柑橘皮中黄酮类物质生物活性及提取工艺研究进展文献综述

柑橘皮中黄酮类物质生物活性及提取工艺研究进展文献综述 摘要:柑橘是世界第一大水果，其年产量约为10282万吨。柑橘皮占整个柑橘果重的20,，中国每年产出橘皮可达到300万吨。黄酮为具有α-苯基色原酮结构的一类化合物，近来指2个苯基用三个碳连结而成的具有C6-C3一C6基本骨架的化合物统称。柑橘皮中鉴定出来的黄酮类化合物有60多种，最常见黄酮类物质有橙皮苷、柚皮苷、新橙皮苷、芸香柚皮苷等二氢黄酮类物质，其中橙皮苷在 [1]柑橘皮中的含量约为果皮干重的1,,3,，最具提取价值。黄酮类物质有很高的药用价值，能降低毛细血管脆性，降低血脂和胆固醇，抗肿瘤，抗病菌等。 关键词: 柑橘;黄酮化合物;提取; 1. 黄酮类化合物概述 1.1黄酮类化合物结构 黄酮类化合物是一类存在于自然界的、具有2-苯基色原酮结构的化合物。它们分子中有一个酮式羰基，第一位上的氧原子具碱性，能与强酸成盐，其羰基衍生物多具黄色，故又称黄碱素或黄酮。黄酮类化合物在植物体中通常与糖结合成苷类，小部分以游离态的形式存在。柑橘类黄酮主要以糖苷和糖苷配基的形式存在。柚皮昔与橙皮苷是以糖苷配基形式存在的两种重要的黄烷酮，前者是葡萄柚中最主要的类黄酮，后者是橙汁中的最主要的类黄酮。 1.2黄酮类化合物生理功能 1.2.1抗氧化自由基作用 大多数黄酮类化合物有较强的抗氧化自由基作用，而黄酮类化合物的药理作用也往往和抗氧化自由基作用相关。自由基是引起癌症、衰老、心血管等退变性 [2]疾病的罪恶之源。生物类黄酮具有清除自由基和抗氧化的能力，其作用机理在于它阻止了自由基在体内产生的3个阶段:即与O?-,反应阻止自由基引发;与2 [3]金属离子螯合阻止?OH生成;与脂质过氧基(ROO?)反应阻止脂质过氧化过程。 1.2.2 抗癌抗肿瘤作用 黄酮类化合物有较强的抗癌抗肿瘤作用，其作用途径有以下几种:直接抑制癌细胞生长;抑制相关酶活性;降低肿瘤细胞耐药性诱导肿瘤细胞凋亡;对抗致 [4]癌因子等。 1.2.3 对心血管系统作用 1 生物类黄酮具有扩张血管的作用，能够改善心血管平滑肌的收缩舒张功能。平滑肌细胞膜有两种Ca2+通道，一种是电压依赖性通道(PDC)，主要由细胞膜高K+去极化所激活;另一种是受体操纵性通道(ROC)，主要由去甲肾上腺素激活，去甲肾上腺素引起血管平滑肌收缩，除开放ROC外也引起细胞内Ca2+释放。生物类黄酮改善平滑肌收缩舒张的机制与其调节细胞外Ca2+内流和细胞内Ca2+释放 [5]有关。 1.2.4 降血糖作用 近年分子水平研究胰岛素受体，发现黄酮醇有抗高血糖和胰岛素抵抗作用，激活胰岛素受体，激糖原合成，发挥拟胰岛素作用。在醛糖还原酶催化下葡萄糖转化为山梨醇过程的增加，是多种糖尿病慢性病发症发病的主要机理之一。黄酮类化合物可以抑制醛糖还原酶的活性，且能够促进胰岛细胞的恢复，降低血糖， [6]和血清胆固醇，故可用于糖尿病的治疗。 2. 黄酮类化合物提取工艺研究进展 黄酮类化合物的提取目前主要有醇提法,碱提酸沉淀法，微波超声波提法和超临界萃取法，超滤法等。 2.1 醇提法 根据黄酮类化合物的溶解性和极性，可以选用甲醇，乙醇，丙丙酮，乙酸乙酯等不同有机溶剂进行浸提。目前使用最多的是溶剂是甲醇和乙醇，由于甲醇有毒性，多用乙醇热提取，即醇提法。在提取过程中，乙醇的浓度对黄酮的提取有较大影响，高浓度乙醇适用于提取黄酮苷元类，低浓度乙醇适用于提取黄酮苷类。不同品种柑橘皮中黄酮类化合物种类，含量和杂质都不相同，最适的乙醇浓度，温度，时间和料液比等条件差异很大。最适宜乙醇浓度在60%-90%，温度在52-70?之间，时间差异较大从20min到270min，料液比在8-50(体积质量比，V/M)，黄 [7]酮得率在0.8%-3.46%，其中提取率最高的是张玉等用70%乙醇，料液比10:1(体积质量比，V/M)，70.0?下提取70min，黄酮得率为3.46%。 2.2 碱提酸沉淀法 [8]李红等对碱提酸沉法从桔皮中提取橙皮苷的工艺条件进行了研究。确定橙皮苷的最优浸提条件为:以氢氧化钙为浸提剂，料液比10:1(W:V)，浸提温度60?，浸提时间2 h。酸沉淀PH4.0。2次重结晶得率1.6%、纯度81.8%，浸提次数为2次。 2 [9]严赞开等探讨了从提取桔皮色素后的滤渣中提取橙皮甙的新工艺试验表明主要浸提剂饱和氢氧化钙溶液与干滤渣的重量比为20:1，在50 下保温3h浸提率可得1.5% 且橙皮甙的色泽好。 [10]王德友等以柑橘落果为原料提取橙皮甙主要操作程序是先将柑桔落果粉粹到3~4mm，加入一定量的水再用生熟石灰混合粉调节到pH为1l至l2，搅拌，浸提1.5h;过滤，酸化，收集固体，最后干燥就可以得到纯度约为90%的橙皮甙提取率为8.4%左右。 [11]谭世语等对其提取做研究其工艺为柑橘皮切碎(5mm)， 浸泡在pHl2-13的NaOH6-8h?压滤?收集滤液?HCl调节pH至4~5?搅拌后静置10h?过收集沉淀?清洗粗品?用80?热水重新溶解，过滤，冷却，静置4h使其重结晶?低温干燥(70 ?) ? 成品。 2.3 微波超声波提取法 微波技术是一种瞬时穿透式加热方式，在微波场的作用下植物细胞被粉碎，从而加快了提取速率并有效提高了产品得率。超声波的提取原理是利用超声波的空化作用加速植物活性成分溶出，该技术近年来已经广泛应用于植物活性成分提取分离。 [12] 宋茹等采用微波强化浸提法提取桔皮中的活性物质，研究表明，桔皮提取液对活性氧具有很高的清除作用 [13] 汤建国等在超声波作用下，用饱和Ca(OH)2水溶液浸提，盐酸酸析，从柑橘汁加工下脚料柑橘果皮中提取橙皮甙。以精制橙皮甙收率为评价指标，利用正交实验筛选最佳工艺条件为:超声提取温度25?，超声时间30min，饱和Ca(OH)2 溶液与柑橘皮质量比4:1，超声频率25kHz。按优选的最佳工艺实验3次精制橙皮甙，平均收率达2.32 (为常规浸提法的1.61倍)。 2.4 超临界萃取法 超临界流体萃取技术是从萃取到分离可一步完成，得率高。且具有萃取条件温和，耗时少，保护黄酮类化合物活性成分不发生变化，无有机溶剂残留，减少废物和废气污染的特点。 [14] 吕凛等利用二氧化碳超临界流体萃取法对橘皮和葡萄柚种子中的黄酮类化合物进行提取，提取剂为乙醇，分别提取150min和40min，温度控制在50?左右， 3 有效保护了黄酮类化合物的结构，黄酮得率高于溶剂萃取得率。 2.4 超滤法 李炎等采用超滤法从柚皮中提取柚苷在超滤操作加压力控制为0.15~0.25MPa 循环通量180L/h 料液pH 9~10 温度50 时所得产品纯度可达95%。 3 展望 柑橘皮是黄酮类化合物的最丰富最重要来源之一，柑橘属植物中的黄酮易于分离，具有独特的芳香味，显著的药理学作用和保健功能。国外的黄酮类物质的研究已经转向对黄酮的药理学，保健功能及加工提取机理等方面，而国内对黄酮的深入研究却不多。 关于黄酮类物质的提取方法，目前国内研究较多的是醇提法和超声波提取法，与传统的提取方法相比超声波提取和微波提取具有条件温和，保护活性成分，得率高，能耗少污染低的优点。超临界提取技术为新技术，具有显著的优势但也存在一些问题比如实验设备规模较大，造价较高，不适于实验室应用。在工业化生产中应根据不同种类黄酮化合物的性质，提取成本，工艺设备等来选取适宜的提取春花工艺，提高黄酮类化合物的利用率和提取率，降低成本，增加柑橘生产的废弃物的利用率。 参考文献 [1]Elisa Tripoli，Maurizio La Guardia，Santo Giammanco，et a1(Citrus 4 flavonoids:Molecular structure，biological activity and nutritional properties:A review(Food Chemi stry，2007，l 04(2):466—479. [2]W(C(Kim，D(Y(Lee，C(H(Lee，et a1(Optimization of narirutin extraction during washing step of the pectin production from citrus peels(Journal of FoodEngineering，2004，63(2):19l?197 [3]陈国有，齐鹤，徐东花(黄酮类化合物的生物活性研究进展[J](黑龙江医药， 2008，2l(3):81—83 Dwyer J(Flavonoids:Dietary occurrence and biochemical [4]Peterson J， activity.Nutrition Research，1998，18:1995—2018. [5]周新，李宏杰(黄酮类化合物的生物活性及临床应用进展[J](中国新药杂志， 2007，5(1 6):350-355 [6]王慧(黄酮类化合物生物活性的研究进展[J](食品与药品，2010，12(9):347(350 [7]张玉，王慧明(加速溶剂萃取技术提取柑橘皮中黄酮类化合物的工艺研究 [J](食品科技，2007，5(1-6):350-355 [8]李红，赵征，汪满情(橙皮苷提取工艺条件的研究[J](食品研究与开发.2003， 24(2):39,41( [9]严赞开,王朝晖,徐小万,等.桔皮中提取橙皮甙的优化工艺[J].食品工业科 技,1999,20(6):33-34. [10]王德友,黄绍华,叶东,等.用柑桔落果提取橙皮甙的工艺改进研究[J].天然产物 研究与开发,1990,2(4):81-85. [11]谭世语,马蓓蓓,张贤飞.从鲜橙皮中提取橙皮甙的一种方法[J].重庆大学学报 (自然科学版) ,1991,14(6):119-120. [12]宋茹，宋诗军(柑桔皮提取液的抗氧化作用研究[J](食品与机械，2007， 23(3):96,101( [13]汤建国,汪秋安,单杨.从柑橘皮中超声提起橙皮甙[J].精细化工，2004,21 (3):171-173. [14]吕凛，陶宁萍.超临界二氧化碳萃取柑橘皮中黄酮类化合物的研究[J].食品科 学，2008，20(9):157-159. [15]李炎,毛新武,赖旭新,等.超滤法从柚皮中提取柚甙[J].食品科学，1997,18 5 (5):36-38. 6 柑橘皮中黄酮类物质生物活性及提取工艺研究进展文 献综述 学院:食品学院 学号:13108320017248 姓名:姜鹤 7