2024年3月26日发(作者：弭幻玉)
FOOD&MACHINERY
第
３８
卷第
１１
期总第
２５３
期
|２０２２
年
１１
月
|
:/
DOI１０．１３６５２．sx．１００３．５７８８．２０２２．８０２１６
jpj
[()
文章编号
]
１００３Ｇ５７８８２０２２１１Ｇ０２１２Ｇ０５
天然低共熔溶剂萃取酚类物质研究进展
Research
p
roressonextractionofhenolswith
gp
naturaldeeutecticsolvent
p
e
ZHANGYiＧxinWUXuＧranHERuoＧhanFENGShuoYANGFenＧi
gq
(
ColleeoieSciences
,
YantaiUniversitYantai
,
Shandon
６４００５
,
China
)
gf
L
fy
,
g
２
摘要
:
文章综述了天然低共熔溶剂
(
对酚类物质
NADES
)
提取分离研究现状
,
总结了影响提取效率的主要因素
,
并
对未来发展方向作出了展望
.
关键词
:
天然低共熔溶剂
;
酚类化合物
;
氯化胆碱
;
提取分
离
;
产物回收
,
ontheextractionandsearationof
p
henolsdiscussedthemain
p
:
Abstract
ThisreviewsummarizedtheresearchstatusofNADES
张艺欣邬旭然何若菡冯
硕杨丰旗
()
烟台大学生命科学学院
,
山东烟台
２６４００５
易燃
,
而且提取过程中试剂消耗较多
,
易造成环境污染
.
可调性
、
环境友好等优势
,
被认
NADES
具有生物相容性
、
４
]
.
NA
为是取代传统有机溶剂的最佳替代品
[
DES
超分
子结构上的羟基或羧基可与酚类化合物形成氢键
,
增加
５
]
.
提取产量
,
同时氢键的形成可提高酚类物质的稳定性
[
６
]
一项研究
[
表明
NADES
中的许多酚类物质可以保持稳
,
factorsaffectinheextractionefficiencand
p
rosectedthefuＧ
g
t
yp
turedevelomentdirection．
p
:
NA
;;;
Kewords
DEShenoliccomoundscholinechlorideexＧ
pp
y
.
文章拟对
NA
定长达
６０dDES
用于酚类物质提取的相
关研究进行综述
,
并总结影响提取效率的主要因素和产
物回收的方法
,
以期为开发天然的酚类萃取溶剂提供
参考
.
;
tractionandsearationroductrecover
ppy
和胆碱衍生物等天然化合物按一定摩尔比组合后在一定
条件下形成的低熔点液态混合物
,
其形成原理为氢键供
体
(
与氢键受体
(
之间形成的氢键使电荷离
HBD
)
HBA
)
域
,
导致混合物熔点降低
,
最终在室温下呈现液态的共晶
体系
[
１
]
)
天然低共熔溶剂
(
是由糖类
、
有机酸
、
氨基酸
NADES
１ NADES
在酚类物质提取中的应用
型
;
糖类或糖和多元醇合成的中性型
;
糖或多元醇与有机
酸合成的中性酸型
;
糖或多元醇与有机碱合成的中性碱
()
属于
B
族维生素之一
,
是最经济的胆碱合成形式
,
ChCl
可作为大宗化学品大规模生产
.
ChCl
的生物相容性较
[]
高
,
是目前常用的
HBA
８
.
根据酚类物质的化学结构可
７
]
.
氯化胆碱
型
;
氨基酸和糖或有机酸合成的氨基酸型
[
由酸和碱合成的离子液体
NADES
可以分为
５
类
:
液相
,
即由糖
、
醇
、
氨基酸
、
胆碱衍生物相互作用形成的
.
生物体内
NANADESDES
的存在可以解释多种生物现
象
,
如在细胞水环境中有难溶于水的代谢物的合成
;
一些
植物可在极端条件下生存等
.
某些植物汁液如花蜜和枫
糖浆
,
也被认为是天然存在的
NADES
.
NADES
具有
[
３
]
４
]
制备简单
、
易降解
、
毒性低
[
等优点
,
因而通常作为催化
.
Choi
等
[
２
]
提出除水和脂质外
,
细胞内存在第三
分为几个亚组
,
包括黄酮类和酚酸类
,
以及姜黄素
、
木质
素等其他多酚
.
近年来
,
众多研究人员以不同基质材料
为研究对象
,
应用
NADES
探究酚类物质的高效绿色提取
方法
.
１．１
黄酮类化合物
剂和萃取溶剂被应用于分析化学和生物化学领域
,
尤其
是活性物质的提取和分离研究
.
酚类物质是一类重要的植物次生代谢物
.
常用于萃
取酚类物质的溶剂为甲醇或乙醇
,
此类有机溶剂毒性高
、
)
基金项目
:
国家自然科学基金
(
编号
:
２１５７５１２２
作者简介
:
张艺欣
,
女
,
烟台大学生命科学学院在读硕士研究生
.
,
通信作者
:
邬旭然
(
男
,
烟台大学教授
,
硕士生导师
.
１９６５
—)
:
EＧmailtdxwxr＠１２６．com
y
:
收稿日期
:
改回日期
２０２２Ｇ０４Ｇ１５ ２０２２Ｇ１０Ｇ２１
()
摩尔质量比为
１∶１
组成的
NAChClDES
能有效溶解芦
[
１０
]
丁
.
H
研究表明
,
超声波与
NAuanDES
萃取相结
g
等
道
,
由谷氨酸
/
脯氨酸
(
摩尔质量比为
２∶１
)
和脯氨酸
/
[]
芦丁是一种常见的膳食糖基类黄酮
,
Faain
等
９
报
gg
合的方法可高效地从苦荞壳中提取芦丁
;
芦丁在
１３
种氯
/
当
C
提取率最
６６０~１５７７
倍
,
hClGl０％
时
,
y
含水量为
２
/,
高为
９．
提取率为
９
该研究还对
５m５％
.
此外
,
gg
化胆碱和甘油基
NADES
中的溶解度比在水中的提高了
２１２
Copyright©博看网. All Rights Reserved.
|Vol．３８
,
No．１１
张艺欣等
:
天然低共熔溶剂萃取酚类物质研究进展
发现
NANADES
的毒性和生物降解性进行了评价
,
DES
,
溶剂毒性极低
可被归类为易
２８d
后生物降解率为
７０％
,
生物降解溶剂
.
花青素属于黄酮类化合物
,
是一种强效的自由基清
１１
]
除剂
.
研究
[
表明
,
花青素可抗氧化损伤
,
预防动脉粥样
[
２
]
硬化
、
阿尔兹海默症等疾病
.
D
建立了一种
aSilva
等
１
发现温度是影响姜黄素提取的最重
MAE
参数进行优化
,
对提取物最大总抗氧化能力
(
进行测定
,
除
PRAC
)
TAC
)
果糖
/
其余
NAChCl
外
,
DES
提取物
TAC
均高于
８０％
甲醇
.
综上
,
基质材料所含酚类化合物类型各不相同
,
选择
合适的
NA
调节氢键供体与受体比例
,
并优化
DES
种类
,
萃取条件
,
可取得较好的提取效果
.
更多应用举例总结
于表
１
.
波辅助
(
从姜黄中提取姜黄素
,
采用响应面法对
MAE
)
要因素
.
优化萃取条件后
,
采用铜离子还原能力法
(
CUＧ
/
甘油
/
柠檬
环保
、
低成本的蓝莓花青素提取方法
,
以
ChCl
酸
(
摩尔比
０．
的三元
NA
提取率
５∶２∶０．５
)
DES
作溶剂
,
/
１．１mmL
的蓝莓提取物
ＧNADES
溶液进行大鼠喂养试
g
验
,
代谢动力学分析显示
CEＧNADES
通过延缓胃糜中
和
,
提高了体内消化过程中酚类化合物的稳定性
.
[]
Poovic
等
４
研究发现花青素在酸性介质中稳定性较高
,
p
[
３
]
约为
７
制备了总酚质量浓度为
６％
.
该研究小组
１
２ NADES
提取酚类物质的影响因素
２．１ NADES
组成及摩尔比例
系的液态稳定性
.
氢键受体与供体基团数量
、
空间结构
和键的位置均对
NADES
的形成有显著影响
.
若组分中
易形成稳定性较高的共晶体系
.
如琥珀酸不能与胆碱形
成液体
,
但含羧基较多的柠檬酸和苹果酸可以
.
若组分
之间的摩尔比例不当
,
NADES
会出现固体结晶
.
高黏度
是
NA
但黏度过高不利于传质
,
不仅会
DES
的重要特征
,
降低提取效率
,
还会影响酚类提取物的分离纯化
.
分子
大小和组分之间的相互作用力是影响共晶体系黏度的主
;
小分子的多元醇基溶剂黏
３
个羧基的柠檬酸基
NADES
使提取产量
HBD
更容易与多酚靶标化合物相互作用
,
增加
.
HBA
与
HBD
的性质决定了
NADES
的极性及
p
H
３０
]
.
短小结构或多羧酸结构的
度低于糖或有机酸基溶剂
[
在以
C
苹果酸
、
尿素
、
果糖为
HBhCl
为
HBA
,
D
的
３
种溶
/
苹果酸体系的樱桃果渣
剂体系中
,
４０℃
加热搅拌
,
ChCl
提取物中花青素的含量较高
,
而微波辅助方法提取速度
NADES
组分和组分之间的摩尔比例决定了共晶体
.
但基于苹果酸的
NA
快
,
时间小于
５minDES
体系
p
H
值过低
,
提取物的抗自由基活性较差
.
[
４
]
研究发现
４
种含有柠檬酸的亲水性
Oomen
等
１
有额外的羟基和羧基存在
,
则分子间可以形成更多氢键
,
采用高效液相色
NADES
均能提取黄岑中的黄酮化合物
,
谱法和高效薄层色谱法对提取物的化学成分进行定量分
析
,
发现
NADES
中黄岑素类苷元含量是甲醇水溶液的
１５
]
苏慧等
[
使用
NA
得到的最
DES
提取玉竹中的总黄酮
,
相应糖苷含量为甲醇水溶液的
１．３~５
倍
,
５~１．８
倍
.
熊
/,
大提取率达
１
经大孔树脂吸附后
NA８．７９mDES
可
gg
１．２
酚酸及其他多酚
被二次使用
,
回收利用率为
９４．５６％
.
,
要因素
,
如含有一个羧基的乳酸基
NA
黏度低于含
DES
酚酸是一类常见的非类黄酮植物多酚
,
具有良好的
抗氧化
、
抗菌活性
,
主要来源于水果
、
蔬菜
、
种子
、
芳香植
[
６
]
物等
.
评价了
６
种
CJuric
等
１
hCl
基
NADES
对薄荷叶
多酚的提取效率
,
发现山梨醇
/
ChCl
体系提取物中羟基肉
桂酸含量较高
,
以有机酸为
HBD
的两种
NADES
对酚酸
.
此外
,
的萃取能力优于其他
NA
体外抗氧化试验结
DES
果表明
,
６
种
NADES
提取液的
DPPH
自由基清除能力均
优于
７
这可能是由于体系中的氢键提高了酚类
０％
乙醇
,
１７
]
化合物的稳定性
.
郁峰等
[
研究发现从杜仲叶中提取绿
值
.
溶剂极性是影响萃取效率的最重要因素
,
NADES
极
性越接近目标物
,
提取可能性越高
.
NADES
极性范围广
２
]
,
泛
[
有机酸基
NA
氨基
DES
表现出与水相近的高极性
,
[
１
]
.
NA
酸和醇基
NADES
次之
３
DES
的
p
H
值是影响提
,
酚类化合物在溶剂中处于中性状态时更容易被提
Ka
p
取
.
酸基
NA
儿茶素和绿原酸表现出较高
DES
对花青素
、
７
,
１６
]
.
的提取亲和力
[
取效率的另一因素
,
当溶剂
p
H
值略低于酚类物质的
原酸的较优溶剂体系为甜菜碱
/
乳酸
/
水
(
物质的量比
L
Ｇ
/,
提取物对
D３１．４６mPPH
2024年3月26日发(作者：弭幻玉)
FOOD&MACHINERY
第
３８
卷第
１１
期总第
２５３
期
|２０２２
年
１１
月
|
:/
DOI１０．１３６５２．sx．１００３．５７８８．２０２２．８０２１６
jpj
[()
文章编号
]
１００３Ｇ５７８８２０２２１１Ｇ０２１２Ｇ０５
天然低共熔溶剂萃取酚类物质研究进展
Research
p
roressonextractionofhenolswith
gp
naturaldeeutecticsolvent
p
e
ZHANGYiＧxinWUXuＧranHERuoＧhanFENGShuoYANGFenＧi
gq
(
ColleeoieSciences
,
YantaiUniversitYantai
,
Shandon
６４００５
,
China
)
gf
L
fy
,
g
２
摘要
:
文章综述了天然低共熔溶剂
(
对酚类物质
NADES
)
提取分离研究现状
,
总结了影响提取效率的主要因素
,
并
对未来发展方向作出了展望
.
关键词
:
天然低共熔溶剂
;
酚类化合物
;
氯化胆碱
;
提取分
离
;
产物回收
,
ontheextractionandsearationof
p
henolsdiscussedthemain
p
:
Abstract
ThisreviewsummarizedtheresearchstatusofNADES
张艺欣邬旭然何若菡冯
硕杨丰旗
()
烟台大学生命科学学院
,
山东烟台
２６４００５
易燃
,
而且提取过程中试剂消耗较多
,
易造成环境污染
.
可调性
、
环境友好等优势
,
被认
NADES
具有生物相容性
、
４
]
.
NA
为是取代传统有机溶剂的最佳替代品
[
DES
超分
子结构上的羟基或羧基可与酚类化合物形成氢键
,
增加
５
]
.
提取产量
,
同时氢键的形成可提高酚类物质的稳定性
[
６
]
一项研究
[
表明
NADES
中的许多酚类物质可以保持稳
,
factorsaffectinheextractionefficiencand
p
rosectedthefuＧ
g
t
yp
turedevelomentdirection．
p
:
NA
;;;
Kewords
DEShenoliccomoundscholinechlorideexＧ
pp
y
.
文章拟对
NA
定长达
６０dDES
用于酚类物质提取的相
关研究进行综述
,
并总结影响提取效率的主要因素和产
物回收的方法
,
以期为开发天然的酚类萃取溶剂提供
参考
.
;
tractionandsearationroductrecover
ppy
和胆碱衍生物等天然化合物按一定摩尔比组合后在一定
条件下形成的低熔点液态混合物
,
其形成原理为氢键供
体
(
与氢键受体
(
之间形成的氢键使电荷离
HBD
)
HBA
)
域
,
导致混合物熔点降低
,
最终在室温下呈现液态的共晶
体系
[
１
]
)
天然低共熔溶剂
(
是由糖类
、
有机酸
、
氨基酸
NADES
１ NADES
在酚类物质提取中的应用
型
;
糖类或糖和多元醇合成的中性型
;
糖或多元醇与有机
酸合成的中性酸型
;
糖或多元醇与有机碱合成的中性碱
()
属于
B
族维生素之一
,
是最经济的胆碱合成形式
,
ChCl
可作为大宗化学品大规模生产
.
ChCl
的生物相容性较
[]
高
,
是目前常用的
HBA
８
.
根据酚类物质的化学结构可
７
]
.
氯化胆碱
型
;
氨基酸和糖或有机酸合成的氨基酸型
[
由酸和碱合成的离子液体
NADES
可以分为
５
类
:
液相
,
即由糖
、
醇
、
氨基酸
、
胆碱衍生物相互作用形成的
.
生物体内
NANADESDES
的存在可以解释多种生物现
象
,
如在细胞水环境中有难溶于水的代谢物的合成
;
一些
植物可在极端条件下生存等
.
某些植物汁液如花蜜和枫
糖浆
,
也被认为是天然存在的
NADES
.
NADES
具有
[
３
]
４
]
制备简单
、
易降解
、
毒性低
[
等优点
,
因而通常作为催化
.
Choi
等
[
２
]
提出除水和脂质外
,
细胞内存在第三
分为几个亚组
,
包括黄酮类和酚酸类
,
以及姜黄素
、
木质
素等其他多酚
.
近年来
,
众多研究人员以不同基质材料
为研究对象
,
应用
NADES
探究酚类物质的高效绿色提取
方法
.
１．１
黄酮类化合物
剂和萃取溶剂被应用于分析化学和生物化学领域
,
尤其
是活性物质的提取和分离研究
.
酚类物质是一类重要的植物次生代谢物
.
常用于萃
取酚类物质的溶剂为甲醇或乙醇
,
此类有机溶剂毒性高
、
)
基金项目
:
国家自然科学基金
(
编号
:
２１５７５１２２
作者简介
:
张艺欣
,
女
,
烟台大学生命科学学院在读硕士研究生
.
,
通信作者
:
邬旭然
(
男
,
烟台大学教授
,
硕士生导师
.
１９６５
—)
:
EＧmailtdxwxr＠１２６．com
y
:
收稿日期
:
改回日期
２０２２Ｇ０４Ｇ１５ ２０２２Ｇ１０Ｇ２１
()
摩尔质量比为
１∶１
组成的
NAChClDES
能有效溶解芦
[
１０
]
丁
.
H
研究表明
,
超声波与
NAuanDES
萃取相结
g
等
道
,
由谷氨酸
/
脯氨酸
(
摩尔质量比为
２∶１
)
和脯氨酸
/
[]
芦丁是一种常见的膳食糖基类黄酮
,
Faain
等
９
报
gg
合的方法可高效地从苦荞壳中提取芦丁
;
芦丁在
１３
种氯
/
当
C
提取率最
６６０~１５７７
倍
,
hClGl０％
时
,
y
含水量为
２
/,
高为
９．
提取率为
９
该研究还对
５m５％
.
此外
,
gg
化胆碱和甘油基
NADES
中的溶解度比在水中的提高了
２１２
Copyright©博看网. All Rights Reserved.
|Vol．３８
,
No．１１
张艺欣等
:
天然低共熔溶剂萃取酚类物质研究进展
发现
NANADES
的毒性和生物降解性进行了评价
,
DES
,
溶剂毒性极低
可被归类为易
２８d
后生物降解率为
７０％
,
生物降解溶剂
.
花青素属于黄酮类化合物
,
是一种强效的自由基清
１１
]
除剂
.
研究
[
表明
,
花青素可抗氧化损伤
,
预防动脉粥样
[
２
]
硬化
、
阿尔兹海默症等疾病
.
D
建立了一种
aSilva
等
１
发现温度是影响姜黄素提取的最重
MAE
参数进行优化
,
对提取物最大总抗氧化能力
(
进行测定
,
除
PRAC
)
TAC
)
果糖
/
其余
NAChCl
外
,
DES
提取物
TAC
均高于
８０％
甲醇
.
综上
,
基质材料所含酚类化合物类型各不相同
,
选择
合适的
NA
调节氢键供体与受体比例
,
并优化
DES
种类
,
萃取条件
,
可取得较好的提取效果
.
更多应用举例总结
于表
１
.
波辅助
(
从姜黄中提取姜黄素
,
采用响应面法对
MAE
)
要因素
.
优化萃取条件后
,
采用铜离子还原能力法
(
CUＧ
/
甘油
/
柠檬
环保
、
低成本的蓝莓花青素提取方法
,
以
ChCl
酸
(
摩尔比
０．
的三元
NA
提取率
５∶２∶０．５
)
DES
作溶剂
,
/
１．１mmL
的蓝莓提取物
ＧNADES
溶液进行大鼠喂养试
g
验
,
代谢动力学分析显示
CEＧNADES
通过延缓胃糜中
和
,
提高了体内消化过程中酚类化合物的稳定性
.
[]
Poovic
等
４
研究发现花青素在酸性介质中稳定性较高
,
p
[
３
]
约为
７
制备了总酚质量浓度为
６％
.
该研究小组
１
２ NADES
提取酚类物质的影响因素
２．１ NADES
组成及摩尔比例
系的液态稳定性
.
氢键受体与供体基团数量
、
空间结构
和键的位置均对
NADES
的形成有显著影响
.
若组分中
易形成稳定性较高的共晶体系
.
如琥珀酸不能与胆碱形
成液体
,
但含羧基较多的柠檬酸和苹果酸可以
.
若组分
之间的摩尔比例不当
,
NADES
会出现固体结晶
.
高黏度
是
NA
但黏度过高不利于传质
,
不仅会
DES
的重要特征
,
降低提取效率
,
还会影响酚类提取物的分离纯化
.
分子
大小和组分之间的相互作用力是影响共晶体系黏度的主
;
小分子的多元醇基溶剂黏
３
个羧基的柠檬酸基
NADES
使提取产量
HBD
更容易与多酚靶标化合物相互作用
,
增加
.
HBA
与
HBD
的性质决定了
NADES
的极性及
p
H
３０
]
.
短小结构或多羧酸结构的
度低于糖或有机酸基溶剂
[
在以
C
苹果酸
、
尿素
、
果糖为
HBhCl
为
HBA
,
D
的
３
种溶
/
苹果酸体系的樱桃果渣
剂体系中
,
４０℃
加热搅拌
,
ChCl
提取物中花青素的含量较高
,
而微波辅助方法提取速度
NADES
组分和组分之间的摩尔比例决定了共晶体
.
但基于苹果酸的
NA
快
,
时间小于
５minDES
体系
p
H
值过低
,
提取物的抗自由基活性较差
.
[
４
]
研究发现
４
种含有柠檬酸的亲水性
Oomen
等
１
有额外的羟基和羧基存在
,
则分子间可以形成更多氢键
,
采用高效液相色
NADES
均能提取黄岑中的黄酮化合物
,
谱法和高效薄层色谱法对提取物的化学成分进行定量分
析
,
发现
NADES
中黄岑素类苷元含量是甲醇水溶液的
１５
]
苏慧等
[
使用
NA
得到的最
DES
提取玉竹中的总黄酮
,
相应糖苷含量为甲醇水溶液的
１．３~５
倍
,
５~１．８
倍
.
熊
/,
大提取率达
１
经大孔树脂吸附后
NA８．７９mDES
可
gg
１．２
酚酸及其他多酚
被二次使用
,
回收利用率为
９４．５６％
.
,
要因素
,
如含有一个羧基的乳酸基
NA
黏度低于含
DES
酚酸是一类常见的非类黄酮植物多酚
,
具有良好的
抗氧化
、
抗菌活性
,
主要来源于水果
、
蔬菜
、
种子
、
芳香植
[
６
]
物等
.
评价了
６
种
CJuric
等
１
hCl
基
NADES
对薄荷叶
多酚的提取效率
,
发现山梨醇
/
ChCl
体系提取物中羟基肉
桂酸含量较高
,
以有机酸为
HBD
的两种
NADES
对酚酸
.
此外
,
的萃取能力优于其他
NA
体外抗氧化试验结
DES
果表明
,
６
种
NADES
提取液的
DPPH
自由基清除能力均
优于
７
这可能是由于体系中的氢键提高了酚类
０％
乙醇
,
１７
]
化合物的稳定性
.
郁峰等
[
研究发现从杜仲叶中提取绿
值
.
溶剂极性是影响萃取效率的最重要因素
,
NADES
极
性越接近目标物
,
提取可能性越高
.
NADES
极性范围广
２
]
,
泛
[
有机酸基
NA
氨基
DES
表现出与水相近的高极性
,
[
１
]
.
NA
酸和醇基
NADES
次之
３
DES
的
p
H
值是影响提
,
酚类化合物在溶剂中处于中性状态时更容易被提
Ka
p
取
.
酸基
NA
儿茶素和绿原酸表现出较高
DES
对花青素
、
７
,
１６
]
.
的提取亲和力
[
取效率的另一因素
,
当溶剂
p
H
值略低于酚类物质的
原酸的较优溶剂体系为甜菜碱
/
乳酸
/
水
(
物质的量比
L
Ｇ
/,
提取物对
D３１．４６mPPH