮类物质具有抗氧化[6]、降压活性[7]、降血脂[8]和抗癌[9]等功效,在医药、食品、农业等领域具有广阔的应用前景。本文对猕猴桃中黄酮的提取工艺进行专门综述,以期为猕猴桃黄酮的开发利用提供参考。
1 猕猴桃中黄酮的提取工艺
猕猴桃中黄酮的提取是将黄酮从猕猴桃不同组织部位转移到溶剂中的过程。最常用乙醇提取,常采用超声波、微波等方法作为提高黄酮提取效率的辅助方法[10-11]。
1.1 溶剂提取工艺
黄铜提取过程中一般根据“相似相溶”原理,选择不同极性和浓度的有机溶剂进行萃取,乙醇是最常用的溶剂,具有操作简便的优点,但提取时间长、耗能高。吴晓晗等[12]分别以甲醇、乙醇和正丁醇为溶剂,研究不同提取溶剂对软枣猕猴桃不定根中的黄酮类化合物提取效率的影响。结果表明,75%的乙醇作为萃取剂时,提取黄酮的得率优于甲醇等其他溶剂,最佳提取条件为温度50 ℃、提取时间1 h,重复提取3次,此时总黄酮含量达142.28 mg·g-1。同时发现各因素中提取温度对黄酮得率的影响最大。王倩等[13]使用狗枣猕猴桃叶作为原材料,通过正交试验得出决定黄酮提取效果的因素依次为料液比>浸提时间>浸提温度>样品粒度>乙醇浓度。当乙醇浓度为75%、固液比为1∶15(g∶mL)、温度为80 ℃、提取时间为120 min时,黄酮得率最大,可达7.25%。
1.2 微波辅助提取工艺
微波辅助提取工艺的原理是在一定微波功率下,细胞壁被破坏,从而使提取的成分迅速扩散到提取溶剂中。相比传统的溶剂提取法,该方法可以提升效率、降低提取温度,最大限度地保证提取物的活性,是一种从植物副产品中回收天然化合物的有效技术。张春红等[14]采用微波辅助法从软枣猕猴桃的茎中提取黄酮,通过正交试验对各提取条件进行优化。结果表明,最佳提取工艺为乙醇浓度70%、微波功率300 W、提取5 min、固液比1∶32(g∶mL),此时黄酮提取率为1.80%。且微波功率和乙醇浓度更能影响黄酮类化合物的提取率。李金辉等[15]利用猕猴桃果渣作为材料,通过响应面法研究乙醇浓度、提取时间和温度对提取效率的影响,结果表明微波功率为400 W、乙醇浓度为50%、提取时间为16 min、温度为66 ℃时,总黄酮提取率最高,为3.02%。
1.3 超声辅助提取工艺
在有机溶剂作用下,利用超声波振动可以快速提取猕猴桃中的黄酮类化合物,且具有高效、快速、操作简便等特点[16]。目前采用超声辅助法提取猕猴桃黄酮的研究较多,如GIORDANO等[17]在“海沃德”猕猴桃果皮中黄酮提取的研究中,采用五级中心复合旋转设计结合响应面法确定最佳提取工艺为乙醇68.4%、固液比1∶15(g∶mL)、超声温度52 ℃、超声功率94.4 W、超声时间14.8 min,此条件下猕猴桃黄酮得率可达1.54 mg·g-1。张雨欣[18]以软枣猕猴桃的茎为原料进行黄酮的提取研究,通过响应面设计得出最佳提取条件为50%乙醇、液料比65∶1(mL∶g)、温度为70 ℃、240 W超声6 min,提取率为5.71%。陈莉华等[19]采用猕猴桃的根作为原料,通过正交实验优化提取工艺,在60%乙醇、超聲时间为40 min、液料比为1∶30、温度为60 ℃的条件下黄酮得率最高。
1.4 联合辅助提取工艺
研究发现,微波、超声和酶的联合提取效率优于单一提取方法。彭雪等[20]采用超声波和微波联合辅助提取的方法从软枣猕猴桃中提取黄酮类化合物,并通过响应面法对提取工艺进行了优化。结果表明,最佳工艺条件为350 W超声7 min、360 W微波336 s、液料比25∶1(mL∶g),此时提取率为7.33%。何婷婷等[21]对酶促法、微波辅助法、超声波辅助法等不同提取方法进行了比较,结果发现工艺复合酶结合微波提取黄酮的得率最高,可达3.196%。最佳提取工艺为料液比15∶1(mL∶g)、0.5%纤维素酶+0.4%果胶酶、提取10 min、微波功率300 W。六偏磷酸钠会与猕猴桃皮中的铁、钙等金属离子络合,从而提高黄酮的提取率,因此伊莉等[22]通过添加螯合剂六偏磷酸钠与乙醇,提取猕猴桃皮中的黄酮类物质,结果表明最佳提取工艺为乙醇浓度60%、六偏磷酸添加量0.6%、温度60 ℃、提取时间60 min、液料比1∶20,该条件下黄酮得率为1.518%。
1.5 亚临界流体提取法
亚临界流体提取法通过改变水的温度和压力,使水的理化性质近似于有机溶剂,从而溶解各种中、低极性化合物,特别适用于天然产物的提取,既可以保证物质的生物活性,又能提高提取效率,是一种很有前景的绿色提取方案,可取代溶剂提取技术[23]。GUTHRIE等[24]以猕猴桃皮为原料,研究了各因素对亚临界水提取黄酮得率的影响。结果表明,在温度为160 ℃、pH为2、液料比为50∶1、提取时间为20 min时,产率最大,为22.5 mg CE/g DW。同时发现,采用亚临界水提取法提取的黄酮得率与抗氧化活性均明显高于以乙醇为溶剂的提取方法。SILVA等[25]研究了亚临界水提取软枣猕猴桃叶黄酮类化合物的提取温度(110~160 ℃),发现最适温度为123 ℃。
2 结语
猕猴桃含有丰富的黄酮类化合物,已有许多研究表明,猕猴桃黄酮具有降血脂、抗氧化、降压、抗癌等生物活性。不同猕猴桃品种、不同组织部位的黄酮含量不一,同时不同的提取工艺对猕猴桃黄酮的提取率和生物活性有很大影响,因此应不断探索和优化猕猴桃黄酮的提取方法,特别是对果皮、果渣等废弃物再利用的研究,以提升猕猴桃的附加值,促进相关产业的进一步发展。
参考文献
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基金项目:贵州科学院青年基金(黔科院J字[2021]37号)。
作者简介:王可(1996—),女,贵州贵阳人,本科,助理工程师。研究方向:食品检测。
通信作者:杨树江(1984—),男,湖南邵阳人,硕士,高级工程师。研究方向:食品加工与安全。Email:2065138186@qq.com。