李意，趙華

（工業(yè)發(fā)酵微生物教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津市工業(yè)微生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津科技大學(xué)生物工程學(xué)院，天津 300457）

牡丹是我國(guó)的國(guó)花，種植面積廣闊，大約有200km2。 為了提高牡丹的經(jīng)濟(jì)效益，人們已經(jīng)將牡丹的各個(gè)部位的有效成分進(jìn)行充分的提取利用[1]。例如牡丹根皮可以精加工成具有藥用價(jià)值的“丹皮”。牡丹籽提取出油脂不僅可以用在食品行業(yè)，其品質(zhì)優(yōu)良、營(yíng)養(yǎng)豐富，還兼具保健功能[2]；牡丹籽油還可以用在護(hù)膚品和化妝品行業(yè)，具有抗炎、抗菌和抗氧化等作用。 多種顏色的牡丹花可以提取色素，其易溶于水和乙醇，不僅可以對(duì)羊毛織物類進(jìn)行染色[3]，還具有抗炎抗氧化等作用。對(duì)于牡丹的各種成分的提取，不同的活性物質(zhì)需要不同的提取工藝。 本文就牡丹的提取工藝進(jìn)行了闡述，主要目的是為了對(duì)牡丹的進(jìn)一步研究和開發(fā)提供參考。

1 溶劑萃取法

溶劑萃取法是根據(jù)溶劑間的相似相溶特性，以水作為溶劑提取，雖然價(jià)格便宜，但雜質(zhì)多、分離和濃縮困難。 提取液容易發(fā)霉發(fā)酵，為避免水作為溶劑的缺點(diǎn)，采用有機(jī)溶劑萃取。 一般采用乙醇的水溶液，乙醇不僅與水可以以任意比例混合， 還可以和大多數(shù)對(duì)親脂性的有機(jī)物混合，但對(duì)于親水性的雜質(zhì)成分不溶或難溶，因此提取后水性雜質(zhì)較少。 另外，在提取時(shí)，可以根據(jù)親水性或者親脂性來(lái)選擇乙醇與水的比例，親水性的就選擇乙醇濃度低的， 親脂性就選擇乙醇濃度高的，并且乙醇可以防止提取物變質(zhì)。

有研究利用溶劑萃取牡丹籽油的脫酸工藝以及優(yōu)化[4]，該實(shí)驗(yàn)得出牡丹籽油的酸值降低了9.48mgKOH/g， 而脫酸后仍然可以保持牡丹籽油特有的清香味。 還有相關(guān)研究利用溶劑萃取牡丹花中的色素并總結(jié)了性能的研究進(jìn)展[5]。 該實(shí)驗(yàn)表明該種方法具有成本高、時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)。 所以通常采用一些別的方法來(lái)進(jìn)行輔助，如超聲波輔助法、微波輔助法等。

2 超聲波輔助萃取法

超聲波輔助萃取法主要是在溶劑萃取之前加入超聲波進(jìn)行輔助萃取，可以強(qiáng)化萃取的速率和效果，對(duì)于提取更有利。 在被提取物的初加工到深加工階段都可以利用超聲波來(lái)輔助，從而更加優(yōu)化提取效果。 超聲波輔助萃取可以改善產(chǎn)品的品質(zhì)、節(jié)約材料、增加產(chǎn)量、縮短提取時(shí)間、提高效率等。

有相關(guān)研究利用超聲波輔助提取牡丹花多酚的工藝[6]，在該實(shí)驗(yàn)研究的最佳條件下，牡丹花多酚的提取含量可達(dá)15.10%。還有利用超聲波輔助提取研究牡丹花中的黃酮[7]，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，在最佳的條件下，用此種方法的總黃酮提取率比傳統(tǒng)浸提法提高了1.1%左右。 還有相關(guān)研究利用超聲輔助提取牡丹果皮中的甾醇并對(duì)其工藝優(yōu)化[8]，在此條件下生產(chǎn)的牡丹果皮中的甾醇的提取率高于傳統(tǒng)普通的醇提法，在該實(shí)驗(yàn)中說明了通過超聲波進(jìn)行輔助處理去提取牡丹中的甾醇，起到了很好的輔助作用。

3 微波輔助提取法

微波輔助提取法本質(zhì)上是利用微波進(jìn)行加熱的原理。 目前微波輔助提取法在對(duì)于生物活性物質(zhì)的提取上體現(xiàn)在方方面面。 在動(dòng)植物以及微生物的組織內(nèi)外提取目標(biāo)產(chǎn)物，例如提取各種色素、糖、油脂、醇、酶以及細(xì)胞器等都存在強(qiáng)有力的優(yōu)勢(shì)[9]。

有研究利用微波輔助法來(lái)提取牡丹籽粕中的多糖[10]，在該實(shí)驗(yàn)研究中，用微波輔助提取法，在最優(yōu)提取條件下，一次牡丹籽粕多糖提取率可以達(dá)到將近10%。 該研究體現(xiàn)出了微波輔助提取法是提取牡丹籽粕中的水溶性多糖的一種優(yōu)選方法。 還有相關(guān)研究利用微波輔助萃取技術(shù)在鬼針草和牡丹皮這兩種藥用部位進(jìn)行工藝研究[11]，此項(xiàng)研究表明，在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，利用微波輔助萃取這兩種樣品所得到的有效成分含量以及轉(zhuǎn)移率均優(yōu)越于單純的回流提取工藝，這說明了微波輔助提取工藝對(duì)于藥用部分的有效成分的提取具有可行性和適用性。

4 超臨界流體萃取

超臨界流體萃取一般在實(shí)驗(yàn)中通常利用CO2來(lái)做超臨界流體，具有很好的流動(dòng)性、溶解性和滲透性， 可以幫助溶解的各成分之間的分離，從而達(dá)到萃取并分離的目的。 這種臨界狀態(tài)的流體，既可以因?yàn)槊芏冉咏谝后w，所以保持良好的溶解性能；又可以因?yàn)檎扯群蛿U(kuò)散系數(shù)接近于氣體，所以具有很好的傳遞特性。 從而還對(duì)溫度和壓力的細(xì)微變化有明顯影響。 因此可以通過控制溫度和壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)物質(zhì)間的萃取和分離[12]。 該種方法不僅操作簡(jiǎn)單、過程可以靈活調(diào)節(jié)，還可以加速溶解平衡、提高萃取效率，而且萃取后的產(chǎn)品的純度較高。

有相關(guān)研究用超臨界流體萃取牡丹籽油的工藝[13]，萃取得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)將近93%的不飽和脂肪酸的牡丹籽油。 還有研究利用超臨界CO2萃取牡丹籽粕中的多酚并對(duì)其抗氧化性進(jìn)行評(píng)價(jià)[14]，用這種方法在最佳的萃取條件下，牡丹籽粕多酚的提取量將近19mg/g，并且該實(shí)驗(yàn)研究表明超臨界CO2萃取技術(shù)適用于牡丹籽粕多酚的提取。 還有利用超臨界CO2萃取丹皮中丹皮酚研究溫度和壓力對(duì)其影響[15]，發(fā)現(xiàn)采用這種方法萃取丹皮時(shí)，萃取的溫度較低，所得的丹皮酚不容易損失，這種方法適合規(guī)?；a(chǎn)。

5 超高壓提取法

超高壓提取法是在溶劑萃取方法上進(jìn)行升級(jí)的一種方法，這種是提取植物有效成分的一種有效方法。 高壓不僅可以加快萃取時(shí)的滲透速率[16]， 而且過高的壓力和壓強(qiáng)有時(shí)也會(huì)破壞細(xì)胞的結(jié)構(gòu)組成， 進(jìn)行更有利于有效成分的提取溶解。 因此這種方法可以使提取的物質(zhì)成分更充分，從而可以達(dá)到更高的提取率。 此外，在利用高壓進(jìn)行提取時(shí)，不用利用到高溫，通常不用考慮溫度對(duì)提取過程的影響，因此可以在一定程度上避免熱量對(duì)于有效成分的影響。

有相關(guān)研究利用超高壓法提取牡丹花中的黃酮并對(duì)其抗氧化性和穩(wěn)定性進(jìn)行了研究[16]，該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)表明了利用這種方法提取的牡丹花中有可能產(chǎn)生單糖苷，而且抗氧化活性得到增強(qiáng)。還有研究是用不同的提取方法來(lái)提取牡丹精油進(jìn)而來(lái)研究不同方法對(duì)其理化性質(zhì)和成分的影響[17]，該實(shí)驗(yàn)研究表明了利用超高壓法來(lái)提取的牡丹精油，得到的精油成分種類最多，并且利用這種方法可以較好的保持牡丹精油中的芳香類香氣成分，所以這種方法對(duì)于提取牡丹精油具有很好的發(fā)展前景。

6 酶解法

酶解法有的也叫做水酶法， 是利用各種蛋白酶將不同的蛋白質(zhì)水解成小分子的多肽， 從而提高了提取物的溶解性。 傳統(tǒng)蛋白的提取方法，如堿溶酸沉淀，所提取的蛋白質(zhì)水溶性不好。 通常情況下， 水溶性比較好的蛋白質(zhì)的功能和性質(zhì)等方面也相對(duì)來(lái)說較好一點(diǎn)。 所以，用水酶法來(lái)提取蛋白質(zhì)對(duì)于產(chǎn)品的開發(fā)和利用更有利。 而且水酶法的反應(yīng)條件比較溫和、工藝相對(duì)來(lái)說更簡(jiǎn)單，而且這種方法提取出來(lái)的多肽的生理活性和品質(zhì)等更好一點(diǎn)，因此這種方法具有很好的應(yīng)用前景。

有研究利用酶解法來(lái)提取油用牡丹 （鳳丹）籽粕中的多肽并對(duì)其活性成分進(jìn)行了研究[18]，此研究獲得了具有較強(qiáng)的生理活性的多肽，實(shí)現(xiàn)了牡丹的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 還有相關(guān)研究是利用酶解法來(lái)制備牡丹籽ACE 抑制肽并測(cè)定穩(wěn)定性[19]，此項(xiàng)研究得到了較高的ACE 抑制率和穩(wěn)定性好的牡丹籽多肽， 并且為牡丹籽粕的開發(fā)利用提供了一定的指導(dǎo)方向，進(jìn)一步拓寬牡丹籽產(chǎn)業(yè)提供思路。

7 水蒸氣蒸餾法

水蒸氣蒸餾法是通過將原料粉碎后，用水或者酸堿鹽等溶劑進(jìn)行浸泡， 然后再加熱蒸餾，使一些揮發(fā)性成分隨著水蒸氣蒸餾出來(lái)[20]。 所以水蒸氣蒸餾法有直接水蒸氣法，也有先用酸、堿、鹽等水溶液先進(jìn)行浸泡之后再輔助水蒸氣蒸餾。 有相關(guān)研究在牡丹皮中的丹皮酚的提取方法中發(fā)現(xiàn)[21]，這四種提取方法得到的提取效果差別不大，基本都可以用來(lái)提取牡丹中的丹皮酚，但是綜合考慮時(shí)間、成本以及操作的難易程度，最好的提取方法還是直接水蒸氣蒸餾。 這種方法操作最簡(jiǎn)單、成本最低。

還有相關(guān)研究利用水蒸氣蒸餾法提取牡丹皮中丹皮總酚的工藝進(jìn)行優(yōu)選[22]，發(fā)現(xiàn)此種方法對(duì)于牡丹丹皮酚的平均提取率可高達(dá)89.53%。相對(duì)于其他方法提取丹皮酚更簡(jiǎn)單、省時(shí)、易控制，并且可以在保證提取率的同時(shí)進(jìn)行大批量生產(chǎn)。

8 固相微萃取法

首先是先有的固相萃取，然后慢慢發(fā)展成了固相微萃取法。 固相微萃取法用來(lái)萃取揮發(fā)性和半揮發(fā)性的化學(xué)成分，固相微萃取之后一般直接進(jìn)行氣質(zhì)聯(lián)用儀器來(lái)分析揮發(fā)出來(lái)的成分，這種后續(xù)接連著氣質(zhì)的技術(shù)被稱為固相微萃取與氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)。 這種技術(shù)一般可以用在食品行業(yè)中，對(duì)一些有揮發(fā)性成分的物質(zhì)進(jìn)行分析其成分，如果汁，酒和茶葉。 隨著工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的逐漸優(yōu)化，發(fā)展了頂空固相微萃取來(lái)替代固相微萃取，隨之也就有了頂空固相微萃取與氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)。 此技術(shù)是目前被常用到的比較先進(jìn)的技術(shù)，此技術(shù)成本低、原料用量少、成分分析快且靈敏度高、設(shè)備簡(jiǎn)單，易操作等優(yōu)點(diǎn)。

有研究用這項(xiàng)技術(shù)來(lái)分析牡丹花的揮發(fā)性成分[23]，研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的水蒸氣蒸餾法相比，此種方法樣品的損失比較少，所以檢測(cè)出的揮發(fā)性成分較傳統(tǒng)法要多一些。 也有研究利用這種方法來(lái)檢測(cè)牡丹揮發(fā)油的成分[24]，此研究實(shí)驗(yàn)證明了頂空固相萃取時(shí)，其萃取針頭對(duì)其揮發(fā)性成分有影響，復(fù)合的萃取針頭比單一的萃取針頭對(duì)于揮發(fā)性成分的提取效果更好一點(diǎn)。 還有研究利用這種方法來(lái)測(cè)定不同品種的牡丹的揮發(fā)性成分[25]，該實(shí)驗(yàn)研究表明不同品種、不同生長(zhǎng)時(shí)期的牡丹，其揮發(fā)性成分的組成大不相同。

對(duì)于牡丹來(lái)說， 所需要提取有效成分的不同，可能導(dǎo)致所應(yīng)用的提取方法不同。 像超聲輔助萃取法和微波輔助萃取法一般都是要輔助上溶劑萃取法， 而且其提取效率會(huì)有一定程度提升。 而超臨界流體萃取法和超高壓流體萃取法是在傳統(tǒng)的溶劑萃取法上進(jìn)行了升級(jí)，例如超臨界流體萃取可以靈活調(diào)節(jié)溶解過程，而超高壓提取法幾乎可以忽略熱效應(yīng)對(duì)有效成分的影響。 像溶劑萃取法、輔助溶劑萃取以及在溶劑萃取法上升級(jí)的萃取法這些方法，所提取出來(lái)的提取物大部分都是不揮發(fā)的成分和大分子成分。 而固態(tài)微萃取法和水蒸氣蒸餾法這類的提取方法，一般提取出來(lái)的提取物更偏向于揮發(fā)性成分和小分子成分。 酶解法又是不同于上述這兩類的方法，酶解法一般是提取蛋白質(zhì)類的成分或物質(zhì)，提取出來(lái)的提取物一般是多肽類成分。 所以要是想要提取牡丹，應(yīng)該先考慮需要提取什么物質(zhì)，再來(lái)選取什么方法更合適。 本文對(duì)于提取牡丹選取什么方法提供了有利參考。