综述:Silybum marianum L.(奶蓟):植物化学成分与生物活性化合物提取方法、食品应用及安全性方面的综述
《Applied Food Research》:Silybum marianum L. (milk thistle): A review of phytochemical and bioactive compound extraction, food applications, and safety considerations
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时间:2026年05月10日
来源:Applied Food Research 6.2
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法尔扎内·瓦塞吉·巴巴 | 穆罕默德·霍达达迪 | 扎赫拉·埃斯凡迪阿里 | 帕尔汗·朱莱伊·阿赫兰贾尼
伊朗设拉子医科大学营养与食品科学学院食品卫生质量控制系
**摘要**
水飞蓟(Silybum marianum)是黄酮木脂素的主要来源,尤其是水飞蓟素(sily
法尔扎内·瓦塞吉·巴巴 | 穆罕默德·霍达达迪 | 扎赫拉·埃斯凡迪阿里 | 帕尔汗·朱莱伊·阿赫兰贾尼
伊朗设拉子医科大学营养与食品科学学院食品卫生质量控制系
**摘要**
水飞蓟(Silybum marianum)是黄酮木脂素的主要来源,尤其是水飞蓟素(silymarin),其具有公认的抗氧化和肝脏保护作用;然而,其在食品系统中的有效利用受到提取效率、选择性和工艺可扩展性等挑战的限制。因此,本综述旨在批判性地评估传统和新兴的水飞蓟生物活性化合物提取策略,从效率、可持续性和在食品系统中的应用角度进行评价。比较分析表明,与传统方法相比,绿色提取技术显著提高了传质效率,减少了溶剂消耗,并更好地保持了生物活性成分的完整性。新兴技术如天然深共晶溶剂(NaDES)和气体膨胀液体萃取(GELE)进一步提高了极性化合物的回收率,尽管仍存在粘度、下游处理和法规接受度方面的限制。工艺优化、绿色溶剂的集成以及混合提取策略被认为是提高产量、选择性和工业可行性的关键方法。尽管取得了这些进展,但化合物降解、杂质形成以及缺乏标准化等问题仍凸显出进行全面安全性评估和法规协调的必要性,以支持安全且功能性的食品应用的发展。
**1. 引言**
水飞蓟(Silybum marianum L)属于菊科植物(Zeb & Jamil, 2024)。该植物原产于英格兰东南海岸,在北美、伊朗、澳大利亚和新西兰等地区广泛分布。目前,它在全球大多数温带地区都有种植,根据环境条件,其生命周期可以是年度的、冬季的或两年生的(Tolangi et al., 2024)。水飞蓟因其药用价值而被栽培,这可能是其传播到世界各地的原因(Iraqi et al., 2025)。从科学角度来看,水飞蓟的重要性主要在于其植株各部分所含的生物活性化合物,这些化合物被归类为一种名为水飞蓟素的复合物。与其他富含生物活性的植物系统类似,这些化合物的功能潜力与其植物化学多样性、结构分类及其相关的生物活性密切相关,需要系统性的评估框架以实现转化应用(Joolaei Ahranjani et al., 2026; Orlando et al., 2026)。水飞蓟素是一种由多种结构不同且具有不同生物功能的黄酮木脂素组成的混合物(Liu et al., 2023),其抗氧化、抗炎和肝脏保护作用已被广泛认可(Vajdi et al., 2025)。除了治疗作用外,这些化合物在功能性食品产品中也具有巨大潜力(Bartova et al., 2025)。尽管科学界和工业界对此兴趣日益增加,但由于成分多样性、缺乏标准化的提取方法以及在加工和储存过程中保持稳定性和生物利用度的挑战(尤其是在氧化条件下可能导致脂质基传递系统的功能完整性受损),水飞蓟生物活性成分在食品系统中的应用仍然有限(Joolaei Ahranjani et al., 2025)。由于高经济价值和适应多种环境的灵活性,水飞蓟在农业和制药行业中受到重视。植物及其种子中的水飞蓟素含量受基因型、环境条件、栽培和收获方法以及干旱等环境压力的影响,通过优化管理可以增加这些有价值的化合物(Fanai et al., 2024)。研究表明,改良栽培条件、使用生长促进剂和菌根可显著增加黄酮木脂素和水飞蓟素的含量(Yadegari et al., 2021),这些化合物在营养补充剂、功能性食品和药品的生产中发挥着重要作用。然而,要实现这一潜力,需要高效、安全且可持续的提取方法,特别是通过开发绿色提取技术来提高回收效率并最小化环境影响(Raclariu-Manolic? et al., 2023; Hammed et al., 2025)。此外,传统提取方法通常选择性低、溶剂消耗量高且可扩展性有限,而新兴技术虽然前景广阔,但仍面临工业应用、成本和法规接受度方面的挑战。
传统的提取方法如浸渍和索氏提取法常见且成本效益较高;然而,跨植物系统的比较分析一致显示,这些方法的提取时间较长、溶剂消耗量较大且效率低于新兴技术(Vaseghi Baba et al., 2026)。与其他基于植物的系统类似,这些方法也存在提取时间长、溶剂消耗量大和热敏化合物降解等局限性,这促使了绿色和混合提取策略的发展(Ahranjani et al., 2025)。不过,这些方法也存在产量低、有机溶剂消耗量大以及敏感化合物热降解风险等缺点;进一步的系统比较分析证实,与现代提取技术相比,这些局限性严重降低了选择性和工艺可持续性(Bryda & Stadnytska, 2021; Joolaei Ahranjani, Rashidi Nodeh et al., 2026)。相比之下,超声波辅助提取(UAE)、微波辅助提取(MAE)(Drouet et al., 2019)、加压液体提取(PLE)(Pluhá?ková et al., 2023)、超临界流体提取(SFE)(Palaric et al., 2023)、亚临界水提取(SWE)(Wianowska & Gil, 2017)、酶辅助提取(EAE)(Liu et al., 2009)、气体膨胀液体提取(GELE)(Abderrezag et al., 2022)和冷压(Choe et al., 2019; Meddeb et al., 2016)等现代方法提供了更可持续的选择,如提高提取效率、减少有机溶剂消耗和缩短工艺时间。为了优化从水飞蓟种子中分离高价值提取物的过程,Lukic et al.(2022)比较了传统提取方法(使用索氏提取装置和乙醇、正己烷等溶剂)与超临界流体提取(SFE)(Lukic et al., 2022)。Nasrullah et al.(2024)证明,使用天然深共晶溶剂(NaDES)结合超声波是一种可持续且高效的提取方法,不仅提高了酚类化合物的回收率,还保留了提取物的抗氧化和肝脏保护特性(Nasrullah et al., 2024)。
水飞蓟的植物化学物质和生物活性化合物在食品工业中有广泛的应用,从增加乳制品和烘焙产品的价值到提高肉制品和功能性饮料的质量和保质期(Ismael et al., 2014; Melnyk et al., 2022; Kralik et al., 2015; Teleszko et al., 2024)。此外,利用生物活性化合物生产生物活性包装为提高食品安全性和延长保质期提供了新方法(D'Auria et al., 2025)。尽管如此,水飞蓟基膳食补充剂的安全性和质量控制仍存在挑战,残留溶剂、杂质或活性成分的高剂量可能对消费者健康构成风险(Fenclova et al., 2019; Pickova et al., 2020)。此外,法规框架的不统一和缺乏统一的质量标准进一步复杂化了这些化合物在食品系统中的安全使用。因此,未来的研究应集中在优化可持续提取方法、标准化提取物以及评估水飞蓟基产品的长期安全性上。因此,尽管水飞蓟化合物的生物活性得到了认可,但提取效率、可扩展性和安全性方面的局限性仍然是其在食品系统中有效利用的关键挑战。同时,对植物基和可持续食品系统需求的增加推动了未充分利用的植物资源作为食品强化和增值成分的探索(Akter et al., 2024)。在此背景下,本综述旨在:(i)批判性地比较水飞蓟生物活性化合物的传统和新兴提取技术;(ii)从效率、选择性、可扩展性和环境影响等方面评估这些方法;(iii)识别与稳定性、标准化和法规相关的问题和知识空白。特别关注最新的绿色提取技术,包括基于NaDES和GELE的系统,以评估它们在工业和食品应用中的潜力和局限性,从而为安全、可持续地利用水飞蓟衍生化合物提供框架。
**2. 从水飞蓟中分离出的植物化学物质和生物活性化合物**
水飞蓟是多种植物化学物质和生物活性化合物的丰富来源,包括黄酮木脂素(水飞蓟素复合物)、黄酮类、酚类化合物、萜烯、固定油和脂肪酸、甾体和固醇、蛋白质和糖类以及其他化合物(图1)(Bijak, 2017; Porwal et al., 2019; Giordano et al., 2021)。这些化合物主要积聚在植物种子中,但也存在于叶片和果实中(Marceddu et al., 2022)。水飞蓟的生物活性化合物在食品(Raclariu-Manolic? & Socaciu, 2023)、化妆品(Drouet et al., 2019)和制药(Duran et al., 2019)等多个行业中具有广泛应用,因其具有多种生物活性,如肝脏保护作用、抗癌作用、抗炎作用、免疫调节作用、神经保护作用和乳汁生成效果(Valková et al., 2020)。这些化合物的分类在我们的文献综述中简要介绍,并在下一节中详细解释。
**2.1 黄酮木脂素**
黄酮木脂素是一类天然存在的酚类化合物,其结构由两个部分组成:一个是黄酮类,另一个是木脂素衍生物。这一类化合物因其在药用和药理学方面的显著多样性而被认为是研究最全面和最广泛的木脂素亚组之一。从化学结构来看,黄酮木脂素包含两个主要成分:首先是属于黄酮类的萜品醇(taxifolin),其次是完成化合物结构的苯丙烷衍生物单元(Nadeem et al., 2020)。水飞蓟素是该植物的主要活性成分,包含多种黄酮木脂素,如水飞蓟素A(silybin A)、水飞蓟素B(silybin B)、异水飞蓟素A(isosilybin A)、异水飞蓟素B(isosilybin B)、水飞蓟辛(isosilychristin)和水飞蓟迪安宁(silydianin)(AbouZid et al., 2013; K?en & Valentová, 2022)。水飞蓟素具有强效的抗炎、抗纤维化和抗氧化作用(Venugopal et al., 2024; ?ztürk et al., 2025)。其作用机制涉及抑制自由基、改善肝细胞蛋白质合成以及调节与细胞凋亡和细胞增殖相关的信号通路(Wadhwa et al., 2022)。水飞蓟中黄酮木脂素的含量和多样性受气候条件(Keshavarz et al., 2015)、栽培方法、收获时间(Sadowska et al., 2023)和提取技术(Drouet et al., 2019; Chen et al., 2024)等因素的影响。此外,水飞蓟素不仅存在于种子中(Tileshova et al., 2024),也在叶片和茎部中存在,尽管这些部分的黄酮木脂素含量较低(Qavami et al., 2013)。过去,水飞蓟中黄酮木脂素的提取采用传统方法,如有机溶剂提取和浸渍(Gilabadi et al., 2023)。然而,新型绿色提取技术的发展被认为是有效的、成功的且具有选择性的方法(Gros et al., 2023)。
**2.2 黄酮类**
水飞蓟中的黄酮类化合物因其多样的化学结构和生物活性而受到广泛关注(Valková et al., 2020)。其中,萜品醇(taxifolin)、槲皮素(quercetin)、芹菜素(apigenin)、山柰酚(kaempferol)、柚皮苷(naringin)和野牡丹苷(eriodictyol)尤为突出,尤其是在种子和叶片中(Bijak, 2017)。萜品醇作为一种关键黄酮类化合物,因其强抗氧化作用而引人注目(Abenavoli et al., 2018)。槲皮素在水飞蓟中的存在及其已证实的抗炎、抗氧化和抗癌效果突显了其药用潜力(Valková et al., 2020)。芹菜素作为一种黄酮类化合物,具有镇静、抗焦虑和抑制NF-κB通路的作用,被提议作为抗炎剂(Sultana et al., 2022)。山柰酚与槲皮素结构相似,有助于提高抗氧化、抗菌和细胞代谢通路的调节作用(Al-Hamdany et al., 2025)。柚皮苷是一种常见的黄酮糖苷,对心血管系统和肝脏具有保护作用,并在某些研究中被认为是抗癌化合物(Brodowska, 2017; Olawale et al., 2024)。Eriodictyol以其抗炎和神经保护特性而闻名,是奶蓟提取物中的关键黄酮类化合物之一,这些提取物在提取方法方面最近取得了进展(Russo等人,2023年)。近年来,开发用于提取植物化合物(如奶蓟中的黄酮类)的新方法在优化提取过程中发挥了重要作用。这些方法不仅减少了化学溶剂的使用并节省了时间,还提高了提取效率,从而保留甚至增强了对健康产品至关重要的化合物的生物活性。这些特性提高了奶蓟黄酮类化合物在工业利用中的受欢迎程度,尤其是在生产膳食补充剂和功能性食品等产品方面。这使得这些化合物能够大规模地可持续且有效地生产。
2.3. 脂肪酸
脂肪酸是具有多种对人体健康有益作用的生物活性脂质化合物(Elhassaneen等人,2023年)。奶蓟中含有饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸,其中亚油酸和油酸被确定为主要成分(Mahran和Elhassaneen,2023年)。亚油酸是一种属于ω-6族的必需脂肪酸,在维持细胞膜完整性方面起着重要作用,并且具有抗炎和心血管保护作用(Bj?rklund等人,2022年;Maaloul等人,2024年)。此外,棕榈酸和硬脂酸也被认为是存在于这种植物种子中的饱和脂肪酸,它们能够增强膜脂质的结构(Majidi等人,2021年)。从奶蓟种子中提取脂肪酸通常使用非极性溶剂,如己烷(Javeed等人,2022年;Tarasevi?ien?等人,2023年)。尽管这种方法具有可接受的产量,但最终产品中残留溶剂的问题以及对环境的影响令人担忧。为了克服这些挑战并转向环境友好型技术,研究方向转向了绿色提取方法(Milovanovic等人,2024年)。为了满足对新型优化提取方法的需求,研究人员关注了诸如冷等离子处理和超声波等先进技术。这些方法被认为是有效且生物相容的方法,可以在提高提取效率的同时改善生物活性化合物和油脂的营养价值。特别是冷等离子技术,由于减少了化学物质的需求并保留了脂肪酸和抗氧化剂的生物结构,使得从奶蓟等药用植物种子中高效且可持续地提取油脂成为可能。超声波提取技术通过促进溶剂渗透到种子细胞结构中并缩短提取时间,与冷等离子技术一起为低环境影响的高质量植物油加工提供了新的可能性(Samandari等人,2025年)。
2.4. 植物甾醇
甾醇是奶蓟中一类重要的生物活性化合物,对其治疗和营养特性有显著贡献(Harrabi等人,2016年)。这些化合物主要包括六种主要的植物甾醇: campesterol、stigmasterol、β-sitosterol、avenasterol、?7-stigmasterol 和 ?7-avenasterol,以及胆固醇。β-sitosterol是该油中的主要甾醇,占奶蓟总甾醇的大部分。?7-stigmasterol也占甾醇化合物的很大比例。除了主要甾醇外,还含有少量的其他甾醇,如?5-stigmasterol、campesterol 和胆固醇。这些甾醇具有抗炎、降胆固醇和心血管保护作用,因此在评估奶蓟油的质量和营养价值时非常重要(Marsza?kiewicz等人,2020年)。准确提取和分析甾醇对于提升奶蓟油的药用和营养应用具有重要意义,从而在基于奶蓟的产品开发中发挥作用。
2.5. 生育酚
生育酚是奶蓟籽油中重要的生物活性化合物之一,在增强其抗氧化性和氧化稳定性方面起着关键作用。这些化合物包括四种主要异构体:α-生育酚、β-生育酚、γ-生育酚和δ-生育酚(Zarrouk等人,2019年)。据报道,奶蓟籽油中的生育酚总浓度范围为每100克油中含有38.91至530毫克,这一数值可能因提取方法和种子来源等因素而有所不同。其中α-生育酚占最大比例,通常是总生育酚含量的主要组成部分,而其他异构体的含量较少(Faramarzi等人,2024年)。α-生育酚因其强大的抗氧化性能和保护细胞膜免受氧化损伤的能力而受到关注(Ghzaiel等人,2022年)。除了抗氧化性能外,γ-生育酚还具有独特的抗炎作用,可以补充α-生育酚的保护效果(Meddeb等人,2018年)。δ-生育酚虽然含量较低,但也是一种有效的抗氧化剂(Amini等人,2024年)。奶蓟籽油中生育酚的提取主要通过冷压、极性溶剂萃取(如甲醇和乙醇)和固相萃取等方法实现,每种方法的效率和选择性各不相同(Kalinowska等人,2022年)。近年来,使用细胞壁降解酶和超临界二氧化碳萃取等新型方法被认为是绿色且有效的方法,因为它们有助于保留生物活性化合物,并且更加环保,同时提高了提取效率(Liu和Zhang,2023年;Milovanovic等人,2024年)。
2.6. 氨基酸
奶蓟籽因其生物活性化合物和独特的化学成分而受到关注,特别是在蛋白质含量和氨基酸方面(Teleszko等人,2023年)。该植物种子的粗蛋白含量按干重计算约为19.7%,与其他蛋白质来源相比处于中等水平(Li等人,2013年)。pH值对奶蓟籽蛋白的提取及其性质有重要影响,pH值为12时蛋白质溶解度最高;但如果需要最纯净的蛋白质,则pH值为9.47更为理想。蛋白质的功能(如溶解性、混合性和泡沫形成)也受pH值影响,最佳效果出现在pH值不接近等电点时(Ozgolet等人,2024年)。这些种子中的氨基酸谱包括天冬氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、半胱氨酸、丝氨酸、苏氨酸、甘氨酸、精氨酸和丙氨酸等关键氨基酸(Teleszko等人,2023年)。一些研究特别指出,这些种子中含有较高的赖氨酸、甲硫氨酸和半胱氨酸含量,表明其必需氨基酸组成较为理想(Teleszko等人,2023年;Lambo等人,2024年)。然而,与大豆粉等常见蛋白质来源相比,奶蓟粉中某些氨基酸(如亮氨酸、组氨酸和精氨酸)的含量可能较低,而在甲硫氨酸和半胱氨酸方面相对较高(Lambo等人,2024年)。总体而言,奶蓟籽凭借其适量的蛋白质和多样化的氨基酸组成,尤其是必需氨基酸,成为食品和动物饲料行业中有前景的营养补充剂来源。
2.7. 碳水化合物
奶蓟籽含有大量的碳水化合物,主要由多糖组成。奶蓟籽中的总碳水化合物含量为42.2克/100克,其中39.7克为多糖,0.9克为还原糖。从奶蓟籽中提取的游离糖包括果糖、葡萄糖、半乳糖、鼠李糖和蔗糖(Denev等人,2020年)。蔗糖是其中主要的糖类。还发现了阿拉伯糖等其他糖类(Bijak,2017年)。这些糖类是复杂杂多糖结构的一部分,对种子具有生物活性,并具备抗氧化活性,能够抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶等酶的活性,对人健康有益(Denev等人,2020年)。总之,奶蓟籽中的碳水化合物主要由富含多种糖类的杂多糖组成。这些碳水化合物与少量的还原糖一起,为奶蓟籽提供了营养价值和与水飞蓟素化合物相辅相成的生物活性效果。
2.8. 其他次要成分
奶蓟的生物活性主要归功于其主要的黄酮类化合物(如水飞蓟素),但同时也含有其他几种类化合物。其中5,7-二羟基色酮以其抗氧化特性而闻名,脱氢松脂醇是一种具有潜在抗炎和保肝作用的酚类化合物。这些化合物与其他植物化学物质一起存在,包括黄酮类、不饱和脂肪酸、甾醇、生育酚和各种糖类(Bijak,2017年)。
3. 生物活性化合物的提取技术
从奶蓟中提取生物活性化合物是一个具有挑战性的过程,因为植物组织的复杂性以及水飞蓟素等化合物的敏感性。从物理化学角度来看,提取效率受质量传递现象的影响,包括扩散、溶剂渗透和植物细胞壁结构的破坏,这些因素共同控制着目标化合物向溶剂相的释放(Yeasmen和Orsat,2023年)。要在保持关键成分(如水飞蓟素、silydianin和taxifolin)的化学结构和生物活性的同时获得最佳产量,需要精确调整工艺条件并优化提取参数。这种方法不仅提高了效率,还提高了化合物的选择性(Iraqi等人,2025年)。从奶蓟中提取的化合物受温度影响,不同化合物的极性对温度敏感度不同。数据表明,在较高温度(如100°C)下,较不极性的化合物(如silybinin)优先被提取;当温度降至85°C时,更极性的化合物(如taxifolin和silychristin)的提取效果更好。因此,控制提取过程中的温度对于获得具有目标活性化合物比例的提取物至关重要(Barreto等人,2003年)。近年来,绿色提取技术(如超临界流体萃取和微波辅助萃取)因其能够增强质量传递、提高提取效率并保护热不稳定生物活性化合物而受到广泛关注(Sharma等人,2024年)。除了回收目标化合物外,这些方法还影响所得生物活性化合物的物理和化学性质,在这些化合物在各个行业的后续应用中起着重要作用(Bhadange等人,2024年)。下文将探讨传统和创新提取方法,重点讨论化学原理、溶剂-基质相互作用以及有效参数的影响。表1提供了不同提取方法、生物活性化合物、所用溶剂、提取条件及其产量的信息。表2总结了每种方法的优点、局限性及关键影响因素。**奶蓟中生物活性化合物分离的传统与非传统提取方法的比较**
| 生物活性化合物 | 提取方法 | 溶媒 | 提取条件 | 收率 |
| --- | --- | --- | --- |
| 索米玛林 | 振动浸渍 | MeOH | 1 | 提取时间:24至48小时 | 14.4 - 17.7 mg/g | Jahan等人,2016年 |
| 索米玛林 | 不振动浸渍 | MeOH | 提取时间:24至48小时 | 6 - 7 mg/g | Jahan等人,2016年 |
| 索米玛林 | 浸渍 | EtOH + 乙酸乙酯 | 浸泡3天 | 收率(% w/w):乙醇88.90 g/100 g,乙酸乙酯83.27 g/100 g | Tohamy等人,2023年 |
| 索米玛林 | 浸渍 | 水 | EtOH | 温度:60°C(水浴),沸点:40°C,冷却水温:20°C | 提取时间:6小时 | 水:最低0.9382,最高0.9702;乙酸乙酯:最低0.6311,最高0.6621;甲醇:最低0.7317,最高0.7539 | Maki?等人,2024年 |
| 索米玛林、西利克里斯廷、西利迪安宁 | 浸渍 | (aqEtOH) 3 54.5% (v/v) | S/L:1:25 g/mL | 提取时间:60分钟,温度:45°C | 索米玛林:3.40 ± 0.14,西利克里斯廷:0.94 ± 0.04,西利迪安宁:0.68 ± 0.04,西利宾A:0.11 ± 0.02,西利宾B:1.31 ± 0.04,异西利宾A:0.30 ± 0.01,异西利宾B:0.06 ± 0.01 (mg/g DW) | Drouet等人,2019年 |
| 索米玛林 | 浸渍 | 60% EtOH | S/L比:1:5,时间:5天,每天搅拌几次 | 0.54% | Dordevi等人,2018年 |
| 塔克西福林、西利克里斯廷、西利宾A、西利宾B | 热水提取 | 去离子水 | S/L比:0.01 g种子/mL水,提取时间:210分钟,提取温度:50, 70, 85, 100°C | 塔克西福林:1.2 mg/g;西利克里斯廷:5.0 mg/g;西利宾A:1.8 mg/g;西利宾B:3.3 mg/g | Barreto等人,2003年 |
| 西利宾A、西利宾B、西利克里斯廷、塔克西福林 | 热水提取 | 提取时间:100°C下200分钟,140°C下55分钟 - 提取温度:100°C,120°C,140°C | 在100°C时:塔克西福林:0.6;西利克里斯廷:2.3;西利宾A:1.0;西利宾B:1.6;在120°C时:塔克西福林:0.7;西利克里斯廷:2.5;西利宾A:1.2;西利宾B:2.2 | Duan等人,2004年 |
| 索米玛林 | 萨氏提取器 | MeOH | 6小时 | 4.11 mg/克种子 | Saleh等人,2017年 |
| 索米玛林 | 萨氏提取器(有无预处理) | EtOH | 6小时(萨氏提取器);酸/碱预处理24-48小时 | 萨氏提取器EtOH:收率6.7%,22.9 mg/g;萨氏提取器+预处理:收率6-6.5%,21.9-27 mg/g | Jahan等人,2016年 |
| 索米玛林 | 油 | 萨氏提取器 | n-己烷 | 45.70% |
| 索米玛林 | 萨氏提取器 | MeOH(用n-己烷脱脂后) | 提取时间:6小时脱脂,5小时用MeOH提取 | 仅提及比较收率(PLE提取的索米玛林收率高于萨氏提取器所得) | Wianowska和Wi?niewski,2015年 |
| 脂酸化合物、生育酚含量 | 萨氏提取器 | 己烷 | S/L比:10克样品/250毫升己烷,提取时间:3小时;温度:69°C | 己酸(C16:0):10.8%;硬脂酸(C18:0):4.8%;油酸(C18:1):24%;亚油酸(C18:2):44%;亚麻酸(C18:3):3.4%;花生四烯酸(C20:0):1.2%;二十二碳六烯酸(C22:0):2.9%;总类胡萝卜素:21.6 μg/g;总生育酚含量:37 μg/g | Szentmihályi等人,1998年 |
| 索米玛林 | 萨氏提取器 | EtOH | 提取时间:3小时(1.48毫米籽粉);4小时(0.59毫米籽粉) | 18.3 mg/g(0.59毫米籽粉) | Bunnell等人,2010年 |
| 萜类、类固醇、黄酮类、皂苷 | 萨氏提取器 | 绝对乙醇 | 提取时间:3天 | 花(总酚含量:22.64 ± 0.07 μg没食子酸/毫克干植物;总黄酮含量:9.08 ± 0.3 μg槲皮素/毫克干植物;总单宁含量:17.7 ± 0.05 μg单宁酸/毫克干植物);种子(总酚含量:67.03 ± 0.56 μg没食子酸/毫克干植物,总黄酮含量:12.32 ± 0.45 μg槲皮素/毫克干植物);叶子(总酚含量:12.6 ± 0.5 μg没食子酸/毫克干植物,总黄酮含量:10.02 ± 0.09 μg槲皮素/毫克干植物,总单宁含量:74 ± 0.63 μg单宁酸/毫克干植物);茎(总酚含量:11.03 ± 0.45 μg没食子酸/毫克干植物,总黄酮含量:7.5 ± 0.2 μg槲皮素/毫克干植物,总单宁含量:66.34 ± 0.35 μg单宁酸/毫克干植物) | Eldalawy等人,2021年 |
| 西利宾A、西利宾B、塔克西福林、西利克里斯廷、异西利宾A、异西利宾、西利迪安宁 | 萨氏提取器 | 80%甲醇(水溶液) | 提取时间:6小时 | 西利宾A:41.1 ± 2.8,西利宾B:59.4 ± 4,塔克西福林:25.7 ± 2.5,西利克里斯廷:45.9 ± 3.3,异西利宾A:16.3 ± 1.1,异西利宾B:5.4 ± 0.4,西利迪安宁:7.9 ± 0.8 (mg/10克种子) | Saleh等人,2017年 |
| 索米玛林、西利克里斯廷、西利迪安宁、西利宾A、西利宾、异西利宾、异西利宾B | 水溶液 | EtOH 54.5% (v/v) | S/L比:1:25 g/mL DW,提取时间:60分钟 - 超声频率:36.6 kHz - 温度:45°C | 索米玛林:20.28 ± 0.41,西利克里斯廷:2.40 ± 0.13,西利迪安宁:1.93 ± 0.06,西利宾A:1.06 ± 0.03,西利宾B:8.43 ± 0.13,异西利宾A:4.17 ± 0.13,异西利宾B:0.12 (mg/g DW) | Drouet等人,2019年 |
| 索米玛林 | UAE | EtOH,乙酸乙酯 | 室温下30分钟 | 分别对于EtOH或乙酸乙酯溶剂,收率为95.87至90.54 g/100 g | Tohamy等人,2023年 |
| 酚类、黄酮类 | UAE | 乙醇(1:5比例) | S/L比(1:5),超声频率(50 Hz),温度(20°C),时间(30分钟) | 收率(% w/w或mg/g):总酚类(34.4 mg/g),总黄酮类(26.2 mg/g) | Mazidi等人,2025年 |
| 西利宾 | UAE | MeOH | 液固比:100.0毫克样品/5.00毫升MeOH,提取时间:15分钟,超声功率:80 kHz,温度:室温 | 回收率为95 ± 1% | Abad-Gil等人,2025年 |
| 索米玛林 | MAE | EtOH | S/L比:5:5克种子/95毫升溶剂,提取时间:1分钟和2分钟 | MeOH 1分钟:11.2%;MeOH 2分钟:10%;EtOH 1分钟:9.6%;MeOH 2分钟:9.2% | Jahan等人,2016年 |
| 索米玛林 | MAE | EtOH 85% (V/V) | S/L比:1:40克/mL | 提取时间:50分钟,温度:130°C | 59.33 mg/g | Xin等人,2008年 |
| 索米玛林(黄酮醇木脂素:西利宾A、西利宾B、西利克里斯廷、西利迪安宁、异西利宾A、异西利宾B、塔克西福林) | MAE | 80% MeOH(水溶液) | 30分钟(400 W),15分钟(800 W);254.2 mg/10克种子(400W,30分钟);263.1 mg/10克种子(800W,15分钟) | Saleh等人,2017年 |
| 西利宾、西利宾B | MAE | 己烷 | 800 W,2分钟和4分钟 | 收率分别为32.33%和35.41% | Fathi-Achachlouei等人,2019年 |
| 生育酚(α, β, γ, δ) | 溶剂提取后微波预处理 | 己烷 | 微波预处理800 W 2-4分钟 | 总生育酚:634 μg/g(对照),1015 μg/g(2分钟),920 μg/g(4分钟) | Fathi-Achachlouei等人,2019年 |
| 植物甾醇(胆固醇、菜油甾醇、豆甾醇、谷甾醇、β-谷甾醇、Δ7-甾醇) | 溶剂提取后微波预处理 | 己烷 | 微波预处理800 W 2-4分钟 | 总植物甾醇:1816 μg/g(对照),2116 μg/g(2分钟),2422 μg/g(4分钟) | Fathi-Achachlouei等人,2019年 |
| 西利克里斯廷、西利迪安宁、西利宾IN | PLE | 正庚烷=乙酸乙酯=MeOH =水(1:4:3:4 v=v=v=v) | 温度120°C,压力440 kPa,搅拌速率150 rpm,提取时间30分钟 | 西利克里斯廷纯度70.2%,西利迪安宁纯度93.7%,西利宾IN和异西利宾IN混合物纯度96.1% | Engelberth等人,2008年 |
| 塔克西福林、西利克里斯廷、西利迪安宁、西利宾 | PLE | 丙酮 | 温度-125°C,时间-10分钟 | 西利克里斯廷:3.3 mg/g;西利迪安宁:3.3 mg/g;西利宾A:5.1 mg/g;西利宾B:2.6 mg/g;西利宾A:1.5 mg/g | Wianowska和Wi?niewski,2015年 |
| 塔克西福林、西利克里斯廷、西利迪安宁、西利宾 | SWE | 温度:75, 100, 150, 250°C;压力:12.5 MPa;时间:40-60分钟;流速:1.0-2.5 cm3/min | 温度:75°C(塔克西福林:2.2 mg/g;西利克里斯廷:10.1 mg/g;西利迪安宁:1.3 mg/g;西利宾:0.8 mg/g) | 温度:100°C(塔克西福林:4.2 mg/g;西利克里斯廷:17.1 mg/g;西利迪安宁:1.3 mg/g;西利宾:2.4 mg/g) |
| 塔克西福林、西利克里斯廷、西利迪安宁、西利宾 | SWE | 温度:150°C | 温度:75°C(塔克西福林:4.2 mg/g;西利克里斯廷:17.1 mg/g;西利迪安:2.4 mg/g);温度:150°C(塔克西福林:3.9 mg/g;西利克里斯廷:17.8 mg/g;西利迪安:3.3 mg/g) | 温度:150°C(塔克西福林:3.9 mg/g;西利克里斯廷:17.8 mg/g;西利迪安:3.3 mg/g;西利宾:4.7 mg/g) |
| 塔克西福林、西利克里斯廷、西利迪安宁、西利宾 | SWE | 温度:250°C | 温度:250°C(塔克西福林:3.6 mg/g;西利克里斯廷:17.5 mg/g;西利迪安:3.7 mg/g;西利宾:3.5 mg/g) | Platonov等人,2010年 |
| 西利宾A和西利宾B | SFE | 超临界CO? | 温度:40°C,压力:200 bar,CO?流速:4 mL/min,颗粒大小:0.3025 mm,提取时间:120分钟 | 油:327 mg/g;西利宾A:2.29 mg/g;西利宾B:1.92 mg/g | ?elik等人,2015年 |
| 黄酮醇木脂素(西利克里斯廷、西利迪安宁、西利宾IN) | SFE | 超临界二氧化碳与乙醇 | 压力:220 bar,温度:40°C,静态时间:30分钟,动态时间:120分钟 | 油回收率:30.8% | Rahal等人,2015年 |
| 必需脂肪酸(亚油酸)、酚类化合物 | SFE | 超临界CO? | 压力450 bar,温度80°C | 亚油酸:481 mg/g;总酚类化合物:9.2 mg/g | Milovanovic等人,2022年 |
| 甘油三酯、黄酮醇木脂素 | SFE | 纯CO?提取甘油三酯;CO?/EtOH/Water(80/17/3)提取黄酮醇木脂素 | 甘油三酯:在1克奶蓟种子中提取,用9 mL提取液 | 甘油三酯:前30分钟回收约50%的总化合物,收集在5超临界流体萃取(SFE)和微波辅助萃取(MAE)需要对溶剂进行管理及回收,以减少对环境的影响(Saleh等人,2017年;Szentmihályi等人,1998年;Eldalawy等人,2021年;Bunnell等人,2010年)。绿色提取方法在阿联酋得到了广泛应用。植物颗粒大小、溶剂类型和浓度、超声波功率、超声波频率、提取温度、固液比、超声波处理时间以及提取前的脱脂处理等因素都会影响提取效果。这些方法能够缩短提取时间和溶剂消耗,提高产量,并保护易氧化化合物;同时可以使用环保溶剂(如NaDES),具备工业 scalability,并符合绿色化学的原则。但精确优化参数是一大挑战,高处理强度或长时间处理可能导致易氧化化合物破坏;超过55-60°C的温度会降低质量和产量;高样品与溶剂体积比也会影响产量。与传统方法相比,设备成本可能增加,且需要精确控制温度,某些实验室系统在没有适当工业设备的情况下无法实现大规模应用(Tohamy等人,2023年;Drouet等人,2019年;Mazidi等人,2025年)。
MAE方法涉及溶剂类型、溶剂浓度、固液比、提取时间、提取温度、微波功率以及植物基质特性等参数。该方法可缩短提取时间,减少溶剂和能源消耗,有效提取细胞内化合物,并通过精确控制温度保持热敏化合物的质量,符合绿色化学原则,适用于从实验室到工业规模的应用。然而,需要专用设备和高初始投资,高功率或高温处理可能导致化合物破坏;非极性溶剂由于吸收微波能量低而使用受限;不同植物基质需要分别优化提取条件;在油脂提取中,过高的功率或时间会导致多不饱和脂肪酸破坏,降低PUFA/SFA比例(Saleh等人,2017年;Zheng等人,2009年;Xin等人,2008年;Fathi-Achachlouei等人,2019年)。
压榨法(PLE)依赖于温度、压力、溶剂类型和组成、提取周期以及样品制备等参数。该方法能大幅提高提取速度和效率,减少有机溶剂消耗,可使用绿色溶剂(加压热水),提取时间短,重复性好,环境友好,适合工业规模应用。但需要专用设备,高温下可能存在热敏化合物破坏风险,需针对每种植物基质和目标化合物优化条件(Benthin等人,1999年;Wianowska & Wi?niewski,2015年;Engelberth等人,2008年)。
亚临界水萃取(SWE)利用水作为无毒、安全且环保的溶剂,无需处理有机溶剂产生的有毒废物,可通过调整温度和压力来调节选择性,可与微波和超声波等技术结合使用以提高效率。但需要对设备进行高温高压耐受性测试,存在热敏化合物降解风险,并可能发生系统堵塞(Platonov等人,2010年;Cheng等人,2021年)。
超临界流体萃取(SFE)涉及压力和温度、颗粒大小、二氧化碳流量以及共溶剂类型和比例等参数。该方法有助于减少有毒有机溶剂的使用,环保,最终产品中不含溶剂,可直接使用提取物,可通过调节流体极性选择性提取不同化合物,低温提取可保护热敏和氧化化合物。但设备成本较高,黄酮木脂素的提取效果受共溶剂比例影响,高温下提取效率下降(Palaric等人,2023年;Rahal等人,2015年;Gros等人,2023年;?elik等人,2015年;Milovanovic等人,2022年)。
气体膨胀液体萃取(GELE)利用绿色无毒溶剂,可一步提取极性和非极性化合物,所需压力低于SFE,溶剂消耗低于PLE,无需脱脂步骤,降低成本并提高产品纯度。但需要专门的压缩设备和精确控制压力和温度,设计溶剂比例较为复杂,初始投资成本高于传统溶剂方法(Abderrezag等人,2022年)。
酶辅助萃取(EAE)依靠酶量、水解温度、水解时间、颗粒大小和酶溶液pH值等参数。该方法可显著提高提取效率,保持化合物结构和生物活性,减少化学溶剂消耗和提取时间,提高提取物抗氧化能力。但需要精确控制温度和pH值,酶成本较高,高酶浓度可能降低产量(Zhao & Li,2015年;Liu等人,2009年;Liu & Zhang,2023年)。
冷压法适用于热敏感和易氧化的生物活性化合物,不使用有害化学溶剂。但效率低于溶剂萃取法,对温度和湿度变化敏感,可能存在悬浮颗粒需要过滤,设备能耗较高(Choe等人,2019年;Meddeb等人,2017年;Aydu?an等人,2022年;Liu & Zhang,2023年;Rokosik等人,2020年;Sebii等人,2024年)。
超声波辅助萃取、微波辅助萃取(UAEE)、加压液体萃取(PLE)、亚临界水萃取(SWE)、超临界流体萃取(SFE)、气体膨胀液体萃取(GELE)和酶辅助萃取(EAE)以及天然深共晶溶剂(NaDES)等多种现代提取技术已广泛应用于食品和制药行业。
3.1. 传统提取技术
传统提取方法基于溶解度和质量传递原理,通常需要预处理(如脱脂)以提高产量(Milovanovic等人,2024年)。尽管这些方法可靠且广为人知,但也存在工艺耗时、溶剂消耗高以及化合物易降解等局限性(Wianowska & Wi?niewski,2015年)。
- **浸渍法**:将干燥或研磨的样品浸泡在合适的溶剂中一段时间,使可溶性化合物逐渐转移到液相。该方法因简单、设备成本低且可使用多种极性溶剂而广泛应用于食品和制药行业(Jahan等人,2016年)。物质传输机制基于扩散和渗透,受植物组织与溶剂之间的浓度差驱动。Maki?等人(2024年)表明,溶剂类型和提取时间对提取效率有显著影响。水基浸渍4小时可获最高产量,其次是乙醇和甲醇。例如,水浸渍4小时可得到1.0468克/克干燥样品的提取物,而乙醇浸渍2小时为0.6377克,甲醇为0.4274克。延长提取时间至8小时会导致产量下降(Maki?等人,2024年)。Jahan等人(2016年)的研究发现,振荡处理可将水飞蓟素提取效率从约5.8%提升至7.8%。尽管有优点,但浸渍法提取时间较长,溶剂和能源消耗较高,效率低于现代方法(如UAE)。例如,水浸渍法的水飞蓟素总产量约为3.40 ± 0.14毫克/克干燥重量,而超声萃取法约为20.28 ± 0.41毫克/克,约高6倍(Drouet等人,2019年)。此外,浸渍法可能引入非目标化合物如单宁和紫杉酚,增加纯化难度和成本(De Marco等人,2021年)。尽管有局限性,浸渍法仍作为参考和温和的提取方法用于食品和制药行业,可作为优化和创新方法的基础。
- **热水萃取**:水作为主要溶剂,其物理化学性质(如介电常数、表面张力和粘度)随温度变化。这些变化使水能有效溶解不同极性的化合物,包括黄酮木脂素(Barreto等人,2003年;Duan等人,2004年)。水作为质子溶剂与酚类化合物羟基形成氢键,促进其释放。与有机溶剂不同,水无需脱脂处理。热水萃取效率受多种因素影响,高温和细小颗粒可加速质量传递,但超过100°C的温度可能破坏热敏化合物。极性化合物在较长时间内提取效果更好,非极性化合物在较高温度下提取效果更好(Barreto等人,2003年;Duan等人,2004年)。一项研究表明,沸水从整粒种子中提取的水飞蓟素更多,而脱脂种子则不然。这表明溶剂选择和种子预处理相互影响,热水萃取不一定总是最佳选择(Wallace等人,2005年)。
- **索氏萃取**:基于溶剂蒸发、蒸馏和渗透的循环过程。该方法因简单、可重复性和适用多种溶剂而被视为评估新提取方法的参考标准,尤其是用于水飞蓟素提取(Jahan等人,2016年;Li等人,2012年)。溶剂在加热蒸发后蒸汽在冷凝器中凝结并沉积在样品上,新鲜温暖的溶剂持续接触样品可增强细胞壁通透性,促进可溶性化合物转移。溶剂极性是选择性的关键因素,通常使用非极性溶剂(如己烷)去除脂质,而极性或半极性溶剂(如甲醇和水乙醇70-80%)提取水飞蓟素(Szentmihályi等人,1998年;Wianowska & Wi?niewski,2015年)。水飞蓟素基质中的纤维素和木质素等成分限制了溶剂渗透。预处理(如己烷脱脂)可提高极性溶剂对目标化合物的接触。颗粒大小也对提取效率有影响,减小颗粒尺寸可增加接触面积,但过细颗粒可能导致通道效应和提取不均匀(Bunnell等人,2010年)。
3.2. 绿色和创新提取方法
近年来,绿色或创新提取方法因效率高、溶剂消耗少、节能及减少有毒化学物质和能源使用而取代了传统方法(Drouet等人,2019年)。现代技术如UAE和超声-酶混合萃取(UAEE)通过改善溶剂渗透性和质量传递提高水飞蓟素提取效率,并在温和条件下保护化合物生物活性(Zhao & Li,2015年;Pogorzelska-Nowicka等人,2024年)。与UAE和MAE相比,基于NaDES的系统通过更强溶剂化能力和降低毒性提高极性酚类和黄酮木脂素的回收率,尤其是结合超声处理时。但高粘度可能限制质量传递和下游分离,食品安全性和法规批准仍需进一步研究(Nasrullah等人,2024年)。GELE提供可调溶剂极性,可在较低压力下高效回收极性和非极性化合物,但工业应用受工艺复杂性和多相溶剂系统精确控制的限制(Abderrezag等人,2022年)。相比之下,阿联酋(UAE)和微波辅助提取(MAE)通常更简单、更容易扩大生产规模,而超临界流体萃取(SFE)虽然能获得高纯度的无溶剂提取物,但需要高压设备和较大的资本投入(Palaric等人,2023年;Gros等人,2023年)。因此,基于GELE和NaDES的提取方法在回收率方面具有潜力,但监管标准化、溶剂的可回收性和工艺的稳健性对于其在工业中的广泛应用仍然至关重要。尽管取得了这些进展,关于溶剂的可回收性、工艺的稳健性、扩大生产规模的可行性以及新型溶剂系统(如NaDES)的监管接受度等方面仍存在挑战。
3.2.1. 超声波辅助萃取
阿联酋采用了一种新技术,近年来已用于从奶蓟果实和种子等植物来源中分离生物活性化合物。该方法基于超声波(通常频率高于20 kHz)产生的声空化现象。空化泡的破裂会产生微电流、冲击波和强烈的局部压力差异,这些因素会破坏细胞壁,增加溶剂对组织的渗透,并通过替代分子扩散来实现对物质传递的加速(Drouet等人,2019年)。在阿联酋使用哪种溶剂对提取效率和选择性有根本性影响。由于水-乙醇溶液具有适中的极性,并且能够与水飞蓟素的酚基团形成氢键,因此最常见,从而可以提取多种黄酮木脂素和黄酮类化合物(Tohamy等人,2023年)。甲醇在从营养化妆品产品中提取水飞蓟素方面也特别有效(Abad-Gil等人,2025年)。非极性溶剂如正己烷或乙酸乙酯常用于脱脂步骤或分离较不极性的化合物(Tohamy等人,2023年)。在更可持续的方法中,人们使用了NaDES及其混合物(如葡萄糖/柠檬酸或氯化胆碱-尿素),有时会添加乙醇来降低粘度,作为有机溶剂的替代品(Nasrullah等人,2024年)。超声波辅助萃取的效率和选择性受工艺条件和系统特性的影响,同时也有许多优点和局限性(表2)。最后,基于空化和先进物质传递原理的超声波辅助萃取是一种快速、高效且环保的方法,可用于从奶蓟中提取水飞蓟素及其成分。选择合适的溶剂、精确调节超声参数和控制工艺条件可以确保最大限度地回收生物活性化合物,同时保持其生物活性,为工业化生产铺平道路。
3.2.2. 微波辅助萃取
微波辅助萃取(MAE)是一种新技术,它是 Soxhlet 提取等传统方法的强大替代品(Saleh等人,2017年)。该方法利用2.45 GHz的工业频率下的电磁波,通过两种主要机制(离子传导和偶极子旋转)产生内部热量。在离子传导过程中,电磁场使溶液中的离子迁移并产生摩擦热;而在偶极子旋转过程中,极性分子(如水或乙醇)快速改变方向,提高细胞内温度并增加内部蒸汽压(Zheng等人,2009年)。在MAE中选择溶剂对效率和选择性至关重要。由于水飞蓟素的酚类和极性特征,它在水-乙醇混合物(最佳浓度为80–85% v/v)中溶解良好(Zheng等人,2009年;Saleh等人,2017年)。虽然也有研究报告显示80%的甲醇有效,但由于其毒性,乙醇被认为是更安全的选择,且更符合食品和制药行业的标准(Saleh等人,2017年)。对于油脂和非极性化合物的提取,由于其低极性和高脂溶性,正己烷很有用;但对于极性化合物,则需要使用正己烷/乙醇等双溶剂组合(Fathi-Achachlouei等人,2019年)。溶剂与植物基质的相互作用取决于细胞壁结构、木质素含量、水分含量及干扰化合物(如脂质)。预处理(如脱脂或初步调节水分)可以增加微波能量吸收和提取效率(Xin等人,2008年;Fathi-Achachlouei等人,2019年)。MAE的效率和选择性受多种因素影响,简单的预处理可以显著影响提取效果。总的来说,MAE是一种快速、可扩展且环保的方法,可用于从奶蓟种子中提取生物活性化合物,通过仔细选择操作参数和溶剂,它可以成为传统方法的可靠替代方案。
3.2.3. 加压液体萃取
加压液体萃取(PLE)是一种从植物基质中分离生物活性化合物的新方法,该方法在高于沸点的温度下使用高压液体溶剂,以防止溶剂蒸发并改变其物理化学性质,从而提高溶解度和对植物基质的渗透能力(Benthin等人,1999年)。从化学原理来看,该方法利用了超临界液体,在大约60巴的压力下,这些液体能够在远高于其正常沸点的温度下保持液态。这些条件降低了溶剂的粘度和表面张力,提高了物质传递系数,增强了对植物结构的穿透力,并破坏了目标化合物与细胞壁之间的非共价键(包括氢键和范德华力)。因此,提取效率和速度显著提高(Benthin等人,1999年;Wianowska & Wi?niewski,2015年)。通常使用非极性溶剂如正己烷或庚烷提取非极性化合物(如脂质和萜类化合物),中等极性溶剂如乙酸乙酯、丙酮或甲醇提取半极性化合物(如某些黄酮类和生物碱),而高压下的极性溶剂(如甲醇、乙醇和热水)则用于提取极性化合物(Benthin等人,1999年;Engelberth等人,2008年)。在加压热水萃取(PHWE)方法中,温度的升高降低了水的介电常数和有效极性,提高了溶剂溶解半极性有机化合物(如水飞蓟素)的能力(Engelberth等人,2008年;Wianowska & Wi?niewski,2015年)。溶剂与植物基质之间的相互作用受到物理化学性质和结构的影响。升温会软化细胞壁,便于溶剂渗透。使用非极性溶剂进行预处理可以去除蜡和脂肪等干扰化合物,从而改善主溶剂对目标化合物的接触。此外,控制提取时间和溶剂流量对于防止提取物重新吸收回基质至关重要(Benthin等人,1999年;Wianowska & Wi?niewski,2015年)。对于奶蓟中的水飞蓟素来说,先用正己烷预处理后使用甲醇进行PLE提取,可以获得与Soxhlet方法相当甚至更高的产量,而且溶剂消耗量仅为前者的五分之一,提取时间从数小时缩短到大约5分钟(Benthin等人,1999年)。
3.2.4. 亚临界水萃取
亚临界水萃取(SWE)作为一种新型且环保的技术,在从植物来源(包括奶蓟种子)中分离生物活性化合物方面具有重要意义(Platonov等人,2010年)。SWE主要有两种方法:一种是静态萃取,将样品和水置于腔室中,在适当压力下加热到所需温度,一段时间后收集提取物;另一种是动态萃取,水持续泵入系统并流经样品,携带溶解的化合物。在此方法中,水作为主要溶剂,在100至374°C的温度范围内使用,并在足够高的压力下保持液态。在这个温度范围内,水的物理化学性质发生变化,特别是介电常数、粘度和表面张力的降低,使得水的极性接近甲醇和乙醇等有机溶剂(Cheng等人,2021年)。这一独特特性使得多种天然化合物(包括黄酮木脂素、生物碱、糖苷、木质素、多酚和萜类)得以溶解和提取。在奶蓟种子中,通过该技术有效提取了taxifolin、silychristin、silydianin和silybin等化合物(Platonov等人,2010年)。随着温度升高,水的极性降低,有助于较不极性化合物的溶解及其对植物细胞结构的渗透。亚临界水的介电常数与乙醇相似,可以提取极性和半极性化合物。必要时,添加醇类、弱酸或离子液体等改性剂可以提高提取的选择性和效率(Cheng等人,2021年)。溶剂与植物基质的相互作用受细胞壁结构、木质素含量、半纤维素含量和颗粒大小等因素的影响。提高温度和降低水的极性有助于释放较不极性的化合物(如silybin),而像taxifolin这样的敏感化合物在超过150°C的温度下可能发生热降解(Platonov等人,2010年)。作为一种高效且可持续的技术,SWE能够生产富含具有护肝特性的奶蓟黄酮木脂素的提取物,在膳食补充剂和草药药品的开发中发挥着重要作用。
3.2.5. 超临界流体萃取
超临界流体,尤其是超临界二氧化碳(scCO2),处于液体和气体之间的状态,具有独特的溶解性质和参数可调性,为生物活性化合物的提取提供了理想条件。通过改变压力和温度,可以调整CO2的极性,从而溶解不同极性的化合物(Rahal等人,2015年;Palaric等人,2023年)。由于scCO2本质上是非极性的,因此它天然适合提取较不极性的化合物;然而,添加极性共溶剂(如乙醇、甲醇或乙腈)可以增强其溶解更多极性化合物的能力(?elik等人,2015年;Gros等人,2023年)。此外,使用酸性、碱性或水添加剂也可以有意提高具有酸性或碱性化合物的溶解度,从而提高提取效率(Rahal等人,2015年;Palaric等人,2023年)。在超临界二氧化碳萃取过程中,溶剂和共溶剂的类型对优化生物活性化合物的回收率起着关键作用。纯scCO2主要用于提取脂质和甘油三酯(如奶蓟籽油)(?elik等人,2015年;Milovanovic等人,2022年);而对于提取更极性的化合物(如黄酮木脂素),通常使用添加了极性共溶剂(尤其是乙醇)的scCO2(Rahal等人,2015年;Palaric等人,2023年)。除了溶剂类型外,提取效率还取决于压力、温度、颗粒大小和CO2流量等因素。实际上,超临界二氧化碳与植物基质相互作用,将非极性和极性化合物分离成不同的相。然而,在高温下,CO2密度的降低会导致黄酮木脂素溶解度的降低(?elik等人,2015年)。添加极性共溶剂可以克服这一限制,通过增强极性分子与植物基质之间的相互作用,允许在较低温度下提取敏感化合物(Rahal等人,2015年)。研究表明,使用纯scCO2进行初次萃取,再使用含20%乙醇/水的scCO2进行二次萃取是一种高效的方法,能够获得高产量和高质量的提取物(Rahal等人,2015年;Palaric等人,2023年)。此外,将此过程与在线超临界流体萃取-超临界流体色谱(On-Line SFE–SFC)方法结合使用,可以直将提取物转移到色谱系统中,从而防止过程中敏感化合物的氧化(Gros等人,2023)。3.2.6. 气体膨胀液体萃取使用GELE方法从奶蓟种子中提取生物活性化合物,特别是黄酮木脂素和Taxifolin,被认为是一种新的、环保的食品和制药科学方法。在这种方法中,一种可压缩的气体(通常是CO?)在压力下溶解在有机溶剂中。这导致溶剂体积增加、粘度降低以及提取能力提高。这些特点使得GELE在渗透和提取极性化合物方面表现得比其他方法(如SFE)更好,且无需非常高的压力。此外,使用的有机溶剂量也更少。该过程使用绿色溶剂,如水-乙醇混合物,以及CO?,可以作为三元混合物(CO?: EtOH: H?O)使用。溶剂的选择和CO?与液态溶剂的不同比例对提取效率、总酚含量和目标化合物的浓度起着决定性作用。例如,使用25-75%的CO?与不同浓度的乙醇-水混合物,可以改变混合物的介电性质和极性,从而优化提取选择性(Abderrezag等人,2022)。通过调整CO?、乙醇和水的比例,这种方法成为提取极性和非极性化合物的选择性和灵活工具,是传统有机溶剂方法的合适替代品。3.2.7. 酶辅助萃取这种技术基于使用特定酶(如纤维素酶和果胶酶)和特定溶剂。类似地,酶促水解已广泛应用于从复杂生物基质中回收生物活性化合物,其中受控的蛋白酶辅助降解可以提高产量和功能特性,通常与下游分离技术(如膜过滤)和过程优化策略结合使用(Zu等人,2023)。酶通过水解纤维素和多糖键来分解植物基质,使活性化合物能够被溶剂溶解。扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)图像显示,在没有酶的情况下,种子的细胞壁仍然较厚(约6 μm)并具有连贯的网络结构。然而,经过酶消化后,这种网络被破坏,细胞壁破裂,从而使细胞内的化合物释放出来并可被溶剂提取。这种对活性成分的更好接触显著提高了提取效率(Liu等人,2009)。在EAE中,选择合适的溶剂至关重要。通常使用乙醇、己烷及其混合物,因为这些溶剂不仅能溶解目标化合物,还能促进其渗透到植物基质中,并为酶活性提供理想条件。通过这种方式,酶可以有效地分解细胞壁,使细胞内化合物释放出来并可供溶剂提取,从而显著提高提取效率(Liu等人,2009;Zhao & Li,2015)。这一过程中的关键参数是溶剂/固体比例。研究表明,在UAEE中,6:1的溶剂与种子比例可获得最高的水飞蓟素产量,提取产量达到7.86%,远高于传统方法(Zhao & Li,2015)。此外,适当的溶剂组合也会影响提取物的质量;例如,使用正己烷和乙醇的混合物进行酶提取时,所得油中的α-生育酚、总酚和黄酮类化合物含量最高(Liu & Zhang,2023)。水飞蓟素和奶蓟油的EAE受多种关键因素影响,如酶剂量、温度、反应时间和颗粒大小以及pH值。与其他提取方法一样,这项技术也有其优点和局限性。例如,一项比较了各种预处理方法(包括1.5% H2SO4、水和纤维素酶的酶处理),结果显示纤维素酶预处理可使黄酮木脂素产量增加20%。然而,研究也指出,除了水飞蓟素B浓度的增加外,单个黄酮木脂素的浓度增加并不显著(Subramaniam等人,2008)。提取物产量和质量得到改善,且生物活性化合物得以保留,但需要仔细控制条件并且酶的成本较高。3.2.8. 冷压榨油提取是通过冷压榨完成的,该方法不对种子施加高温或使用化学溶剂,而是直接施加机械压力。这样可以使油自然从种子的细胞基质中释放出来,同时保持对热敏感的化合物(如不饱和脂肪酸、生育酚和黄酮木脂素)的完整性(Meddeb等人,2017;Choe等人,2019;Aydu?an等人,2022)。为了防止氧化和营养成分降解,过程中油温通常保持在40°C以下(Meddeb等人,2017)。虽然冷压榨主要是机械过程,但研究表明,有限使用极性-非挥发性溶剂(如乙醇或己烷-乙醇混合物)可以提高油提取效率和生物活性化合物的回收率(Aydu?an等人,2022;Liu & Zhang,2023)。溶剂的有效性取决于它们与植物基质的相互作用,受极性、分子大小以及渗透种子细胞结构的能力等因素的影响。例如,非极性的己烷可以提取大部分非极性脂质,而乙醇和甲醇则能将多酚和黄酮木脂素保留在液相中(Duran等人,2019;Aydu?an等人,2022)。冷压榨油提取有利于保持生物活性化合物和理想的感官特性。影响奶蓟种子油提取效率的因素列在表1中。最近的研究表明,冷压榨的奶蓟籽油富含亚油酸和油酸、生育酚和黄酮木脂素(Choe等人,2019;Rokosik等人,2020;Sebii等人,2024)。这种油具有良好的感官特性和高的抗氧化稳定性,适用于食品和制药行业。提取后的种子废弃物也含有水飞蓟素,可以作为生产功能性产品的宝贵来源(Parry等人,2006;Tarasevi?ien?等人,2023)。从工业角度来看,选择提取技术时还需考虑能效、溶剂回收、运营成本和工艺安全性。传统技术(如Soxhlet提取)能耗较高,需要高效的溶剂回收系统,因为加热时间较长且所需溶剂量较大。相比之下,绿色技术(如UAE和MAE)能耗较低,处理时间较短,尽管扩大规模可能需要仔细优化。高压方法(如SFE和PLE)涉及与压力控制和设备完整性相关的额外安全考虑,而使用易燃有机溶剂(如乙醇和己烷)则需要严格的安全协议。此外,酶辅助提取(EAE/UAEE)涉及与酶采购、稳定性和再利用相关的额外成本,这可能影响工业可行性。因此,对工艺效率、经济可行性和安全性的平衡评估对于大规模应用至关重要。4. 食品应用近年来,全球对富含生物活性化合物的更健康食品的消费趋势为药用植物提供了新的关注点。在这些植物中,奶蓟占有特殊地位。自古以来,这种植物就被用于传统医学中,以支持肝脏和消化健康,如今在众多研究中被广泛研究作为生物活性化合物的宝贵来源(Ismael等人,2014;Surai等人,2024;Negm等人,2024)。不断扩展的研究表明,奶蓟的潜力远不止于制药领域,还可以作为食品工业的多功能原料。将奶蓟籽提取物或其粉末添加到乳制品(Bakhtiyari等人,2024)、烘焙产品(Polovnikova等人,2022)和肉类产品(Ferysiuk等人,2020)中,不仅可以提高其营养价值,在许多情况下还能改善其功能特性,如抗氧化能力和抗腐败稳定性。此外,油提取产生的籽油和副产品可以作为必需脂肪酸、纤维和酚类化合物的新来源,为减少废物和促进循环经济提供可持续模型,这与最近将农业工业残渣作为蛋白质生产和功能性食品开发的策略一致(Kiran等人,2024;Mahran & Elhassaneen,2023)。此外,利用这种植物中的生物活性化合物开发智能和生物活性包装,为食品工业在延长保质期和提高食品安全性方面开辟了新的前景(D'Auria等人,2025)。本节重点讨论了奶蓟在食品工业中的多种应用,并探讨了这种植物在提高营养价值和增强安全性方面的潜在作用,如图2所示。从配方角度来看,报道的应用表明,在乳制品中的剂量范围约为25–100 mg/L或0.4–0.8%,在烘焙产品中替代量为5–10%(超过15–20%会对感官特性产生负面影响),在肉类系统中替代量为1–1.5%,以实现有效的抗氧化和抗菌效果。这些范围强调了需要在功能效果与感官和结构限制之间取得平衡。下载:下载高分辨率图像(465KB)下载:下载全尺寸图像图2. 示意性流程图,展示了Silybum marianum生物活性化合物在食品系统中的主要应用及其功能作用。4.1. 乳制品关于含有水飞蓟素的功能性酸奶的研究表明,添加0.4%、0.6%和0.8%的水飞蓟素可增加酚类化合物的含量,并将抗氧化活性提高约86.78%。这些变化伴随着pH值的下降、酸度的增加以及乳酸菌生长的增强,同时保持了新鲜样品的感官质量(Ismael等人,2014)。Jaffar等人(2024)发现,添加25、50和100 mg/L的水飞蓟素可提高抗氧化活性(58.26 mg GAE/g),并增加Lactobacillus delbrueckii的存活率,但同时观察到pH值和粘度的轻微下降。基于这些结果,建议25 mg/L为最佳浓度(Jaffar等人,2024)。除了酸奶外,还报道了使用奶蓟籽提取物(自由形式或与Lactobacillus plantarum共包封)开发共生奶酪的方法。这种方法降低了益生菌的存活率损失,并将产品的抗氧化活性提高了31.73%。这些发现表明,这种技术可以有效地将生物活性化合物传递到乳制品中(Bakhtiyari等人,2024)。在奶山羊的饮食中使用富含水飞蓟素的提取物可以改善牛奶的质量和成分;增加了牛奶中的蛋白质和脂肪含量,并使脂肪酸谱向不饱和脂肪酸倾斜。此外,在由这种牛奶制成的软奶酪中,蛋白质和脂肪水平以及关键蛋白质(如β-酪蛋白、αs1-和αs2-酪蛋白)也有所增加(Shedeed等人,2023)。最后,还研究了含有水飞蓟素的发酵牛奶的生产。通过包括物料均质化、碱性处理和微生物发酵的三步工艺,他们能够保留73-78%的水飞蓟素,并向产品中添加高蛋白。这种产品的味道类似于酸奶,可用作具有肝脏保护作用的膳食补充剂(Liu等人,2023)。总体而言,直接或通过动物饲料向乳制品中添加水飞蓟素可以提高其营养和功能价值,为消费者提供更健康的食物选择。4.2. 烘焙产品奶蓟越来越多地用于烘焙产品,因为它含有具有抗氧化和健康促进特性的生物活性化合物(Melnyk等人,2022)。Covaliov等人(2023)发现,用奶蓟籽粉替代部分小麦粉(最多20%)可以提高酚类化合物和抗氧化活性,从而使总酚含量从63.93 mg gallic acid equivalents/100 g增加到121.94 mg gallic acid equivalents/100 g。然而,替代量超过10%会导致产品体积、孔隙率和感官特性的下降。根据感官评估,替代5%至10%的结果最为可接受(Covaliov等人,2023)。在饼干领域,有证据表明乳蓟籽粉可以作为部分小麦粉的合适替代品。研究结果显示,添加5%到30%的乳蓟籽粉会导致面团的流变性质发生变化,并降低水分吸收,但替换量达到约9.3%时,产品的质量和感官接受度不会出现明显下降(Bortlíková等人,2019年)。研究还发现,添加5%的乳蓟籽粉可以增加纤维和抗氧化化合物的含量,同时提升感官接受度;然而,超过20%的替代量会降低产品品质(Krystyjan等人,2022年)。此外,在动物模型中,含有5%到15%乳蓟籽的饼干改善了患有脂肪性肝炎小鼠的生化指标和肝功能(Negm等人,2024年)。用无油的乳蓟籽粉替代部分松饼粉后,产品的松软度和密度增加,保水性也得到提升。尽管发生了这些结构变化,但产品的感官特性仍然保持良好,消费者并未察觉到质地或味道上的显著差异(Polovnikova等人,2022年)。Juodeikiene等人(2013年)的研究中,将乳蓟籽通过包括乳杆菌和片球菌属在内的乳酸菌进行固态发酵。结果表明,发酵显著提高了酚类物质(每100克含4596毫克芦丁当量)、黄酮类物质(1346毫克当量)以及抗氧化活性,尤其是用Pediococcus acidilactici KTU05-7菌发酵的样品,其抗氧化效果最强(1263毫克当量/100克,而原始样品为805毫克当量)。从实际应用的角度来看,将这种发酵后的乳蓟籽添加到面包中可以减少微生物腐败,采用超临界CO?提取的芳香化合物也表现出较高的抗菌活性(Juodeikiene等人,2013年)。另一项研究中,将荨麻叶粉和乳蓟籽以不同比例(0-25%)添加到蛋糕面糊中,结果显示12.5%荨麻-12.5%乳蓟组合的蛋糕硬度最低、弹性最高且感官可接受度最佳;而6.25%荨麻-18.75%乳蓟组合的蛋糕抗氧化活性和抗菌性能最强。最佳配方样品中的槲皮素和水飞蓟素含量最高(分别为62.90毫克和886.70毫克)。研究还表明,每天食用10个这种蛋糕理论上有助于降低血糖水平(Ataei Nukabadi等人,2021年)。此外,添加5%到15%的半脱脂乳蓟籽粉不仅保持了适当的流变性质,还显著提高了钙、镁、铁和钾等矿物质的含量(Apostol等人,2017年)。因此,适量使用全乳蓟籽粉、半脱脂乳蓟籽粉或发酵乳蓟籽可以提高烘焙产品的营养价值,包括纤维、酚类化合物和矿物质,并具有抗氧化、抗炎和保肝等健康益处。
在肉类产品中,使用乳蓟油替代3%的葵花籽油后,肉品的各项技术指标(如pH值、颜色、滴油损失、烹饪损失和剪切力)发生了显著变化。胸肉和腿肉中的脂肪酸组成也发生了变化,饱和脂肪酸增加,n-3/n-6多不饱和脂肪酸比例下降。实验组鸡肝脏中的酶过氧化氢酶活性显著增强,表明组织层面的抗氧化防御能力得到改善(Kralik等人,2015年)。除了在牲畜饲料中的应用外,将乳蓟粉添加到熟肉酱配方中还提高了酚类化合物和抗氧化能力,减少了脂质氧化,改善了颜色稳定性和感官特性;其中添加10%的乳蓟油对产品质量和感官接受度影响最佳(Ferysiuk等人,2020年)。乳蓟乙醇提取物作为牛肉馅料的天然防腐剂,在1-1.5%的浓度下可抑制微生物生长(包括革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌及酵母),并将产品保质期延长至60天(Fahmy等人,2021年)。因此,乳蓟凭借其抗氧化和抗菌特性,成为肉类产品中化学添加剂的天然替代品,提升了产品的稳定性、安全性和营养价值。
近年来,植物副产品作为功能性食品的潜在来源受到了广泛关注。乳蓟籽油饼被认为是一种营养价值高的化合物。研究表明,将乳蓟籽油饼粉添加到无麸质面包中可显著增加蛋白质、纤维、脂肪和水飞蓟素的含量。研究还发现,面粉颗粒的大小会影响营养价值:粗颗粒含有最多的纤维,中等颗粒含有最多的水飞蓟素,细颗粒则含有最高的蛋白质、脂肪和灰分。此外,面包的感官和质地也得到了改善;不过在烘焙过程中部分水飞蓟素会释放或降解(Bedrní?ek等人,2022年)。Mahran和Elhassaneen(2023年)发现,野生乳蓟籽冷压油是粗脂肪(约28%)和不饱和脂肪酸的丰富来源,其中含有丰富的亚油酸和橄榄酸以及水飞蓟素、α-生育酚、β-胡萝卜素、多酚和黄酮类化合物,这些成分虽然提升了营养价值,但ω6/ω3比例需进一步优化。因此,乳蓟油可以作为功能性成分单独使用或与ω3丰富的油脂结合使用(Mahran和Elhassaneen,2023年)。Chikhoune等人(2024年)的研究探讨了阿尔及利亚乳蓟籽作为食用油的潜力,研究了不同溶剂下的提取方法以优化提取效率和产品质量。分析显示,该油中含有142.66毫克/100克的酚类物质和多种必需脂肪酸(ω3、ω6、ω9)。氧化稳定性测试表明该油的抗氧化性能优异(14.65小时),适用于食品应用(Chikhoune等人,2024年)。
最近的研究集中在利用乳蓟籽胚乳生产植物基饮料上。通过乳酸菌乳酸酶的定向发酵,成功生产出植物基蛋白质饮料,取代了传统乳制品。这一过程分为四个阶段,最佳发酵时间为4至8小时。发酵改变了总氨基酸的含量,并提高了赖氨酸和缬氨酸等限制性氨基酸的含量,从而提升了饮料的蛋白质质量。这表明乳蓟有潜力提升功能性饮料的营养价值(Teleszko等人,2024年)。此外,乳蓟的不同部位在食品加工中的应用(如碳酸饮料、替代咖啡和强化蜂蜜生产)为开发多样化创新产品提供了可能(Ivanov和Bozakova,2024年)。
随着食品行业对可持续、具有抗氧化保护功能的包装需求增加,乳蓟因其富含酚类化合物和纳米纤维素而受到特别关注。将乳蓟衍生的纳米纤维素(纤维素纳米晶体或纳米纤维)添加到热塑性zein薄膜中,可改善薄膜的机械性能和阻隔性能。具体而言,添加5%的纳米纤维素可使薄膜的弹性模量增加25-27%;即使在较低浓度(3%)下,也能提高薄膜的防水渗透性,并观察到蛋白质结构的变化。这些结果表明乳蓟可用于制备具有优异机械性能和阻隔性能的多功能生物纳米复合材料,适用于各种食品的包装(D'Auria等人,2025年)。Ghelejlu等人(2016年)制备了含有乳蓟提取物的壳聚糖/纳米粘土活性纳米复合材料薄膜,发现乳蓟提取物及其不同含量可以降低薄膜的水蒸气渗透性和溶解性,同时提升其机械和光学性能。乳蓟提取物的添加还增强了薄膜的抗氧化活性。这些发现表明,此类化合物可作为活性抗氧化包装材料,保护易氧化的食品(Ghelejlu等人,2016年)。乳蓟提取物还被用作低密度聚乙烯(LDPE)的天然抗氧化剂,添加0.2%的乳蓟提取物可将210°C下的氧诱导时间延长22分钟;即使添加更高浓度(1%),薄膜的物理性质和透明度也未发生变化(P?nar等人,2024年)。总体而言,乳蓟及其纳米纤维素和酚类提取物为生产具有优异性能的环保包装提供了可持续来源。
尽管取得了这些进展,但仍存在一些关键知识空白。特别是在实际储存条件下,乳蓟衍生物在包装材料中的迁移行为尚未得到系统评估,这对法规遵从性和安全性评估至关重要。需要通过标准化迁移研究(使用食品模拟物、不同温度-时间条件及动力学建模)来量化释放情况。此外,基于NaDES的提取物的长期稳定性(尤其是粘度变化、相行为和降解过程)尚不明确。未来的研究应结合快速老化实验和色谱(如HPLC)及光谱分析技术,评估其稳定性、生物利用度及其与食品基质的相互作用。
乳蓟因其含有水飞蓟素和硅木素等具有保健效果的生物活性化合物而广泛用于膳食补充剂。尽管其生物活性得到认可,但在食品和营养补充剂中的安全评估仍需全面进行。研究发现,适量使用通常是安全的(Raclariu-Manolic?和Socaciu,2023年)。然而,Fenclova等人(2019年)指出,许多市售乳蓟补充剂的化学和微生物质量未达到推荐标准。对美国和捷克市场产品的检测发现,水飞蓟素含量差异较大,且往往与厂商标注不符(Fenclova等人,2019年)。食品安全方面的一大问题是霉菌毒素污染,尤其是Fusarium和Alternaria等产毒真菌会在乳蓟上生长并产生多种毒素,如Alternariol、Alternariol-methyl-ether、Beauvericin、Deoxynivalenol、Enniatins、HT-2和T-2毒素及Zearalenone,这些毒素会削弱水飞蓟素的健康效应并增加肝脏损伤风险(Pickova等人,2020年)。此外,一些商业产品中还含有化学污染物和外来物质,对消费者健康构成威胁(Fenclova等人,2019年)。虽然新兴的物理和生物处理技术(如超声波和发酵)在降低食品中的霉菌毒素水平方面显示出潜力,但需进一步研究其效果(Gon?alves等人,2023年)。在考虑使用乳蓟提取物时,还需注意剂量依赖性的安全问题。虽然水飞蓟素通常被认为是安全的,但过量摄入可能导致胃肠道不适、过敏反应及与代谢酶(如细胞色素P450)的相互作用,从而影响药物的药代动力学。为确保安全,必须严格控制补充剂的化学组成、污染物和微生物纯度。此外,必须严格监控来自传统提取工艺的残留有机溶剂(如甲醇或己烷)的存在,因为不完全去除这些溶剂可能对消费者构成毒理学风险。使用高级分析方法,包括高效液相色谱(HPLC)/超高效液相色谱(UHPLC)、高精度质谱、核磁共振(NMR)以及DNA条形码和代谢条形码技术,对于准确鉴定植物和验证产品真实性在降低食品安全风险方面起着关键作用(Fenclova等人,2019;Raclariu-Manolic? & Socaciu,2023)。此外,奶蓟提取物的标准化仍然是一个重要挑战,因为植物来源、栽培条件和提取参数的差异可能导致水飞蓟素成分的显著变化,从而影响其有效性和安全性。缺乏全球统一的草药产品监管框架进一步复杂化了质量保证和风险评估。鉴于这些补充剂的日益流行,以及某些司法管辖区对霉菌毒素缺乏具体规定,严格监督并对奶蓟产品的生产、加工和分销进行详细规范对于确保消费者安全至关重要。实施良好的农业和采集实践(GACP)以及良好的生产规范(GMP),并制定霉菌毒素、残留溶剂和重金属等污染物的最大允许限量,对于确保产品质量和安全至关重要(Pickova等人,2020)。从监管和毒理学的角度来看,必须根据既定的国际指南评估由Silybum marianum制成的产品的安全性。虽然水飞蓟素通常被认为是安全的,但在临床和营养保健品应用中报道的日摄入量通常在200至800毫克之间,具体取决于产品配方和目标人群(Abenavoli等人,2018)。欧洲药品管理局(EMA)和美国食品药品监督管理局(FDA)等监管机构强调需要标准化提取物并控制杂质(包括残留溶剂和污染物)。特别是,残留溶剂的限量是根据国际协调理事会(ICH)Q3C指南定义的,而霉菌毒素的阈值则由欧洲食品安全局(EFSA)和食品法典框架规定。此外,由于缺乏全球统一的草药食品成分法规,需要进行全面的安全评估,包括毒理学分析、残留物检测和批次间标准化,以确保其安全地应用于食品系统中。未来的研究应重点关注全面的毒理学评估,包括长期暴露研究、生物利用度评估以及与其他膳食成分和药物的相互作用分析。将先进的分析技术与风险评估框架相结合对于支持奶蓟化合物在功能性食品系统中的安全有效使用至关重要。
6. 结论
选择用于提取Silybum marianum生物活性成分的方法需要综合考虑效率、选择性、环境影响、可扩展性和安全性。传统技术如浸泡法和Soxhlet法仍被广泛应用,但受到效率低、处理时间长和溶剂消耗量大的限制;而新兴的绿色技术如超临界流体萃取(UAE)、超微孔膜过滤(MAE)和微波辅助萃取(SFE)显著提高了传质效率,减少了溶剂使用量,并更好地保留了生物活性,尽管在放大生产和成本方面仍存在挑战。奶蓟化合物在食品应用中显示出巨大潜力,可以改善抗氧化稳定性、营养价值和保质期;然而,由于其成分的变异性、稳定性问题以及监管标准的不足,其更广泛的利用受到限制。此外,与霉菌毒素、残留溶剂和缺乏标准化相关的安全问题突显了严格质量控制的必要性。尽管本文提供了详细的合成过程,但由于报告的提取条件差异、研究间标准化产量指标的缺乏以及原材料特性的差异,直接比较和定量概括受到了限制。此外,工业规模数据的有限性以及长期稳定性和安全性评估的不足限制了这些发现立即应用于大规模食品的可能性。未来的研究应优先考虑:(i)在可比的基础上统一提取产量,以便跨方法进行评估;(ii)进行关于能源效率、溶剂回收和工艺整合的放大生产研究;(iii)在真实的食品加工和储存条件下对生物活性成分进行全面的稳定性评估。此外,系统性的毒理学评估,包括长期暴露研究和相互作用研究,以及包装应用的迁移分析仍不够充分。制定标准化的监管框架和经过验证的分析方案对于支持奶蓟成分的工业化应用和确保其安全性和重复性也十分必要。
关于人权和动物权利的声明
作者声明本研究未在人类或动物身上进行。本研究是一篇综述性文章,数据来源于收集的文献,旨在撰写题为“Silybum marianum L.(奶蓟):植物化学成分和生物活性化合物提取、食品应用及安全性的综述”的手稿。
资金
作者未获得任何资助。
数据可用性
当前研究生成和分析的数据集可向相应作者(Z.E)提出合理请求后获取。
作者贡献声明
Farzaneh Vaseghi Baba:概念构思,参与手稿的审阅和编辑工作。
Mohammad Khodadadi:参与手稿的审阅和编辑工作。
Zahra Esfandiari:参与研究方法的设计和原始草稿的撰写。
Pahram Joolaei Ahranjani:参与方法学研究,并参与原始草稿的撰写和最终定稿。
关于AI使用的声明
本文的设计和撰写过程中未使用AI。所有最终内容均经过作者的评估和批准。
未引用的参考文献
(Sahai等人,2010;Bijak和Saluk-Bijak,2017;Choe等人,2020;Milovanovic等人,2022)
作者贡献声明
Farzaneh Vaseghi Baba:负责撰写、审阅和编辑,原始草稿的撰写,可视化,验证,项目行政管理,方法学研究,数据管理,概念构思。
Mohammad Khodadadi:负责撰写、审阅和编辑,原始草稿的撰写。
Zahra Esfandiari:负责撰写、审阅和编辑,原始草稿的撰写,可视化,验证,项目行政管理,方法学研究,数据管理,概念构思。
Parham Joolaei Ahranjani:负责撰写、审阅和编辑,原始草稿的撰写。