贡水白柚柚皮苷的水热提取工艺研究

陈先勇

(湖北民族学院 化学与环境工程学院，湖北 恩施 445000)

柚皮苷是一种二氢黄酮类化合物，具有抗氧化、抗病毒、抗癌、抑菌以及增加其他药物利用度等重要生物活性[1-3].同时，柚皮苷在食品工业上被广泛用作天然着色剂和风味改良剂.因此天然柚皮苷的研究与开发受到医药和食品等各领域研究者们的普遍关注[4-6].目前，柚皮苷的提取主要采用有机溶剂提取法、 热水提取法、碱性稀醇或碱性水提取法、超滤法、超声及微波提取法等，而较少见用溶剂热法提取柚皮苷的报道[7-10].本文以乙醇-水混合体系为溶剂，对恩施宣恩名优特产贡水白柚中层柚皮中的柚皮苷进行溶剂热法提取，并在单因素实验基础上通过正交实验对提取工艺参数进行优化，以期为其深加工开发利用提供理论和技术支持.

1 材料与试剂

1.1 实验试剂

实验选用新鲜无病虫害恩施贡水白柚，取其中柚皮于50℃下烘干至恒重后粉碎，经60、80、100、120、150目筛网过筛后备用.柚皮苷标准品由中国药品生物制品检定所提供，其他试剂如氢氧化钠等均为分析纯.

1.2 实验仪器

HHS-2S型电热恒温水浴锅(上海跃华医疗器械厂)；101-1S型数显式恒温干燥箱(上海跃进医疗器械厂)；BS110S型电子天平(上海天平仪器厂)；UV-2550型紫外分光光度计(日本，岛津)；50 mL聚四氟乙烯内胆高压反应釜(江苏滨江正红塑料厂)；RE52CS型旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂).

图1 柚皮苷的紫外吸收曲线Fig.1 Ultraviolet absorption curve of naringin

1.3 实验方法

以柚皮苷标准品绘制紫外吸收曲线和标准曲线[11].标准曲线回归方程:

Y=27.03X+0.077 1.

相关系数R=0.998 1，线性范围为0～0.056 2 mg/mL，其紫外吸收曲线如图1所示.精确称取备用中柚皮干粉0.4 g，在给定条件下用乙醇-水体系溶剂热法进行提取，滤液旋转蒸发浓缩后以去离子水定容至50 mL.取滤液2 mL，依次加入90%一缩二乙二醇5 mL和4 mol/L NaOH溶液0.1 mL后定容至50 mL，测定样品溶液的紫外吸收光谱，计算提取率.

2 结果与讨论

2.1 柚皮苷提取的单因素实验

根据柚皮苷特性，分别研究不同乙醇体积分数、提取温度、目数、提取时间以及填充度等因素对柚皮苷提取率的影响.

研究结果表明：乙醇的体积分数对柚皮苷的提取效率影响显著，提取率于乙醇体积分数70%时达到最大值.这可能是因为当混合溶剂中乙醇的浓度较低时，原料中柚皮苷的溶解不够充分，以致于浸提液中柚皮苷的浓度较低，而当混合溶剂中乙醇的浓度较高时，由于混合溶剂的渗透压明显增大，从而使得柚皮苷的提取率下降.

提取温度对柚皮苷的提取效率亦存在较为明显的影响.随着温度的升高，柚皮苷在乙醇-水混合溶剂中的溶解度逐渐增加，提取液中柚皮苷浓度逐渐增大，提取率增加.当温度升至60℃时，提取液中柚皮苷的浓度达到极大值，继续升高温度，提取液中柚皮苷的浓度略有下降，这可能是由于高温下柚皮苷出现一定程度的分解损失所致.提取时间的增加有利于柚皮苷在该乙醇—水混合溶剂体系中溶解程度的加大，有利于提取液中柚皮苷浓度的增加，但是当提取时间超过3 h，由于柚皮苷在该溶剂体系中溶解已近饱和，柚皮苷提取液浓度上升趋于平缓，柚皮苷提取率随时间变化无明显改变.

填充度和柚皮粉粒度对柚皮苷提取效率的影响相对较弱：当填充度在60%～90%变化时，柚皮苷提取率先随着填充度的增大而增大，继而随着填充度的增大而减小，于80%填充度时达到极值；当柚皮粉粒度在60～150目变化时，柚皮苷提取液浓度随着其粒度的增大而增加，提取率增大，当柚皮粉粒度增至120目以上时，柚皮苷溶解程度随粒度变化已不明显，提取率变化不大.

2.2 柚皮苷提取的正交实验设计

在单因素试验的基础上，选用乙醇体积分数、提取温度、目数、提取时间以及填充度作为考察因素，以柚皮苷提取率作为评价指标，进行L16(45) 正交实验，优化柚皮苷提取工艺条件.因素水平安排及正交实验结果如表1、2所示.

对表2中试验结果进行数据处理，并进行方差分析，结果见表3.

表1 正交实验因素水平

表2 正交实验L16(45)方案及结果

表3 方差分析表

通过极差分析(表 2)和方差分析(表3)可知，A的极差最大, 其次分别是B、D、E、C，由主到次排出因素的顺序ABEDC，即在正交试验条件下，乙醇体积分数和提取温度对柚皮苷提取率的影响最为显著，柚皮粉粒度及填充度的影响相对较小.通过比较各因素的极差值 (R)，得到最佳提取条件A2B3C3D3E4，即：乙醇体积分数70%，提取温度60℃，柚皮粉目数120目，提取时间4 h，填充度80%.由于上述组合并未在正交实验表中出现，故对最优化工艺条件实验进行了验证，在此最适工艺条件提取柚皮苷，提取率为8.86%，与正交实验结果一致.

3 结论

以乙醇-水混合溶液为提取剂，利用溶剂热法对恩施贡水地区白柚中柚皮中的柚皮苷进行提取系统研究，采用L16(45)正交实验方法确定柚皮苷的最佳提取工艺条件为：乙醇体积分数70%，提取温度60℃，柚皮粉粒度120目，提取时间4h，填充度80%.在最优工艺条件下柚皮苷的提取率为8.86%.该工艺方法简单，成本低，适用于工业化生产.

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