杨婧蕾，徐桂婵，李敏玲，游瑞云，卢玉栋，吴 阳

(福建师范大学 化学与材料学院，福建省先进材料化工基础重点实验室，福建 福州 350117)

油茶(CamelliaoleiferaAbel)是山茶科(Theaceae)山茶属(CamelliaL.)植物，常绿小乔木，阳性树种，喜温，在中国培养历史长达2300余年，与油棕、油橄榄和椰子并称为世界四大木本食用油料植物[1]。油茶也是我国经济和生态效益都极佳的一种纯天然高级油料。目前，中国油茶种植面积超过367万hm2，占据了超过全球种植区域面积的90%[2]。油茶果是由果壳和籽组成，且油茶果的综合利用价值很高。其中，果壳质量占比大约60%。作为副产物，油茶果壳常作为燃料或是被丢弃，难以实现植物废弃物的高值化利用，且果壳中存在含量较多的多酚。油茶中含有丰富的茶油、多酚、多糖、多肽、皂素等活性物质，其中的多酚含量较高且稳定[3]。对油茶中的活性物质进行开发利用可以有效提高油茶籽、果壳、饼粕等的附加价值，进一步提高种植户的经济效益。

为此，本文针对油茶多酚活性组成分类以及对油茶不同部位的多酚的提取工艺研究进展进行了总结，以期为进一步研究油茶多酚高效提取工艺及良好利用提供依据。

1 油茶多酚主要活性组成与应用

多酚涵盖的化合物类型很多，结构上较为简单的物质有杨梅素(arbutin)、丁子香酚、对苯二酚、肉豆蔻酸等，还包含了一些结构上更加复杂的物质，比如黄霉素(griseofuivin)、鱼藤酮(rotenone)等。天然存在的酚类物质大概有8000余种，其中约有一半均为黄酮类化合物，而最简单的一类是酚类、酚酸类及酚酮类。因油茶中存在的活性物质测试其抗氧化能力，结果发现，油茶中提取的天然提取产物能够作为优良的抗氧化剂可用于农业、食品业、医药业及化妆品等领域。

油茶多酚是存在于油茶果中具有芳环结构并结合有一个或多个羟基的一类复杂的酚类次生代谢物[4]。正是由于其具有的多元酚结构，才能够使油茶多酚能够有效清除存在于羟基中的自由基，以及超氧化物的自由基。除此之外，油茶多酚还具有一些特殊的生理功能，主要表现在对人体抗衰、预防肿瘤、降低辐射和抗炎及杀菌等方面。目前，诸多学者对油茶多酚的成分及活性进行了深入研究，涉及没食子酸(GA)、儿茶素、表儿茶素、槲皮素、3,4-二羟基苯乙酸、鞣花酸(EA)和山茶甙等为主要特征化合物[5]。

1.1 多酚类物质

油茶多酚含有不同分子量级的多酚类物质，不同结构的差异，代表着有不同的性质与功能。酚类物质是植物界内极为丰富的次生代谢产物，最显著的生理作用是其抗氧化活性，是经过莽草酸和苯基丙酸类化合物代谢而来的一类带有羟基的芳环结构化合物。很大一部分酚类物质是水溶性的，也有一些是亲酯性的，而多酚类的存在形式大部分是与糖络合而成的糖苷形式。油茶多酚属于水溶性的一类多酚，能够抑制氧化酶的活性，还能通过络合反应对氧化反应中的金属离子(Fe2+、Cu2+等)催化而使其拥有很强的抗氧化性。

1.2 鞣质类物质

油茶多酚中含有的单宁(Tannins)，又名单宁酸、鞣质、鞣酸，是一类相对分子质量在500～3000之间的水溶性物质，主要用于沉淀蛋白质和生物碱。在单宁化合物的化学结构中，存在有一定数目的酚羟基，使油茶多酚具有抗氧化的活性作用。此外，鞣质类物质清除自由基的功能，还使油茶多酚具有抗病毒肿瘤、抑菌等作用。由单宁的结构、性质划分为两大类：水解型(hydrolysable tannins)和缩合型(condensed tannins)。随着对鞣质化合物的不断深入，Nishioka等[6]发现了儿茶素与水解单宁的D-葡萄糖核以碳—碳键的方式连接形成的新型鞣质，并将其定名为第三级鞣质。不同类别鞣质的主要差异在于酚羟基、甲氧基或者其他取代基数量的不同，这样的结构特性使油茶多酚具有一定的降低胆固醇、预防肿瘤等功能。

1.2.1 水解鞣质

由于分子中具有酯键和苷键，水解鞣质可以在烯酸、碱和酶的作用下水解产生较为简单的化合物。水解鞣质由其不同的水解产物主要可以分为：①棓酸(没食子酸GA)，其水解后产生没食子酸；②鞣花酸(EA)，其水解后产生鞣花酸或其他与六羟基联苯二酸相关生源的物质。棓酸大部分属于由β-D-葡萄糖为主链与棓酰基团或者缩酚酰基团连接所形成的酯；对于鞣花酸基本上是D-葡萄糖作为分子核心、六羟基联苯二酰基作为连接基团的水解鞣质多元醇结构，这类化学结构使这类鞣花酸稳定性很高。而EA与GA之间有很密切的相关生源关系，可以通过聚合成为相对分子质量更大、立体构型更复杂的多酚。这些物质的结构功能使油茶多酚具有很强的抗炎以及抗自由基的能力。

1.2.2 缩合鞣质

缩合鞣质(聚黄烷醇多酚)通常情况下由黄烷类化合物衍生而来，主要特点是具有C6—C3—C6的分子骨架结构，在两个芳香环之间通过一个三碳链相连。其中，黄烷醇单体进行缩合后得到缩合鞣质，在缩合鞣质进一步的缩合后生成红粉和酚酸。原花色素由不同数量的儿茶素(黄烷-3-醇化合物)或表儿茶素络合而成，是从油茶中分离得到一切无色可在热酸处理下产生花色素的化合物，即可以认为，大多数的缩合鞣质从概念上就是原花色素，其具有特殊清除自由基的能力。此外，儿茶素在酸的处理下不产生花色素，即不属原花色素类多酚。儿茶素类作为一类天然的抗氧化物质，使得油茶多酚具有很强的抗氧化能力。

2 油茶多酚的提取工艺

2.1 溶剂萃取法

溶剂萃取法是现在工业化生产中提取多酚类化合物的最常见且实用的方法，其原理是利用相似相溶，使化合物溶于热水、醇、醚、酯、酮等，然后把多酚提取出来。由于有机溶剂可以断裂多酚与多糖和蛋白质之间的氢键作用，可大大增加提取效率(7%～8%)。

白杨等[7]通过设定溶剂液料比(1∶20)，在 80 ℃ 的条件下，利用60%乙醇，提取时间 30 min 的油茶籽饼粕和油茶果壳中的多酚物质，可以达到在总酚含量4.76%的条件下有1.34%的油茶多酚萃取率。唐文迪等[8]则运用了醇-水作为溶剂提取方法提取油茶果壳中多酚，这种方法也叫固液萃取法(SLE)；萃取剂的选择对得率有很大的影响；实验设计液料比(1∶12)，在 80 ℃ 条件下，通过60%乙醇溶剂提取 2 h，在此工艺下，可以得到油茶多酚的产出率为0.52%。但此法有工艺繁琐复杂、易残留有机溶剂、影响多酚提取物品质的缺点。

2.2 超声波辅助浸提法

超声波辅助浸提法是指，通过超声波的空化作用及机械的破碎作用所产生的剪切力和冲击波，来破坏油茶植物细胞膜，以便提取其中的活性物质。这个方法能够有效增强工业化生产中提取酚类的活性物质的提取速度以及产物数量，且超声波的乳化、扩散、击碎等功能，也能够加速多酚物质在溶剂中的溶解。

陆爱霞等[9]调整超声波条件后对油茶果皮进行油茶多酚提取，实现浸提率为24.25%，相比常规的浸提方法，其产率提高49.2%，此法最优化超声条件为：调整超声频率 25 kHz、超声处理时间 25 min、超声功率 160 W，浸提温度 70 ℃。贺芷菲等[10]结合响应面试验和验证试验设立了一组用油茶果壳提取油茶多酚的最佳工艺参数为：在液料比1∶15，用73%乙醇溶液，在 90 ℃ 温度下，浸提 60 min，此组实验的多酚提取率预测值为1.887%，但实际提取率为1.748%。

2.3 微波辅助浸提法

微波辅助浸提法将微波与溶剂萃取相结合。其中，所提及的微波辅助是一种能够从物料内部开始有选择性进行加热的能量传递过程，使物料在提取过程中受热均匀，加速溶出可提取的物质。微波辅助提取法已经广泛应用于食品、医药、生物样品等的提取及应用中。

李志强等[11]采用微波辅助法提取油茶叶中的多酚，采用了40%乙醇，在液料比1∶40条件下调整微波功率 400 W、微波时间 120 s，得到多酚得率为9.59%。Zhang等[12]采用微波辅助提取系统，以水为提取溶剂提取油茶果皮中的多酚。通过响应面法得到的最佳条件：液料比为15.33∶1，在 76 ℃ 的温度下萃取 35 min。使用 MAS-II 微波提取系统，频率为 2 450 MHz，从油茶中提取多酚化合物。得到多酚得率为(15.05±0.04)%，RSD=0.21%(n=5)，与预测收率非常吻合，且提取时间和提取温度的变化对油茶果壳多酚的产量有显着影响(P<0.0001)。

2.4 协同提取法

在油茶相关工业以及精细化生产中，如果只是选取单一的油茶多酚提取法，会使得提取效率、提取纯度以及产品得率结果等方面不太理想。近年来的实验研究不断地将两种及其以上提取方法技术相融合，在实验或是工业生产中实际运用于油茶多酚提取生产中，取得了较好的实验成果。

2.4.1 微波-超声波辅助浸提法

微波-超声波辅助浸提是一种利用微波穿透性通过溶液中的极性分子在微波电磁场中发生高频运动而浸提的方法，其间由于分子间的频繁摩擦使得细胞内的温度快速升高，从而使细胞破裂，导致有效成分流出及加速扩散。Hu等[13]利用微波-超声辅助的双水相体系的方法，通过MUAE一种同步微波超声波提取装置(XO-SM50, Nanjing, China)提取油茶果壳中的多酚，调整微波频率 2450 MHz，功率 400 W；超声频率 25 kHz，功率 550 W，提取时间 38 min，溶剂物料比 8 mL/g，提取温度 70 ℃，将多酚提取比例从 87.50 μg/g 提高到 125.72 μg/g，提取率提高了43.68%。此法使提取油茶多酚的过程更加高效、节能。

2.4.2 超声波辅助复合酶法

酶辅助提取法主要是利用不同酶对于不同物质水解降解的专一及高效的特征，通过选择合适的酶水解、降解细胞的细胞间质以及细胞壁成分的纤维素、半纤维素与果胶，从而加速有效物质的扩散，在温和条件下提高提取效率。高群等[14]采用超声波-酶法提取油茶粕中的多酚，在单因素试验的基础上利用响应面法优化提取工艺，所得最佳提取工艺条件为：料液比1∶23的条件下加酶 (1∶2)、乙醇(55%)，设定温度 50 ℃，提取时间 0.85 h，得到多酚提取率为 18.94 mg/g。

2.4.3 超声波辅助乙醇法

超声波辅助乙醇法是一种能够高效提取植物有效成分的辅助手段，是以乙醇为提取液，超声波辅助浸提的提取工艺，通过超声辅助浸提能够提高传统溶剂乙醇对油茶多酚的提取效率。谢阳姣等[15]利用此法提取油茶籽饼中的多酚，试验结果得到最佳工艺参数为：料液比为1∶15、乙醇体积分数为40%、设定超声强度 300 W、在 60 ℃ 的温度下提取 30 min，在此最佳工艺下，油茶多酚的浸提率可以达到(2.987±0.141)%，超过一般提取工艺。王徐卿等[16]采用二次通用旋转组合设计实验方法，得出提取油茶果壳中的多酚提取率大于2.17%的最佳工艺：乙醇体积分数66.31%～70.90%，料液比1∶16.245～1∶19.115，超声时间28.775～31.24 5min。

2.5 低共熔溶剂法

低共熔溶剂(Deep eutectic solvents)是将一定计量比的氢键受体(如季铵盐)以及氢键供体(如酰胺、羧酸和多元醇等化合物)所组成的两组分或者三组分的低共熔混合物[17]作为共熔溶剂来提取天然产物，这个方法的独特之处在于低共熔混合物的凝固点低于其各个组分纯物质的熔点，且其组分安全无毒性和生物可降解性，被认为是一种绿色溶剂。但也有人认为其物理化学性质类似于离子液体而把它归为一类新型离子液体或离子液体类似物。丁泽敏等[17]利用响应面法优化工艺得到一组最佳低共熔溶剂体系配比来提取油茶蒲中的多酚：柠檬酸-氯化胆碱(物质的量比1∶3)为提取溶剂，提取时间 37 min、温度 81 ℃、液料比42∶1，多酚提取率为0.9321%。

2.6 超临界二氧化碳萃取法

超临界二氧化碳(SC-CO2)萃取法是目前国际上最先进的实用物理萃取分离方法的新兴手段之一，是以二氧化碳(CO2)为萃取溶剂的绿色分离技术[18]。伊文峰等[18]用超临界CO2萃取法提取油茶叶中的多酚，优化试验得到最佳提取油茶多酚的工艺条件为：用料液比为1∶69、乙醇体积分数为32%，设置 69 ℃ 温度提取 35 min，可以得到油茶叶中多酚的产量为 67.31 mg/g。Wang等[19]利用超临界二氧化碳提取油茶果壳中的多酚，在最佳操作条件下(即温度 46 ℃，压力 30 MPa，种子质量比0.35)，多酚的ABTS清除活性和TPC分别为(14.43±0.17)g/100 g 样品和(73.70±0.34)%。此法较传统萃取法得到更高提取率、高纯度、环保以及无溶剂残留的样品。

2.7 其他提取工艺法

2.7.1 生物发酵法

由于传统提取油茶多酚的方法工序复杂，消耗人力物力多，效率也较低，难以达到高效率的产业化生产，近年来不断有研究对油茶的内生真菌进行分离，以期能够找到一种能大量生产多酚的油茶内生真菌，并通过发酵技术有效降解茶粕中具有溶血毒性的茶皂素[20]。之后利用生物发酵的方式替代传统工艺浸提法，实现更高效、节约、节能、便捷的生产方法[21]。

2.7.2 亚临界水萃取(SWE)

亚临界水萃取法通过改变温度来影响亚临界水的极性，从而对植物多酚有选择性提取，其具有一定的优越性，由于萃取剂是水，所以成本低、无污染、无毒。但存在的问题是：提取过程中水的压力和温度并不固定，变化大，极易使不稳定的多酚物质产生结构性的破坏。吴颍颍等[22]通过亚临界水(SWE)的方式对油茶籽种皮中的总多酚进行萃取处理，在不同处理方式中通过结晶指数对比得出SWE的处理方法，可以使提取物得率损失最小[(80.07±0.01)%]，且活性物质的稳定性好，损失也极小。

2.7.3 膜分离技术(MST)

膜分离技术(MST)是一项新兴的绿色分离技术，常用于浓缩、分离混合物，其原理是由膜的选择透过性来分离介质，当膜两侧具有压力差、浓度差以及电位差等力学影响时，在原料一侧方就能选择性地透过膜，从而达到分离、纯化等的作用[23]。通过选择截留不同相对分子质量的膜将MST用于油茶多酚的提取，能够在常温下不破坏多酚的活性结构进行温和高效提取。工艺简单、对于环境污染小。但却由于膜价格高，所提取出来的产品纯度不高、过滤速度较慢等原因没有被广泛应用。

2.7.4 碳纳米管富集(CNTs)

碳纳米管富集法是以碳纳米管为主要材料来富集多酚的新型方法。当油茶多酚浓度在一定范围内时，解吸液与多酚浓度成一定的线性比例关系。此法通过采用CNTs为富集剂富集、分离多酚，拥有准确度高、稳定性好等优点。此外，CNTs法也为油茶多酚的检验提供了一条新途径。许伟等[24]通过实验得出CNTs富集茶油中的多酚的一个最佳工艺条件是为管液比 1∶10(g/mL)的条件下，设定温度 10 ℃、恒温摇床速率 100 r/min，富集 2 h。经检验该条件下油茶多酚的富集效果最好。

3 总结与展望

我国油茶资源丰富，目前国内油茶种植面积正在逐年增加，提高提取油茶多酚的工艺效率，不仅可以做到资源的充分利用，同时还可以减少环境污染。近年来对油茶多酚的研究逐渐增多，但在提取开发利用方面仍存在许多问题亟待解决：提取技术不成熟，大部分提取方法局限于实验室，难以工业化生产；提取工艺不成熟，产率低，纯度不高，难以推广至市场；加工条件、储藏方式都有待进一步研究。因此对油茶多酚的研究不仅需要结合市场，满足工业化生产的需求，还应该积极对油茶多酚的活性成分进行定量定性的研究，为油茶多酚类化合物的进一步开发利用提供理论依据和发展方向。