D-檸檬烯是什么？有什么用途？

D-檸檬烯是什么？有什么用途？

檸檬烯又稱苧烯，化學(xué)名稱為1-甲基-4-(1-甲基乙烯基)環(huán)己烯，分子量136.23，分子式C10H16，水溶性低，易溶于有機(jī)溶劑。檸檬烯屬于單萜類化合物具有3種同分異構(gòu)體，分別為D-檸檬烯、L-檸檬烯和DL-檸檬烯，是植物精油中一種常見成分，主要存在于柑、甜橙、檸檬、橘、葡萄柚、金柑等柑橘類水果中，也存在于其他植物（如薄荷、樟腦、柵油、松針、留蘭香）中。檸檬烯為無色油狀液體，氣味芳香，類似檸檬的香味。

D-檸檬烯的提取工藝

D-檸檬烯的化學(xué)性質(zhì)活潑，因此原料的不同、工藝的不同對于D-檸檬烯有效成分的含量以及提取效率影響很大。

陳靜靜等人在柑橘皮中利用水蒸氣蒸餾法提取D-檸檬烯的試驗中顯示最好的提取方法為水中蒸餾法，添加劑為氯化銨，最佳的提取工藝條件為柑橘皮粒度為10目，料液比為1:4.5，蒸餾時間為90min，在此條件下的產(chǎn)率為2.94%。

張云蘭等人在超臨界CO2萃取工藝提取D-檸檬烯最佳工藝條件為：CO2超臨界萃取150 min,萃取壓力25 MPa,萃取溫度46℃，CO2流量25 L/h,萃取率可達(dá)到1.873%。

鄭旭煦等人發(fā)現(xiàn)冷磨萃取法適宜的工藝條件為:攪拌時間20min,石油醚溶劑與冷磨液體積比2∶5（冷磨液中橙皮與水的質(zhì)量比為1∶5）,萃取次數(shù)1次;精制后的檸檬烯得率為1.92%。

從柑橘皮中提取D-檸檬烯的方法有很多，壓榨法是傳統(tǒng)提取方法，適用于新鮮橘皮，所得的D-檸檬烯香氣最接近鮮橘果香，冷磨萃取品質(zhì)最佳，然而溶劑要選擇性能好，粘度低。蒸餾法成本低但是檸檬烯品質(zhì)最差。超臨界CO2萃取檸檬烯的產(chǎn)率最高可達(dá)到1-5%，然而批量生產(chǎn)成本較高。

通過計算可初步了解到100kg的橙皮可以提取1.5kg的橙皮精油，提取的D-檸檬烯更少，僅為0.75kg。因此可以說油中精華是精油，精油中的精華為D-檸檬烯。

D-檸檬烯的抗癌活性和安全性

1971年Hamburger等給小鼠注射D-檸檬烯時發(fā)現(xiàn)可以明顯降低苯并芘和致癌劑誘發(fā)的腫瘤發(fā)生率，從此人們對D-檸檬烯的抗癌活性進(jìn)行了廣泛研究。直到2009年四川峨嵋山藥業(yè)將D-檸檬烯登記為醫(yī)藥用于防治膽囊炎、膽結(jié)石，膽道術(shù)后綜合征。1994年D-檸檬烯被美國食用香料與提取物制造商協(xié)會認(rèn)定其屬性GRAS（一般公認(rèn)安全）級，并經(jīng)FDA批準(zhǔn)食用因此在使用香精中被得到廣泛應(yīng)用。

D-檸檬烯在農(nóng)業(yè)中的用途

隨著社會大眾環(huán)保意識、食品安全意識、健康意識的提高，農(nóng)藥的發(fā)展也朝著高效、低毒、高選擇性的方向轉(zhuǎn)變。來源于植物精油中的檸檬烯隸屬于食品級化學(xué)品，對于人畜低毒，安全性高，同時具有殺蟲、殺菌、除草、保鮮、制干劑等多方面生物活性，近年來在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域研究報道也日趨增多。

鑒于檸檬烯廣譜的生物活性，早在2010年，右旋檸檬烯（D-limonene）就作為殺蟲劑和除草劑，進(jìn)入美國EPA登記審批程序。隨后，國內(nèi)外有多份與檸檬烯有關(guān)的專利申請。內(nèi)容涉及含有檸檬烯的除草劑組成、制劑加工和方法，殺蟲、殺螨應(yīng)用等，有些已獲得授權(quán)，側(cè)面反映了檸檬烯的農(nóng)藥活性。

一、D-檸檬烯殺蟲機(jī)理及應(yīng)用

針對農(nóng)業(yè)上鱗翅目、半翅目、鞘翅目、膜翅目等害蟲，D-檸檬烯均有良好的殺蟲功效，且具有速效、低毒、低殘留等優(yōu)點，是良好的植物源殺蟲劑。

D-檸檬烯殺蟲機(jī)理：透過昆蟲蠟質(zhì)層，導(dǎo)致蠟質(zhì)層顆粒排列發(fā)生變化。蠟質(zhì)層顆粒從多邊形—圓球形—熔融態(tài)，顆粒間縫隙逐漸擴(kuò)大；從而昆蟲體內(nèi)水分流出，導(dǎo)致昆蟲失水死亡。

張桂娟等人發(fā)現(xiàn)，2.08 m L/kg 5%D-檸檬烯SL在防治番茄白粉虱后1、3、7 d防治效果均最好，蟲口減退率分別為91.00%，93.00%和60.25%，比新煙堿類的0.17 m L/kg 25%噻蟲嗪WP效果更好。

2019年畢曉陽等人在D-檸檬烯對柑橘全爪螨作用方式中表示結(jié)果表明，D-檸檬烯對柑橘全爪螨成螨和若螨的毒殺作用較低；對卵具有一定毒殺活性，48 h 的LC50值為231.73mg/L；對成螨產(chǎn)卵具有較好的抑制作用，72 h的LC50值為54.19 mg/L。Saxene等發(fā)現(xiàn)，檸檬烯對印度土壤的根瘤線蟲有很好的殺傷效果。天牛因鉆蛀為害而不易防治，而D-檸檬烯對天牛的寄生天敵花絨寄甲具有引誘作用，可以用于林業(yè)中防治天牛，但對鞘翅目害蟲Hylastinus oscurus卻具有驅(qū)避作用。

張仁芳等以橘皮主要成分D-檸檬烯為研究對象，發(fā)現(xiàn)檸檬烯和檸檬烯-10-醛為主要成分的大葉青蘭花精油對桃蚜表現(xiàn)出很高的毒力，處理后24、48、72 h的LC50分別為4.40、1.44、0.27μL/L。

趙莉藺等總結(jié)發(fā)現(xiàn)，植物精油的殺螨活性多樣，對二斑葉螨有致死作用，對朱砂葉螨有殺死和忌避作用，并且使成蟲產(chǎn)卵量減少。

二、D-檸檬烯殺菌機(jī)理及應(yīng)用

研究表明，D-檸檬烯針對植物容易感染的真菌、細(xì)菌病害均有一定的抑制作用，是安全、環(huán)保的良好抑菌物質(zhì)。

D-檸檬烯殺菌機(jī)理：直接接觸進(jìn)入真菌體內(nèi)，在真菌細(xì)胞膜中積累，從而導(dǎo)致膜完整性和質(zhì)子動力的耗散，在真菌細(xì)胞外膜和細(xì)胞膜中產(chǎn)生細(xì)胞致死損傷，因為膜破壞真菌失活機(jī)制之一。

Rodríguez等研究發(fā)現(xiàn)，檸檬烯的存在與柑橘類水果的抗病性存在關(guān)聯(lián)。用含有D-檸檬烯的單層脂質(zhì)體包裹藍(lán)莓，可防止灰葡萄孢菌和青霉病菌、大腸桿菌、李斯特菌等引起的水果腐爛、變壞。Lee等研究了不同單萜和倍半萜對水稻白葉枯病的抑制作用，先用化合物處理水稻幼苗再接種病原，結(jié)果發(fā)現(xiàn)感病的水稻植株通過上調(diào)檸檬烯合成基因，產(chǎn)生出(S)-limonene，抑制白葉枯病的發(fā)生。檸檬油、橙油、柚油等柑橘精油以及主要成分檸檬烯對常見的致病菌都有抑制作用。Eldahshan等報道了埃及臍橙嫩梢和葉片的揮發(fā)性成分，且橙葉精油對細(xì)菌和真菌有較好的抑制作用。水蒸氣蒸餾提取的柑橘精油對大腸桿菌、白葡萄球菌、青霉均有抑制效果。Okunowo等研究了溶劑類型對葡萄柚果皮精油抑菌效果的影響，發(fā)現(xiàn)精油在甲醇溶液中的抑制作用最強(qiáng)，其次是乙醇，在吐溫80溶液中的抑制作用最小。

三、D-檸檬烯除草應(yīng)用

近年來，精油的除草應(yīng)用研究方興未艾，目前已發(fā)現(xiàn)大量萜類精油可有效抑制或延緩種子萌發(fā)和雜草幼苗生長。Fagodia等對枳殼油及其主要成分檸檬醛和檸檬烯的植物毒性和細(xì)胞毒性進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示: 于野燕麥、稗草、小子虉草等具有較強(qiáng)的毒性，可在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用于控制雜草生長。

四、D-檸檬烯作為棉花脫葉催熟劑

張煜等人研究發(fā)現(xiàn)使用5%D－檸檬烯可溶液劑后，能夠顯著提高棉花冠層上部和中部脫葉劑的霧滴覆蓋率。其次，5%D－檸檬烯可溶液劑的添加劑量和霧滴密度呈正相關(guān)關(guān)系，表明該助劑能夠顯著提升脫葉劑霧滴密度，提高脫葉劑在棉花葉片的均勻展著和對棉花冠層的穿透性，進(jìn)而提高脫葉效果。

五、D-檸檬烯作為保鮮劑與制干劑

2018年毛麗強(qiáng)在一種強(qiáng)干燥性枸杞制干劑及其制備方法中提出，D-檸檬烯對枸杞的制干過程有影響，加速枸杞子在制干工程中水分的散失速度，提高生產(chǎn)效率，并且制得的枸杞不粘連，色澤光亮無污染，保質(zhì)期延長。

龍婭等人發(fā)現(xiàn)，植物精油中有效成分D-檸檬烯因其具有較強(qiáng)的抑菌活性和低毒、綠色、安全等特點引起了人們廣泛的關(guān)注，利用精油對果蔬進(jìn)行處理，能抑制果蔬表面霉菌的活性，減弱霉菌活動導(dǎo)致的果實腐爛變質(zhì); 同時還可有效降低果實中酶的活力及其生理活動強(qiáng)度，起到綠色保鮮的效果。因此在采前利用噴灑法、浸漬法、熏蒸法以及可食性涂膜等方法進(jìn)行D-檸檬烯處理，均可達(dá)到保鮮抑菌效果。

鑒于D-檸檬烯一系列的優(yōu)勢特性，其在未來生活、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等方面將具有重要意義，發(fā)展前景無限。