植物活性成分提取技术研究进展

基金项目：鹤壁职业技术学院2023年度教学改革研究与实践项目“科教融汇视阈下功能性食品开发与应用课程教学改革的探索与实践”（2023gdjg038）。

作者简介：王艳珍（1978—），女，河南濮阳人，硕士，讲师。研究方向：功能性食品研究。

摘 要：利用先进方法和技术提取植物中具有生物活性的化合物，并将其用于功能性食品、保健品、药品等的开发与生产中，是相关领域的研究热点之一。本文综述了植物活性成分提取技术的研究进展，为进一步开发植物资源提供了重要参考。

关键词：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

近年来，生活节奏加快、工作压力增大和饮食结构不合理等因素使得大多数人处于亚健康状态，越来越多的人通过功能性食品和保健品来补充营养和改善健康状况。含有植物活性成分的功能性食品、保健品、化妆品，因为来源于天然植物，能为人体提供所需的营养成分而深受消费者的青睐。

植物活性成分提取技术在近几十年中得到了迅速发展，成为药物、保健品、化妆品研发不可或缺的重要技术之一[1-2]。植物活性成分的提取技术多种多样，主要取决于目标成分的性质、植物原料的特点以及最终应用的要求。本文分析了植物活性成分的提取原理，归纳了植物活性成分的主要提取方法及应用，提出了活性成分提取技术应对新挑战的解决方案，为功能性食品、保健品、化妆品的开发提供参考。

1 植物活性成分概述

1.1 植物活性成分的定义和作用

植物活性成分是存在于植物根、茎、叶、花、果实或种子中，具有特定生物学活性或药理作用的化合物。常见的植物活性成分有多酚类、生物碱、萜类、类黄酮和多糖等化合物。这些活性成分不仅可以提高食品的品质，还能发挥抗氧化、抗炎、抗肿瘤、增强免疫力、保护心脑血管等作用，促进健康，预防疾病[3]。

1.2 植物活性成分提取技术的重要性和发展需求

植物活性成分的提取成为近年来研究的热点。有效的提取技术可以提高活性成分的提取效率和纯度，从而增强食品品质和药物的疗效和安全性。对植物活性成分提取技术的研究不仅关乎人类健康需求，也与环境保护息息相关。传统的提取方法可能会产生废弃物，对环境造成污染，不符合绿色环保发展要求。针对传统提取法存在的提取温度高、效率低，提取时间长，容易破坏有效成分等不足，利用超声波、微波、生物酶解、膜分离等现代科技手段，可以提高提取效率，缩短提取时间，降低能耗，从而实现提取技术的高效化。

2 植物活性成分提取技术

植物活性成分的提取是通过将植物材料暴露在适当的提取剂中，利用物理或化学方法将目标成分从植物基质中转移到提取剂中的过程。植物中活性成分的存在状态、溶解性等是选择提取方法的主要依据。

2.1 传统植物活性成分提取方法

传统提取方法利用相似相溶的原理实现植物活性成分的提取。水是最常用的天然提取溶剂，可用于提取多糖类、鞣质、某些生物碱等可溶于水的化合物，通过控制料液比、提取时间、提取温度等提取条件，可以提高活性成分的提取率。对难溶于水的酚类、生物碱、黄酮类等物质的提取，多采用乙醇作为溶剂。对脂溶性维生素、脂肪酸等则采用乙醚、二甲苯作为提取剂。对多种次生代谢产物，如萜类化合物等则采用丙酮作为提取剂。因此，应根据所需提取的成分的溶解特性选择合适的溶剂或溶剂组合。传统植物活性成分提取方法简单易行，成本较低，通用性强，但是提取效率较低，提取时间较长，提取物中可能存在溶剂残留，对产品质量和人体健康构成潜在风险。由于温度、溶剂选择等因素，可能导致部分活性成分损失，影响产品质量。

2.2 现代植物活性成分提取技术

2.2.1 超临界流体提取

超临界流体（如二氧化碳）具有较高的溶解能力和选择性，作为提取介质可以实现对特定成分的高效提取。超临界流体通常是可再生的、无毒的，且操作条件下产生的废弃物较少，更环保[4]。超临界流体萃取适用于食品、药物、化妆品等领域的各种类型化合物的提取。随着技术的不断改进和成本的降低，超临界流体萃取正逐渐被工业化应用，成为一种具有潜力的绿色提取技术。

2.2.2 低共熔溶剂萃取

低共熔溶剂是指由氢键受体和氢键供体组合而成的两组分或三组分低共熔混合物。低共熔溶剂对许多天然成分均具有良好的溶解性，并且其价格低廉、低毒、环境友好，可实现对植物活性成分的绿色高效提取[5]。低共熔溶剂作为一种绿色溶剂，在提取黄酮、多糖、多酚、生物碱等植物活性成分方面已广泛应用。

2.2.3 膜分离技术

膜分离技术是以选择性透过膜为分离介质的提取技术。当膜两侧存在浓度差异时，原料中某些组分可透过选择性膜，从而实现对混合物的分离。膜分离技术具有节能、分离效率高、环保、无相态变化、过程简单等优点。由于膜分离过程中不需要进行加热，特别适用于分离对热敏感的物质。

2.2.4 离子液体萃取

离子液体是一种特殊的离子化合物，在室温下呈液态，具有较低的蒸汽压和良好的热稳定性。离子液体通常由阳离子和阴离子组成，具有较强的溶解能力，可以选择性地溶解目标物质[6]。通过设计不同结构的离子液体，可以实现对不同类型活性成分的选择性溶解。在离子液体萃取时，植物活性成分会与离子液体中的离子发生相互作用，形成络合物或溶解。通过调节温度、压力、离子液体成分等条件，可以提高提取效率和选择性。离子液体不易挥发，环境友好，可循环利用，因此可以减少溶剂的使用量和对环境的影响。

2.3 植物活性成分提取技术的发展趋势

随着科技的发展，新的技术手段及技术组合不断被应用。在溶剂提取的基础上，采用超声波/微波辅助[7]、超高压辅助、生物酶解技术，达到了提取效率高、操作简便、对活性成分破坏小、绿色环保等目标。纳米材料可以提高活性成分的稳定性和生物利用率，增强其生物活性，拓展其应用领域。未来的研究可以探索纳米材料在提取过程中的作用机制，进一步优化提取工艺，实现植物活性成分的高效提取和利用。植物活性成分提取技术逐渐向绿色化、高效化、智能化和多样化方向发展。

3 植物活性成分提取技术在不同领域的应用

3.1 医药领域的应用

植物活性成分提取技术被广泛用于药物研发。通过提取植物中的活性成分，可以筛选出具有药用潜力的化合物，用于新药的研发和生产。许多中草药中含有丰富的活性成分，如黄酮类、生物碱等，通过提取技术可以获得高纯度的活性成分，用于制备中草药制剂，如颗粒、丸剂、口服液等。

3.2 食品工业的应用

从植物中提取的活性成分，可作为食品添加剂用于功能性食品的生产。功能性食品的需求在近年来呈现出持续增长的趋势，消费者对健康、营养和个性化需求的关注不断提升，使得功能性食品市场发展前景广阔。一些功能性食品含有抗氧化物质、抗炎物质成分，可以帮助预防心血管疾病、癌症、糖尿病等慢性疾病的发生。含多酚类、维生素C的功能性食品有助于抵抗自由基损伤，延缓衰老。含多糖类物质，如果胶、阿拉伯聚糖的功能性食品，对免疫调节、肠道健康具有积极作用。

3.3 化妆品领域的应用

提取植物中的维生素、蛋白质、氨基酸、多糖、核酸、多肽及酶等生物活性物质添加到化妆品中，赋予了化妆品自然、温和、安全等特性，深受消费者的喜爱。植物、天然的化妆品品牌如佰草集、自然堂也越来越多。研究者对植物活性成分的研究与日俱增，如莫夏等[8]探究了绞股蓝提取物用于护肤品的功效，并对绞股蓝的抗氧化、保湿、抑菌等功能进行了评价。

3.4 农业领域的应用

通过提取植物中的活性成分，研发出对植物和环境都友好的农药和肥料，可推动农业绿色可持续发展。含植物活性成分的植物农药，可用于农作物病虫害的防治；含植物提取物的生长调节剂，可促进植物生长，提高植物抗旱性、抗倒伏性；一些植物提取物富含营养元素，可以作为有机肥料使用，为农作物提供养分，改善土壤质量，减少对化学肥料的依赖。

4 植物活性成分提取技术的挑战与机遇

4.1 技术挑战及解决方案

植物中的活性成分种类繁多，含量不一，且组成复杂，提取过程需要考虑不同成分的物理化学性质，选择合适的提取方法。如何在保证成分活性的前提下提高提取效率是提取技术面临的挑战之一。在提取过程中，有些活性成分对温度、光照、氧气等因素敏感，容易失活。植物活性成分的提取涉及原料的差异性、提取条件的变化等因素，如何实现成分的标准化和产品的稳定性也是一个挑战。在生产过程中，有些植物活性成分的提取过程复杂，技术含量高、设备投资大，增加了生产成本，不利于产品的市场推广。因此，需要研究者不断优化创新，融入现代科技手段，寻找更简便、高效、环保的提取方法，提高产品质量和市场竞争力。

4.2 市场机遇和发展前景

随着人们对天然、绿色功能性食品和保健品及无害化妆品的需求增加，植物活性成分提取物作为天然植物资源的重要利用形式，更符合消费者对健康、环保的追求。植物活性成分具有抗氧化、抗炎等功能，满足了人们对维持健康的需求。随着人们健康管理意识的增强，功能性植物活性成分提取物市场前景广阔。随着科学技术的不断进步，植物活性成分提取技术也在不断创新，在提取效率和降低生产成本方面不断改进。在消费升级、科技创新和政策支持等多方面因素的推动下，植物活性成分提取物具有广阔的发展前景。

5 结语

植物结构具有复杂性和差异性，而活性成分提取技术都有其各自的特点及局限性，因此在科研、生产实践中还需根据实际情况选择合适的提取方式。使用新技术手段不断对传统提取方法进行优化改进，将诞生更方便快捷的提取技术，植物活性成分提取也将更加安全、高效、环保，植物活性成分提取物的下游功能性食品、营养保健品、化妆品等行业也将获得快速发展。

参考文献

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[5]吴均，吴俊葶，赵珮，等.桑叶多酚的超声辅助低共熔溶剂提取工艺优化及其抗氧化活性研究[J].食品科技，2024，49（1）：225-233.

[6]李文瑾.基于生物分子的质子型离子液体萃取天然产物活性成分应用研究[D].焦作：河南理工大学，2021.

[7]刘俊红，王艳珍，赵东晓，等.微波结合超声波提取西瓜番茄红素的工艺研究[J].河南工业大学学报（自然科学版），2017，38（2）：95-99.

[8]莫夏.绞股蓝提取物用于护肤品的功效初探[J].云南化工，2024，51（1）：61-66.