柑橘水果中黄酮类物质的提取方法生物活性及应用研究进展

叶沛铭，梁雅慧，吴颖妍，王 锋，马路凯，刘袆帆，王 琴，肖更生

（仲恺农业工程学院轻工食品学院，农业农村部岭南特色食品绿色加工与智能制造重点实验室，广东省岭南特色食品科学与技术重点实验，广东 广州 510225）

0 引言

我国柑橘水果种植面积庞大，柑橘资源非常丰富，其加工与利用有巨大的发展潜力[1]。柑橘水果中富含多种活性物质，黄酮类化合物是主要活性成分之一，其主要分布在柑橘果皮、橘络等。目前，从柑橘中分离得到的有60 多种类黄酮单体[2]。利用多种方法从柑橘水果中提取黄酮类物质，不同提取方法的提取效果具有较大差异[3]。有研究表明，柑橘黄酮物质有抗氧化、抗衰老、抗增殖等生理活性[4]。近年来，随着柑橘水果活性物质的研究不断深入，对于柑橘黄酮类物质的研究更加广泛[5]。总结了柑橘水果黄酮的提取方法、生物活性及食品工业应用，为柑橘水果黄酮类物质的研究提供了参考。

1 柑橘水果中黄酮类物质的提取方法

1.1 溶剂浸提法

作为一种传统提取方法，溶剂浸提法被广泛使用。聂超[6]利用乙醇作为提取溶剂，采用加热回流法，使用乙醇体积分数60%～80%提取氧基黄酮、黄烷酮、芸香柚皮苷等的提取率达到最高。利用乙醇、NaOH 溶液、石灰水3 种溶剂提取柑橘皮黄酮，石灰水和NaOH 法提取得率相似，均高于乙醇提取法[7]。溶剂浸提法虽然简单，但一般需要大量有机溶剂，成本过高[8]，应该与其他提取方法相结合或者使用更好的提取溶剂。有研究表明，使用甲醇作为提取溶剂，在浸提时间4 h 的条件下，总黄酮提取率为4.96%，高于乙醇的总黄酮提取率[9]。

1.2 酶法提取

酶法提取方法简单绿色、反应条件温和，但提取温度不可过高，可结合其他提取方法有效提高提取效率。使用5%复合酶结合微波辅助提取法，在酶解时间为1.5 h，酶解温度50 ℃，乙醇体积分数73%的条件下，橙皮黄酮提取率为3.96 g/100 g[10]。配合使用振荡- 回流提取法，质量分数60%乙醇作为提取剂，pH 值为4.83，提取时间为1.5 h，提取温度为50 ℃的条件下，使用0.32%复合酶（纤维素酶∶果胶酶= 1∶2） 可以有效提高提取效率，橘红总黄酮质量浓度达到51.03 mg/mL[11]。

1.3 超声波辅助法

利用超声波作用对黄酮类物质的高效提取，影响提取率的主要因素有超声波功率、超声处理时间、提取温度、料液比、溶剂浓度等条件。超声波辅助提取时，料液比对提取率的影响最大，在料液比为1∶20 时，黄酮提取率最大达到3.645%[12]。改变提取溶剂也可提高提取率，在超声功率90 W，提取温度42 ℃，提取时间82 min 的提取条件下，使用等比例混合的氯化胆碱和醋酸的低共熔溶剂，芸香柚皮苷、橙皮苷与柚皮苷的含量分别达到3.36%，15.96%，0.629%[13]。该提取方法条件温和，提取速度快，黄酮类物质提取率较高。与NaOH 碱液为提取溶剂相比，使用低共熔溶剂的橙皮苷提取率提高10%[14]。

1.4 超临界流体萃取法

超临界流体萃取法是一种集成目标成分高效提取和有效分离的方法。CO2流体作为一种最常见的超临界流体，被广泛应用于橙皮苷、橘皮素等活性成分的分离提取[15-16]。利用CO2流体和乙醇提取陈皮中的多甲基黄酮，优化提取条件（压力、温度、时间和料液比），黄酮含量达到58.7%。Oba C等人[17]以温州蜜柑为原料，探究乙醇对超临界CO2萃取川陈皮素的影响，体积分数50%乙醇可以显著增加提取物的成分种类和浓度，有效提高了提取物的生物活性。超临界流体萃取法结合溶剂浸提法在一定程度上能够提高目标成分的提取率[18]。

1.5 其他提取方法

目前，柑橘类水果黄酮物质提取技术日益进步，提高了黄酮物质的提取率，大大提高了柑橘类水果的利用价值。在溶剂提取法的基础上，以柑橘皮为原料，先利用纤维素酶对柑橘皮进行处理，并利用甲醇提取总黄酮。在酶添加量0.6%，酶解时间3 h，酶解温度63 ℃，pH 值3.7 的条件下，柑橘皮黄酮类化合物的含量为9.87 mg/g，减少甲醇的使用，提高了黄酮提取率，也缩短了提取时间[19]。利用质量分数为54%的三丁基己基溴化膦的离子液体作为提取溶剂，并结合超声辅助提取法，黄酮提取量达到69.13 mg/g[20]。

2 黄酮类物质的生物活性

2.1 抗氧化性

目前，可通过自由基清除能力分析柑橘黄酮的抗氧化能力。研究表明，川陈皮素的抗氧化作用比橘皮素更强，抗氧化能力由高到低分别是5 - 羟基川陈皮素、川陈皮素、橘皮素、5 - 羟基橘皮素[21]。柑橘皮总黄酮提取物质量浓度为0.025～0.25 mg/mL时，对自由基具有良好的清除作用[22]，柑橘皮总黄酮的自由基清除率，在高浓度条件下优于芦丁[23]。

2.2 抗癌活性

柑橘内黄酮类物质对乳腺癌细胞、肝癌等细胞具有良好的抑制作用。柑橘的不同部位分布着不同含量、不同种类的黄酮物质，李云等人[24]对柑橘的橘核与橘络中进行研究，与抑制乳腺癌细胞有关的是诺米林。以橘实为原料，提取出橘皮晶、蜜橘黄素、4′,5,7,8- 四甲氧基黄酮3 种多甲氧基黄酮。通过体外抑制人乳腺癌及人肝癌细胞的增殖作用，表明三者都有一定的抑制作用，橘皮晶对癌细胞的抑制作用最大[25]。

2.3 抗衰老

杨雪妍[22]使用不同的川陈皮素浓度饲养秀丽隐杆线虫，川陈皮素可明显有效延长野生型秀丽隐杆线虫的寿命，延缓有关年龄的衰退，提高其抗逆性。利用黄酮对老年小鼠进行抗炎与抗衰老研究，试验组中对老年小鼠黄酮类化合物80 mg/（kg·d） 灌胃，对照组使用生理盐水灌胃[26]。通过分析老年小鼠体内多种氧化酶活性与记录老年小鼠通过平台次数，试验组老年小鼠体内氧化酶活性相对较低，且通过平台次数多于对照组。柑橘黄酮类物质有一定抗衰老作用，可有效改善老年小鼠的学习记忆能力，减轻脑内炎症。

2.4 神经保护作用

橘实黄酮提取物可以有效抑制6 - 羟基多巴胺所致PC12 细胞的损伤，为黄酮物质的神经保护作用研究提供了依据[27]。常姗等人[28]研究分析了川陈皮素对阿尔茨海默病小鼠海马区神经细胞的修复作用，提高了小鼠的学习与记忆能力。邵延萱等人[29]研究显示柑橘素能够减轻癫痫大鼠脑细胞的凋亡、降低氧化反应，减轻癫痫的发作。

2.5 抗炎抑菌作用

炎症可导致自由基的增加、血管通透性改变等[30]。Ma H 等人[31]研究了橙皮素对呼吸机诱导的急性肺损伤的保护作用，橙皮素可以提高过氧化物酶增殖物激活受体的表达，抑制核因子的激活通路。柑橘黄酮类物质不仅具有抗炎效果，还有良好的抑菌效果。柑橘黄酮类物质对多种霉菌具有较好的抑制效果[32]，对黑曲霉的抑制作用更强[33]。张丽杰等人[34]研究了柑橘皮渣粗提取物对细菌的抑菌效果，经过高温处理仍有一定抑菌效果。

3 柑橘黄酮类物质在食品工业中的应用

3.1 食品天然抗氧化剂

柑橘提取物内含有黄酮等活性物质，大部分具有抗氧化的作用。在鸡饲料内加入一定量的柑橘提取物，可以有效提高黄羽肉鸡血浆中谷胱甘肽过氧化物酶的活性，极大地提高了其抗氧化能力。将黄酮提取物质用于鲜猪肉的涂膜保鲜研究，黄酮类物质可以有效提高冷却肉的色泽，抑制细菌生长，保证了肉品的新鲜度和风味[33]。

3.2 功能性食品

广陈皮在陈化过程中黄酮种类及其含量呈增加趋势[35]。柑橘的酵母菌发酵液有降低细胞内甘油三酯的含量，减少脂肪肝的风险[36]。高脂饮食喂养的小鼠长期补充橘皮素可以有效预防肥胖，改善肠道菌群，调节体内炎症反应。李淑珍等人[37]向饼干加入柑橘多甲氧基黄酮用于小鼠饲喂试验，含有黄酮的饼干可抑制高血脂小鼠质量的增长，改善高脂模型小鼠的脂代谢异常情况，对功能性食品的开发具有重要意义。

3.3 食品天然甜味剂

新陈皮苷、二氢查尔酮等甜度大，不但口感较好，且能有效抑制苦味，在食品工业中具有极大的应用价值。通过优化合成条件制备新橙皮苷二氢查耳酮，并对其进行复合改性，研究不同改性物质对溶解度、溶解速率、甜度值的影响，满足了不同领域对甜味剂的要求。

4 结语

我国拥有丰富的柑橘资源，每年可生产大量柑橘和柑橘副产品。黄酮类物质作为柑橘中一种常见的生物活性物质，可利用溶剂浸提法、酶法提取、超声波辅助法、超临界流体萃取法等方法提取。黄酮类物质具有抗氧化、抗炎、抗癌、抗衰老等生物活性，在食品工业中具有较高的应用前景。