《International Journal of Biological Macromolecules》：A green and efficient approach for extracting pectin from citrus peels using a ternary deep eutectic solvent: Process optimization, structural characterization, and comparative property evaluation
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•开发了一种三元深共晶溶剂（ChCl-MA-EG）用于柑橘皮果胶提取。•通过响应面法（RSM）结合超声 - 微波协同作用（UAE-MAE）实现了 25.4% 的最佳产率。•DES 提取的果胶保留了骨架结构和单糖组成。•DES 果胶表现出更高的抗氧化活性和凝胶强度。•传统酸提取
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开发了一种三元深共晶溶剂（ChCl-MA-EG）用于柑橘皮果胶提取。
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通过响应面法（RSM）结合超声 - 微波协同作用（UAE-MAE）实现了 25.4% 的最佳产率。
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DES 提取的果胶保留了骨架结构和单糖组成。
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DES 果胶表现出更高的抗氧化活性和凝胶强度。
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传统酸提取法的绿色高效替代方案。
引言
果胶是一种天然存在的多糖，存在于多种植物的细胞壁中，主要由通过α-1,4-糖苷键连接的半乳糖醛酸单元组成。由于其多样的理化性质，果胶已广泛应用于食品、化妆品和制药行业 [1]。近年来，其在可食性薄膜和涂层中的潜在应用也引起了广泛关注。作为一种复杂的大分子，果胶的结构特征不仅受其植物来源的影响，还受提取方法的影响 [2]。因此，开发高效的果胶提取策略已成为重要的研究领域。
中国柑橘资源丰富，年产量约为 6400 万吨。每年产生超过 500 万吨柑橘皮，这是柑橘加工的主要副产品。这些果皮残渣含有大量的水分、膳食纤维、色素和精油 [3]。目前，只有一部分柑橘皮被用于生产香料和动物饲料，而大部分被丢弃，导致严重的资源浪费。因此，从柑橘皮中提取果胶是提高这种农业副产品增值利用的一种有前途的方法。
酸提取法是目前最常用的果胶回收方法。该方法通常涉及使用盐酸或柠檬酸调节提取介质的 pH 值，并应用高温以促进果胶溶解 [4]。然而，传统酸提取法存在一些缺点，包括能耗高、提取时间长、果胶降解严重、提取效率相对较低以及环境问题。此外，先前的研究表明，过低的 pH 条件可能会破坏果胶的半乳糖醛酸区域，而阿拉伯糖侧链的含量随着 pH 值的降低而减少 [5]。为了解决这些局限性，开发了更环保的提取方法，包括酶辅助提取、亚临界流体提取、超声辅助提取、微波辅助提取和深共晶溶剂提取。在这些技术中，超声和微波处理在破坏植物细胞壁方面特别有效，从而促进果胶释放并显著提高提取产率。
深共晶溶剂（DESs）是一类由氢键供体和氢键受体形成的液体，其熔点低于其各组分。由于其制备简单、环境友好、低毒性和低成本，DESs 越来越多地用于提取生物活性化合物，包括多糖 [6]。例如，Muhammad Hasnun Md Yusoff 等人使用柠檬酸一水合物 - 甘油深共晶溶剂从决明（Cassia obtusifolia）叶粉中提取多糖 [7]。与单独使用柠檬酸一水合物提取相比，基于深共晶溶剂的方法减少了提取时间和微波功耗，同时产生的多糖具有增强的抗氧化和抗α-淀粉酶活性。类似地，S.Q. Liew 等人报道了使用乳酸 - 葡萄糖 - 水深共晶溶剂从柚子皮中获得了高果胶产率 [4]。张等人开发了一种由马来酸、氯化胆碱和马来酸酐组成的新型三元深共晶溶剂，并成功地将其用作制备高取代度纳米纤维素的溶剂 [8]。深共晶溶剂中使用的氢键供体和受体通常来源于天然代谢物，包括胆碱衍生物、醇类、糖类、尿素、有机酸和氨基酸 [9]。由于其组成的灵活性，深共晶溶剂易于制备并具有可调的理化性质。在提取应用中，它们提供了其他优点，如高生物相容性、可生物降解性、高提取效率和良好的热稳定性。
在本研究中，采用由氯化胆碱、苹果酸和乙二醇组成的三元深共晶溶剂作为提取介质，用于从柑橘皮中回收果胶。应用响应面法优化提取条件，包括提取时间、温度、超声功率和微波功率。随后对深共晶溶剂提取和传统酸提取获得的果胶进行了表征和比较，包括酯化度、单糖组成、傅里叶变换红外光谱、核磁共振波谱和抗氧化活性。
章节摘要
材料和化学品
柑橘皮于 2020 年在中国浙江杭州购买，然后干燥并研磨通过 60 目筛（孔径约为 0.25 毫米）。氯化胆碱（ChCl）、甜菜碱（BET）、硫脲（Tu）、尿素（Ur）、柠檬酸（CA）、苹果酸（MA）、乳酸（LA）、葡萄糖（Glu）、蔗糖（Suc）、乙二醇（EG）和甘油（GL）均为分析纯。1-苯基 -3- 甲基 -5- 吡唑酮（PMP）、2,2'-偶氮二（3- 乙基苯并噻唑基 -6- 磺酸）的纯度
深共晶溶剂的选择
与传统提取溶剂相比，由不同氢键供体和氢键受体组成的深共晶溶剂通常表现出对天然产物更优越的提取性能。在二元深共晶溶剂（ChCl:MA = 1:3）的最优化条件下，果胶产率达到 21.5%。为了进一步提高提取效率，研究了采用不同辅助配体制备的三元深共晶溶剂对果胶产率的影响；结果如图 1a 所示。
结论
成功开发了一种三元深共晶溶剂（ChCl–MA–EG）用于从柑橘皮中提取果胶。在最优化条件下，最大产率达到 25.4%。与传统酸提取相比，深共晶溶剂提取提高了产率和功能特性。DES 提取的果胶表现出增强的抗氧化活性、更高的结晶度以及更好的结构特征保留，包括阿拉伯糖和乙酰基。改善的抗氧化能力被解释为
CRediT 作者贡献声明
王震：撰写 - 初稿，方法论，调查，形式分析，数据整理，概念化。刘金硕：软件，形式分析，数据整理。喻宗翰：验证。林浩军：方法论，形式分析。王向军：软件，数据整理。吴佳：撰写 - 审阅与编辑，监督，项目管理。潘伟春：撰写 - 审阅与编辑。韩晓向：撰写 - 审阅与编辑，监督，资金获取，概念化。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争财务利益或个人关系，这些关系可能影响本文 reported 的工作。
王震 | 刘金硕 | 喻宗翰 | 林浩军 | 王向军 | 吴佳 | 潘伟春 | 韩晓向
