微波辅助生物基溶剂提取结合天然低共熔溶剂高效回收柠檬皮中生物活性多酚的创新研究

推荐：本研究针对柑橘加工业废弃物中生物活性物质回收率低的问题，开发了微波辅助提取(MAE)结合生物基溶剂(GVL/EtAc/CPME)和天然低共熔溶剂(NADES)的绿色方法，成功从柠檬皮中高效提取可提取(EPPs)和不可提取多酚(NEPs)。该方法显著提升了抗氧化、抗炎活性成分的回收率，并首次发现提取物具有抗癌潜力，为食品医药领域提供了可持续的高附加值原料解决方案。

　　

在食品工业快速发展的今天，柑橘加工业每年产生数百万吨的果皮废弃物，这些富含生物活性成分的"废料"不仅造成资源浪费，更可能引发环境问题。柠檬作为全球第三大柑橘类水果，其果皮中含有大量具有抗氧化、抗炎等健康功效的多酚类物质，但传统提取方法存在效率低、溶剂毒性大、无法充分释放结合态多酚等问题。更令人遗憾的是，现有研究多聚焦于可提取多酚(EPPs)，而占总量30-70%的不可提取多酚(NEPs)因与细胞壁紧密结合常被忽视。

针对这些挑战，西班牙阿尔卡拉大学的Gloria Domínguez-Rodríguez团队在《Food Chemistry》发表创新研究，开发了微波辅助提取(MAE)与生物基溶剂、天然低共熔溶剂(NADES)相结合的绿色提取策略。研究采用三阶段实验设计：首先通过单纯形-重心设计优化生物基溶剂(GVL/EtAc/CPME)配比提取EPPs；随后筛选最佳NADES组合；最后采用Box-Behnken设计优化NEPs提取参数。关键技术包括微波辅助提取系统、UHPLC-DAD-Orbitrap-MS成分分析、DPPH/羟基自由基清除实验等抗氧化评价、白蛋白变性抑制实验等抗炎评价，以及MTT法检测细胞毒性。

研究结果部分，"最大化柠檬皮中EPPs的提取"显示，最优溶剂配比为GVL:EtAc:CPME=59.4:37:3.6(v/v/v)，50°C提取6分钟，所得提取物的总酚含量(TPC)达8.7 mg GAE/g，显著高于传统乙醇提取(6.8 mg GAE/g)。"NADES筛选"环节发现，胆碱氯化物:柠檬酸(1:2)与50%乙醇组成的NADES提取效果最佳。"NEPs提取优化"确定最佳条件为57.3%乙醇、68°C、57.8分钟，其抗炎活性(80%白蛋白变性抑制率)远超酸/碱水解提取物。

"EPPs和NEPs表征"通过UHPLC-DAD-Orbitrap-MS鉴定出39种化合物，其中MAE-NADES提取物中圣草次苷(eriocitrin)和地奥司明(diosmin)含量最高，分别与抗氧化和抗炎活性显著相关。"酚类组成对生物活性的影响"的多变量分析揭示，MAE-NADES提取物因富含黄酮苷元而呈现最佳抗炎特性，而碱性水解物因含更多羟基肉桂酸衍生物显示更强抗氧化活性。"EPPs和NEPs对细胞活力的影响"实验发现，3.125-6.25 mg/mL浓度的提取物可选择性抑制前列腺癌(PC3)和宫颈癌(HeLa)细胞，同时对正常细胞(HaCaT)毒性较低。

这项研究的重要意义在于建立了从柠檬皮中全谱回收多酚的绿色方法，首次证实NADES-MAE可高效释放结合态多酚，并发现提取物的抗癌潜力。相比传统方法，该技术将提取时间从20小时缩短至1小时，且避免使用强酸强碱。研究不仅为柑橘废弃物高值化利用提供新思路，其建立的"生物基溶剂-MAE"与"NADES-MAE"联用策略，更为其他植物资源活性成分的绿色提取提供了范式。特别值得注意的是，该研究揭示了被长期忽视的NEPs的重要生物活性，这对全面评价植物资源的健康功效具有启示意义。未来研究可进一步优化NADES配方，探索不同多酚组合的协同效应，并开展体内实验验证其药理活性。