干果中活性組分分離提取的研究進(jìn)展

馬紅英，王騰達(dá)，吳斌，林江麗*，阿合也力開(kāi)·葉爾肯，駱禹璐

1. 新疆大學(xué)化學(xué)學(xué)院（烏魯木齊 830046）；2. 新疆大學(xué)化工學(xué)院，石油天然氣精細(xì)化工教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（烏魯木齊 830046）；3. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工研究所（烏魯木齊 830091）

常見(jiàn)的干果有紅棗、核桃、杏干、葡萄干、蘋(píng)果干、芒果干、草莓干和蔓越莓干。干果中含有具備生物活性、有益健康的多種化合物，干果中的多糖能夠抗氧化和抗炎[1]*，黃酮類物質(zhì)對(duì)過(guò)敏有抑制作用[2]*，酚類化合物對(duì)一些疾病有預(yù)防作用[3]*，萜類化合物有抗病毒和抗癌活性[4]*。隨著人們健康意識(shí)的增強(qiáng)，日常生活中，干果越來(lái)越受廣大消費(fèi)者青睞。隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，社會(huì)物質(zhì)生活水平的不斷提高，直接食用干果不能滿足人們對(duì)健康生活品質(zhì)的要求，高品質(zhì)干果及干果類功能性產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量逐年增加。另外，由于生物活性物質(zhì)在改善健康狀況和降低疾病風(fēng)險(xiǎn)方面發(fā)揮重要作用，所以干果是功能性食品開(kāi)發(fā)的來(lái)源之一[5]*。所謂功能性食品是指因其某些成分具有預(yù)防人體疾病、機(jī)體防御功能、調(diào)節(jié)生理節(jié)律和促進(jìn)康復(fù)等功能的工業(yè)化食品[6]*。因此，為充分發(fā)揮干果中活性物質(zhì)的功能性作用，使其更好地應(yīng)用于功能性食品的研發(fā)，促進(jìn)人類身體健康，對(duì)干果中不同活性物質(zhì)的分離提取具有重要作用，為研究和開(kāi)發(fā)干果的功能性產(chǎn)品提供理論支撐和研究基礎(chǔ)。

干果中活性物質(zhì)的分離提取方法主要有溶劑提取法、熱水提取法、索氏提取法、超聲提取法、微波提取法、酶提取法、硅膠色譜法、高效液相色譜法等。因?yàn)楦晒谢钚越M分種類較多，含量較少，分離提取存在一定難度，且干果中活性物質(zhì)的分離提取過(guò)程還存在提取率不高、活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)易被破壞、難以保持原有生物活性及難以符合綠色環(huán)保、成本低的要求等問(wèn)題，故著重對(duì)干果中的多糖、黃酮、酚類化合物和萜類化合物的分離提取方法的研究進(jìn)行總結(jié)。同時(shí)，對(duì)干果中活性組分分離提取的各種方法進(jìn)行討論、比較和評(píng)價(jià)。

1 干果中多糖的分離提取

多糖是糖單元連接在一起而形成的長(zhǎng)鏈聚合物，超過(guò)20個(gè)單糖的聚合物稱為多糖[7]*。多糖既是人體內(nèi)重要的生物大分子，也是維持生命活動(dòng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基本物質(zhì)。大部分干果中的多糖都具有抗氧化、抗病毒和抗腫瘤等多種生物活性[8]*。因此，從干果中提取多糖引起不少科學(xué)家的興趣。從干果中分離提取多糖的方法主要有溶劑提取法、熱水提取法、超聲波輔助提取法、微波輔助提取法和超聲輔助雙水相萃取法（UAATPE）等方法。

Li等[9]*采用超聲波輔助提取法（CZPU）和熱水提取法（CZPH）分別提取駿棗多糖，并測(cè)定其多糖產(chǎn)量，使用苯酚-硫酸比色法對(duì)樣品碳水化合物含量進(jìn)行分析，研究發(fā)現(xiàn)超聲使多糖的產(chǎn)量從6.23%增加到7.95%，超聲輔助法較熱水提取法有縮短提取時(shí)間、提高提取效率、提高駿棗多糖質(zhì)量等特點(diǎn)，同時(shí)，利用氣相色譜檢測(cè)2種方法提取的多糖的組成以及各組分的含量，結(jié)果表明CZPU和CZPH均由阿拉伯糖、鼠李糖、葡萄糖、半乳糖和甘露糖組成。然而，CZPU的摩爾比為5.46∶4.96∶5.17∶2.63∶1，CZPH的摩爾比為5.46∶4.89∶3.65∶2.54∶1。超聲輔助法提取的多糖比熱水法提取的多糖的抗氧化活性更強(qiáng)。

Ji等[10]*通過(guò)UAATPE高效、快速地提取大棗多糖，UAATPE不僅有效提高棗多糖的提取率，同時(shí)可將醇溶性多糖和水溶性多糖進(jìn)行分離。用超聲輔助提取后，冷卻，過(guò)濾，得到易溶于富鹽底相的含羧基的水溶性多糖，蒸發(fā)去除溶劑后，進(jìn)一步分析多糖組成，最終大棗多糖提取率為8.18%；利用氣相色譜檢測(cè)多糖的組成及比例，結(jié)果表明，大棗多糖由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖和半乳糖醛酸組成，比例分別為1.46∶2.47∶2.27∶1.12∶1.00∶1.57∶5.40，證明大棗多糖具有中度抗氧化活性。

Farida等[11]*采用微波輔助方法，以蒸餾水為提取劑從阿爾及利亞棗果肉和果皮中提取粗多糖，提取率達(dá)13.98%±1.55%；通過(guò)紅外光譜分析多糖的組成，其多糖提取物有很強(qiáng)的自由基清除活性和較強(qiáng)的抗炎作用；該方法的優(yōu)點(diǎn)是操作時(shí)間短，保留蒸餾水提取物的抗氧化和抗炎活性。

2 干果中黃酮的分離提取

黃酮類化合物是一類存在于植物葉、莖、根、花和種子中的植物次生代謝產(chǎn)物[12]*。它具有顯著功能活性，能夠抗病毒、抗過(guò)敏、降脂、抗菌和抗炎及預(yù)防心腦血管疾病等[13]*。因黃酮的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，從植物中提取黃酮還沒(méi)有通用型的方法，現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道從干果中分離提取黃酮的方法主要有溶劑提取法、超聲輔助提取法，微波輔助提取法、酶輔助提取法和超臨界流體萃取法等方法。

?anadanovi?-Brunet等[14]*采用溶劑提取法，以杏干粉末為原料，以80%乙醇為溶劑，在一定時(shí)間下從杏干中提取黃酮，并采用亞硝酸鈉-三氯化鋁-氫氧化鈉法，利用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定黃酮含量。試驗(yàn)結(jié)果表明杏干中總黃酮類化合物含量為218.45±14.14 mg R/100 g DA。該研究表明，杏干表現(xiàn)出良好的自由基清除活性，且其是食品工業(yè)中保質(zhì)期較長(zhǎng)的功能性食品成分。

Rajaei等[15]*因?yàn)槌曒o助法是一種快速、環(huán)保和高效地從固體植物基質(zhì)中提取各種組分的方法，采用超聲輔助法以甲醇為溶劑提取伊朗棗果肉和棗核中的黃酮，甲醇提取物在超聲條件下進(jìn)行再次萃取，最終獲得高品質(zhì)、高產(chǎn)量的提取物。采用分光光度法分別測(cè)定棗漿和棗核提取物的總黃酮含量（TFC），果肉的總黃酮含量為71.53±0.36 mg槲皮素/g DW，棗核的總黃酮含量為9.77±0.01 mg槲皮素/g DW。果肉提取物的TFC高于棗核提取物。該研究還表明，紅棗具有良好的抗氧化性能和沒(méi)有細(xì)胞毒性活性，可用于制備不同用途的功能性生物活性成分。

Liu等[13]*研究水-水浴（W-WB）、乙醇-水?。‥WB）、低共熔溶劑-超聲輔助提取（DES-UAE）、低共熔溶劑-微波輔助提?。―ES-MAE）和低共熔溶劑-酶輔助提?。―ES-EAE）5種不同方法提取大棗黃酮，總黃酮含量用亞硝酸鈉硝酸鋁比色法測(cè)定，采用超高效液相色譜（UHPLC）法對(duì)紅棗提取物中的不同黃酮類化合物進(jìn)行定量。研究發(fā)現(xiàn)，五種方法中DES-MAE提取的總黃酮含量最高，可達(dá)8.03 mg/g。從大棗中鑒定出15種黃酮類化合物。E-WB和DES-UAE方法提取的蘆丁量分別為66.88±1.58 μg/g和45.23±3.22 μg/g。研究表明，DES-UAE方法可有效減少某些黃酮類化合物在不同條件下的降解，且保持黃酮類化合物的生物利用率和穩(wěn)定性，它是一種高效、環(huán)保的提取紅棗黃酮的方法。

3 干果中酚類化合物的分離提取

酚類化合物是一種具有不同化學(xué)結(jié)構(gòu)和功能的次生代謝物[16]*。酚類化合物是干果中一類重要的生物活性物質(zhì)[17]*。研究表明，食用富含多酚的食物能夠預(yù)防糖尿病、心血管疾病、神經(jīng)退行性疾病以及癌癥等疾病，多酚還可促進(jìn)腸道微生物群的生長(zhǎng)[18]*。因此，近年來(lái)，有關(guān)干果中酚類化合物的提取分離及其應(yīng)用的相關(guān)研究日益增多。已報(bào)道從干果中分離提取酚類化合物的方法主要有溶劑提取法、超聲波提取法、索氏提取法和超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（UHPLC-MS/MS）等。

Trandafir等[19]*分別采用超聲波輔助提取和索氏提取2種方法，并分別用甲醇和乙醇兩種溶劑提取全脂核桃仁和脫脂核桃仁中總酚，并利用Folin-Ciocalteu試劑，通過(guò)量熱法測(cè)定提取物中總酚含量，采用高效液相色譜共分離檢測(cè)到酚類化合物17種。研究結(jié)果表明，以甲醇為溶劑，索氏提取法從脫脂核桃仁中提取的總酚含量最高，達(dá)2 089.2 mg GAE/100 g；取相同原料和溶劑，超聲輔助法提取的總酚含量為1 426.8 mg GAE/100 g。在使用相同溶劑提取時(shí)，超聲波輔助提取速度快，但索氏提取的總酚濃度、酚類物質(zhì)分離效率更高。全脂核桃仁和脫脂核桃仁酚含量高及具有較高的高抗氧化潛力。

Escobar-Avello等[20]*研究比較3種不同葡萄干品種（湯普森無(wú)核葡萄干、馬斯喀特葡萄干和蘇丹娜葡萄干）中的酚類物質(zhì)；采用超聲輔助法提取葡萄干中的多酚，利用液相色譜-電噴霧電離混合線性離子阱四極軌道質(zhì)譜（LC/ESI LTQ Orbitrap MS）對(duì)總多酚的酚類物質(zhì)進(jìn)行分析檢測(cè)，共鑒定出有酚類化合物45種；Folin-Ciocalteu方法表明，所分析的3種葡萄干中的多酚含量均較高?？偠喾铀皆?27～664 mg GAE/100 g，其中馬斯喀特葡萄干的酚含量最高（664±15 mg GAE/100 g）；提取物中最具代表性的酚類化合物是酚酸（羥基苯甲酸和羥基肉桂酸）和類黃酮（黃烷醇、黃烷酮和黃酮醇）。研究結(jié)果有益于對(duì)不同葡萄干品種健康特性的探究。

Shen等[18]*采用超聲輔助法，以不同比例的甲醇、乙醇和水為提取溶劑，從3種核桃仁及其膜中提取酚類化合物，并利用UHPLC-MS/MS對(duì)提取的酚類化合物進(jìn)行定性定量分析。鑒定出核桃仁及其膜中的40種酚類目標(biāo)化合物，這些目標(biāo)物質(zhì)中酚類化合物含量均為299.00～4 582.92 μg/g（3種核桃樣品）。UHPLC-MS/MS法不僅對(duì)核桃，而且對(duì)其他堅(jiān)果中酚類化合物的提取和測(cè)定也非常有效。該方法還被應(yīng)用于商品核桃樣品中40種酚類目標(biāo)化合物的分析。

4 干果中萜類化合物的分離提取

萜類化合物是一類有著芳香氣味的植物型天然化合物，具有抗癌、抗病毒、抗菌和抗過(guò)敏等生物活性，廣泛應(yīng)用于化妝品、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域[21-23]*。葡萄干、蔓越莓干和紅棗等干果中含有豐富的萜類化合物，因此從干果中分離提取萜類化合物成為研究熱點(diǎn)之一。從干果中分離提取萜類化合物的方法有溶劑提取法、超聲輔助提取法、硅膠色譜法、半高效液相色譜、高效液相色譜法等。

Zhang等[24]*采用溶劑提取法，以乙醇、甲醇為溶劑從蘋(píng)果干、杏干、芒果干、草莓干、紅葡萄干、綠葡萄干和蔓越莓干等17種商業(yè)干果中提取齊墩果酸（OA）和熊果酸（UA）2種天然的三萜類化合物，并通過(guò)薄層色譜法檢測(cè)和確定干果中是否含有OA和UA，利用高效液相色譜法對(duì)各種干果中的OA和UA含量進(jìn)行分析，結(jié)果表明，葡萄干中的OA含量高于所研究的其他水果，其中綠色葡萄干中的OA含量最高（79.0 mg/100 g）。葡萄干中只含有OA，而蔓越莓干、藍(lán)莓干和櫻桃干中同時(shí)含有OA和UA。在蔓越莓干中檢測(cè)到最高水平的UA（65.9 mg/100 g），其OA水平也相對(duì)較高（17.8 mg/100 g）。OA和UA具有抗腫瘤和抗肝炎等預(yù)防作用，因此，葡萄干和蔓越莓干可以作為口服OA和UA的豐富來(lái)源。

Liu等[25]*用乙醇處理葡萄干，用乙酸乙酯和正丁醇連續(xù)分離3次，經(jīng)硅膠色譜、半高效液相色譜和高效液相色譜從葡萄干中分離、純化并鑒定出三萜類化合物7種，其中包括3種新的三萜類化合物。新的三萜類化合物是齊墩果酸型和熊果酸型五環(huán)三萜，分別為3β, 13β-二羥基-12, 13-二氫齊墩果酸（1），3β, 12β,13β-三羥基-12, 13-二氫齊墩果酸（2，TOA）和3β,13β-二羥基-12, 13-二氫熊果酸（7）。研究表明新型三萜TOA具有強(qiáng)大的抗氧化和抗增殖活性。

Song等[26]*以乙醇為溶劑，采用超聲波輔助提取棗果總?cè)?，通過(guò)香草醛-高氯酸測(cè)定法測(cè)定總?cè)坪浚═TC），運(yùn)用響應(yīng)面法（RSM）優(yōu)化該提取工藝，在最佳條件下，三萜產(chǎn)率為19.21±0.25 mg/g；通過(guò)UPLC-MS對(duì)99個(gè)棗品種提取物的三萜酸譜進(jìn)行分析；白樺酸、山梨醇酸、馬斯林酸、齊墩果酸和熊果酸是不同品種棗中的主要三萜酸；主要三萜酸含量與抗氧化活性之間存在顯著的正相關(guān)。研究表明，UAE是從棗中提取三萜類化合物的有效方法。研究結(jié)果對(duì)棗果的品質(zhì)評(píng)價(jià)和工業(yè)應(yīng)用具有重要指導(dǎo)意義。

5 結(jié)論與展望

綜上所述，從干果中分離提取活性物質(zhì)，提取方法不同，提取率和活性也稍有不同。從干果中分離多糖、黃酮、酚類及萜類化合物等生物活性成分的方法中，傳統(tǒng)的溶劑提取法和索氏提取法，其操作簡(jiǎn)單，成本較低，但提取時(shí)間長(zhǎng)，溶劑用量大，提取效率較低，有機(jī)溶劑對(duì)環(huán)境有害；而超聲輔助提取法則能夠降低化合物的分解程度，提高化合物在提取液中的溶解度，具有提取效率高，提取時(shí)間短，溶劑用量少且提取的活性成分品質(zhì)較高等優(yōu)勢(shì)，但生產(chǎn)成本較大；微波輔助法是一種操作時(shí)間短，提取物活性較高，但對(duì)試驗(yàn)設(shè)備要求高，故不利于工業(yè)化生產(chǎn)的方法；酶輔助提取法具有提取物產(chǎn)率高，活性較高，但提取過(guò)程因素影響較多的特點(diǎn)；低共熔溶劑-超聲輔助提取法雖然提取時(shí)間短、提取率高，但低共熔溶劑的選擇和合成較為復(fù)雜且成本較高，限制其在工業(yè)中的廣泛應(yīng)用。由此可見(jiàn)，高效的分離提取工藝是從干果中得到高純度活性組分的關(guān)鍵。且單一方法獲得的活性組分通常存在產(chǎn)率較低，活性較差等不足，因此通常需要結(jié)合多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)活性成分的高產(chǎn)率、高生物活性等。

近年來(lái)，從植物中提取分離活性組分的方法趨向于多種提取方法相結(jié)合，如超聲輔助酶法[27]*、超聲輔助堿法[28]*、超聲-微波輔助法[29]*和離子液體的超聲波輔助提取[30]*等，多種提取方法的結(jié)合可更加高效的從植物中提取活性組分。因此，利用多種提取方法相結(jié)合的方式是從干果中簡(jiǎn)單、高效、低成本、綠色環(huán)保的分離提取活性組分的發(fā)展方向之一，該研究方向具有巨大潛力。