《Current Issues in Molecular Biology》：Fingered Citron Volatile Oil: Extraction Methods, Chemical Composition, Biological Activity, and Product Development
佛手挥发油是一种具有清新微花香的挥发油，从新鲜佛手（Citrus medica L. var. sarcodactylis Swingle）中提取获得，属于天然香精精油（Essential Oil）之一。目前，国内外研究人员对佛手挥发油的研究主要集中于优化提取工艺、成分分析、药理作用等方面。随着佛手挥发油及相关产品的不断发展与应用，其研究范围日益广泛。本综述性论文系统总结并比较了八种不同的佛手挥发油提取技术，明确了各方法的优缺点。水蒸气蒸馏法（Steam Distillation, SD）是实验室环境中提取挥发油最常用的方法之一，而机械压榨法则在工业上得到广泛应用，是佛手挥发油生产的主导及首选工艺。本研究还综述了佛手挥发油的潜在生物活性，包括抗抑郁（Antidepressant）、抗焦虑（Anti-anxiety）及改善睡眠等效应，以及相关产品的开发与应用。佛手挥发油已被应用于香烟和杀虫剂等产品中。研究佛手挥发油的化学成分不仅有助于探究其药用机制，还能促进天然香料的发展，为未来佛手挥发油的深入开发利用提供有益参考。
**3. 提取与分离方法**
目前，佛手挥发油的主要提取分离方法包括压榨法、水蒸气蒸馏法（SD）、分子蒸馏法（MD）、溶剂萃取法（SE）、超临界流体萃取法（SFE）、超声辅助萃取法及同步蒸馏萃取法（SDE）等。佛手挥发油的化学成分均为热敏性物质，除含有大量易变化的萜烯类（Terpenes）化合物外，其主要芳香成分醛类在受热时也易被氧化变质。因此，精油提取技术必须符合佛手挥发油的物理特性。佛手挥发油提取方法的研究侧重于开发低成本、高效率、高出油率的方法。传统工艺造成的成分破坏和产率低下直接影响产品质量和经济效益，因此开发研究新方法、不断改进现有方法是拓展精油市场的重要途径。如何平衡佛手挥发油的成分保留与提取效率成为近年来的研究热点。
**3.1. 冷压法**
压榨法是利用机械外力从油料中挤压出油分的提取方法，由于加工过程中不施加热量，故称为冷压法。冷压法制得的精油为淡黄色液体，出油率为1.0%~1.6%，但其香气更佳，更接近天然鲜柑橘香。压榨残渣仍可通过水蒸气蒸馏提取部分柑橘油。冷压法适用于柑橘精油的大规模连续化工业生产。常见压榨方法包括海绵法、擦皮压榨法和机械压榨法，其中机械压榨法是目前生产中广泛应用的压榨方式，是提取佛手挥发油的主要手段和首选工艺。冷压一般在低于60°C的环境下进行，能最大程度保留营养成分。该法制得的植物精油品质高，保持纯天然特性，同时避免了高温榨油过程中有害物质的产生，最大限度保留了油中的生理活性物质，符合"绿色"标准。但我国冷压技术尚不成熟，在生产设备研发、提取工艺优化等方面仍需突破。
**3.2. 水蒸气蒸馏法**
目前，水蒸气蒸馏法是实验室提取挥发油最常用的方法。其原理是将含挥发性成分的药材与水共蒸馏，使挥发性成分随水蒸气一并馏出，再经冷凝分离挥发性成分。该方法适用于提取具有一定挥发性且水中溶解度低的化学成分。提取佛手挥发油的最优工艺为：不加NaCl，固液比1:14，蒸馏时间7 h。该方法具有工艺简单、成本低、产率稳定、无有机残留、挥发油品质好无杂质等优点。但也存在缺点：蒸馏过程中长时间高温可能导致挥发油中部分物质被破坏，易水解生成无用杂质。此外，水作为环保溶剂，不污染环境及精油产品，制得的佛手挥发油风味纯正，可直接应用于食品等领域。目前，降低能耗、提高提取效率是该法应用中需要解决的问题。部分研究采用水蒸气蒸馏法提取佛手挥发油，出油率为9.7%，经GC-MS（气相色谱-质谱联用）分析成分，发现提取的精油含有约15种成分，其中柠檬烯（Limonene）、芳樟醇（Linalool）和乙酸芳樟酯（Linalyl Acetate）含量最高。
**3.3. 分子蒸馏法**
分子蒸馏是近几十年发展起来的一种新型液-液分离技术，广泛应用于食品、医药、日化等领域，尤其适用于天然产物的提取分离。与传统蒸馏依靠沸点差异进行分离的原理不同，分子蒸馏是在高真空条件下加热物料，根据分子从液面逸出后平均自由程的差异实现物质分离。一般而言，较轻的分子平均自由程较长，易到达冷凝面；较重的分子平均自由程较短，在到达冷凝面前相互碰撞返回溶液，从而实现轻重分子的分离。分子蒸馏具有蒸馏压力低、物料加热时间短、操作温度低、分离效率高、产品质量好、蒸馏前后成分变化小、分离产物中可回避有机溶剂等优点，广泛用于高沸点、热敏性混合物料的分离纯化。Hu Anfu采用分子蒸馏技术对佛手挥发油进行分离纯化研究，以α-蒎烯（佛手挥发油特征香气物质）和柠檬烯（主要成分）为目标产物，分析了蒸馏温度、真空度、刮板转速、进料速率对分离效果的影响，通过正交实验获得最优工艺条件：蒸馏温度35°C、真空度200 Pa、刮板转速250 r/min、进料速率0.3 L/h，该条件下目标组分含量由44.2%提高至75.3%。
**3.4. 溶剂萃取法**
溶剂萃取法又称溶剂浸提法，主要利用挥发性成分的低沸点特性，采用有机溶剂对植物材料进行冷浸或热浸，再通过真空旋转蒸发除去溶剂获得粗精油。根据"相似相溶"原则选择适当的有机溶剂。该方法设备简单、精油得率高，但有机溶剂消耗量大，且植物中的树脂、脂肪、蜡质等物质也一并被提取，导致精油含杂较多，需进一步精制。
**3.5. 超临界流体萃取法**
近年来，超临界流体萃取作为一种新型分离技术，广泛应用于天然产物加工中。该方法是以超临界流体作为萃取剂，从基质中分离出萃取物，使用最多的超临界流体为二氧化碳。该方法适用于脂溶性、高沸点、热敏性成分，现已广泛用于挥发性成分的研究。超临界萃取技术提取植物精油具有工艺简单、步骤少、得率高、环境友好、工艺简单等优势，但设备投资大、工艺技术要求高。Mira等采用超临界流体法提取柑橘精油，GC-MS分析显示提取成分主要包括含氧化合物、萜烯、柠檬烯和芳樟醇。超临界萃取可实现精油组分的分馏，减少或消除使精油变质的萜烯化合物，这是传统方法无法比拟的优势。
**3.6. 超声辅助萃取法**
超声萃取是指借助超声波和溶剂进行萃取。通过声波产生的高速、强烈空化效应、机械振动效应和热效应，加速目标成分从原料向溶剂的扩散过程，破坏植物材料细胞，促进溶剂渗透进入物料细胞，缩短提取时间，提高提取率。该方法具有提取效率高、提取时间短、操作简单、适用性广、溶剂消耗低等优点，但也存在初期投资和设备成本高、成分选择性有限、空化效应可能对细胞结构产生非特异性破坏导致杂质与目标成分同时溶出而增加后续分离纯化难度、产生一定噪声污染等缺点。Yan Zankai比较了水蒸气蒸馏与超声辅助水蒸气蒸馏，在相同温度和时间条件下，超声辅助水蒸气蒸馏和蒸汽蒸馏所得试液的吸光度值分别为0.568和0.501，表明超声辅助蒸汽蒸馏具有更高的提取效率。
**3.7. 同步蒸馏萃取法**
同步蒸馏萃取是一种将蒸馏与萃取集成的样品前处理技术，其核心原理是通过蒸汽蒸馏与溶剂萃取的同步操作，实现目标成分从样品到有机溶剂的高效转移，尤其适用于微量挥发性物质的分析。通过蒸馏与萃取的耦合，在挥发性成分分离富集领域具有独特优势，特别适用于需要同时完成分离、浓缩和溶剂转换的场景。尽管存在操作时间长、设备复杂等缺点，但其在风味分析和天然产物研究中无可替代，是实验室常用技术之一。Zhao Xingjie采用冷压、水蒸气蒸馏、有机溶剂回流和同步蒸馏萃取法提取佛手挥发油，比较不同提取方法的得率，顺序为：同步蒸馏萃取法 > 水蒸气蒸馏法 > 有机溶剂萃取法 > 冷压法。
**3.8. 酶辅助萃取法**
酶辅助萃取是利用酶的催化作用提高目标成分提取效率的技术，广泛应用于天然产物提取等领域。为提高佛手挥发油的提取率，使用纤维素酶进行辅助萃取无疑是值得尝试的有效方法。酶辅助萃取通常在温度、pH值等相对温和的条件下进行，避免了传统提取方法中高温、强酸、强碱等条件对目标成分的破坏，有利于保持目标成分的活性和稳定性。酶辅助萃取还具有操作简单、环境友好、无毒无害等优点，使其在精油萃取中的应用更加广泛。
**4. 佛手挥发油的化学成分**
佛手挥发油主要由挥发性成分（93%~96%）和非挥发性成分（4%~7%）组成。挥发性成分主要为单萜（Monoterpenes）、倍半萜（Sesquiterpenes）及其衍生物，非挥发性成分多为香豆素类（Coumarins）和内酯类（Lactones）。目前，佛手挥发油化学成分分析主要采用GC-MS（气相色谱-质谱联用）方法。Marzocchi等采用SPME-GC/MS（固相微萃取-气相色谱/质谱联用）在佛手挥发油挥发性成分中检测到42种化合物，单萜组分包括柠檬烯、α/β-蒎烯（α/β-Pinene）、γ-萜品烯（γ-Terpinene）、罗勒烯（Ocimene）、芳樟醇、乙酸芳樟酯；倍半萜组分包括α-石竹烯（α-Caryophyllene）、β-石竹烯（β-Caryophyllene）和β-红没药烯（β-Bisabolene）。Donoto等采用高效液相色谱-离子阱飞行时间质谱（HPLC-IT-TOF-MS）测定佛手挥发油中的黄酮类化合物，结果显示佛手挥发油含有4种聚甲氧基黄酮（Polymethoxyflavones），即甜橙黄酮（Sinensetin）、4',5,6,7-四甲氧基黄酮、川陈皮素（Nobiletin）和橘皮素（Tangeretin），并进一步测定了冷压佛手挥发油中川陈皮素和橘皮素的含量。
**5. 佛手挥发油药理活性研究**
佛手挥发油是一种具有多种生物活性和潜在应用价值的代谢物混合物。
**5.1. 抗焦虑作用**
焦虑是一种不安情绪，是指机体健康或生存受到威胁时表现出的一系列心理、生理和行为反应，是对心理压力常见反应，包括紧张、不安、恐慌等成分。氧化应激和炎症是诱发焦虑的相关因素。传统治疗焦虑障碍采用苯二氮?类药物，但可引起头晕、嗜睡和疲劳等副作用。相比之下，植物精油毒性副作用小、易吸收、不易产生耐药性，因而受到研究人员越来越多的关注。Rombolà等采用敞箱实验、高架十字迷宫实验和强迫游泳实验研究香柠檬精油（Citrus bergamia）的效应，结果显示其可降低大鼠自主活动性和逃逸尝试次数、增加不动时间，提示具有镇静和抗焦虑样作用。因该研究使用香柠檬精油，此处作为相关柑橘精油的背景证据引用，佛手挥发油的直接验证仍有待进行。
**5.2. 抗抑郁作用**
抑郁是常见的精神障碍，以心境低落、思维迟缓、意志活动减退、自卑感等为特征。体内5-羟色胺（5-HT）失衡与抑郁密切相关。芳香药物可作为改善传统"芳香疗法"的介质，将芳香物质制成吸入剂、精油等，通过呼吸或皮肤进入体内以缓解精神压力、治疗疾病、促进人体健康。佛手果实提取的挥发油现已成为制作精油的重要原料，可舒缓情绪、缓解压力，具有潜在的药用价值。下丘脑-垂体-肾上腺轴（HPA轴）异常是抑郁的重要病因之一。研究表明，基于佛手特点开展的佛手挥发油抗抑郁作用研究发现，佛手挥发油含多种成分，主要为柠檬烯、蒎烯、萜品烯等，其中柠檬烯是发挥抗抑郁作用的主要香气成分。佛手挥发油抗抑郁机制尚待深入研究，其机制可能与降低HPA轴兴奋性有关。
**5.3. 改善失眠**
失眠已成为当今普遍且严重的健康问题。佛手挥发油作为除薰衣草精油外另一种证明对失眠有效的精油，其在促进睡眠方面的独特作用日益受到关注。据报道，佛手挥发油可通过激活副交感神经系统促进睡眠。Nobuyuki等针对COVID-19疫情带来的心理压力及其对个体睡眠质量的不良影响，邀请48名大学生参与前瞻性随机对照试验，旨在探索佛手挥发油能否在短期内缓解COVID-19所致心理压力、提高睡眠质量并减少晨起觉醒次数。志愿者分别在睡前和醒后吸入佛手挥发油或安慰剂喷雾，睡眠量表和压力量表结果显示，与安慰剂组相比，使用佛手挥发油的志愿者在"减少醒后困倦"、"醒后感觉更清爽"和"延长睡眠时间"等多项睡眠质量指标上表现显著更优。因此，佛手挥发油被视为能有效促进身心放松、改善睡眠质量的天然疗法。
**5.4. 抗肿瘤作用**
癌症是全球第二大死因，目前临床治疗包括手术联合放疗和化疗。柑橘提取物具有抗癌活性。佛手柑内酯（Bergamottin）作为佛手挥发油中的非挥发性成分，对肺癌、肠癌、乳腺癌、鼻咽癌等恶性肿瘤具有抑制作用。佛手挥发油抑制癌症的途径包括诱导癌细胞周期阻滞和增殖、诱导癌细胞自噬、调控蛋白信号通路抑制癌细胞、诱导癌细胞凋亡。佛手挥发油对MDA-MB-435人乳腺癌细胞具有抑制作用，低、中浓度挥发油可使MDA-MB-435人乳腺癌细胞阻滞于S期和G1/M期并引起细胞凋亡，而高浓度佛手挥发油可导致细胞坏死。
**5.5. 止咳、平喘、祛痰作用**
挥发油具有良好的止咳、祛痰作用，研究还发现佛手挥发油对哮喘具有一定疗效。萜品油烯（Terpinolene）、β-月桂烯（β-Myrcene）和水芹烯（Phellandrene）具有显著的消炎、祛痰、止咳作用。香叶醇（Geraniol）临床用于治疗慢性气管炎，可增强机体免疫功能。柠檬烯是佛手挥发油的主要成分，研究发现其具有显著的止咳、祛痰作用，表明柠檬烯是佛手止咳祛痰有效成分之一。Shi Changchun等采用水蒸气蒸馏法提取佛手挥发油，以高中低剂量对豚鼠和小鼠灌胃给药，以急支糖浆、氨茶碱和鲜竹沥分别作为止咳、平喘、祛痰的阳性药物对照组，结果表明各剂量挥发油组和急支糖浆组咳嗽潜伏期均长于模型组，各剂量挥发油组组胺吸入致豚鼠哮喘潜伏期均长于模型组，各剂量挥发油组气管酚红排泄量均显著高于模型组。
**5.6. 抗炎作用**
炎症是人体自动防御外来异物或自体产生异物的保护机制，是对生物、化学和物理损伤的复杂保护性反应。佛手挥发油亦表现出良好的抗炎特性。Sun等研究表明，佛手挥发油可降低金黄地鼠血清中促炎因子肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1α（IL-1α）和白细胞介素-6（IL-6）水平，增加皮脂腺细胞中Caspase-3活性，抑制皮脂腺生长速率和甘油三酯积累，从而表现抗炎效应。Kim等发现佛手挥发油中α-蒎烯可通过抑制小鼠腹腔巨噬细胞中促分裂原活化蛋白激酶（MAPKs）和核因子-κB（NF-κB）通路，抑制细菌细胞壁脂多糖（LPS）刺激引起的炎症，从而表现抗炎活性。Lombardo等证明，腹腔注射去除呋喃香豆素的佛手挥发油馏分，可通过减少白细胞介素-1β（IL-1β）、IL-6和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等促炎细胞因子的释放，抑制角叉菜胶诱导的大鼠足跖水肿。
**5.7. 改善皮肤白癜风**
白癜风是一种由黑素细胞功能障碍引起的自身免疫性皮肤病，临床特征为皮肤色素脱失斑。5-甲氧基补骨脂素（5-Methoxypsoralen，又名佛手柑素，Bergapten）是一种天然呋喃香豆素，与长波紫外线（UVA）联合使用，对治疗银屑病、白癜风和特应性湿疹等皮肤病具有疗效。Shaaban等证明佛手挥发油可作为光敏剂用于白癜风的光动力疗法（PDT），其可作为液体脂质成分整合入纳米结构脂质载体（NLCs）的脂质基质中，发挥双重作用：改善光稳定性和光动力特性，提高佛手挥发油用于白癜风光动力疗法的效率和安全性，并增强白癜风患者的色素复色反应，在白癜风局部光动力疗法的临床前和临床研究中显示出前景。
**5.8. 抗氧化作用**
Huang Weichao等对佛手挥发油进行体外抗氧化实验，显示佛手挥发油对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）、2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（ABTS）和羟基自由基具有较高的清除率。Xing等测定佛手挥发油对超氧阴离子自由基（O
2?·）的清除作用，其清除率呈剂量依赖性，当佛手挥发油质量浓度为10 mg/mL时，清除率仅略低于维生素C，表明佛手挥发油具有较强的抗氧化活性。
**5.9. 镇痛作用**
佛手挥发油可改变正常和病理性突触的可塑性，这与伤害性疼痛和神经性疼痛有关。研究表明，佛手挥发油调控不同类型伤害性、炎症性和神经性疼痛的敏感感知。Scuteri等证明吸入佛手挥发油可减少甲醛足底注射诱导的伤害性疼痛小鼠舔咬行为，提示佛手挥发油具有缓解疼痛的作用。另一项研究显示，皮下注射佛手挥发油或芳樟醇至小鼠同侧后足足底可减少甲醛诱导的舔咬反应，且芳樟醇效果优于佛手挥发油，表明两者均具有缓解疼痛的作用。
**5.10. 抗菌作用**
佛手挥发油对多种细菌和真菌表现出良好的抗菌活性。研究表明佛手所含柠檬烯对杆菌性肝炎球菌和金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）具有抑制作用。Li等发现佛手挥发油对大肠杆菌（Escherichia coli）、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）和藤黄微球菌（Micrococcus flavus）等常见食源性细菌表现出中等抗菌活性。通过扫描电子显微镜观察细菌形态变化、时间杀菌分析、细胞通透性和膜完整性实验，发现佛手挥发油显著抑制活菌生长速率，其抗菌机制可能是导致细胞壁溶解和胞内成分泄漏，从而引起细胞死亡。
**6. 佛手挥发油产品开发现状与问题**
**6.1. 佛手挥发油产品开发**
鉴于佛手中不同成分的各种药理作用，佛手相关产品的开发日益成为当前研究热点，以佛手为主要原料的相关产品相继推出。国外将佛手挥发油视为高雅香料，应用于各种食品和化妆品中，对其药用价值等方面进行了深入研究。相比之下，佛手挥发油在我国的应用尚处起步阶段，在食品、医药、化妆品、日用品等各行业中已有初步应用，如用于香薰、空气清新剂、香水、饮料、口香糖、调味品等。
**6.1.1. 高香低焦油香烟产品**
研究发现精油在低焦油烟草生产中具有特殊作用，可用于开发高香低焦油香烟产品。在低焦油卷烟生产中大量烟草香气损失，添加精油等产香物质可弥补生产过程中香味物质的损失，从而实现高香低焦油卷烟产品的开发。
**6.1.2. 佛手挥发油微胶囊**
研究表明，可采用喷雾干燥技术以β-环糊精和阿拉伯胶为壁材、佛手挥发油为原料制备佛手挥发油微胶囊，通过单因素实验和响应面法优化最佳工艺参数，所得产品包埋率为10.65%。这些微胶囊具有缓释、控释、提高靶向性等功能，对拓展佛手挥发油的应用范围和提升应用能力具有重要意义。
**6.1.3. 佛老手挥发油杀虫剂**
近年来，随着相关研究的不断深入，人们逐渐发现化学杀虫剂存在对人体危害大、害虫产生抗药性等弊端，植物源杀虫剂的探索逐渐兴起。佛手挥发油具有一定的杀螨活性，可能与所含D-柠檬烯成分有关。已有文献证实佛手挥发油具有杀螨活性，但单独使用存在用量大、价格高等问题，可探索佛手挥发油与市场报道具有杀虫效果的精油进行复配组合，以降低后续产品开发成本、提高精油产品利用率。
**6.1.4. 果蔬保鲜应用**
佛手挥发油作为天然植物提取物，因其挥发性强、活性强、防腐抗菌等特性，在农产品采后保鲜中具有良好的应用前景。研究证明佛手挥发油能很好地保持采后李果的外观品质、可溶性固形物含量、还原糖含量和保护酶活性，有效抑制贮藏期间呼吸速率和膜脂过氧化，表现出良好的保鲜效果。
**6.1.5. 佛手挥发油软糖**
Tang Niang率先以佛手挥发油为原料开发了具有佛手香气和一定功能特性的佛手挥发油软糖，研究了佛手挥发油软糖的最佳配方。最终软糖硬度适中、口感细腻、色泽明亮、酸甜适中、柔软有弹性，具有佛手挥发油香气。佛手挥发油在食品中的应用对佛手精深加工产业发展及佛手挥发油在功能性食品领域的应用具有重要意义。
**6.2. 佛手挥发油产品开发面临的问题**
佛手挥发油可能存在潜在的光毒性。许多柑橘精油可能含有呋喃香豆素类化合物，这些化合物与紫外线或日光照射后的光毒性反应密切相关。若含光敏成分的精油直接涂抹于敏感皮肤后暴露于强光、紫外线辐射或日光下，可能诱发光敏性接触性皮炎、色素沉着或其他不良皮肤反应。因此，减少或去除呋喃香豆素是提高佛手挥发油产品安全性的重要策略。Chen等测定了四种市售用于芳香疗法的柑橘精油中呋喃香豆素含量，并进行脱呋喃香豆素实验，有助于开发更安全的脱敏精油。此外，Chen等报道佛手柑素无法通过水蒸气蒸馏或水中蒸馏从佛手中提取。这些发现表明，提取方法优化和呋喃香豆素去除是降低光毒风险的重要途径。未来产品开发中，还应考虑安全性评价、浓度控制、适当标识以及局部涂抹后避免紫外线暴露等问题。
