从迷迭香中提取天然抗氧化剂的工艺研究进展

库文娟，杨欢，余丽，徐玉

黄冈市公共检验检测中心（黄冈 438000）

迷迭香（Rosmɑrinus officinɑlisL.）是双子叶植物纲、唇形科、迷迭香属植物，是常用的香辛料和调味品，也是一种中药材。研究表明，迷迭香具有抑菌、抗氧化、抗抑郁、抗肿瘤、消炎等多种药理作用[1-3]。

以迷迭香为原料，经提取、精制等工艺，可制成脂溶性或水溶性抗氧化剂，被广泛应用于食品、化妆品、医药等领域。随着需求的日益增加，从迷迭香中提取、生产天然抗氧化剂是近年来研究的热点。与化学合成抗氧化剂相比，迷迭香提取物中所含的天然抗氧化成分更加安全、高效、热稳定性更好[4-5]。综述国内外从迷迭香中提取抗氧化剂的先进工艺，以期为工业化生产提供参考依据。

1 迷迭香中的天然抗氧化成分

迷迭香富含多种天然抗氧化成分[6]，通常被认为具有开发价值和利用价值的成分有鼠尾草酸（carnosic acid）、鼠尾草酚（carnosol）、迷迭香酸（rosmarinic acid）、迷迭香酚（rosmanol）等[7]。在GB 1886.172—2016《食品安全国家标准 食品添加剂 迷迭香提取物》[8]中，将迷迭香中提取的含水溶性抗氧化剂或脂溶性抗氧化剂的产物，称为迷迭香提取物，并以鼠尾草酸和鼠尾草酚的含量之和作为脂溶性提取物的质量控制指标，以迷迭香酸的含量作为水溶性提取物的质量控制指标。

2 提取工艺

从迷迭香中提取抗氧化剂的工艺主要有溶剂提取法、超临界CO2萃取法、超声波辅助提取法和微波辅助提取法[9-10]。

2.1 溶剂提取法

这是一种传统方法，也是工业化生产中常用的方法，使用乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯等有机溶剂，将目标化合物从迷迭香中提取出来。溶剂提取法的优点是设备简单，操作方便，提取效率高，稳定性较好。这种方法的缺点是容易造成溶剂残留。

采用绿色、无毒的提取溶剂，替代传统的挥发性有机溶剂，逐渐成为研究的新方向。Shoshana等[11]使用植物油[高油酸大豆油（HOSO）、花生油（PO）和棉籽油（CO）]作为提取溶剂，王莹等[12]以茶籽油为提取溶剂，对迷迭香中脂溶性抗氧化剂进行提取。

低共熔溶剂（DESs）和离子液体（ILS）作为新型绿色溶剂，具有无毒、环保、高效、易于合成、可回收降解等优点，是提取天然活性物质的理想溶剂。李凌娜等[13]利用低共熔溶剂（DESs）提取迷迭香中的迷迭香酸和鼠尾草酸，以RA和CA的提取得率为指标，从37种DESs体系中筛选出最佳溶剂：乳酸和1,4丁二醇（摩尔比1︰2），DPPH自由基清除试验证实，DESs提取迷迭香所得到的抗氧化剂，抗氧化活性优于有机溶剂提取物。Vieira等[14]采用天然低共熔溶剂（NADESs），以薄荷醇和月桂酸（摩尔比2︰1）提取鼠尾草酸和鼠尾草酚，以乳酸和葡萄糖（摩尔比5︰1）提取迷迭香酸，几种活性化合物在NADESs中稳定性较好。Wang等[15]开发一种新型的绿色可热切换溶剂体系，该体系由低共溶溶剂/离子液体/水混合溶剂（1︰2︰1，V/V）组成。温度60 ℃时，体系为均相单相体系，冷却到25 ℃时，体系转变为非均相两相体系。该方法可在60 ℃时有效提取水溶性的迷迭香酸和脂溶性的鼠尾草酸，并将提取液冷却至25 ℃即可实现高回收率的分离。

2.2 超临界CO2萃取法

这种方法利用超临界CO2的性质，将目标化合物从植物中提取出来，CO2具有无毒、惰性、较低的超临界温度和压力、易于去除等优点，提取效率高，目标化合物的纯度高，但设备复杂、成本高。

Andrea等[16]采用两步萃取，使用超临界CO2（纯CO2，150或300 bar，40 ℃，60 min）进行萃取，在此基础上加入7%乙醇（CO2-7%乙醇，150 bar，40 ℃，120 min）助溶，最终提取物中鼠尾草酸浓度达总干重的40%。Thibault等[17]采用在线超临界流体萃取法-超临界流体色谱系统，用纯CO2（20 MPa、25 ℃）萃取得到含类胡萝卜素的馏分，用3%极性改性剂（乙醇与水体积比1︰1）得到含鼠尾草酸的馏分，用10%极性改性剂（乙醇与水体积比1︰1）得到含迷迭香酸的馏分，用30%乙醇作为改性剂得到含叶绿素的馏分，用UHPLC-DAD-ESI-QTOF-HRMS法对4种馏分进行分析。

2.3 超声波辅助提取法

这种方法利用超声波的空化效应，可以提高溶剂的渗透能力和扩散系数，从而提高提取效率，但超声波可能会导致目标化合物的降解，影响其纯度。

邓慧等[18]使用超声辅助提取迷迭香中抗氧化剂，以脂溶性抗氧化剂得率、水溶性抗氧化剂得率为考察指标，通过响应面法优化，筛选出最佳工艺条件。Irini等[19]从迷迭香蒸馏精油后的残留物中提取酚类抗氧化剂，对原料进行研磨、预浸处理，并采用超声辅助提取，提高提取效率。采用超声辅助提取法，可缩短提取时间，减少溶剂使用量。

2.4 微波辅助提取法

这种方法利用微波的热效应，可以加速溶剂对目标化合物的溶解和扩散，但有些溶剂不能吸收微波，这限制了这项技术的应用，微波可能会导致目标化合物的降解，影响其纯度。微波辅助提取法多用于提取迷迭香精油，在提取抗氧化剂中应用较少。

Zhu等[20]建立以聚乙二醇为萃取剂的微波辅助提取法，从迷迭香叶中提取迷迭香酸和鼠尾草酸。试验结果表明，最佳提取条件为PEG-400用量45%，磷酸用量4.3%，微波功率280 W，微波时间20 s，料液比1︰10。胡琳等[21]开发一种迷迭香天然抗氧化剂微波提取装置，可节省操作人员的运料时间，提高加工效率。

2.5 水酶法

水酶法是提取植物油的一种绿色方法，在机械破碎的基础上，采用酶（蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、维生素酶等）破坏植物细胞壁使油料得以释放。有研究者用水酶法提取植物中生物活性物质，该法可缩短提取时间，有效成分纯度高，但是技术要求较高。

Nguyen等[22]开发一种新颖的水酶法从迷迭香叶中提取迷迭香酸，研究几种酶提取迷迭香酸的能力，证实纤维素酶A的提取效率最高。对水性纤维素酶A辅助法提取迷迭香酸的方法进行优化，最佳提取条件为提取时间4.63 h，水样比28.69 mL/g，酶浓度2.56%，温度36.6 ℃，此时迷迭香酸最高含量为13.97 mg/g。富含迷迭香酸的提取物表现出较强的DPPH自由基清除能力，IC50值为532.01 μg/mL。

通过所述几种提取工艺，所得的提取物为粗提物，要想获得纯度更高的抗氧化剂，还需通过大孔树脂吸附法、结晶法、膜分离技术、硅胶柱层析法等纯化工艺去除杂质。迷迭香提取物一般为粉末状或液体状，存在物理稳定性差、易挥发等问题。为提高稳定性和生物利用度，可通过微胶囊化、纳米技术、复合涂膜等技术进行处理[23]。

3 迷迭香提取物的应用现状及前景

从迷迭香中提取的天然抗氧化剂，在食品领域应用最为广泛，可添加到动物油脂、植物油脂、膨化食品、预制肉制品、酱卤肉、西式火腿、肉灌肠等食品中。其功效是阻止或延缓食品腐败变质，提高食品的稳定性，延长贮存期[24]。基于迷迭香的抗氧化性及多种药理作用，迷迭香提取物也用于化妆品配方、医药产品、动物饲料中。

对迷迭香提取物的生物活性成分、药理作用相关研究比较充分，但对提取物的药理作用机制、免疫毒性评价、体内代谢过程及代谢产物等方面的研究不够深入。迷迭香提取物在医药领域仍具有广阔的应用前景，加强对其药理作用机制、毒理作用、药代动力学方面的研究，开发药用价值，完善相关标准，有利于发挥更大的社会效应和经济效益。

4 结语

使用不同提取工艺，从迷迭香中提取抗氧化剂，目标成分含量及抗氧化活性均有一定差别，各种提取工艺都有其优缺点，需根据具体的生产条件和需求来选择合适的工艺。随着科技的进步，利用生物技术、纳米技术新兴技术，有望进一步提高提取效率和抗氧化剂的纯度，提高稳定性和生物利用度。

通过查阅国内外文献，迷迭香抗氧化剂的提取多为初级分离提取或停留在实验室制备阶段，得率参差不齐，一些提取方法不适用于工业化生产。通过优化提取工艺，寻求适合工业化生产的路线，提高纯度、减少能耗、解决稳定性差和易挥发等难题，是今后研究的方向。