柚皮中黄酮物质的提取工艺研究

聂国伟

摘 要：研究了黄酮物质的最佳提取工艺以及提取过程中影响得率的因素。通过单因素和正交试验对提取工艺参数进行分析，结果显示，黄酮得率的影响因素由大到小依次为：固液比>乙醇浓度>提取温度>提取时间，最佳工艺条件为固液比1∶20，乙醇浓度85%，提取温度75 ℃，提取时间 3.0 h，在此条件下所得柚皮黄酮得率为0.536%。

关键词：柚子果皮；乙醇浸提法；总黄酮

中图分类号：R284.2 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.08.007

Abstract： The optimal extraction process of flavonoids from shaddock peel and the factors affecting yield during extraction were studied. The extraction process parameters were analyzed through single factor and orthogonal test. The results showed that the factors affecting the extraction yield were the ratio of solid to liquid > ethanol concentration > extracting temperature > extracting time， and the optimum parameters were the ratio of solid to liquid 1∶20 ， ethanol concentration 85%， extracting temperature 75 ℃ and extracting time 3.0 h ， by which the yield of flavonoids from shaddock peel was 0.536%.

Key words： shaddock peel ； ethanol extraction method ； total flavonoids

柚子皮约占整个柚子果重的40%左右，其中含有丰富的黄酮类化合物。黄酮类化合物是广泛存在于植物界的—类化合物，它们不仅是—些植物药的有效或无效成分，也是人们日常食用的蔬菜和水果中的成分[1-5]。该类化合物在植物体中常以游离状态或与糖缩合成苷存在，通常在花、叶、果实等组织中多为苷类，而在木质部等坚硬组织中多为游离的苷元。黄酮类化合物往往与植物的生长发育、开花结果，以及抵御异物的侵入有关。此类化合物在人和动物体内有抗过敏、抗肿瘤、抗病毒、抗炎、抑制血小板凝聚、降低毛细血管脆性等药理作用[6-12]。柚皮中的黄酮类化合物主要是柚皮苷、新橙皮苷、柚皮素芸香苷等二氢黄酮类，其中柚皮苷占80%以上。柚皮中柚皮苷的含量大约为1%～6%。

对柚皮中的主要有效成分黄酮进行提取，可使柚皮这一废弃物变废为宝，为柚皮的深加工提供参考依据，具有重要的理论意义和实际应用价值。

1 材料和方法

1.1 试验材料

柚子：市售葡萄柚。

试剂：芦丁标准品、无水乙醇、硝酸铝、亚硝酸钠、氢氧化钠等试剂，均为分析纯。

仪器：FZ102型微型植物粉碎机、R201D-11型旋转蒸发器、WFJ 2100型可见分光光度计、BS 224 S型电子分析天平、电热恒温水浴锅、101-3-BS-Ⅱ型电热恒温鼓风干燥箱、LD-3型电动离心机。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程 柚皮 → 清洗、切条 → 干燥 → 粉碎 → 浸提 → 过滤 → 减压浓缩 → 离心，备用[13]。

1.2.2 柚皮总黄酮的测定 （1） 芦丁标准曲线的确定。 参考中华人民共和国农业行业标准NY/T 1295—2007进行试验。（2）柚皮总黄酮的提取和测定。挑选个体大小均匀、无霉变、无腐烂成熟的柚子，将柚子清洗干净，剥取其果皮。将柚子果皮切成约1 cm的块状，置于烘箱中60 ℃烘干。烘干后，用植物粉碎机将柚皮块粉碎成粉末，备用。 用电子天平准确称取2 g柚皮粉末置于250 mL的烧瓶中，加入一定浓度的乙醇溶液，混合均匀后，在一定温度、时间条件下进行冷凝回流浸提。将浸提液过滤2～3次，收集滤液进行减压浓缩，再用30%的乙醇定容至25 mL，充分摇匀后备用。准确吸取5 mL样品液，在510 nm处测定样品液的吸光值，并根据线性回归方程计算总黄酮得率。（3） 柚皮黄酮得率的计算。柚皮中黄酮得率=提取液中柚皮黄酮的量（g）/称取的样品量（g）×100%。

2 结果与分析

2.1 芦丁标准曲线的确定

从图1可知，芦丁浓度与吸光值的线性关系良好，相关系数达到了0.991，线性回归方程为：y = 5.442 9x-0.005 4。

2.2 固液比、提取温度、提取时间、乙醇浓度对黄酮得率的影响

2.2.1 固液比对黄酮得率的影响 在提取温度65 ℃、提取时间2 h、乙醇浓度70%不变的条件下，研究不同固液比（1∶10，1∶15，1∶20，1∶25）对黄酮得率的影响，结果如图2所示。由图2可知，固液比为1∶20时，黄酮得率最高。

2.2.2 提取温度对黄酮得率的影响 在固液比为1∶20、提取时间为2 h、乙醇浓度为70%不变的条件下，研究不同提取温度（60，65，70，75 ℃）对柚皮黄酮得率的影响，结果如图3所示。由图3可以得出，总黄酮的得率随着提取温度的升高而增大。当提取温度大于75 ℃时，乙醇挥发比较严重，同时也会破坏某些黄酮化合物的结构，因此选择提取温度为75 ℃。

2.2.3 提取时间对黄酮得率的影响 在固液比为1∶20、提取温度为65 ℃、乙醇浓度为70%不变的条件下，研究不同提取时间（1.5，2，2.5，3 h）对柚皮黄酮得率的影响，结果如图4所示。由图4可知，黄酮得率在提取时间为2.5 h时达到最高，整个过程中溶剂破坏细胞壁导致黄酮析出，最后达到一个平衡。因此，提取需要一定时间，但不能过长，因为时间过长会使部分黄酮类化合物氧化分解，因此选择提取时间为2.5 h。

2.2.4 乙醇浓度对黄酮得率的影响 在固液比为1∶20、提取温度为65 ℃、提取时间为2 h不变的条件下，研究不同乙醇浓度（60%，70%，80%，90%）对柚皮黄酮得率的影响，结果如图5所示。由图5可以得出，黄酮得率在乙醇浓度为80%左右达到了峰值。

2.3 正交试验

在单因素试验结果的基础上，为优化出从柚子果皮中提取黄酮的最佳工艺条件，进行了4因素3水平L9（34）的正交试验 。各因素水平如表1、2。

由极差分析结果表明，固液比对柚皮黄酮得率的影响最大，其次为乙醇浓度和提取温度，最后为提取时间。综合评分结果表明，黄酮得率最高的工艺是A3B3C3D2，即乙醇浓度为85%、固液比1∶20、提取时间为3.0 h、提取温度为75 ℃，在此条件下重复进行3次验证试验，黄酮得率为0.536%。

3 结 论

正交试验结果显示，对柚皮总黄酮得率的影响因素依次为固液比>乙醇浓度>提取温度>提取时间。最佳提取工艺为：当乙醇浓度为85%，固液比为1∶20，提取温度为75 ℃，提取时间为3.0 h时，黄酮得率最高，为0.536%。

参考文献：

[1] 龚盛昭，陈秋基，曾海宇.柚皮中有效成分综合利用的途径[J].广州食品工业科技，2003，19（3）：81-83.

[2] 贾冬英，姚开，谭敏，等.柚皮中柚皮甙的乙醇提取工艺研究[J].中草药，2002，39（9）：802.

[3] 孟衡玲，杨生超，苏一兰，等.药用植物通关藤中总黄酮提取工艺研究[J].河南农业科学，2013（9）：157-160.

[4] 庄靖峰，庄松峰，陈丽洪.度尾文旦柚优质高产栽培技术[J].内蒙古农业科技，2012（5）：121-122.

[5] 黄永芳，曾炳山，杨懋勋，等.柚木嫩枝扦插生根组织解剖学研究[J].华北农学报，2013（S1）：265-269.

[6] 裴凌鹏，惠伯棣，金宗廉等，黄酮类化合化物的生理活性及其设备技术研究展望[J].食品科学，2004（2）：203-207.

[7] 万明，宋永钢，杨菠.黄酮类化合物的药理作用及其在食品工业中的应用[J].江西食品工业，2007（3）：46-49.

[8] 王卫东，陈复生.陈皮中黄酮类化合物抗氧化活性的研究[J].中国食品添加剂，2007（2）：59-62.

[9] 许琦.芹菜总黄酮的提取及含量测定[J].食品科技，2006（7）：241-243.

[10] 莫开菊，程超，黄鹏，等.生姜黄酮提纯化及结构的初步鉴定[J].食品科学，205（9）：211-215.

[11] 李楠，刘元，侯滨滨.黄酮类化合物的功能特性[J].食品研究与开发，2005（6）：139-141.

[12] 冯颖，王建国，孟宪军，等.无梗五加黄酮的提取及抗油脂氧化性能的研究[J].食品研究与开发，2006（3）：35-36，182.

[13] 左锦静，陈复生，姚永志，等.陈皮中黄酮类化合物的最佳提取工艺[J].食品研究与开发，2005，26（3）：61-63.

2.2.3 提取时间对黄酮得率的影响 在固液比为1∶20、提取温度为65 ℃、乙醇浓度为70%不变的条件下，研究不同提取时间（1.5，2，2.5，3 h）对柚皮黄酮得率的影响，结果如图4所示。由图4可知，黄酮得率在提取时间为2.5 h时达到最高，整个过程中溶剂破坏细胞壁导致黄酮析出，最后达到一个平衡。因此，提取需要一定时间，但不能过长，因为时间过长会使部分黄酮类化合物氧化分解，因此选择提取时间为2.5 h。

2.2.4 乙醇浓度对黄酮得率的影响 在固液比为1∶20、提取温度为65 ℃、提取时间为2 h不变的条件下，研究不同乙醇浓度（60%，70%，80%，90%）对柚皮黄酮得率的影响，结果如图5所示。由图5可以得出，黄酮得率在乙醇浓度为80%左右达到了峰值。

2.3 正交试验

在单因素试验结果的基础上，为优化出从柚子果皮中提取黄酮的最佳工艺条件，进行了4因素3水平L9（34）的正交试验 。各因素水平如表1、2。

由极差分析结果表明，固液比对柚皮黄酮得率的影响最大，其次为乙醇浓度和提取温度，最后为提取时间。综合评分结果表明，黄酮得率最高的工艺是A3B3C3D2，即乙醇浓度为85%、固液比1∶20、提取时间为3.0 h、提取温度为75 ℃，在此条件下重复进行3次验证试验，黄酮得率为0.536%。

3 结 论

正交试验结果显示，对柚皮总黄酮得率的影响因素依次为固液比>乙醇浓度>提取温度>提取时间。最佳提取工艺为：当乙醇浓度为85%，固液比为1∶20，提取温度为75 ℃，提取时间为3.0 h时，黄酮得率最高，为0.536%。

参考文献：

[1] 龚盛昭，陈秋基，曾海宇.柚皮中有效成分综合利用的途径[J].广州食品工业科技，2003，19（3）：81-83.

[2] 贾冬英，姚开，谭敏，等.柚皮中柚皮甙的乙醇提取工艺研究[J].中草药，2002，39（9）：802.

[3] 孟衡玲，杨生超，苏一兰，等.药用植物通关藤中总黄酮提取工艺研究[J].河南农业科学，2013（9）：157-160.

[4] 庄靖峰，庄松峰，陈丽洪.度尾文旦柚优质高产栽培技术[J].内蒙古农业科技，2012（5）：121-122.

[5] 黄永芳，曾炳山，杨懋勋，等.柚木嫩枝扦插生根组织解剖学研究[J].华北农学报，2013（S1）：265-269.

[6] 裴凌鹏，惠伯棣，金宗廉等，黄酮类化合化物的生理活性及其设备技术研究展望[J].食品科学，2004（2）：203-207.

[7] 万明，宋永钢，杨菠.黄酮类化合物的药理作用及其在食品工业中的应用[J].江西食品工业，2007（3）：46-49.

[8] 王卫东，陈复生.陈皮中黄酮类化合物抗氧化活性的研究[J].中国食品添加剂，2007（2）：59-62.

[9] 许琦.芹菜总黄酮的提取及含量测定[J].食品科技，2006（7）：241-243.

[10] 莫开菊，程超，黄鹏，等.生姜黄酮提纯化及结构的初步鉴定[J].食品科学，205（9）：211-215.

[11] 李楠，刘元，侯滨滨.黄酮类化合物的功能特性[J].食品研究与开发，2005（6）：139-141.

[12] 冯颖，王建国，孟宪军，等.无梗五加黄酮的提取及抗油脂氧化性能的研究[J].食品研究与开发，2006（3）：35-36，182.

[13] 左锦静，陈复生，姚永志，等.陈皮中黄酮类化合物的最佳提取工艺[J].食品研究与开发，2005，26（3）：61-63.

2.2.3 提取时间对黄酮得率的影响 在固液比为1∶20、提取温度为65 ℃、乙醇浓度为70%不变的条件下，研究不同提取时间（1.5，2，2.5，3 h）对柚皮黄酮得率的影响，结果如图4所示。由图4可知，黄酮得率在提取时间为2.5 h时达到最高，整个过程中溶剂破坏细胞壁导致黄酮析出，最后达到一个平衡。因此，提取需要一定时间，但不能过长，因为时间过长会使部分黄酮类化合物氧化分解，因此选择提取时间为2.5 h。

2.2.4 乙醇浓度对黄酮得率的影响 在固液比为1∶20、提取温度为65 ℃、提取时间为2 h不变的条件下，研究不同乙醇浓度（60%，70%，80%，90%）对柚皮黄酮得率的影响，结果如图5所示。由图5可以得出，黄酮得率在乙醇浓度为80%左右达到了峰值。

2.3 正交试验

在单因素试验结果的基础上，为优化出从柚子果皮中提取黄酮的最佳工艺条件，进行了4因素3水平L9（34）的正交试验 。各因素水平如表1、2。

由极差分析结果表明，固液比对柚皮黄酮得率的影响最大，其次为乙醇浓度和提取温度，最后为提取时间。综合评分结果表明，黄酮得率最高的工艺是A3B3C3D2，即乙醇浓度为85%、固液比1∶20、提取时间为3.0 h、提取温度为75 ℃，在此条件下重复进行3次验证试验，黄酮得率为0.536%。

3 结 论

正交试验结果显示，对柚皮总黄酮得率的影响因素依次为固液比>乙醇浓度>提取温度>提取时间。最佳提取工艺为：当乙醇浓度为85%，固液比为1∶20，提取温度为75 ℃，提取时间为3.0 h时，黄酮得率最高，为0.536%。

参考文献：

[1] 龚盛昭，陈秋基，曾海宇.柚皮中有效成分综合利用的途径[J].广州食品工业科技，2003，19（3）：81-83.

[2] 贾冬英，姚开，谭敏，等.柚皮中柚皮甙的乙醇提取工艺研究[J].中草药，2002，39（9）：802.

[3] 孟衡玲，杨生超，苏一兰，等.药用植物通关藤中总黄酮提取工艺研究[J].河南农业科学，2013（9）：157-160.

[4] 庄靖峰，庄松峰，陈丽洪.度尾文旦柚优质高产栽培技术[J].内蒙古农业科技，2012（5）：121-122.

[5] 黄永芳，曾炳山，杨懋勋，等.柚木嫩枝扦插生根组织解剖学研究[J].华北农学报，2013（S1）：265-269.

[6] 裴凌鹏，惠伯棣，金宗廉等，黄酮类化合化物的生理活性及其设备技术研究展望[J].食品科学，2004（2）：203-207.

[7] 万明，宋永钢，杨菠.黄酮类化合物的药理作用及其在食品工业中的应用[J].江西食品工业，2007（3）：46-49.

[8] 王卫东，陈复生.陈皮中黄酮类化合物抗氧化活性的研究[J].中国食品添加剂，2007（2）：59-62.

[9] 许琦.芹菜总黄酮的提取及含量测定[J].食品科技，2006（7）：241-243.

[10] 莫开菊，程超，黄鹏，等.生姜黄酮提纯化及结构的初步鉴定[J].食品科学，205（9）：211-215.

[11] 李楠，刘元，侯滨滨.黄酮类化合物的功能特性[J].食品研究与开发，2005（6）：139-141.

[12] 冯颖，王建国，孟宪军，等.无梗五加黄酮的提取及抗油脂氧化性能的研究[J].食品研究与开发，2006（3）：35-36，182.

[13] 左锦静，陈复生，姚永志，等.陈皮中黄酮类化合物的最佳提取工艺[J].食品研究与开发，2005，26（3）：61-63.