天然深共晶溶剂优化提取橄榄果渣酚类物质的开发与表征研究 中文标题

本研究针对传统有机溶剂提取橄榄果渣酚类物质存在的毒性、挥发性和易燃性问题，开发了16种天然深共晶溶剂（NADES），通过系统表征其理化性质（pH、密度、极性等）和热行为，评估了其对酚类化合物的提取效能。结果表明，胆碱氯化物-尿素基NADES展现出最优提取潜力，糖基NADES因低成本具应用前景，为绿色提取农业副产物高值化利用提供了新策略。

　　

橄榄油生产过程中产生的副产物橄榄果渣（Olive Pomace, OP）约占橄榄重量的80%，长期以来被低估其价值，然而其中富含酚类化合物等生物活性物质，具有巨大的应用潜力。传统提取方法使用有机溶剂如己烷、甲醇等，存在毒性、挥发性和易燃性等环境和安全风险。随着消费者对天然健康成分需求的增长，开发绿色、高效的提取技术成为迫切需求。

在此背景下，Thiago F. Soares等研究人员在《Food and Bioproducts Processing》发表了题为“Development and characterization of natural deep eutectic solvents for optimized extraction of olive pomace phenolics”的研究论文，致力于开发并表征天然深共晶溶剂（Natural Deep Eutectic Solvents, NADES），作为环境友好型替代溶剂，用于优化橄榄果渣中酚类化合物的提取。

研究团队选用了8种不同溶剂组分，合成了16种NADES，并系统评估了它们的理化性质（包括pH、密度、极性、粘度等）、热行为（通过差示扫描量热法DSC分析）和分子相互作用（通过傅里叶变换红外光谱FTIR和拉曼光谱分析）。提取实验采用固液比1:35（g/mL），在室温下振荡1小时，离心后取上清液进行抗氧化活性（FRAP法）、总酚含量（Folin-Ciocalteu法）和总黄酮含量测定，并通过高效液相色谱结合二极管阵列和荧光检测器（HPLC-DAD-FLD）分析了最优提取物的酚类成分。

2.4.1. pH

NADES的pH值范围广泛（0.26–12.23），酸性NADES（如含羧酸者）呈现极酸性，而含碳酸钾者呈碱性，pH显著影响不同类别化合物的提取效率。

2.4.2. 密度

所有NADES密度均高于水（0.998 g/mL），范围在1.098–1.459 g/mL之间，糖基和甘油基NADES密度较高，反映了氢键作用和分子间排列紧密。

2.4.3. 极性

通过尼罗红染料测定的极性参数E_NR显示，NADES 7.25极性最高（E_NR=44.63 kcal/mol），而NADES 5.25极性最低（E_NR=58.03 kcal/mol），但极性差异并非提取效率的决定性因素。

2.4.4. 水分含量

水分添加可降低粘度、改善传质，但过量（>50%）会破坏氢键网络。研究发现，对于某些NADES，水分不仅作为稀释剂，还作为第三组分参与共晶形成。

2.4.5. 粘度

NADES粘度范围7.06–492.30 mPa·s，远高于水（1 mPa·s）。水分增加可有效降低粘度，所有NADES均表现为牛顿流体。糖和甘油基NADES粘度最高，而含DL-乳酸酸的NADES粘度较低。

2.4.6. FTIR/Raman分析

FTIR光谱证实了氢键等分子相互作用的存在，例如胆碱氯化物特征峰（~740 cm^?1对应C-N伸缩振动），羧酸基团在1750–1690 cm^?1和1200–1100 cm^?1的特征峰，以及糖类在1500–800 cm^?1的指纹区。

2.4.8. 差示扫描量热法（DSC）

DSC分析显示，所有NADES的玻璃化转变温度（T_g）在-35.7°C至-59.5°C之间，热分解温度高于常见提取温度（0–70°C），表明其热稳定性适用于工业提取过程。纯组分熔点峰在NADES中消失，证实了共晶混合物的形成。

3.3. NADES的提取能力

提取实验表明，NADES 3（胆碱氯化物-尿素）和NADES 8（葡萄糖-乳酸）表现最佳，总酚含量显著高于水和乙醇/水（1:1）对照组，分别达到4.06和4.05 g GAE/100 g干重。总黄酮提取中，NADES 2、3、4与乙醇/水对照组无显著差异。FRAP抗氧化活性结果与总酚含量趋势一致。酸性NADES提取物呈红色，可能与花色苷提取相关，因其在酸性环境中稳定。

3.5. 酚类成分分析

通过HPLC-DAD-FLD对NADES 8.25提取物进行分析，初步鉴定出44种化合物，包括羟基酪醇（hydroxytyrosol）、酪醇（tyrosol）、橄榄苦苷（oleuropein）、木犀草素-7-葡萄糖苷（luteolin-7-O-glucoside）、芹菜素-7-葡萄糖苷（apigenin-7-O-glucoside）和毛蕊花苷（verbascoside）等特征性橄榄酚类物质。

3.4. 成本分析与工业应用潜力

成本调查显示，NADES生产成本从1.64欧元/100mL（NADES 8.50）到21.88欧元/100mL（NADES 3纯）不等，稀释后成本进一步降低。糖基NADES因原材料廉价而具有成本优势，而高性能NADES（如胆碱氯化物-尿素）虽成本较高，但提取效率卓越，整体展现出良好的成本效益比和工业应用前景。

研究结论指出，NADES特别是胆碱氯化物-尿素和葡萄糖-乳酸基溶剂，在提取橄榄果渣酚类物质方面表现出色，不仅效率高，而且环境友好、安全性佳。水分添加优化了其物化性质（如降低粘度），而未显著削弱提取能力。该研究为农业副产物的高值化利用提供了绿色、可持续的解决方案，有望在食品、制药和农业化品等领域推广应用，助力循环经济发展。