肉豆蔻主要功能成分提取研究进展

    贺志荣 史晓耘 郝少楠 赵二劳

    摘要：概述了我国有关肉豆蔻中肉豆蔻油、木脂素和总酚等主要功能成分提取工艺的研究进展，为肉豆蔻综合开发应用提供参考。

    关键词：肉豆蔻;功能成分;提取工艺

    中图分类号：R285? ? ? ? ?文献标志码：A? ? ? ? ?文章编号：1001-1463（2020）05-0069-05

    doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2020.05.018

    Research Progress on Extraction Technology of Nutmeg Main Functional Components

    HE Zhirong， SHI Xiaoyun， HAO Shaonan， ZHAO Erlao

    （Department of Chemistry， Xinzhou Teachers University， Xinzhou Shanxi 034000， China）

    Abstract：Based on the literature learning method and summarization， the domestic research progresses on the extraction technology of nutmeg oil， lignans， total phenolics and the other main functional components of nutmeg were reviewed. These issues provide a reference for further development and integrated utilization of nutmeg.

    Key words：Nutmeg;Functional components;Extraction technology

    肉豆蔻（Myristica fragrans）又名豆蔻、玉果、肉果等，为肉豆蔻科乔本植物，主要分布于巴西、马来西亚、印度、印度尼西亚及西印度群岛等热带地区，我国台湾、广西、海南、广东、云南等地亦有引种栽培[1 ]。肉豆蔻主要以种仁种皮入药或食用，药食两用，是重要的中药和常用调味佳品[2 ]。科学研究表明，肉豆蔻中含有肉豆蔻油、木脂素、苯丙素、总酚和黄酮等多种功能活性成分，具有抗癌、抗氧化、抑菌、降血糖、降血脂、保肝护肝等多种功能活性[3 - 5 ]，有十分重要的开发应用价值。研究肉豆蔻功能活性成分的提取，是肉豆蔻高附加值利用的基础。我们梳理并概述了我国有关肉豆蔻主要功能成分提取研究进展，以期为肉豆蔻综合开发应用提供参考。

    1? ?肉豆蔻中肉豆蔻油提取工艺

    目前国内有关天然产物中挥发油或油树脂提取方法研究不少[6 - 8 ]，但有关肉豆蔻中肉豆蔻油提取方法研究仅涉及水蒸气蒸馏法、溶剂浸提法、辅助提取法和超、亚临界流体提取法。

    1.1? ?水蒸气蒸馏提取法

    水蒸气蒸馏法是常用的植物挥发油提取方法，它是利用原料中挥发性成分与水共沸，经冷凝分离获取挥发性成分的一种提取方法。国内有关肉豆蔻挥发油水蒸气蒸馏提取的研究相对较多。袁子民等[9 ]以肉豆蔻粉碎粒径、加水倍量、浸泡时间和蒸馏时间为因素，研究了肉豆蔻挥发油水蒸气蒸馏提取，由正交试验优化的最佳工艺条件为：肉豆蔻粉碎粒径20～40目，加12倍量水，浸泡时间1.5 h，蒸馏提取5.0 h。该工艺条件下，肉豆蔻挥发油提取率为7.01%。付敏东等[10 ]通过正交试验优化的肉豆蔻挥发油水蒸气蒸馏提取最佳工艺为：肉豆蔻以水浸泡8 h后，料液比（g/mL） 1∶10，蒸馏提取时间5.0 h，该工艺下肉豆蔻挥发油得率为6.10%。杨红艳等[11 ]采用均匀设计法优化的肉豆蔻挥发油水蒸气蒸馏提取最佳工艺条件为：肉豆蔻粉碎为4～10目，料液比（g/mL） 1∶14，浸泡时间1 h，蒸馏提取时间6.0 h，该工艺条件下肉豆蔻挥发油提取率为6.33%。郭宇洁等[12 ]确定的肉豆蔻挥发油水蒸气蒸馏提取的最佳工艺为：加水10倍量，蒸馏提取8.0 h。水蒸气蒸馏法提取肉豆蔻挥发油具有设备简单、操作安全、成本低廉、不污染环境、产量大等优点，但也存在原料易受热、易焦化，加热时成分易发生化学反应，所得挥发油芳香气味易变味，导致其应用价值降低等问题，工业应用受到一定限制。

    1.2? ?溶剂浸提法

    基于肉豆蔻油树脂的溶解性，同时考虑溶剂残留及安全性，一般以乙醇为溶剂来提取肉豆蔻油树脂。目前，国内对乙醇浸提肉豆蔻油树脂的研究很少。缪晓平等[13 ]研究了肉豆蔻中油树脂的乙醇浸提，通过正交试验得出影响肉豆蔻油树脂提取率的因素大小顺序为：提取时间 > 乙醇浓度 > 提取温度 > 料液比。优化的最佳提取工艺为：乙醇浓度85%，料液比（g/mL） 1∶10，提取温度90 ℃，提取时间5.0 h。该工艺下，肉豆蔻油树脂提取率为38.56%。采用乙醇浸提肉豆蔻油树脂，具有设备简单、操作方便，提取率较高等优势，但也存在提取时间较长、产品纯度差、经济效率不高等问题，不太适宜工业化应用。

    1.3? ?辅助提取法

    辅助提取法就是在溶剂提取的基础上，辅以酶、超声波、微波等方式，以缩短提取时间、提高目标物提取率的一种提取方式。国内对肉豆蔻油辅助提取研究相对较多。刘辉等[14 ]研究了肉豆蔻油的超声辅助提取，响应面法优化的最佳工艺条件为：乙酸乙酯为提取剂、料液比（g/mL） 1∶10.2，超声功率75 W、超声温度59 ℃、超声时间39 min，此工艺条件下肉豆蔻油提取率为27.90%。郑福平等[15 ]采用无溶剂聚焦微波提取肉豆蔻挥发油，确定的较佳工艺条件为：微波辐射功率200 W、分别辐射0.5、0.75和1.0 min各3次，每次辐射间隔1.0 min，肉豆蔻挥发油提取率为8.23%。刘辉等[16 ]研究了肉豆蔻油的微波辅助提取，响应面法优化的工艺条件为：乙酸乙酯为提取剂，料液比（g/mL） 1∶10.3，微波功率325 W，微波时间154 s，此工艺条件下肉豆蔻油提取率为27.24%。李荣等[17 ]研究了微波辅助水蒸气蒸馏提取肉豆蔻挥发油，得到料液比（g/mL）1∶10，微波功率300 W，提取时间1.0 h，肉豆蔻出油率为6.9%，较相同料液比下，单纯水蒸气蒸馏2.5 h，出油率基本相当，但有效缩短了提取时间。刘军军等[18 ]研究了肉豆蔻油超声波协同微波辅助提取，响应面法优化的最佳工艺条件：乙酸乙酯為提取剂，料液比（g/mL） 1∶10.2，超声波功率50 W，微波功率293 W，作用时间149 s，该工艺条件下肉豆蔻油提取率为29.18%。可见，该工艺辅助提取肉豆蔻油，提取时间短，提取率高，节约能耗，是一种值得推广的肉豆蔻油提取方法。

    1.4? ?超临界及亚临界流体提取法

    超临界流体或亚临界流体提取就是依据相似相溶原理，以超临界或亚临界流体为提取剂，从植物原料中提取目标成分的一种方法[19 ]。国内对肉豆蔻油超临界流体提取研究相对较多，对亚临界流体提取研究相对较少。屠雄彪等[20 ]研究了肉豆蔻挥发油超临界CO2提取，通过正交试验优化的最佳工艺：肉豆蔻粉碎为粗粉，提取压力12 Mpa，提取温度40 ℃，提取时间2.0 h，该工艺下肉豆蔻挥发油得率为11.1%。刘博等[21 ]确定的肉豆蔻中精油超临界CO2提取最佳工艺为：固定提取时间为3.0 h，提取温度30 ℃，提取压力25 Mpa，CO2流量15 L/h，堆积密度（0.51±0.2） g/L。刘军军等[22 ]研究了肉豆蔻中肉豆蔻油超临界CO2提取，优化的最佳工艺为：提取压力32 Mpa，提取温度55 ℃，CO2流量22 L/h，提取时间3.0 h，此工艺条件下肉豆蔻油得率43.8%。陈杰明? 等[23 ]则研究了肉豆蔻油树脂超临界CO2提取，确定的较佳提取工艺：提取压力30 Mpa，CO2泵频率20 Hz，提取温度50 ℃，提取时间2.0 h，此工艺条件下肉豆蔻油树脂得率在46%左右。汤卫东等[24 ]得到的肉豆蔻油树脂超临界CO2提取最佳工艺为：提取温度47 ℃，提取压力27 Mpa，CO2泵频率8 Hz，提取时间2.0 h，此工艺下肉豆蔻油树脂提取率为46.12%。杨中民等[25 ]研究了肉豆蔻中肉豆蔻油的正丁烷亚临界提取，正交试验优化的最佳工艺条件：肉豆蔻粉碎为40目，提取温度50 ℃，提取时间60 min，提取次数5次，该工艺条件下肉豆蔻出油率可达36.87%。超临界CO2提取或亚临界流体提取，是植物油提取广泛应用的“绿色”提取技术，该技术用于肉豆蔻油的提取，具有提取率高、过程易控制，可实现萃取和分离合二为一，经济效益较高，适于工业化生产应用等优势。尽管存在一次性投资费用较高，操作技术要求高等问题，但相对其他工艺技术而言，不失为一种较理想的肉豆蔻油提取技术，值得进一步研究。

    2? ?肉豆蔻中木脂素提取工艺

    许多天然产物中含有木脂素类成分，具有抗肿瘤、抗氧化、抗过敏、抗炎、抗病毒等多种活性，广泛应用于癌症、高血压、免疫力等病症，以及保肝护肝等医药、保健品领域[26 - 27 ]。肉豆蔻中含有木脂素类成分，为其主要功能成分之一[28 ]，理应具有相似的功能活性。但目前国内有关肉豆蔻中木脂素功能活性研究报道很少，而有关肉豆蔻木脂素提取研究的文献仅有1篇。袁子民等[29 ]以肉豆蔻总木脂素提取量为指标，研究了肉豆蔻木脂素的溶剂浸提，发现乙醇浓度对肉豆蔻总木脂素提取影响显著，由正交试验法优化的最佳工艺条件：90%乙醇为提取剂，在料液比（g/mL） 分别为1∶10和1∶8的条件下各提取1次，每次提取时间1.5 h，该工艺条件下肉豆蔻总木脂素提取量为12.15 mg/g。

    3? ?肉豆蔻中多酚提取工艺

    多酚是肉豆蔻的功能成分之一，具有多种功能活性。杨文平等[30 ]以肉豆蔻为原料，乙醇为溶剂，研究了肉豆蔻多酚的浸提，采用单因素结合正交试验的方法，得到影响肉豆蔻多酚提取的因素主次顺序为：浸提时间 > 料液比 > 浸提温度。优化的最佳工艺条件：乙醇浓度95%，料液比（g/mL） 1∶70，浸提温度60 ℃，浸提时间40 min，此工艺条件下肉豆蔻多酚提取率为49.30 mg/g。

    4? ?结束语

    虽然肉豆蔻中含有肉豆蔻油、木脂素、苯丙素、多酚、黄酮等功能成分，但目前国内仅就肉豆蔻油提取进行了较多研究，木脂素与多酚提取进行了极少研究，而有关苯丙素、黄酮的提取研究尚未见报道，总体上有关肉豆蔻功能成分提取研究尚为不足，难以支撑肉豆蔻功能成分的产业化生产需求。今后应加大研究力度，系统、深入研究肉豆蔻中主要功能成分的提取工艺，可参考、借鉴其它天然产物功能成分提取的成功经验，或采用一些现代的提取分离技术，创新肉豆蔻功能成分的提取技术工艺，达到肉豆蔻功能成分的高效提取，实现肉豆蔻功能产品的工业化生产。

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    （本文责编：杨? ?杰）