论文标题：Exploring the Antioxidant Properties of Citrus limon (Lemon) Peel Ultrasound Extract after the Cloud Point Extraction Method

论文链接：https://www.mdpi.com/2673-8783/4/1/10

期刊名： Biomass

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/biomass

一、引言

在2021年，欧盟的食品浪费量超过5800万吨，其中加工和制造环节产生的新鲜食品损失超过1200万吨，占比达21% [1]。水果的果皮、果肉和种子通常富含有益物质，可被提取并用作天然抗氧化剂。这类抗氧化剂不仅能防止某些食品的氧化，还可以添加到功能性食品中。针对柠檬皮中生物活性化合物的提取研究已成为广泛探讨的主题，并发展出多种提取方法。鉴于挥发性有机化合物在广泛使用时存在诸多局限性，且通常具有较高的危险性，云点萃取法（CPE）作为一种环保且经济高效的替代方案应运而生。

二、材料与方法

称取1克干燥并研磨后的柠檬皮，加入40毫升水（固液比为1:40）。接着，使用Elmasonic P超声波仪器对混合物进行超声处理，设定频率为37 kHz，在室温下操作。超声处理持续20分钟后，使用NEYA离心机进行离心，以实现固液分离。将上清液转移至Duran™瓶中，以便进行云点萃取（CPE）步骤。

在CPE步骤中，将20毫升柠檬皮提取液与表面活性剂混合。混合物在45°C下以800 rpm的转速搅拌20分钟。选择45°C这一温度旨在降低能耗，并避免因温度过高导致多酚降解。随后进行离心分离（4500× g，5分钟），使水相与表面活性剂分离，最后倾倒出上层液体。

三、分析与结果

表 1. 最佳CPE条件下初始柠檬皮提取物和表面活性剂相（SP）的参数与多酚化合物

从表1可以看到，初始样品与最终样品的总多酚含量差异为6.67%。在表面活性剂（胶束）相中测得的总多酚含量为526.32 mg GAE/L，比Danacio?lu等人对洋葱皮、柠檬皮和核桃壳茶混合物测得的值高出60% [2]。最佳表面活性剂中测得的总黄酮含量比初始柠檬皮提取物低50.55%。尽管如此，提取物仍表现出较强的抗氧化能力。最终提取物的铁离子还原抗氧化能力（FRAP）值比初始提取物低约52%。

关于DPPH•值，最终样品中观察到其降低了约20%。初始提取物和最终提取物的H?O?值相近，最佳表面活性剂值仅降低了约28%。这些结果表明，初始提取物中的大部分抗氧化剂被包裹在表面活性剂的胶束内，因此未观察到SP抗氧化能力的统计学显著下降。此外，我们还测定了提取物中的抗坏血酸含量，发现初始提取物中的抗坏血酸含量比最终提取物高约10%。

图 6. 柠檬皮提取物在280 nm和320 nm波长下的代表性高效液相色谱图，展示了已鉴定的多酚类化合物。1：新绿原酸；2：儿茶素；3：绿原酸；4：咖啡酸；5：丁香酸；6：表儿茶素；7：圣草酚苷；8：芦丁；9：木犀草素-7-葡萄糖苷；10：山奈酚-3-葡萄糖苷；11：橙皮苷

图 6 展示了这些化合物的代表性色谱图。通过HPLC-DAD鉴定出的最丰富多酚是柠檬苷，其次是橙皮苷。本研究中测得的柠檬苷含量比Saeidi等人报道的高出约21%，后者测得青柠汁中的柠檬苷含量为94.8 mg/L [3]。同一研究团队在同一种果汁中报道的橙皮苷含量比本研究测得的低约44%。Mare等人也报告了与我们的结果相近的橙皮苷含量[4]。

图 7. 初始柠檬皮提取物与最佳总SP相样品的双变量分析。图中展示了拟合线及预期值的置信区间（曲线）。星号和彩色值表示具有统计学意义的结果，而插图表格则包含与评估所得双变量平台模型相关的统计数据。

图 7 展示了初始提取物和最终提取物的双变量分析结果。两种提取物之间存在强相关性，协方差为19.5。该模型的p值<0.0001，表明变量之间不存在显著的拟合不足。R²值为0.95，确保模型中随机误差的可能性很低。

本研究发现，柠檬皮中含量最高的多酚化合物是柠檬苷。Hajimahmoodi等人测定了不同柠檬汁中的柠檬苷含量，其数值范围为3.24至10.68 mg/L，明显低于本研究结果，降幅在约971%至3430%之间 [5]。同一研究团队还测定了柠檬汁中的橙皮苷含量，其数值范围为3.24至104.84 mg/L，较本研究结果低约29%至1946% [5]。

四、展望与结论

本研究采用冷压萃取（CPE）技术提取柠檬皮中的生物活性化合物。最佳CPE参数为三步法，使用20% (w/v)的Span 20和20% (w/v)的氯化钠溶液，pH值设为7，温度为45℃，萃取时间为20分钟。该优化工艺不仅便捷地提取了富含多酚的提取物，还有效利用了工业废料，并赋予其附加值。

与使用有机溶剂的萃取方法相比，本研究提出的CPE工艺更加环保。此外，CPE技术能够将生物活性物质包裹在表面活性剂中，从而保护其免受氧化剂或破坏性物质的侵害，因此该技术适用于生产更稳定的食品添加剂。

总而言之，CPE是一项极具前景的技术，值得进一步开发并应用于其他副产品的提取。未来应进一步研究将柠檬皮与水果、蔬菜、谷物和豆类等其他副产品结合，以开发创新的营养保健品和药品应用。

1.Food Waste and Food Waste Prevention—Estimates. Available online: https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php?title=Food_waste_and_food_waste_prevention_-_estimates (accessed on 11 December 2023

2. Danacio?lu, D.; Pekel, M. Utilization of Some Plant Based Wastes for a Possible Formulation of Tea Infusion. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendis. Bilim. Derg. 2021, 21, 122–129.

3.Saeidi, I.; Hadjmohammadi, M.R.; Peyrovi, M.; Iranshahi, M.; Barfi, B.; Babaei, A.B.; Dust, A.M. HPLC Determination of Hesperidin, Diosmin and Eriocitrin in Iranian Lime Juice Using Polyamide as an Adsorbent for Solid Phase Extraction. J. Pharm. Biomed. Anal. 2011, 56, 419–422.

4. Mare, R.; Pujia, R.; Maurotti, S.; Greco, S.; Cardamone, A.; Coppoletta, A.R.; Bonacci, S.; Procopio, A.; Pujia, A. Assessment of Mediterranean Citrus Peel Flavonoids and Their Antioxidant Capacity Using an Innovative UV-Vis Spectrophotometric Approach. Plants 2023, 12, 4046.

5. Hajimahmoodi, M.; Moghaddam, G.; Mousavi, S.M.; Sadeghi, N.; Oveisi, M.R.; Jannat, B. Total Antioxidant Activity, and Hesperidin, Diosmin, Eriocitrin and Quercetin Contents of Various Lemon Juices. Trop. J. Pharm. Res. 2014, 13, 951–956.

期刊介绍

主编：Dimitris P. Makris ,Hellenic Mediterranean University (H.M.U.) Estavromenos, Greece

旨在发表生物质处理、资源化利用、转化及生物精炼等领域的综述文章、原创研究论文。期刊已被ESCI (Web of Science), Scopus, EBSCO 等数据库收录。

2025IF：6.1

2025 CiteScore：6.7

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Acceptance to Publication：7.7 Days