《Foods》：Ultrasonic–Microwave-Assisted Extraction of Flavonoids from Citri Reticulatae Pericarpium and Antioxidant Evaluation of Three Purified Flavonoid Compounds
编辑推荐：
本研究旨在优化广陈皮（CRP）中黄酮类化合物的超声-微波协同提取（UMCE）条件，并评估纯化黄酮化合物的抗氧化活性。采用Box-Behnken设计进行实验研究，确定了各变量对提取率的影响，并发现了提取这些化合物的最佳条件。获得最大提取率的最佳参数为：超声功率1
本研究旨在优化广陈皮（CRP）中黄酮类化合物的超声-微波协同提取（UMCE）条件，并评估纯化黄酮化合物的抗氧化活性。采用Box-Behnken设计进行实验研究，确定了各变量对提取率的影响，并发现了提取这些化合物的最佳条件。获得最大提取率的最佳参数为：超声功率160 W，微波功率630 W，温度68 °C，时间40 min，乙醇浓度57%，固液比1:20。存在的主要黄酮类化合物为橙皮苷（13.99 mg/g）、川陈皮素（4.02 mg/g）和红橘素（3.80 mg/g）。抗氧化测试结果表明，橙皮苷的抗氧化活性优于川陈皮素和红橘素。基于本研究结果，超声-微波协同提取被证明是提高CRP中黄酮回收率的有效方法。这些发现为CRP黄酮的提取和抗氧化特性提供了有用的见解，并可能有助于未来CRP资源高附加值应用的发展。
广陈皮（CRP）作为药食同源的重要资源，富含具有抗氧化、抗炎等多种生物活性的黄酮类化合物。提取工艺的开发对于提升其应用价值至关重要。传统的提取技术如酶辅助提取、微波辅助提取（MAE）和超声辅助提取（UAE）等被广泛使用，但在针对CRP黄酮的提取中，超声-微波协同提取（UMCE）的研究依然有限。该协同方法结合了超声空化与微波加热效应以加速胞内黄酮释放，但其功率匹配要求严苛，设置不当可能引起目标物降解。此外，现有的研究多侧重于单一提取工艺优化或粗提物分析，缺乏对提取优化、分离纯化、结构鉴定及抗氧化评价的系统性整合研究。基于此，研究人员开展了这项研究，旨在利用响应面法（RSM）系统优化UMCE提取CRP黄酮的工艺，分离鉴定主要黄酮单体并评估其体外抗氧化能力。该研究证实了UMCE技术在提升黄酮回收率方面的有效性，为CRP资源的深度开发提供了理论依据与技术支持，相关研究成果已发表在《Foods》期刊上。
本研究运用了多项关键技术方法。收集自广东新会的十年陈期CRP作为样本队列来源。研究首先通过单因素试验和Plackett-Burman设计筛选变量，利用响应面法结合Box-Behnken设计（BBD）优化提取工艺参数。随后采用快速制备液相色谱实现对目标黄酮的高效分离纯化，并利用高效液相色谱（HPLC）、液质联用（LC-MS）和核磁共振（NMR）等技术进行准确的定量分析与结构鉴定。最后，通过多种体外抗氧化模型全面评估提取物的生物活性。
操作因素对CRP黄酮提取率的影响
通过单因素试验和响应面法优化提取工艺，研究发现随着超声功率或微波功率的增加，黄酮提取量呈现先上升后下降的趋势。适度的功率可以有效破坏细胞保护层并促进黄酮释放，而过度能量输入会导致黄酮降解。在40 °C至60 °C范围内，提取率随温度升高而增加，但过高的热暴露会导致热敏性黄酮的结构转化。研究结果表明，乙醇浓度对提取率的影响最为显著，因其直接影响溶剂极性及目标物在其中的溶解度与分配。提取温度与提取时间之间存在显著的交互作用，表明高效提取需要平衡传质增强与暴露时间。通过模型拟合，得出最佳提取参数为：超声功率160 W，微波功率630 W，提取温度68 °C，提取时间40 min，乙醇浓度57%，固液比1:20。在最佳条件下进行验证实验，测得平均黄酮提取率为3.96% ± 0.18%，与预测值3.86%高度一致，显著优于单一的超声或微波处理，印证了协同提取在破坏细胞壁和促进溶解方面的优势。
CRP黄酮的分离与结构鉴定
粗提物经真空浓缩和冷冻干燥后，利用快速制备液相色谱分离并纯化出三种主要化合物（F1、F2和F3），经HPLC检测其纯度均超过90%。通过LC-MS分析，F1、F2和F3分别显示出m/z为611.1、403.0和373.0的分子离子峰。进一步结合1H NMR谱图数据对比文献，三种化合物被分别鉴定为橙皮苷、川陈皮素和红橘素。利用建立的HPLC方法测得CRP中这三种主要黄酮的含量分别为13.99 mg/g、4.02 mg/g和3.80 mg/g，方法学考察显示该定量方法准确、重现性好且稳定。
体外抗氧化实验
通过测定自由基清除能力和铁离子还原能力评估抗氧化活性，研究人员发现随着浓度增加，总黄酮提取物及上述三种纯化黄酮化合物的抗氧化能力均呈现剂量依赖性增强。在1.0 mg/mL浓度下，橙皮苷对1,1-二苯基-2-苦基肼基自由基（DPPH·）、ABTS+·自由基和羟基自由基（·OH）均展现出优于川陈皮素和红橘素的清除效果，其半数抑制浓度（IC50）显著低于另外两种多甲氧基黄酮。同时，在铁离子还原抗氧化能力（FRAP）测定中，橙皮苷在1.0 mg/mL下的还原能力达到0.29 mmol/L，而川陈皮素和红橘素仅为0.16 mmol/L。总黄酮提取物的抗氧化能力整体表现优异。这种现象归因于化学结构差异，橙皮苷作为一种含有多个能提供氢原子和电子以中和自由基的酚羟基的黄烷酮糖苷，具有较强的自由基稳定共振效应；而川陈皮素和红橘素属于多甲氧基黄酮，大多羟基被甲氧基取代，降低了提供氢质子和直接淬灭自由基的能力。
在讨论部分，研究人员总结了上述发现并得出研究结论：本研究采用超声-微波协同提取（UMCE）结合大孔树脂纯化等绿色提取技术，有效提升了CRP黄酮的提取率。最优条件下黄酮提取率为3.96%，与RSM预测值相近。通过NMR光谱鉴定出橙皮苷、川陈皮素和红橘素为CRP黄酮的主要成分。总黄酮提取物及纯化黄酮化合物通过清除DPPH·、ABTS+·、·OH自由基及FRAP铁还原等抗氧化机制有效减轻氧化损伤，其中橙皮苷表现出最强的抗氧化活性，突显了其作为天然抗氧化剂的重要地位。本研究证实了实验室规模下利用UMCE联合提取CRP总黄酮的可行性。然而，由于尚未对该方法的能耗、经济成本及放大化生产潜力进行系统评估，其工业应用前景仍待进一步验证。后续研究将聚焦上述技术经济指标，以全面评估此方法的实际应用价值。
