花生壳中黄酮类成分提取工艺研究进展

张静静

摘   要：我国是花生生产大国，花生壳资源十分丰富，但大量的花生壳被丢弃浪费。花生壳中含有黄酮类化合物，其具有抑菌、抗氧化、降血压和增强免疫力等药理作用，如果能有效利用，既能提高农业副产物的附加值，又能起到充分利用自然资源、保护环境的作用。有效利用的前提是黄酮类物质的有效提取，针对国内科研工作者所做的工作，详细总结了近几年花生壳内黄酮类物质的提取工艺和方法，希望为花生壳黄酮的提取研究和进一步利用提供有效的资料。

关键词：花生壳;黄酮;提取方法;研究试验

文章编号： 1005-2690（2020）08-0004-02       中图分类号： TS209       文献标志码： B

花生种植范围遍及全世界，花生仁可用作榨油和食用等，但是花生壳一直以来利用率比较低，一小部分被加工成饲料、热压成型作塑木板或者作为燃料，大部分被扔掉，非常浪费且破坏环境。我国的花生产量位居世界前列，每年花生加工之后所产生的花生壳质量能达500万t左右，数量巨大[1]。

花生壳中含有包括黄酮类化合物在内的多种化合物，如果从中提取出黄酮类化合物，就可以将其应用在药用、保健品、食品和化妆品等领域，发挥其抗氧化、抑菌、降血压、提高免疫力等作用[2]。除此以外，花生壳中总黄酮的提取利用能提高农业副产物的附加值，起到充分利用废弃物、节约自然资源、保护环境的作用。因此，近年来对花生壳黄酮类化合物的提取是研究的热点。本文详细总结了近几年花生壳内黄酮类物质的提取工艺和方法，希望为花生壳黄酮的提取研究和进一步利用提供有效的资料。

1   溶剂提取法

溶剂提取法是相对传统的提取方法，使用与黄酮类化合物极性相同或相近的溶剂，如一定比例的乙醇、甲醇、丙酮或者碱水等，通过一段时间的浸提，从花生壳中提取目标物质，这个过程除了将溶剂水浴到一定温度和搅拌之外，一般不使用其他的技术手段。

孙兰萍、王莹以及王洋等人进行了一系列的优化试验，均选取了一定体积分数的乙醇作为提取溶剂[3-5]，三者选取的乙醇体积分数分别为73%、70%、72%，可以看出体积分数相近，这是因为试验提取的是同一类物质，所以溶剂的极性基本一致，相对甲醇、丙酮等溶剂乙醇对人体的毒性小，在后期应用过程中能尽量避免溶剂残留对人体的伤害。三者的提取时间均为2 h，提取时间较长;提取温度分别为53 ℃、70 ℃、77.35 ℃，提取温度较高，有可能影响目标提取物的生理活性;提取料液比分别为27 mL/g、1 mL/g、40 mL/g，1∶31.5，相对来讲溶剂的使用量较大，意味着提取成本较高。

由此可见，综合评估提取效率、试剂成本、黄酮化合物的可利用率、对环境的污染程度等因素，一定体积分数的乙醇溶液是较为理想的花生壳黄酮提取溶剂，但是单纯的溶剂浸提法一般具有提取时间长、溶剂消耗量大、产率比较低且易造成污染的缺点，在此基础上人们也在摸索各种辅助提取花生壳中黄酮类化合物的方法和工艺。

2   酶解辅助提取法

酶解辅助法用纤维素酶降解花生壳细胞壁中的纤维素，破坏细胞壁结构，加快胞内黄酮类物质的充分透出，以达到提高花生壳总黄酮提取率的目，具有反应条件温和、高效、无毒等优点。

李林和曾超珍等人均使用酶解辅助提取法提取花生壳黄酮[6-7]。李林等使用正交试验优化实验条件，探索最合适的实验条件;曾超珍等则是利用Design-Expert 8.0.6 软件进行响应面分析，进一步通过验证试验找到最佳提取工艺。两者的加酶量分别为0.8%和7.3 mg/g;酶解时间分别为2 h和2.7 h;酶解温度分别为50 ℃和58 ℃，温度相对温和;料液比分别为1∶10 （g/mL）和1∶15 （g/mL），溶剂的使用比例较低。相比较乙醇直接浸提法，使用酶法辅助提取，两者花生壳黄酮的提取率分别提高了43.26%和1.53倍，浸提率明顯提高。

以上研究表明，酶解辅助法相较乙醇单一浸提的方法，能提高花生壳中黄酮的提取率，而且使用溶剂的体积较低。目前，此种方法提取花生壳黄酮表现出良好的前景，工艺可进一步研究细化，希望可以用在工业化生产中。

3   超声波辅助提取法

超声波辅助提取法是利用超声波的振动作用，利用机械力造成花生壳材料的细胞破裂，大量溶剂轻松就可以轻松渗入和渗出花生壳破裂的细胞内部，比起未经超声的花生壳材料，其能加速胞内黄酮类化合物的溶解和浸出，提高目标物质的提取率。

超声波辅助提取法的应用较广，周巾英、萨如拉、郝斯佳等人均采用了此研究方法[8-10]。周巾英和萨如拉等人在单因素试验的基础上，通过正交试验优化最佳工艺条件[8-9]。郝斯佳等人在单因素试验的基础上，通过 Box-Behnken 软件进行3因素3水平分析，得到最佳提取条件[10]。三者的超声功率分别为100 W、550 W、150 W;料液比分别为1∶30、1∶60、1∶40;提取温度分别为35 ℃、30 ℃、40 ℃，提取温度较低;提取时间分别为40 min、60 min、15 min，相比较单一的溶剂提取方法和酶解法提取时间较短。

综上所述，超声波辅助法大大缩短了单一溶剂提取法的提取时间，达到了高效节能的目的，且提取试剂可回收、成本低，避免了污染和浪费，同时可避免高温对有效成分的影响，且能提高提取效率。此方法在黄酮类化合物的大规模工业生产中具有广阔的应用前景。

4   微波辅助提取法

微波辅助提取法利用微波产生的超高频率的快速震动，迫使花生壳分子在提取过程中产生相互碰撞、相互挤压，在此动态过程中强化花生壳中黄酮类化合物的浸出，提高浸提效率。这是近年来发展较快、应用较多的新型天然产物的提取方法。

樊牡丹、范金波、邵圣娟、谭沙均使用微波辅助提取法的方法研究花生壳中黄酮的提取工艺[11-14]。樊牡丹、范金波、谭沙等人均使用微波-乙醇溶液辅助提取的方法，邵圣娟等人使用微波-碱水辅助提取的方法。樊牡丹、邵圣娟和谭沙等人是在单因素试验的基础上，通过正交试验优化提取工艺，确定最佳工艺;范金波等人通过响应面法优化提取工艺。4者的微波时间分别为2 min、11 min、2 min、9 min，提取时间非常短;料液比分别为1∶25（g/mL）、1∶34、1∶25、1∶20，使用溶剂量较少;黄酮提取率分别达到8.943 6 mg/mL、2.165 mg/g、5.3 mg/g、10.08 mg/g，提取率较高。

以上研究表明，微波辅助提取法提取花生壳中黄酮提取时间短、产率高、产物易提纯，该方法操作简单，浸出过程中药粉不凝聚和糊化，能耗低且节约溶剂，是花生壳黄酮提取的较理想的方法。

5   协同提取方法

协同提取方法是应用不同的协同机制提高花生壳黄酮的提取效率、放大提取优点、改善提取方法中短板的提取方法。

超声-微波协同溶剂提取将超声振动与微波2种作用方式相结合，这种方法的提取温度低、提取时间短，可以有效保护花生壳中黄酮类化合物成分的结构和生理活性。刘汉文等[15]通过单因素试验和设计正交试验研究出超声-微波协同提取花生壳黄酮的最佳工艺条件：液料比为1∶20，乙醇浓度为70%，超声功率为300 W，时间170 s，微波功率360 W。在此条件下花生壳黄酮类化合物的提取量可达（4.65±0.12）%。

在超声提取时，加入表面活性剂，利用表面活性剂可以降低物质之间界面张力的原理，增加溶剂分子的渗入速率和效率，也起到协同提取花生壳中黄酮化合物的作用，显著提高花生壳中黄酮类化合物的提取率。杨欢等使用超声波-表面活性剂协同提取的方法提取花生壳中的黄酮[16]，研究表明十二烷基硫酸钠（SDS）、吐温-60、吐温-80等3种表面活性剂的加入均能提高黄酮的提取效率，其中SDS效果最明显。在超声提取目标物的同时，加入一定比例的SDS，经过对比试验发现，提取率提高51.4%，此结果说明，表面活性剂协同提取能提高花生壳黄酮的提取效率，但是目前使用此方法的研究较少，还需要进一步试验。

以上研究表明，不同协同机制的协同提取方法可实现不同提取方法的优势互补，提高黄酮的提取率，在工业生产中可以期望放大应用。但是目前国内有关这方面的研究不多，因此可以在这方面加大研究力度。

6   展望

我国是花生种植大国，拥有极为丰富的花生壳资源，但是研究起步晚，目前花生壳总黄酮的研究仍处于初步阶段，主要集中在提取研究、少量的纯化研究和初步的药理研究方面。因此后期的研究要对花生壳黄酮的提取工艺进行深入研究，努力探讨花生壳黄酮的纯化工艺，在提取和纯化的效率和产量以及节约成本方面下功夫，努力实现花生壳黄酮的规模化、产业化。另外，还要深入探讨花生壳黄酮的药理作用，让花生壳黄酮在维护人类健康、促进经济方面真正发挥作用。

参考文献：

[ 1 ] 李芳清，徐卫东.花生壳中黄酮类化合物的提取及其纯化[J].食品科学，2009，30（8）：101-105.

[ 2 ] 王慧.黄酮类化合物生物活性的研究进展[J].食品与药品，2010（9）：347-350.

[ 3 ] 孙兰萍，马龙，张斌，等.花生壳中黄酮物质提取工艺优化研究[J].食品科学，2009，30（6）：97-101.

[ 4 ] 王莹，王华，王妲妲，等.花生壳中总黄酮提取工艺的研究[J].江苏农业科学，2013，41（2）：245-247.

[ 5 ] 王洋.乙醇浸提法提取花生壳黄酮类化合物的工艺研究[J].中国果菜，2015，35（8）：11-14.

[ 6 ] 李林，李明华.酶法辅助提取花生殼总黄酮的研究[J].化工时刊，2016，30（4）：20-23.

[ 7 ] 曾超珍，刘志祥.响应面优化酶法提取花生壳黄酮类化合物的工艺研究[J].湖北农业科学，2016，55（6）：1532-1537.

[ 8 ] 周巾英，潘润天，朱雪晶，等.超声波辅助提取花生壳中黄酮的工艺研究[J].食品科学技术学报，2014，32（6）：42-45.

[ 9 ] 萨如拉，彭晓亮，饶德英.超声波辅助提取花生壳总黄酮的工艺研究[J].赤峰学院学报，2018，34（10）：32-35.

[ 10 ] 郝斯佳，马子淇，郭雪松.超声波辅助提取花生壳中总黄酮的工艺优化[J].饲料研究，2015（19）：57-61.

[ 11 ] 樊牡丹，屈攀，杨凡.微波辅助提取花生壳总黄酮的工艺优化[J].安徽化工，2015，41（4）：13-15.

[ 12 ] 范金波，周素珍，郑立红，等.微波辅助提取花生壳总黄酮工艺参数的优化[J].中国食品学报，2013，13（11）：55-60.

[ 13 ] 邵圣娟.花生壳中黄酮类化合物的提取纯化工艺研究[J].山西化工，2016（1）：9-12.

[ 14 ] 谭沙，李刚凤，刘林，等.珍珠花生壳总黄酮提取工艺的  优化研究[J].中国酿造，2014，33（10）：109-112.

[ 15 ] 刘汉文，陈洪兴，周立巧，等.超声微波协同提取花生壳  中黄酮类化合物的研究[J].盐城工学院学报，2013，26  （3）：64-68.

[ 16 ] 杨欢，闫志农，卢晓黎.表面活性剂协同超声提取花生壳  中黄酮的工艺研究[J].中国油脂，2016，37（12）：57-60.