植物活性成分提取技術研究進展

基金項目：鶴壁職業技術學院2023年度教學改革研究與實踐項目“科教融匯視閾下功能性食品開發與應用課程教學改革的探索與實踐”（2023gdjg038）。

作者簡介：王艷珍（1978—），女，河南濮陽人，碩士，講師。研究方向：功能性食品研究。

摘 要：利用先進方法和技術提取植物中具有生物活性的化合物，并將其用于功能性食品、保健品、藥品等的開發與生產中，是相關領域的研究熱點之一。本文綜述了植物活性成分提取技術的研究進展，為進一步開發植物資源提供了重要參考。

關鍵詞：植物活性成分；提取；功能性食品；保健品

Research Progress on Extraction Technology of Plant Active Ingredients

WANG Yanzhen

（Hebi Polytechnic， Hebi 458030， China）

Abstract： The use of advanced methods and technologies to extract biologically active compounds from plants and use them in the development and production of functional foods， health products， and medicines is one of the research hotspots in related fields. This article reviews the research progress of plant active ingredient extraction technology， providing an important reference for further development of plant resources.

Keywords： plant active ingredients; extraction; functional foods; health products

近年來，生活節奏加快、工作壓力增大和飲食結構不合理等因素使得大多數人處于亞健康狀態，越來越多的人通過功能性食品和保健品來補充營養和改善健康狀況。含有植物活性成分的功能性食品、保健品、化妝品，因為來源于天然植物，能為人體提供所需的營養成分而深受消費者的青睞。

植物活性成分提取技術在近幾十年中得到了迅速發展，成為藥物、保健品、化妝品研發不可或缺的重要技術之一[1-2]。植物活性成分的提取技術多種多樣，主要取決于目標成分的性質、植物原料的特點以及最終應用的要求。本文分析了植物活性成分的提取原理，歸納了植物活性成分的主要提取方法及應用，提出了活性成分提取技術應對新挑戰的解決方案，為功能性食品、保健品、化妝品的開發提供參考。

1 植物活性成分概述

1.1 植物活性成分的定義和作用

植物活性成分是存在于植物根、莖、葉、花、果實或種子中，具有特定生物學活性或藥理作用的化合物。常見的植物活性成分有多酚類、生物堿、萜類、類黃酮和多糖等化合物。這些活性成分不僅可以提高食品的品質，還能發揮抗氧化、抗炎、抗腫瘤、增強免疫力、保護心腦血管等作用，促進健康，預防疾病[3]。

1.2 植物活性成分提取技術的重要性和發展需求

植物活性成分的提取成為近年來研究的熱點。有效的提取技術可以提高活性成分的提取效率和純度，從而增強食品品質和藥物的療效和安全性。對植物活性成分提取技術的研究不僅關乎人類健康需求，也與環境保護息息相關。傳統的提取方法可能會產生廢棄物，對環境造成污染，不符合綠色環保發展要求。針對傳統提取法存在的提取溫度高、效率低，提取時間長，容易破壞有效成分等不足，利用超聲波、微波、生物酶解、膜分離等現代科技手段，可以提高提取效率，縮短提取時間，降低能耗，從而實現提取技術的高效化。

2 植物活性成分提取技術

植物活性成分的提取是通過將植物材料暴露在適當的提取劑中，利用物理或化學方法將目標成分從植物基質中轉移到提取劑中的過程。植物中活性成分的存在狀態、溶解性等是選擇提取方法的主要依據。

2.1 傳統植物活性成分提取方法

傳統提取方法利用相似相溶的原理實現植物活性成分的提取。水是最常用的天然提取溶劑，可用于提取多糖類、鞣質、某些生物堿等可溶于水的化合物，通過控制料液比、提取時間、提取溫度等提取條件，可以提高活性成分的提取率。對難溶于水的酚類、生物堿、黃酮類等物質的提取，多采用乙醇作為溶劑。對脂溶性維生素、脂肪酸等則采用乙醚、二甲苯作為提取劑。對多種次生代謝產物，如萜類化合物等則采用丙酮作為提取劑。因此，應根據所需提取的成分的溶解特性選擇合適的溶劑或溶劑組合。傳統植物活性成分提取方法簡單易行，成本較低，通用性強，但是提取效率較低，提取時間較長，提取物中可能存在溶劑殘留，對產品質量和人體健康構成潛在風險。由于溫度、溶劑選擇等因素，可能導致部分活性成分損失，影響產品質量。

2.2 現代植物活性成分提取技術

2.2.1 超臨界流體提取

超臨界流體（如二氧化碳）具有較高的溶解能力和選擇性，作為提取介質可以實現對特定成分的高效提取。超臨界流體通常是可再生的、無毒的，且操作條件下產生的廢棄物較少，更環保[4]。超臨界流體萃取適用于食品、藥物、化妝品等領域的各種類型化合物的提取。隨著技術的不斷改進和成本的降低，超臨界流體萃取正逐漸被工業化應用，成為一種具有潛力的綠色提取技術。

2.2.2 低共熔溶劑萃取

低共熔溶劑是指由氫鍵受體和氫鍵供體組合而成的兩組分或三組分低共熔混合物。低共熔溶劑對許多天然成分均具有良好的溶解性，并且其價格低廉、低毒、環境友好，可實現對植物活性成分的綠色高效提取[5]。低共熔溶劑作為一種綠色溶劑，在提取黃酮、多糖、多酚、生物堿等植物活性成分方面已廣泛應用。

2.2.3 膜分離技術

膜分離技術是以選擇性透過膜為分離介質的提取技術。當膜兩側存在濃度差異時，原料中某些組分可透過選擇性膜，從而實現對混合物的分離。膜分離技術具有節能、分離效率高、環保、無相態變化、過程簡單等優點。由于膜分離過程中不需要進行加熱，特別適用于分離對熱敏感的物質。

2.2.4 離子液體萃取

離子液體是一種特殊的離子化合物，在室溫下呈液態，具有較低的蒸汽壓和良好的熱穩定性。離子液體通常由陽離子和陰離子組成，具有較強的溶解能力，可以選擇性地溶解目標物質[6]。通過設計不同結構的離子液體，可以實現對不同類型活性成分的選擇性溶解。在離子液體萃取時，植物活性成分會與離子液體中的離子發生相互作用，形成絡合物或溶解。通過調節溫度、壓力、離子液體成分等條件，可以提高提取效率和選擇性。離子液體不易揮發，環境友好，可循環利用，因此可以減少溶劑的使用量和對環境的影響。

2.3 植物活性成分提取技術的發展趨勢

隨著科技的發展，新的技術手段及技術組合不斷被應用。在溶劑提取的基礎上，采用超聲波/微波輔助[7]、超高壓輔助、生物酶解技術，達到了提取效率高、操作簡便、對活性成分破壞小、綠色環保等目標。納米材料可以提高活性成分的穩定性和生物利用率，增強其生物活性，拓展其應用領域。未來的研究可以探索納米材料在提取過程中的作用機制，進一步優化提取工藝，實現植物活性成分的高效提取和利用。植物活性成分提取技術逐漸向綠色化、高效化、智能化和多樣化方向發展。

3 植物活性成分提取技術在不同領域的應用

3.1 醫藥領域的應用

植物活性成分提取技術被廣泛用于藥物研發。通過提取植物中的活性成分，可以篩選出具有藥用潛力的化合物，用于新藥的研發和生產。許多中草藥中含有豐富的活性成分，如黃酮類、生物堿等，通過提取技術可以獲得高純度的活性成分，用于制備中草藥制劑，如顆粒、丸劑、口服液等。

3.2 食品工業的應用

從植物中提取的活性成分，可作為食品添加劑用于功能性食品的生產。功能性食品的需求在近年來呈現出持續增長的趨勢，消費者對健康、營養和個性化需求的關注不斷提升，使得功能性食品市場發展前景廣闊。一些功能性食品含有抗氧化物質、抗炎物質成分，可以幫助預防心血管疾病、癌癥、糖尿病等慢性疾病的發生。含多酚類、維生素C的功能性食品有助于抵抗自由基損傷，延緩衰老。含多糖類物質，如果膠、阿拉伯聚糖的功能性食品，對免疫調節、腸道健康具有積極作用。

3.3 化妝品領域的應用

提取植物中的維生素、蛋白質、氨基酸、多糖、核酸、多肽及酶等生物活性物質添加到化妝品中，賦予了化妝品自然、溫和、安全等特性，深受消費者的喜愛。植物、天然的化妝品品牌如佰草集、自然堂也越來越多。研究者對植物活性成分的研究與日俱增，如莫夏等[8]探究了絞股藍提取物用于護膚品的功效，并對絞股藍的抗氧化、保濕、抑菌等功能進行了評價。

3.4 農業領域的應用

通過提取植物中的活性成分，研發出對植物和環境都友好的農藥和肥料，可推動農業綠色可持續發展。含植物活性成分的植物農藥，可用于農作物病蟲害的防治；含植物提取物的生長調節劑，可促進植物生長，提高植物抗旱性、抗倒伏性；一些植物提取物富含營養元素，可以作為有機肥料使用，為農作物提供養分，改善土壤質量，減少對化學肥料的依賴。

4 植物活性成分提取技術的挑戰與機遇

4.1 技術挑戰及解決方案

植物中的活性成分種類繁多，含量不一，且組成復雜，提取過程需要考慮不同成分的物理化學性質，選擇合適的提取方法。如何在保證成分活性的前提下提高提取效率是提取技術面臨的挑戰之一。在提取過程中，有些活性成分對溫度、光照、氧氣等因素敏感，容易失活。植物活性成分的提取涉及原料的差異性、提取條件的變化等因素，如何實現成分的標準化和產品的穩定性也是一個挑戰。在生產過程中，有些植物活性成分的提取過程復雜，技術含量高、設備投資大，增加了生產成本，不利于產品的市場推廣。因此，需要研究者不斷優化創新，融入現代科技手段，尋找更簡便、高效、環保的提取方法，提高產品質量和市場競爭力。

4.2 市場機遇和發展前景

隨著人們對天然、綠色功能性食品和保健品及無害化妝品的需求增加，植物活性成分提取物作為天然植物資源的重要利用形式，更符合消費者對健康、環保的追求。植物活性成分具有抗氧化、抗炎等功能，滿足了人們對維持健康的需求。隨著人們健康管理意識的增強，功能性植物活性成分提取物市場前景廣闊。隨著科學技術的不斷進步，植物活性成分提取技術也在不斷創新，在提取效率和降低生產成本方面不斷改進。在消費升級、科技創新和政策支持等多方面因素的推動下，植物活性成分提取物具有廣闊的發展前景。

5 結語

植物結構具有復雜性和差異性，而活性成分提取技術都有其各自的特點及局限性，因此在科研、生產實踐中還需根據實際情況選擇合適的提取方式。使用新技術手段不斷對傳統提取方法進行優化改進，將誕生更方便快捷的提取技術，植物活性成分提取也將更加安全、高效、環保，植物活性成分提取物的下游功能性食品、營養保健品、化妝品等行業也將獲得快速發展。

參考文獻

[1]于宛彤，侯康鑫，蘇新堯，等.藥用大麻活性成分、產品開發及育種研究進展[J].中國實驗方劑學雜志，2023，29（3）：213-222.

[2]王領.植物活性成分在化妝品護膚領域的應用和發展[J].中國化妝品，2021（8）：18-21.

[3]蔡紅業，劉海松，鄭國華，等.金蓮花化學成分和藥理活性研究進展[J].世界科學技術-中醫藥現代化，2021，23（7）：2340-2352.

[4]鄭晨明，徐慶松，李春勝，等.超臨界CO2流體萃取技術應用綜述[J].低溫與特氣，2024，42（1）：12-16.

[5]吳均，吳俊葶，趙珮，等.桑葉多酚的超聲輔助低共熔溶劑提取工藝優化及其抗氧化活性研究[J].食品科技，2024，49（1）：225-233.

[6]李文瑾.基于生物分子的質子型離子液體萃取天然產物活性成分應用研究[D].焦作：河南理工大學，2021.

[7]劉俊紅，王艷珍，趙東曉，等.微波結合超聲波提取西瓜番茄紅素的工藝研究[J].河南工業大學學報（自然科學版），2017，38（2）：95-99.

[8]莫夏.絞股藍提取物用于護膚品的功效初探[J].云南化工，2024，51（1）：61-66.