绿色提取方法与传统提取方法在突尼斯角豆浆中的应用对比：多酚含量、抗氧化能力及化学计量学分析

《South African Journal of Botany》：Green versus conventional extraction of Tunisian carob pulp: polyphenols, antioxidant capacity, and chemometric insights

车脂渣多酚提取方法与地理因素对活性成分的影响研究。比较传统（乙醇/甲醇）与绿色（超声波/天然深熔盐溶剂）提取法对突尼斯南北地区车脂渣多酚含量的影响，发现溶剂种类对成分组成影响最大。传统乙醇75%-M法（5023.92 μg/g）与绿色水超声法（5008.32 μg/g）提取效率最高，天然深熔盐溶剂（乳酸:醋酸钠3:1）在黄酮类、水解单宁及抗氧化活性方面表现优异。地理差异显著，南方多酚含量普遍更高。化学计量分析证实绿色方法高效环保，可替代传统工艺。

　　在地中海地区，一种名为“Carob”的植物因其丰富的营养成分和生物活性物质而受到广泛关注。Carob树（Ceratonia siliqua L.）作为一种典型的地中海植物，自然生长在各种环境中，尤其是在北非和南欧的干旱地区。在突尼斯，这种植物的地理分布和遗传多样性呈现出显著的区域差异，从北部到南部，其生长条件和特性都发生了变化。Carob树的不同部位，如树皮、叶子和种子，被传统医学广泛使用，具有多种药用价值，包括作为泻药、利尿剂和治疗腹泻及胃肠道疾病的作用。此外，Carob种子在欧洲被用于工业生产，尤其是制作一种名为“locust bean gum”的食品添加剂，这种添加剂在食品加工中被用作增稠剂、稳定剂或调味剂。然而，Carob树在种子加工过程中会产生一种副产品——Carob pulp，这是一种复杂的有机物混合物，含有大量的糖类、矿物质以及多种生物活性化合物，如多酚类物质。由于其独特的化学组成，Carob pulp在甜味饮料、烘焙食品和经过烘焙后作为可可替代品中具有广泛的应用前景。

Carob pulp中的多酚类物质是其生物活性的主要来源。这些多酚包括多种类型，如酚酸、黄酮类化合物和缩合单宁等。酚酸是多酚中较为简单的一类，例如3,4,5-三羟基苯甲酸等，而黄酮类化合物则包括黄酮醇、黄烷醇等，具有较强的抗氧化能力。此外，Carob pulp中还含有可水解单宁，这类物质在植物中通常以复杂的分子结构存在，但可以通过特定的提取方法释放出来，从而发挥其生物活性。多酚类物质的抗氧化能力与它们的浓度密切相关，因此在评估Carob pulp的生物活性时，其多酚含量是一个关键指标。

多酚的提取方法对最终产品的质量与产量具有重要影响。传统方法如浸泡法（Maceration）和有机溶剂提取法被广泛应用于多酚提取，但这些方法通常伴随着较高的溶剂消耗、较长的处理时间和较大的能源使用。相比之下，非传统方法，如超声波辅助提取（UAE）和天然深共熔溶剂（NADES）技术，因其环境友好性和高效性而受到越来越多的关注。UAE利用超声波的机械效应促进溶剂与植物材料的相互作用，从而提高多酚的提取效率。NADES则是一种由天然成分组成的低共熔混合物，能够有效降低溶剂的使用量，同时保持较高的提取效果。这些绿色提取技术不仅减少了对环境的影响，还可能保留更多生物活性物质，从而提高提取物的营养价值和应用价值。

本研究聚焦于突尼斯北部和南部地区的Carob pulp，旨在比较不同提取方法对其多酚含量和生物活性的影响。通过对两种地区的Carob pulp进行多酚提取，研究团队采用了传统方法和绿色方法进行对比。传统方法包括使用乙醇、甲醇和水进行浸泡提取，而绿色方法则包括超声波辅助提取和使用天然深共熔溶剂进行提取。实验结果表明，溶剂种类对Carob pulp中多酚的组成和含量影响最大。在所有测试的提取方法中，使用75%乙醇的传统浸泡法（M）和水与超声波辅助提取法（UAE）分别获得了最高的总多酚含量，分别为5023.92 μg/g和5008.32 μg/g。相比之下，使用NADES（乳酸：醋酸钠，3:1）的提取方法虽然总多酚含量略低，但其提取物中富含黄酮醇、可水解单宁和具有更强抗氧化能力的化合物。这一发现表明，虽然某些绿色提取方法在总多酚含量上可能不如传统方法，但它们在特定类型的生物活性物质提取方面具有独特优势。

研究还发现，突尼斯北部和南部地区的Carob pulp在多酚含量上存在显著差异。通常情况下，南部地区的Carob pulp中多酚含量更高，这可能与该地区的气候条件有关。干旱或半干旱环境往往促使植物产生更多的次生代谢产物，以应对不利的生长条件。因此，南部地区的Carob pulp可能在多酚合成方面更为活跃，从而表现出更高的生物活性。这一现象不仅对Carob pulp的利用提供了新的视角，也为其他植物副产品的研究提供了参考。

此外，研究中使用的化学计量学工具（如主成分分析和聚类分析）对提取物的多酚组成进行了深入分析。这些工具能够有效揭示不同提取方法和地理来源对多酚组成的影响，从而为优化提取工艺提供科学依据。例如，主成分分析可以帮助识别哪些多酚成分对总多酚含量和抗氧化能力贡献最大，而聚类分析则可以将不同提取方法的产物进行分类，以评估其在生物活性方面的相似性或差异性。这种分析方法不仅提高了研究的准确性，还为后续的工业化应用提供了数据支持。

值得注意的是，本研究首次系统地比较了传统提取方法与绿色提取方法在Carob pulp中的应用效果。通过这种方法，研究人员能够更全面地了解不同提取技术对多酚回收率的影响，并为绿色技术在植物提取领域的推广提供实证依据。研究结果显示，绿色提取方法在某些方面甚至优于传统方法，例如在提取特定类型的多酚（如黄酮醇和可水解单宁）时表现出更高的选择性和效率。这表明，绿色提取技术不仅在环境保护方面具有优势，还能够提高提取物的生物活性，从而在食品、医药和化妆品等工业领域中具有更广泛的应用前景。

从实际应用的角度来看，Carob pulp作为一种丰富的天然资源，其多酚含量和生物活性的提升对于开发高附加值的产品至关重要。例如，在食品工业中，Carob pulp可以作为天然抗氧化剂的来源，用于延长食品的保质期或改善其营养价值。在医药领域，Carob pulp中的多酚可能具有抗炎、抗肿瘤等生物活性，为新药的研发提供原料。在化妆品行业，Carob pulp中的多酚可以用于开发具有抗氧化和抗衰老功效的护肤品。因此，研究Carob pulp的多酚组成及其提取方法的优化，不仅有助于提高其利用效率，还可能推动相关产业的发展。

然而，尽管绿色提取方法在某些方面表现出色，但其应用仍面临一些挑战。例如，NADES的制备过程可能需要较高的成本，而超声波辅助提取设备的购置和维护费用也可能较高。此外，不同提取方法对多酚的回收率和选择性可能存在差异，因此需要根据具体的应用需求选择最合适的提取方法。例如，如果目标是获得高总多酚含量的提取物，传统方法可能更为合适；但如果需要提取特定类型的多酚，如黄酮醇或可水解单宁，绿色方法可能更具优势。因此，在实际应用中，应综合考虑提取方法的成本、效率和最终产品的特性，以实现最佳的经济效益和环境效益。

研究团队还提到，地理来源对Carob pulp的多酚含量和生物活性具有重要影响。这种影响不仅体现在多酚的种类和浓度上，还可能影响其在不同应用中的表现。例如，某些地区的Carob pulp可能更适合用于特定类型的食品加工，而另一些地区则可能更适合用于医药或化妆品领域。因此，在进行Carob pulp的多酚提取时，地理来源的选择应与目标产品的特性相结合，以确保提取物的高质量和高效率。

本研究的结果表明，绿色提取方法在多酚提取领域具有巨大的潜力。通过使用超声波辅助提取和天然深共熔溶剂，研究人员能够在减少环境影响的同时，获得高质量的提取物。这些方法不仅能够提高多酚的回收率，还能够保留更多的生物活性物质，从而提升产品的整体价值。此外，研究还强调了化学计量学工具在分析多酚组成和评估生物活性方面的有效性，为未来的相关研究提供了新的思路和方法。

在实际应用中，推广绿色提取方法需要克服一些技术障碍和经济成本。例如，NADES的制备可能需要特定的原料和精确的配比，而超声波辅助提取则需要专门的设备。因此，为了实现绿色技术的广泛应用，有必要进一步研究其成本效益，并探索更经济的制备方法。此外，还需要对不同地区的Carob pulp进行更多的比较研究，以确定其多酚含量和生物活性的最佳提取方法。

总之，Carob pulp作为一种丰富的天然资源，其多酚含量和生物活性的提升对于多种工业应用具有重要意义。本研究通过比较传统与绿色提取方法，揭示了不同方法对多酚回收的影响，并强调了地理来源在多酚组成中的作用。这些发现不仅为Carob pulp的利用提供了科学依据，也为其他植物副产品的研究和开发提供了参考。随着对绿色技术的进一步研究和推广，Carob pulp有望成为一种重要的天然资源，为食品、医药和化妆品等行业提供高质量的多酚提取物。