低共熔溶剂作为从黑果枸杞（Lycium ruthenicum Murr.）和红果枸杞（Lycium barbarum Lam.）中高效回收酚类物质的可持续介质：优化与功能评价

《JOURNAL OF FOOD SCIENCE》：Deep Eutectic Solvents as Sustainable Media for Efficient Recovery of Phenolics From Black (Lycium ruthenicum Murr.) and Red (Lycium barbarum Lam.) Goji Berries: Optimization and Functional Evaluation

　　

低共熔溶剂（DESs）在过去十年中常被作为传统溶剂的替代品，用于从天然产物中提取生物活性化合物。同时，黑枸杞和红枸杞因其文献报道的多种功能特性而被广泛食用。本研究旨在评估不同DESs从枸杞（Lycium barbarum 和 L. ruthenicum）果实中提取单个酚类化合物的有效性，确定最合适的DES，并优化提取条件。对于L. barbarum，提供单个酚类化合物最高提取产率的DES被确定为脯氨酸:柠檬酸（DES6 – 总计约33,545 μg/kg），而对于L. ruthenicum则为氯化胆碱:乙酸（DES3 – 总计约37,496 μg/kg）。芦丁是两种物种中的主要酚类化合物。DESs比乙醇和水提供了更高的酚类产率。此外，L. ruthenicum表现出比L. barbarum更高的总酚、黄酮、原花青素含量和抗氧化活性。这些发现揭示DESs是从枸杞中提取酚类化合物的绿色、高效且可持续的替代方案。

**论文解读文章**

**1. 研究背景与存在问题**
传统溶剂提取法（如乙醇、水）在从天然产物中获取酚类化合物时，存在有机溶剂用量大、提取时间长、热敏性物质易降解等局限性。近年来，绿色化学原则要求开发低毒、可回收的新型溶剂。低共熔溶剂（DESs）因其无毒、可生物降解、蒸气压低等特性，在提取植物生物活性成分中备受关注。然而，现有文献对采用DESs提取枸杞果实中单个酚类化合物并优化提取参数的研究尚不充分，尤其缺乏对不同枸杞种类DES提取物的酚类谱比较研究。因此，研究人员开展本研究，旨在评估多种DESs对黑果枸杞（Lycium ruthenicum）和红果枸杞（Lycium barbarum）中单个酚类化合物的提取效率，筛选最佳DES，并优化超声辅助提取条件。该论文发表在《JOURNAL OF FOOD SCIENCE》。

**2. 主要关键技术方法**
研究人员从土耳其Sivas本地生产商获取黑果枸杞和红果枸杞果实样品。采用10种不同成分的DESs（基于氯化胆碱或脯氨酸作为氢键受体（HBA），与柠檬酸、乳酸、乙酸、乙二醇、丙二醇作为氢键供体（HBD），摩尔比1:2，含水30% w/w）进行超声辅助提取。通过高效液相色谱（HPLC）筛选单个酚类化合物总量最高的DES。随后采用Box-Behnken实验设计，以超声功率（40–200 W）、超声时间（5–25 min）和温度（35–65°C）为自变量，以总单个酚类化合物含量（TIPC）为响应变量，进行响应面法（RSM）优化。通过分光光度法测定总酚含量（TPC）、总黄酮含量（TFC）、总花青素含量（TAC）、总原花青素含量（PAC）和抗氧化活性（CUPRAC和ABTS法），并采用纸片扩散法评估抗菌活性。

**3. 研究结果**
**3.1 选择用于优化的DES**
通过比较10种DESs对两种枸杞的提取效果，发现对于L. barbarum，脯氨酸:柠檬酸（DES6）获得最高TIPC（约33,545 μg/kg）；对于L. ruthenicum，氯化胆碱:乙酸（DES3）获得最高TIPC（约37,496 μg/kg）。两种果实的优势酚类化合物均为芦丁。DESs的提取效率显著高于乙醇和水（乙醇和水提取的TIPC分别约为8,861和14,452 μg/kg for L. barbarum，以及5,288和4,020 μg/kg for L. ruthenicum）。不同DES对特定酚类化合物的提取选择性存在差异。

**3.2 L. barbarum提取条件的优化**
采用DES6进行Box-Behnken设计，TIPC在166.85–434.61 μg/g之间变化。回归模型拟合良好（R²=95.83%，失拟项不显著）。超声时间和温度对TIPC有显著正效应（p<0.05），而超声功率的线性效应不显著。最优条件：超声功率111 W，超声时间23.8 min，温度64.5°C，预测TIPC为443.66 μg/g。DES提取的TIPC比乙醇提取（375.92 μg/g）高15.6%。

**3.3 L. ruthenicum提取条件的优化**
采用DES3进行优化，TIPC在130.90–336.52 μg/g之间。模型R²=90.10%，失拟项不显著。超声功率和超声时间对TIPC有显著正效应（p<0.05），且超声功率与温度的交互作用显著。最优条件：超声功率200 W，超声时间24.2 min，温度36.8°C，预测TIPC为335.7 μg/g。DES提取的TIPC比乙醇提取（252.47 μg/g）高33.3%。

**3.4 提取条件对单个酚类化合物的影响**
在L. barbarum的DES提取物中，芦丁是主要酚类（43.23–166.92 μg/g），其次为橙皮苷（在多数条件下可检测）。在L. ruthenicum的DES提取物中，芦丁（23.51–53.33 μg/g）和反式咖啡酸（14.20–130.19 μg/g）均为主要酚类。提取条件显著影响特定酚类的回收率，例如短时间超声（5 min）导致橙皮苷无法检测。

**3.5 提取条件对植物化学含量的影响**
L. ruthenicum的TPC（21.32–33.59 mg GAE/g）和TFC（5.97–10.65 mg QE/g）均显著高于L. barbarum（TPC: 3.74–9.73 mg GAE/g；TFC: 0.53–7.34 mg QE/g）。两种物种的最高TPC均在相同提取条件下（120 W, 15 min, 50°C）获得。L. ruthenicum的PAC（27.92–48.56 mg CE/g）和TAC（13.20–20.95 mg C3G/g）均高于L. barbarum（PAC: 2.04–47.21 mg CE/g；TAC未检出）。抗氧化活性方面，L. ruthenicum的CUPRAC（24.85–35.54 mg TE/g）和ABTS（19.01–36.26 mg TE/g）值均高于L. barbarum（CUPRAC: 2.46–10.82 mg TE/g；ABTS: 1.58–16.41 mg TE/g）。

**3.6 抗菌活性的测定**
L. ruthenicum的DES3提取物对革兰阳性菌、革兰阴性菌及酵母样真菌均表现出抑制活性（抑菌圈11–20 mm）。L. barbarum的DES6提取物对细菌有抑制活性（11–22 mm），但对念珠菌属（Candida）菌株无抑制效果。抗菌活性差异与提取物中酚类化合物的组成有关。

**4. 讨论与结论**
本研究通过系统筛选和优化，证明了DESs作为绿色溶剂在从枸杞中高效提取酚类化合物方面的优越性。脯氨酸:柠檬酸（DES6）和氯化胆碱:乙酸（DES3）分别适用于L. barbarum和L. ruthenicum。芦丁为两种果实中最主要的酚类化合物。DESs提取的总酚、黄酮、原花青素和抗氧化活性均显著高于传统溶剂乙醇和水。这些发现表明DESs是实现枸杞高附加值转化、应用于食品和制药工业的可持续且有效的工具。研究结论部分原文翻译如下：
在这项研究中，评估了多种DESs用于从L. barbarum和L. ruthenicum果实中提取酚类化合物，发现这些溶剂对酚类化合物提取非常有效。脯氨酸:柠檬酸（DES6）和氯化胆碱:乙酸（DES3）分别被确定为L. barbarum和L. ruthenicum最合适的溶剂。芦丁是两种物种中最主要的酚类化合物。与乙醇和水等传统溶剂相比，DESs显示出更高的总酚、黄酮、原花青素和抗氧化活性。这些发现表明，DESs是将枸杞转化为各种工业应用的增值产品的可持续且有效的溶剂。