溶剂和超声波辅助提取对农业废弃物提取物紫外光谱轮廓的影响 Teodora Lukavski, Iva ?ar?evi? 和 Marina Vukoje Bezjak

《Sci》：Influence of Solvent and Ultrasound-Assisted Extraction on the UV Spectral Profiles of Extracts from Agro-Waste Teodora Lukavski, Iva ?ar?evi? and Marina Vukoje Bezjak

　　摘要：本研究探讨了提取方法和溶剂对从选定的农业工业废弃物中提取的化合物的紫外光谱特性的影响。研究了使用蒸馏水和70%（v/v）乙醇作为溶剂的传统浸出法和超声波辅助提取（UAE）方法。分析的材料包括废弃咖啡渣、橙皮、玫瑰果、奶蓟草、桉树叶和辣椒。通过紫外分光光度分析（190–400 nm）比较了所获提取物的吸收光谱，并评估了提取条件对光谱特征的影响。结果表明，溶剂类型和提取技术显著影响了吸收光谱的强度和形状。乙醇通常在250–350 nm范围内产生更高的吸光值和更明确的光谱特征，而水提取物在较低紫外范围内表现出更强的吸收。总体而言，紫外光谱学被证明是一种快速有效的筛选工具，可用于评估提取性能并比较复杂植物提取物的光谱特性，从而支持农业工业废弃物的利用。此外，还测定了总酚含量（TPC）以辅助评估提取效率。

1. 引言
生物活性化合物是天然存在于各种植物、动物和微生物中的物质，以抗氧化剂、维生素和不同植物化学物质的形式存在[1,2]。这些生物活性化合物越来越多地被应用于工业领域，特别是在食品、制药、化妆品和包装行业，它们作为天然防腐剂、功能性成分以及合成添加剂的可持续替代品[3,4]。在当前工业废弃物对环境构成重大挑战的时代，寻找合成材料的替代品至关重要[5]。除了减少不可再生资源的使用外，工业界还应致力于最大化利用现有废弃物作为生产过程中的原材料，这符合循环经济的原则[6]。农业工业废弃物是一种有价值但未得到充分利用的化合物来源，可以回收并用于各种用途。这些材料可以作为具有 conjugated 色团系统的紫外吸收化合物的来源。可以从农业工业废弃物中提取生物活性化合物[7]。如果处理不当，这种废弃物可能会造成严重的环境问题；然而，如果将其识别并作为有价值和丰富的功能性化合物来源加以利用，它可以产生具有显著经济和功能价值的副产品[8,9]。水果和蔬菜行业的废弃物尤其值得关注，因为它们价格低廉且数量充足[10]。可以使用传统和现代提取技术来提取生物活性化合物[11]。最近的提取技术进步集中在减少溶剂的使用上[12]。这些新方法更环保，因为它们所需的合成和有机化学物质较少，操作时间较短，并且能够获得质量和数量更高的提取物[13]。紫外-可见光谱（UV–Vis spectroscopy）被广泛用作快速且经济有效的分析技术，用于表征植物提取物。尽管它不能确定复杂混合物中的单个化合物，但它提供了与色团系统相关的吸收特性的宝贵信息，并允许比较提取效率。

本研究使用浸出法和超声波辅助提取法从废弃咖啡渣、橙皮、辣椒、奶蓟草和桉树叶中提取化合物，溶剂为蒸馏水和70%乙醇溶液。文献中报道废弃咖啡渣是多种酚类化合物的来源[14]。橙皮也被认为是一种具有特征性紫外吸收的化合物来源[15,16]。辣椒含有有助于紫外吸收的 conjugated 结构的化合物[17,18,19]。据报道，奶蓟草含有在紫外区域具有特征性吸收的黄酮类化合物[20,21,22]。桉树叶也被描述为有助于紫外光谱特征的酚类化合物的来源[23,24]。本研究的目的是比较提取介质（水 vs. 乙醇）和超声波辅助提取对从化学成分多样的天然基质（废弃咖啡渣、橙皮、奶蓟草、玫瑰果、桉树叶和辣椒）中提取的化合物的紫外光谱特性的影响。传统浸出法被用作参考方法，以评估超声波对提取效率和光谱特征的影响。目标是评估所获提取物的光谱特征差异，并通过测定总酚含量（TPC）作为提取效率的定量指标，来补充紫外光谱学的应用。

2. 材料与方法
2.1. 化学品
L-抗坏血酸（≥99%）、反式阿魏酸（≥99%）、没食子酸（97.5–102.5%）、咖啡酸（≥98%）、水飞蓟素（黄酮类化合物混合物，HPLC 面积 ≥30% 的水飞蓟宾）和 Folin–Ciocalteu 酚试剂（2N）均购自 Sigma-Aldrich（Merck，美国密苏里州圣路易斯）。无水碳酸钠（≥99.5%）购自 T.T.T. d.o.o.，克罗地亚 Sveta Nedjelja。使用乙醇（分析级）和蒸馏水配制了70%（v/v）乙醇溶液作为溶剂。标准品的储备溶液在适当溶剂中配制为0.01 M浓度，并在4°C下保存直至使用。

2.2. 生物活性标准溶液的制备
制备纯化合物溶液以便随后识别其在植物基质提取物中的存在。每种化合物准备了水溶液和酒精溶液。初始浓度为0.01 M的 L-抗坏血酸、反式阿魏酸、没食子酸和咖啡酸的水溶液和酒精溶液分别如下：称取0.0440 g L-抗坏血酸、0.0485 g 反式阿魏酸、0.0425 g 没食子酸、0.0450 g 咖啡酸，然后加入蒸馏水/70%乙醇 v/v 直到总体积达到25 mL。已知抗坏血酸在蒸馏水中高度可溶，但在酒精中不易溶解[25]，因此其酒精溶液需要在磁力搅拌器（IKA RCT basic IKAMAG? safety control，德国 Staufen im Breisgau）上无需加热搅拌10分钟直至溶解。反式阿魏酸、没食子酸和咖啡酸在水中溶解度较低。随着温度升高，酚类化合物在水中的溶解度呈指数增长[26,27]。为了提高其溶解度，将水溶液放在上述带有加热器的磁力搅拌器上加热至50°C并搅拌10分钟。水飞蓟素在热水中的溶解度有限——冷却至室温后发生相分离，水飞蓟素从水相中分离出来[28,29]。在这种情况下，70%乙醇 v/v 被证明是更适宜的溶剂，尽管仍能观察到相分离，表明水飞蓟素的溶解是不完全的。使用紫外-可见光谱仪测量了制备溶液的吸光度。

2.3. 植物基质提取物的制备
本研究使用的植物材料包括废弃咖啡渣、橙皮、玫瑰果、奶蓟草种子、桉树叶和辣椒。提取前，使用实验室管磨机（IKA TUBE-MILL 100 control，IKA-Werke GmbH & Co. KG，德国 Staufen im Breisgau）以10,000 rpm的速度机械研磨原材料5分钟，然后过筛获得所需的粒径（<1 mm），随后在密封容器中室温保存直至使用。提取溶剂为蒸馏水和70%乙醇 v/v，从96% v/v稀释得到。

2.3.1. 浸出法
采用传统浸出法作为参考方法。将5克研磨后的植物材料放入密封玻璃容器中，与50 mL溶剂混合，得到固液比为1:10。混合物在23 ± 1°C下静置30分钟，期间偶尔手动搅拌以促进传质。浸出后，通过6000 rpm离心5分钟（IKA? mini G，IKA-Werke GmbH & Co. KG，德国 Staufen im Breisgau）将提取物与固体残渣分离。所得的上清液保存在5 ± 1°C的黑暗容器中直至进一步分析。此外，将浸出过程延长至7天，之后分析提取时间对提取效果的影响。

2.3.2. 超声波辅助提取（UAE）
还使用超声波辅助提取（UAE）进行提取。对于每个样本，将5克研磨后的植物材料放入密封玻璃容器中，与50 mL溶剂混合，得到固液比为1:10。混合物在超声波处理器（UP100H，Hielscher Ultrasonics GmbH，德国 Teltow）中以30 kHz频率、名义功率100 W进行处理，时间分别为10分钟、20分钟和30分钟，10分钟后温度达到30°C，20分钟后达到40°C，30分钟后达到50°C。通过定期冷却保持超声波浴的温度恒定（30°C），以减少超声处理期间的热效应。提取后，让悬浮液冷却至室温，然后通过6000 rpm离心将固体残渣与液体提取物分离，吸取上清液。所得的水提取物和酒精提取物保存在5°C的黑暗玻璃容器中直至紫外分析。

2.4. 紫外光谱
使用配备1 cm 光程长度石英比色皿的紫外-可见光谱仪（UV-model 1900i，Shimadzu，日本京都）进行紫外光谱测量。光谱记录范围为190至400 nm，扫描间隔为1.0 nm，扫描速率为40 s。在相同的测量条件下，使用相应的溶剂（水或乙醇）作为空白对照。所有样品在一致的提取条件和固液比下制备和测量；然而，没有进行额外的光谱标准化或浓度调整。所有实验均不重复进行，因此没有进行统计分析（例如标准偏差或方差）。结果应视为比较性和指示性的。

2.5. 没食子酸校准曲线
通过准确称量0.025克没食子酸，将其溶解在蒸馏水中，并稀释至最终体积25 mL，制备了没食子酸储备溶液（1000 mg/L）。通过适当稀释储备溶液，制备了一系列浓度分别为50、100、150、200和250 mg/L的标准溶液。取每种标准溶液40 μL，与3.16 mL蒸馏水、200 μL Folin–Ciocalteu 试剂和600 μL 7.5%碳酸钠溶液混合。使用 NEUATION iSwix Jr. VT 搅拌器（Accumax Lab Devices Pvt. Ltd.，印度甘地纳加尔）搅拌15秒，然后在 Heratherm 孵育箱（Thermo Fisher Scientific Inc.，美国马萨诸塞州沃尔瑟姆）中40°C下孵育30分钟。孵育后，使用紫外-可见光谱仪在765 nm处测量吸光度。利用不同没食子酸浓度得到的吸光度值构建校准曲线，并根据图1得到的回归方程计算总酚含量（TPC）。

2.6. 总酚含量测定
使用 Folin–Ciocalteu 试剂方法通过分光光度法测定总酚含量（TPC）。每个提取物的反应混合物由3.16 mL蒸馏水、40 μL提取物、200 μL Folin–Ciocalteu 试剂和600 μL 7.5%碳酸钠溶液在试管中制备。样品搅拌15秒后，在40°C下孵育30分钟。孵育后，使用紫外-可见光谱仪在765 nm处测量吸光度，参照不含提取物的试剂空白对照。总酚含量（TPC）以每克干重毫克酚当量（mg GAE/g DW）表示，并根据校准曲线计算得出。

3. 结果与讨论
3.1. 标准品的紫外光谱分析
记录了标准品的紫外光谱（图2），为解释食品废弃物提取物中检测到的吸收特征提供参考指纹。所得光谱显示出与分子结构、 conjugation 程度和溶剂环境直接相关的明显吸收模式[30]。标准溶液的UV吸收光谱与植物提取物分析相关，包括：(a)抗坏血酸，(b)没食子酸，(c)咖啡酸，(d)阿魏酸和(e)水飞蓟素。溶解在乙醇和水中的L-抗坏血酸的UV光谱在200–300纳米区域显示出一个特征性的吸收带（图2a）。在乙醇中，吸收最大值（λmax）大约位于245纳米，而在水中则检测到向较长波长（约260纳米）的轻微红移（图2a，表1）。此外，水溶液的吸光强度高于乙醇溶液。这些差异可以归因于溶剂的极性和氢键相互作用，因为水具有更高的极性，有助于稳定分子的激发态。观察到的吸收带对应于抗坏血酸共轭体系中的π → π*电子跃迁[31]。在300纳米以上，两种溶剂中均未检测到显著的吸收。表1列出了选定的生物活性化合物在水和乙醇中的UV吸收最大值及其对应的UV区域。相比之下，酚酸显示出更复杂的光谱行为，具有多个吸收带。没食子酸在约220纳米和260–280纳米处显示两个明显的吸收带（图2b），这通常是羟基苯甲酸的特性，归因于芳香环内的π–π*跃迁[32]。羟基肉桂酸（阿魏酸和咖啡酸）由于芳香环与侧链双键的共轭，在更长的波长下也有额外的吸收。咖啡酸在290纳米和320纳米附近显示两个特征性最大值（图2c）[30,33]，而阿魏酸在320–330纳米处显示出主要最大值（图2d），反映了其较高的共轭程度和增强π电子离域的取代基[33]。这些吸收特征分别对应于酚类化合物的典型Band II区域（240–280纳米）和Band I区域（300–380纳米）[34]。对于在水和乙醇中测量的没食子酸、咖啡酸和阿魏酸，观察到λmax值和带强度的差异。在乙醇溶液中，通常会检测到轻微的红移和吸光强度的增加，这可以归因于溶剂极性和氢键能力的差异，这些因素影响了基态和激发态的稳定性（图2，表1）[35]。水飞蓟素显示出一个宽而强烈的吸收带，中心波长约为290纳米（图2e）。作为一种结构相关的黄酮木脂素混合物，其光谱代表了由多个不同共轭程度的发色团共同作用的结果[36]。总体而言，各个标准品的光谱特征表明，240–380纳米区域的UV吸收与芳香结构和共轭体系密切相关。结构修饰如羟基化和甲基化进一步影响吸收最大值，其中羟基化通常会导致红移，尤其是在羟基肉桂酸中，而甲基化可能会由于发色团的稳定而导致吸光强度降低（表1）[37,38,39]。在解释这些光谱时，还必须考虑溶剂效应。溶剂-溶质相互作用可能会拓宽吸收峰，使得细微的结构细节难以区分。因此，需要注意每种溶剂的基线截止波长。例如，乙醇的基线截止波长约为210纳米，而水约为190纳米[40]。

3.2. 植物提取物的UV光谱分析
使用传统的浸提法和超声辅助提取（UAE）评估了不同植物基质的提取效果，特别关注溶剂类型和提取时间的影响。结果分别展示在图3、图4、图5、图6、图7和图8中。需要注意的是，这里的UV吸光度值仅作为半定量指标，并不代表绝对提取产量。

图3. 乳蓟提取物的UV吸收光谱：(a) 乙醇浸泡；(b) 水浸泡；(c) 乙醇辅助提取；(d) 水辅助提取。
图4. 玫瑰果提取物的UV吸收光谱：(a) 乙醇浸泡；(b) 水浸泡；(c) 乙醇辅助提取；(d) 水辅助提取。
图5. 桉树叶提取物的UV吸收光谱：(a) 乙醇浸泡；(b) 水浸泡；(c) 乙醇辅助提取；(d) 水辅助提取。
图6. 咖啡豆提取物的UV吸收光谱：(a) 乙醇浸泡；(b) 水浸泡；(c) 乙醇辅助提取；(d) 水辅助提取。
图7. 橙皮提取物的UV吸收光谱：(a) 乙醇浸泡；(b) 水浸泡；(c) 乙醇辅助提取；(d) 水辅助提取。
图8. 辣椒提取物的UV吸收光谱：(a) 乙醇浸泡；(b) 水浸泡；(c) 乙醇辅助提取；(d) 水辅助提取。
通过乙醇和水浸泡获得的乳蓟提取物的UV光谱在吸光强度和光谱轮廓上显示出明显差异，这表明溶剂的影响显著（图3a,b）。乳蓟提取物的光谱与文献中报道的水飞蓟素的UV光谱相似（图2e），水飞蓟素被描述为乳蓟的一个特征化合物。水飞蓟素是一种黄酮木脂素的混合物，包括紫檀苷、水飞蓟素甲苷和水飞蓟素丙苷[41]。所有黄酮木脂素在280至290纳米之间都显示出特有的吸收峰[42,43]。水飞蓟素在水中的λmax值为287纳米，在乙醇中的λmax值为288纳米（表1）。水提取物在287纳米处的吸收带不如乙醇提取物明显（图3b），这可能表明在水浸泡条件下，被提取的具有UV吸收能力的化合物数量较少。乙醇提取物观察到的增强吸光度表明其对这一光谱区域有贡献的化合物具有更高的提取效率。这种吸收可能与黄酮木脂素型结构中的共轭发色团系统有关。这些化合物在水中的溶解度有限，因此乙醇浸泡有利于提取那些贡献UV吸收的化合物，从而产生更高的吸光度和更明确的光谱特征。使用乙醇进行超声辅助提取获得了最高的吸光度值（图3c），表明对乳蓟种子中贡献UV吸收的化合物的提取效率更高。使用水作为溶剂时，在相应光谱区域得到的吸光度值较低（图2d）。乳蓟提取物的峰与水飞蓟素的峰相似，λmax = 289纳米。这一观察结果与文献报告一致，即水飞蓟素类化合物在乙醇中的溶解度高于水（图2e）。乳蓟提取物的最大吸光度出现在UV-B范围内。此外，通过超声辅助提取获得的乳蓟提取物在提取时间延长（10分钟、20分钟和30分钟）后，吸光度有所增加，表明提取物中具有UV吸收能力的化合物量增加（图3c,d）。30分钟后获得的提取物在整个测量范围内显示出最高的吸光度值，表明较长的超声处理时间提高了提取效率。这种增加可能是由于超声的空化效应，它增强了质量传递并促进了植物基质的破坏。总体而言，结果表明将提取时间延长到30分钟有利于提取乳蓟中贡献UV吸收的化合物。

在乙醇和水制备的野生玫瑰果提取物中（图4a,b），UV吸收最大值出现在281纳米。这可能与提取物中多个具有UV吸收能力的化合物的重叠吸收带和红移有关（表1）。文献中报道玫瑰果提取物是抗坏血酸和其他酚类化合物的来源[44,45]。通过与纯化合物的UV光谱比较（图2），观察到的吸收可能与具有类似抗坏血酸光谱特征的化合物有关（图2a）。水提取物（图4b）的吸光度始终高于乙醇提取物（图4a），表明在所施加条件下，对贡献UV吸收的化合物的提取效率更高。总体而言，光谱轮廓表明水提取物比乙醇提取物能提取更多高极性的UV吸收化合物。

根据图4c,d，通过超声辅助提取获得的水提取物显示出更高的吸光度值，表明水相比乙醇更有效地提取了贡献UV吸收的化合物。在所施加的条件下，超声辅助提取对乙醇提取物的吸光度值没有显著变化（图4c）。具有类似抗坏血酸光谱特征的化合物在水中的吸收最大值约为260纳米，在乙醇中约为245纳米。玫瑰果提取物的UV光谱表明，该提取物在UV-C区域的吸光最强，在UV-B区域的吸光适中，在UV-A区域的吸光最弱，这可能与存在具有类似抗坏血酸光谱特征的高极性UV吸收化合物有关。

图5a,b显示了桉树叶提取物在提取30分钟后以及在乙醇和水作为溶剂提取7天后的UV光谱。文献报道桉树叶中含有没食子酸作为主要酚类成分，以及羟基肉桂酸和阿魏酸[46,47,48]。图5a,b的结果显示的吸收特征与纯没食子酸相似（图2b）。没食子酸在水中的λmax值为266纳米，在乙醇中的λmax值为272纳米（表1），这可能表明不同溶剂下的光谱行为存在差异。这一观察结果与乙醇提取物获得的更高吸光度值一致（图5a）。使用乙醇进行超声辅助提取获得了最高的提取效率（图5c）。虽然乙醇浸泡的结果也相当，但略低（图5a）。相比之下，当使用水作为溶剂时，浸泡和超声辅助提取的提取效率较低（图5b,d）。使用乙醇进行超声辅助提取获得的桉树叶提取物的λmax值为272纳米，这与乙醇中没食子酸的吸收最大值相似。提取物在UV-C区域的吸光最强。

文献中报道咖啡豆中含有咖啡酸和阿魏酸等酚类化合物[49]，同时可能还存在少量其他化合物如没食子酸[50,51]。对咖啡提取物峰值的分析（图6a,b）显示，其吸收特征与咖啡酸（水中的λmax = 315纳米，乙醇中的λmax = 326纳米）和阿魏酸（水中的λmax = 315纳米，乙醇中的λmax = 323纳米）相似（图2c,d）。从图6a,b可以看出，使用乙醇进行超声辅助提取获得的吸光度值高于其他条件（图6c），并且随着提取时间的延长，提取效率明显提高，这可能与该光谱区域中化合物的溶解度提高有关。提取物的λmax为284纳米——吸收最大值的移动、峰宽化和吸光强度的变化可能反映了提取物的复杂组成[52]。提取物在UV-C和UV-B区域的吸光最强，并在光谱的UV-A部分有轻微的增宽和移动，这可能与提取物基质中存在多个具有UV吸收能力的化合物的叠加贡献有关[53]。

通过乙醇浸泡获得的橙皮提取物的UV光谱（图7a）显示，7天后的吸光度高于30分钟后的吸光度（整个测量范围190–400纳米）。在200–220纳米附近观察到一个明显的最大值。在270–350纳米区域的宽峰在提取时间延长后变得更加明显。这种增加表明随着时间的推移，特别是对这一光谱区域贡献UV吸收的化合物的提取量增加。先前的研究表明，阿魏酸和咖啡酸可能是橙皮提取物中的主要酚类化合物，其中阿魏酸的含量可能更高。虽然也检测到了抗坏血酸的存在，但其含量通常低于橙子果肉[54,55]。这些观察结果与本研究中的光谱特征一致（图2a,c,d）。相比之下，水提取物（图7b）也显示出大约在200–220纳米处的主要吸收峰，但30分钟和7天之间的差异不如乙醇提取物明显。尽管在7天后吸收强度略有增加，尤其是在250–350纳米区域，但整体增强效果较为适中。这些结果表明，乙醇在水提取中更有效地提取了更多导致紫外线吸收的化合物，特别是那些与极性较低的物质相关的化合物。通过超声波辅助提取（UAE）在不同提取时间（10分钟、20分钟和30分钟）下获得的橙皮提取物的紫外线吸收光谱在图7c和图7d中展示。在乙醇提取物中，吸收特征出现在大约270–330纳米范围内。这些谱带可能与共轭发色团系统有关（例如，第II带在240–280纳米附近，第I带在300–380纳米附近，具体取决于取代模式）。该区域存在更明确和更强的吸收峰表明乙醇有效地提取了这些导致紫外线吸收的化合物（图7c）。同样，水提取物在270–330纳米区域也显示出吸收（图7d）；然而，这些谱带比乙醇提取物中的要宽且强度较低。这可能表明这些导致吸收的化合物的提取效率较低，同时溶剂-溶质相互作用影响了光谱分辨率。随着提取时间的延长（10<20<30分钟），两种溶剂中的吸收强度都有所增加，表明超声波辅助提取增强了质量传递并促进了紫外线吸收化合物释放到溶剂中。总体而言，乙醇在提取橙皮中的紫外线吸收化合物方面表现出更高的效率，这从更高的吸收值和更明确的吸收谱带中可见。特别是，使用乙醇通过超声波辅助提取得到的提取物中，最显著的吸收峰出现在284纳米左右。这可能与含有类似阿魏酸和咖啡酸等化合物的特征相关。这一吸收峰与咖啡提取物中观察到的吸收峰相似，可能表明存在结构相关的紫外线吸收化合物。然而，要确定具体化合物需要进一步的分析技术。总体而言，橙皮提取物在UV-C和UV-B区域显示出最强的吸收，并且在UV-A区域也有一个适度升高的吸收尾巴。

文献中报道辣椒中含有辣椒素类和其他具有紫外线吸收能力的化合物[56,57,58]。辣椒提取物的紫外线分析没有显示出明确的尖锐峰，而是一个大约在270纳米左右的宽吸收带（图8a,b）。这一特征可能与具有类似辣椒素光谱特性的化合物有关，辣椒素的吸收峰大约在280纳米[59,60]。此外，缺乏明确的特征峰和存在宽的吸收尾巴表明这是一种复杂的化合物混合物；然而，仅凭紫外线光谱无法确定是否存在特定的成分，如阿魏酸、咖啡酸或抗坏血酸等。据报道，吸收峰出现的波长可能受到其他化合物的影响。因此，270纳米处的峰可能与辣椒素有关；然而，也不能排除其他紫外线吸收化合物的叠加贡献，而205纳米处的另一个峰可能与芳香型结构有关[61]。辣椒提取物在UV-C区域显示出最强的吸收，而在UV-B区域的吸收逐渐减弱。在超声波辅助提取中也观察到了同样的现象（图8c,d）。

对所有研究样品的比较评估表明，用过的咖啡渣和橙皮提取物表现出最宽的紫外线吸收范围，从UV-C延伸到UV-A区域。这表明其中含有多种具有共轭发色团的紫外线吸收化合物。相比之下，玫瑰果提取物主要在UV-C区域吸收，而奶蓟提取物则在UV-B区域显示出特征性吸收，这可能与具有类似黄酮木脂素结构特征的化合物有关。这些差异反映了特定基质的光谱特性和溶剂依赖的提取选择性。

如图9a所示，使用水作为溶剂进行浸提后30分钟和7天得到的提取物的总酚含量（TPC，mg GAE/g DW）明显高于在相同条件下使用乙醇得到的提取物。提取率受多种因素影响，包括溶剂类型、极性以及干扰物质的存在[62]。水提取物中较高的TPC可能归因于非酚类还原化合物的存在，如抗坏血酸，它们可能会干扰Folin–Ciocalteu试剂的测定[63,64]。Folin–Ciocalteu方法测量的是整体还原能力而不仅仅是酚类化合物；因此，除了酚类化合物外，糖类、抗坏血酸、氨基酸和其他还原剂也可能对测量结果产生贡献，从而导致人为地提高数值[65,66]。使用水作为溶剂进行浸提7天后，TPC值有所下降，这可能是由于不稳定的化合物（尤其是抗坏血酸）的分解和氧化。虽然使用乙醇进行浸提得到的提取物最初显示出较低的TPC值（图9b），但随着提取时间的延长和超声波辅助提取（UAE）的应用，TPC值显著增加，表明酚类化合物的回收效率更高。如图10所示，乙醇辅助提取（UAE）对于大多数测试样品来说是最有效的方法。这可以解释为超声波处理增强了细胞破裂和质量传递，尤其是在乙醇作为溶剂的情况下。表2和表3中的结果比较显示，使用乙醇通过UAE得到的桉树叶提取物表现出最高的TPC（4535.00 mg GAE/L），这些值在所有测试的提取方法中保持一致。这与文献数据一致，因为桉树叶富含 Gallic acid 这种主要的酚类成分。使用乙醇进行UAE处理的用过的咖啡渣提取物也显示出高TPC值（1620.31 mg GAE/L），这与已知其含有咖啡酸和阿魏酸的含量相符。同样，当使用乙醇进行UAE时，橙皮提取物也显示出最高的TPC（785.94 mg GAE/L）。值得注意的是，这些提取物的TPC值随时间相对稳定，这可能表明抗坏血酸和阿魏酸之间存在协同效应，可能减缓了氧化引起的降解。奶蓟提取物在所有测试的提取方法中显示出最低的TPC值，使用乙醇进行UAE时最高值为572.19 mg GAE/L。相比之下，辣椒样品在所有方法中显示出不同的提取模式，与其他测试材料不同。这种行为可能归因于辣椒复杂的化学组成，其中包含水溶性还原化合物（如抗坏血酸）和极性较低的化合物（如辣椒素类）。

3.3 提取物中的总酚含量
如图9a所示，使用水作为溶剂进行浸提后30分钟和7天得到的提取物的总酚含量（TPC，mg GAE/g DW）明显高于在相同条件下使用乙醇得到的提取物。提取率受到多种因素的影响，包括溶剂类型、极性以及干扰物质的存在[62]。水提取物中较高的TPC可能归因于非酚类还原化合物的存在，例如抗坏血酸，它们可能会干扰Folin–Ciocalteu试剂的测定[63,64]。Folin–Ciocalteu方法测量的是整体还原能力而不仅仅是酚类化合物；因此，除了酚类化合物外，糖类、抗坏血酸、氨基酸和其他还原剂也可能对测量结果产生贡献，从而导致数值被人为提高[65,66]。使用水作为溶剂进行浸提7天后，TPC值有所下降，这可能是由于不稳定化合物（尤其是抗坏血酸）的分解和氧化。尽管使用乙醇进行浸提得到的提取物最初显示出较低的TPC值（图9b），但随着提取时间的延长和超声波辅助提取（UAE）的应用，TPC值显著增加，表明酚类化合物的回收效率更高。如图10所示，乙醇辅助提取（UAE）对大多数测试样品都是最有效的方法。这可以通过超声波处理增强细胞破裂和质量传递来解释，特别是在乙醇作为溶剂的情况下。表2和表3中的结果比较显示，使用乙醇通过UAE得到的桉树叶提取物表现出最高的TPC（4535.00 mg GAE/L），这一结果通过Folin–Ciocalteu方法确定，并且在所有测试的提取方法中保持一致。这与文献数据一致，因为桉树叶富含Gallic acid作为主要的酚类成分。使用乙醇进行UAE处理的用过的咖啡渣提取物也显示出高TPC值（1620.31 mg GAE/L），这与它们已知的咖啡酸和阿魏酸含量相符。同样，当使用乙醇进行UAE时，橙皮提取物也显示出最高的TPC（785.94 mg GAE/L）。值得注意的是，这些提取物的TPC值随时间相对稳定，这可能表明抗坏血酸和阿魏酸之间存在协同效应，可能减缓了氧化引起的降解。奶蓟提取物在所有测试的提取方法中显示出最低的TPC值，使用乙醇进行UAE时最高值为572.19 mg GAE/L。相比之下，辣椒样品在所有方法中显示出不同的提取模式，与其他测试材料不同。这种行为可能归因于辣椒复杂的化学组成，其中包含水溶性还原化合物（如抗坏血酸）和极性较低的化合物（如辣椒素类）。

4. 结论
本研究评估了溶剂类型（水与70%乙醇）和提取技术（传统浸提与超声波辅助提取）对从化学性质多样的农业工业植物基质（包括用过的咖啡渣、橙皮、奶蓟、玫瑰果、桉树叶和辣椒）中获得的提取物的紫外线光谱特性的影响。结果表明，溶剂极性在提取选择性中起着重要作用。乙醇通常能够更好地提取在UV-B和UV-A区域吸收的化合物，这体现在增加的吸收强度和更明确的光谱特征上。相比之下，水更适合提取在UV-C区域吸收的化合物，如玫瑰果提取物所示。观察到的吸光度变化和不同溶剂之间的谱带强度差异进一步突出了溶剂-溶质相互作用对光谱解释的影响。超声波辅助提取（UAE）在大多数研究基质中提高了提取效率。随着超声时间的延长，吸收强度的增加表明由于空化效应，质量传递和植物细胞破裂得到了改善。然而，虽然超声波提高了提取率，但它并没有显著改变光谱的定性特征，表明UAE主要增强了化合物的释放而不是改变提取物的组成。比较紫外线光谱分析揭示了可能与不同类型的共轭发色团系统相关的特征吸收区域。尽管紫外线光谱学无法在复杂混合物中进行明确鉴定，但获得的光谱特征与文献中报道的具有类似吸收特性的化合物一致，允许快速比较提取性能。总体而言，研究结果表明，紫外线光谱学是一种简单、快速且成本效益高的工具，用于评估提取效率并估计植物废弃物中紫外线吸收化合物的存在。乙醇作为溶剂和超声波辅助提取的结合在所施加条件下特别有效地提高了紫外线吸收化合物的提取率。这些结果支持了农业工业残留物的价值化，并为它们在增值应用中的潜在用途提供了基础。未来的研究应包括定量分析，例如总酚含量的测定和抗氧化能力的评估，以及在功能性基质中的应用研究，以便进一步验证其在可持续材料开发中的适用性。需要强调的是，所呈现的结果具有比较性质，基于筛选方法而非精确的定量分析。