酸性低共熔溶剂提取柚子皮精油和果胶的储存效应及响应面优化研究

推荐：本研究针对柚子皮废弃物资源浪费和环境污染问题，采用六种有机酸低共熔溶剂（OADES）同步提取精油和果胶，通过响应面法（RSM）优化提取工艺。研究发现，以草酸为氢键供体的OADES提取率最高，储存30天后精油得率下降27.68%，而果胶结构更致密且热稳定性增强。该研究为柑橘产业废弃物绿色高值化利用提供了新方法。

　　

柑橘类水果作为全球重要的经济作物，其加工过程中产生的大量果皮废弃物常被直接丢弃，不仅造成资源浪费，还会引发环境污染。柚子（Citrus maxima (Burm.)）作为中国南方特色水果，其果皮富含精油和果胶等高价值成分，但传统提取方法存在能耗高、溶剂用量大等问题。更关键的是，采后储存时间会显著影响这些活性成分的得率和品质，但目前对储存过程中成分变化规律的系统研究仍属空白。

针对这一系列问题，广东省山地特色资源保护与利用实验室的研究人员开展了一项创新性研究。他们采用六种有机酸低共熔溶剂（Organic Acid Deep Eutectic Solvents, OADES）同步提取柚子皮中的精油和果胶，通过响应面法（Response Surface Methodology, RSM）优化提取工艺，并系统分析了0-60天储存期内成分的变化规律。相关成果发表在农林科学领域权威期刊《Industrial Crops and Products》上。

研究人员主要运用了以下关键技术：采用Box-Behnken设计（BBD）进行三因素三水平响应面优化；通过气相色谱-质谱联用（GC-MS）和电子鼻（E-nose）分析精油挥发性成分；利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和扫描电镜（SEM）表征果胶结构；结合热重分析（TGA）评估热稳定性。实验原料来自中国梅州当地农户，经植物分类学专家Lubin Zhang博士鉴定确认。

研究结果部分：
3.1 不同提取单元对得率的影响
发现草酸-OADES的精油提取率最高（14.28±0.16 mL/kgDW），15天储存后果胶得率达峰值177.92±1.78 g/kgDW。响应面模型显示均质时间54.38秒、液料比4.99:1、pH3.0为最佳参数。

3.2 精油成分表征
GC-MS鉴定出44种挥发性成分，β-月桂烯（38%）、D-柠檬烯（37%）和β-蒎烯（4.3%）为主要香气物质。储存60天后，单萜类下降21.8%，醇类增加20.8%，endo-冰片含量显著提升21%。

3.3 果胶特性分析
FTIR显示果胶含有大量甲酯化基团（1738.1 cm^-1特征峰）；SEM观察到提取后果胶呈现松散缠结结构；TGA证实其热稳定性优于原料，200-350℃阶段降解率仅41.8%。

该研究创新性地建立了OADES同步提取技术，首次阐明了柚子皮储存过程中精油和果胶的组分演变规律。实践意义在于：为农业废弃物资源化提供了绿色高效的解决方案；确定的15天最佳储存期为产业实践提供科学依据；开发的响应面模型可指导生产工艺优化。特别是发现草酸-OADES的卓越提取性能，为低共熔溶剂在天然产物提取领域的应用开辟了新途径。这些发现不仅推动柑橘副产物高值化利用，也对其他果蔬加工废弃物的资源回收具有借鉴价值。