Quercus ilex橡子壳的绿色提取增值：酚类组成、抗氧化与抗菌活性的影响

《Future Foods》：Valorisation of Quercus ilex acorn shells through green extraction: impact on phenolic composition, antioxidant and antimicrobial activities

　　

来自Quercus ilex的橡子壳是一种尚未充分利用的副产品，具有作为生物活性酚类化合物来源的潜力。本研究评估了使用不同乙醇-水混合物的超声辅助提取（ultrasound-assisted extraction，UAE）和微波辅助提取（microwave-assisted extraction，MAE），以优化酚类回收、抗氧化能力和抗菌活性。水醇溶剂优于水。与纯水相比，水醇溶剂提高了酚类回收率。使用25%乙醇的MAE提供了最高的总酚含量和抗氧化能力，而使用80%乙醇的UAE则产生了富含生物活性馏分的酚类谱。先进分析（HPLC-ESI-QTOF-MS）鉴定出多样化的酚类组成，包括酚酸、水解单宁、原花青素、黄酮类化合物和芪类相关化合物。此外，C18固相萃取（solid-phase extraction，SPE）成功纯化并浓缩了这些提取物。纯化后的提取物对食源性致病菌和采后丝状真菌病原体表现出浓度依赖性的抗菌作用，主要表现为延迟生长起始和降低总体生长。抗菌性能强烈依赖于微生物种类，其中UAE-SPE通常表现出比MAE-SPE更高的活性，尤其对大肠杆菌（Escherichia coli）、李斯特菌属（Listeria spp.）、美澳型核果褐腐菌（Monilinia fructicola）和扩展青霉（Penicillium expansum）。总体而言，这些发现支持将Q. ilex橡子壳作为具有抗氧化和抗菌潜力的富含酚类提取物的可持续来源进行增值，但需要在真实食品系统中进行进一步研究以确认其技术适用性。

地中海农林业系统，尤其是以柔生栎（Quercus ilex subsp. ballota）为代表的传统“dehesa”景观，具有重要的生态、经济和文化价值。橡子历来被用作牲畜饲料，但近年来因可持续食品需求重新进入人类膳食；然而，其加工过程中产生的橡子壳约占果实生物量的20%，通常被废弃。研究表明，橡子壳富含酚类化合物，包括水解单宁、原花青素、黄酮和酚酸等，具有抗氧化和抗菌潜力。但提取溶剂与技术对酚类组成和活性的影响尚不完全清楚，且缺乏结合微生物生长动力学评价橡子壳提取物抗菌性能的研究。因此，本研究旨在通过绿色提取技术实现橡子壳增值，并阐明酚类组成与抗氧化、抗菌活性之间的关系，为食品保鲜和采后保护提供天然活性成分来源。

研究人员采用超声辅助提取（UAE）和微波辅助提取（MAE），结合纯水、25%和80%乙醇-水混合物对橡子壳进行提取，系统比较了总酚含量、抗氧化能力（ABTS和DPPH法）及酚类组成（HPLC-ESI-QTOF-MS/MS），并对表现最佳的提取物进行C18固相萃取（SPE）纯化，随后通过连续监测细菌和真菌生长曲线，结合生长动力学参数和曲线下面积（AUC）抑制率评价抗菌活性。结果表明，MAE配合25%乙醇获得最高的总酚含量和抗氧化活性，而UAE配合80%乙醇则得到富含原花青素和缩合单宁的酚类谱；SPE可有效富集酚类成分。纯化提取物对食源性细菌和采后真菌具有浓度依赖性抑制作用，主要表现为延长迟滞期和降低整体生长量，且抗菌效果具有强烈的菌种依赖性，其中UAE-SPE通常表现更优。总体而言，该研究支持将柔生栎橡子壳作为可持续的酚类提取物来源，并为其在食品保鲜和采后保护中的应用提供了科学依据。

关键技术方法方面，橡子壳样本来自西班牙埃斯特雷马杜拉地区dehesa生态系统的成熟柔生栎橡子，共2 kg，手工分离壳后干燥、粉碎至粒径<1 mm。提取采用80 kHz超声浴进行UAE（固液比1:6，≤35 ℃，两次30 min），以及Anton Paar Multiwave 5001微波反应器进行MAE（固液比1:12，75 ℃，10 min升温+15 min提取）。酚类鉴定采用HPLC-ESI-QTOF-MS/MS，总酚含量用Folin