D-柠檬烯是什么？有什么用途？

柠檬烯又称苎烯，化学名称为1-甲基-4-(1-甲基乙烯基)环己烯，分子量136.23，分子式C10H16，水溶性低，易溶于有机溶剂。柠檬烯属于单萜类化合物具有3种同分异构体，分别为D-柠檬烯、L-柠檬烯和DL-柠檬烯，是植物精油中一种常见成分，主要存在于柑、甜橙、柠檬、橘、葡萄柚、金柑等柑橘类水果中，也存在于其他植物（如薄荷、樟脑、栅油、松针、留兰香）中。柠檬烯为无色油状液体，气味芳香，类似柠檬的香味。

D-柠檬烯的提取工艺

D-柠檬烯的化学性质活泼，因此原料的不同、工艺的不同对于D-柠檬烯有效成分的含量以及提取效率影响很大。

陈静静等人在柑橘皮中利用水蒸气蒸馏法提取D-柠檬烯的试验中显示最好的提取方法为水中蒸馏法，添加剂为氯化铵，最佳的提取工艺条件为柑橘皮粒度为10目，料液比为1:4.5，蒸馏时间为90min，在此条件下的产率为2.94%。

张云兰等人在超临界CO2萃取工艺提取D-柠檬烯最佳工艺条件为：CO2超临界萃取150 min,萃取压力25 MPa,萃取温度46℃，CO2流量25 L/h,萃取率可达到1.873%。

郑旭煦等人发现冷磨萃取法适宜的工艺条件为:搅拌时间20min,石油醚溶剂与冷磨液体积比2∶5（冷磨液中橙皮与水的质量比为1∶5）,萃取次数1次;精制后的柠檬烯得率为1.92%。

从柑橘皮中提取D-柠檬烯的方法有很多，压榨法是传统提取方法，适用于新鲜橘皮，所得的D-柠檬烯香气最接近鲜橘果香，冷磨萃取品质最佳，然而溶剂要选择性能好，粘度低。蒸馏法成本低但是柠檬烯品质最差。超临界CO2萃取柠檬烯的产率最高可达到1-5%，然而批量生产成本较高。

通过计算可初步了解到100kg的橙皮可以提取1.5kg的橙皮精油，提取的D-柠檬烯更少，仅为0.75kg。因此可以说油中精华是精油，精油中的精华为D-柠檬烯。

D-柠檬烯的抗癌活性和安全性

1971年Hamburger等给小鼠注射D-柠檬烯时发现可以明显降低苯并芘和致癌剂诱发的肿瘤发生率，从此人们对D-柠檬烯的抗癌活性进行了广泛研究。直到2009年四川峨嵋山药业将D-柠檬烯登记为医药用于防治胆囊炎、胆结石，胆道术后综合征。1994年D-柠檬烯被美国食用香料与提取物制造商协会认定其属性GRAS（一般公认安全）级，并经FDA批准食用因此在使用香精中被得到广泛应用。

D-柠檬烯在农业中的用途

随着社会大众环保意识、食品安全意识、健康意识的提高，农药的发展也朝着高效、低毒、高选择性的方向转变。来源于植物精油中的柠檬烯隶属于食品级化学品，对于人畜低毒，安全性高，同时具有杀虫、杀菌、除草、保鲜、制干剂等多方面生物活性，近年来在农业领域研究报道也日趋增多。

鉴于柠檬烯广谱的生物活性，早在2010年，右旋柠檬烯（D-limonene）就作为杀虫剂和除草剂，进入美国EPA登记审批程序。随后，国内外有多份与柠檬烯有关的专利申请。内容涉及含有柠檬烯的除草剂组成、制剂加工和方法，杀虫、杀螨应用等，有些已获得授权，侧面反映了柠檬烯的农药活性。

一、D-柠檬烯杀虫机理及应用

针对农业上鳞翅目、半翅目、鞘翅目、膜翅目等害虫，D-柠檬烯均有良好的杀虫功效，且具有速效、低毒、低残留等优点，是良好的植物源杀虫剂。

D-柠檬烯杀虫机理：透过昆虫蜡质层，导致蜡质层颗粒排列发生变化。蜡质层颗粒从多边形—圆球形—熔融态，颗粒间缝隙逐渐扩大；从而昆虫体内水分流出，导致昆虫失水死亡。

张桂娟等人发现，2.08 m L/kg 5%D-柠檬烯SL在防治番茄白粉虱后1、3、7 d防治效果均最好，虫口减退率分别为91.00%，93.00%和60.25%，比新烟碱类的0.17 m L/kg 25%噻虫嗪WP效果更好。

2019年毕晓阳等人在D-柠檬烯对柑橘全爪螨作用方式中表示结果表明，D-柠檬烯对柑橘全爪螨成螨和若螨的毒杀作用较低；对卵具有一定毒杀活性，48 h 的LC50值为231.73mg/L；对成螨产卵具有较好的抑制作用，72 h的LC50值为54.19 mg/L。Saxene等发现，柠檬烯对印度土壤的根瘤线虫有很好的杀伤效果。天牛因钻蛀为害而不易防治，而D-柠檬烯对天牛的寄生天敌花绒寄甲具有引诱作用，可以用于林业中防治天牛，但对鞘翅目害虫Hylastinus oscurus却具有驱避作用。

张仁芳等以橘皮主要成分D-柠檬烯为研究对象，发现柠檬烯和柠檬烯-10-醛为主要成分的大叶青兰花精油对桃蚜表现出很高的毒力，处理后24、48、72 h的LC50分别为4.40、1.44、0.27μL/L。

赵莉蔺等总结发现，植物精油的杀螨活性多样，对二斑叶螨有致死作用，对朱砂叶螨有杀死和忌避作用，并且使成虫产卵量减少。

二、D-柠檬烯杀菌机理及应用

研究表明，D-柠檬烯针对植物容易感染的真菌、细菌病害均有一定的抑制作用，是安全、环保的良好抑菌物质。

D-柠檬烯杀菌机理：直接接触进入真菌体内，在真菌细胞膜中积累，从而导致膜完整性和质子动力的耗散，在真菌细胞外膜和细胞膜中产生细胞致死损伤，因为膜破坏真菌失活机制之一。

Rodríguez等研究发现，柠檬烯的存在与柑橘类水果的抗病性存在关联。用含有D-柠檬烯的单层脂质体包裹蓝莓，可防止灰葡萄孢菌和青霉病菌、大肠杆菌、李斯特菌等引起的水果腐烂、变坏。Lee等研究了不同单萜和倍半萜对水稻白叶枯病的抑制作用，先用化合物处理水稻幼苗再接种病原，结果发现感病的水稻植株通过上调柠檬烯合成基因，产生出(S)-limonene，抑制白叶枯病的发生。柠檬油、橙油、柚油等柑橘精油以及主要成分柠檬烯对常见的致病菌都有抑制作用。Eldahshan等报道了埃及脐橙嫩梢和叶片的挥发性成分，且橙叶精油对细菌和真菌有较好的抑制作用。水蒸气蒸馏提取的柑橘精油对大肠杆菌、白葡萄球菌、青霉均有抑制效果。Okunowo等研究了溶剂类型对葡萄柚果皮精油抑菌效果的影响，发现精油在甲醇溶液中的抑制作用最强，其次是乙醇，在吐温80溶液中的抑制作用最小。

三、D-柠檬烯除草应用

近年来，精油的除草应用研究方兴未艾，目前已发现大量萜类精油可有效抑制或延缓种子萌发和杂草幼苗生长。Fagodia等对枳壳油及其主要成分柠檬醛和柠檬烯的植物毒性和细胞毒性进行了研究，结果显示: 于野燕麦、稗草、小子虉草等具有较强的毒性，可在农业生产中用于控制杂草生长。

四、D-柠檬烯作为棉花脱叶催熟剂

张煜等人研究发现使用5%D－柠檬烯可溶液剂后，能够显著提高棉花冠层上部和中部脱叶剂的雾滴覆盖率。其次，5%D－柠檬烯可溶液剂的添加剂量和雾滴密度呈正相关关系，表明该助剂能够显著提升脱叶剂雾滴密度，提高脱叶剂在棉花叶片的均匀展着和对棉花冠层的穿透性，进而提高脱叶效果。

五、D-柠檬烯作为保鲜剂与制干剂

2018年毛丽强在一种强干燥性枸杞制干剂及其制备方法中提出，D-柠檬烯对枸杞的制干过程有影响，加速枸杞子在制干工程中水分的散失速度，提高生产效率，并且制得的枸杞不粘连，色泽光亮无污染，保质期延长。

龙娅等人发现，植物精油中有效成分D-柠檬烯因其具有较强的抑菌活性和低毒、绿色、安全等特点引起了人们广泛的关注，利用精油对果蔬进行处理，能抑制果蔬表面霉菌的活性，减弱霉菌活动导致的果实腐烂变质; 同时还可有效降低果实中酶的活力及其生理活动强度，起到绿色保鲜的效果。因此在采前利用喷洒法、浸渍法、熏蒸法以及可食性涂膜等方法进行D-柠檬烯处理，均可达到保鲜抑菌效果。

鉴于D-柠檬烯一系列的优势特性，其在未来生活、医药、农业等方面将具有重要意义，发展前景无限。