基于低共熔溶剂与环状增强剂的仙人掌果皮多酚绿色提取及生物活性研究

本研究针对农业废弃物仙人掌果皮的高值化利用问题，创新性地采用胆碱氯化物-柠檬酸低共熔溶剂(NaDESs)结合超声辅助提取(UAE)技术，首次引入环状果聚糖(CFs)作为提取增强剂，优化后多酚回收率达80%。通过HPLC鉴定出儿茶素、杨梅酮等活性成分，并利用AGREE指标验证方法绿色度，为天然产物认证和可持续开发提供新策略。

　　

仙人掌果作为重要的经济作物，其果皮占果实重量的50%却常被废弃。这些果皮富含多酚类物质如儿茶素(catechin)、没食子酸(gallic acid)等，具有显著的抗氧化活性。传统提取方法存在有机溶剂污染、效率低下等问题，而低共熔溶剂(NaDESs)作为新兴绿色溶剂，其与环状分子协同增效的机制尚未在仙人掌果皮提取中探索。

来自国外研究团队在《Food Chemistry》发表的研究，首次将环状果聚糖(cyclofructans, CFs)与NaDESs联用，建立了一套高效可持续的提取体系。通过响应面法优化超声辅助提取参数，结合化学计量学分析，不仅实现了废弃物高值化利用，还为天然产物溯源提供了新方法。

关键技术包括：1) 设计胆碱氯化物-柠檬酸(ChCl-CA)等NaDESs溶剂体系；2) 采用响应面法(RSM)优化超声提取条件；3) 引入β-环糊精(β-CD)及其衍生物(HP-β-CD等)和CFs作为提取增强剂；4) 使用HPLC-DAD分析酚类成分；5) 基于AGREE指标评估方法绿色度；6) 通过主成分分析(PCA)实现产地溯源。

材料与试剂
研究选用8种NaDESs（包括ChCl-尿素、ChCl-甘油等），对比传统溶剂水/乙醇。首次测试了磺化环状果聚糖(SCF-6/7)与环糊精衍生物(CM-β-CD等)的增效作用。

绿色溶剂筛选
单因素实验显示80% ChCl-CA NaDES水溶液效果最优，较乙醇提取率提升42%。β-CD及其衍生物中，磺化β-CD(S-β-CD)因额外磺酸基团展现出最强结合能力。

结论
优化条件为80% ChCl-CA NaDES、30 mL/g液固比、16分钟超声提取。CFs的引入使多酚回收率较单独NaDES提升27%，其中CF-7因适中空腔尺寸表现最佳。化学计量学成功区分了不同产地样品，AGREE评分达0.82验证方法绿色度。该研究为农业废弃物资源化提供了兼具高效性与环境友好性的解决方案，拓展了环状分子在绿色提取中的应用边界。

讨论
胆碱氯化物-柠檬酸NaDES的羧基与酚羟基形成氢键是其高提取率的关键。CFs独特的碟状结构（亲水上表面/疏水下表面）比CDs更利于酚类包合，其中CF-7的7元环尺寸与目标分子匹配度最佳。研究首次系统比较了天然/衍生化CDs与CFs的增效差异，发现磺化衍生物因电荷相互作用显著提升提取效率。该方法已成功应用于食品真实性认证，未来可延伸至其他生物活性成分的可持续提取领域。