微波辅助醇法提取柚皮中黄酮类化合物

黄波　卢婉容　熊周婷　林慧萍　兰媛

黄 波1 卢婉容2 熊周婷2 林慧萍2 兰 媛2

（1.萍乡市福田高中，江西 萍乡 337006；2.福建农林大学食品科学学院，福建 福州 350002）

【摘 要】以柚皮为原材料，采用微波辅助乙醇法提取柚皮中的黄酮类化合物。通过乙醇浓度、料液比、微波提取时间、微波提取功率等单因素实验对提取效果的影响进行试验，并经正交试验优化得最佳条件为：处理时间为20s；乙醇浓度为80%；料液比为1：25；微波功率550W，在此条件下得黄酮类化合物的提取率为6.07%。试验结果表明，微波辅助乙醇法提取柚皮中黄酮类化合物，具有高效性和强选择性等特点以及操作简单，副产物少，提取率高和产物易提纯等优点。

【关键词】柚皮；黄酮类化合物；微波提取；乙醇

【Abstract】Shaddock peel was used to extract flavonoids by microwave ethanol extraction method. The effects of ethanol concentration， liquid ratio， extraction time and microwave power on the extraction process were studied by single factor experiment. By orthogonal experiment and get the best extraction combination conditions： ethanol concentration 80%， liquid ratio 1：25， extraction time 20s， power 550W. The results indicated that microwave ethanol extraction compared with other methods， the rate is high， the efficiency is high， non-toxic， simplicity of operator， and many other kinds of advantages.

【Key words】Shaddock peel； Flavonoids； Microwave Extraction； Ethanol

0 引言

柚子又名雪柚、文旦、气柑，含柚皮甙、维生素、蛋白质、钙铁锌等多种活性成分，具有败火，健脾，促进血液循环等多种功效[1]。柚皮含丰富的芳香油、多糖类化合物[2]、膳食纤维和经济价值很高的黄酮类化合物。黄酮类化合物包括柚皮素、柚皮苷、柑橘黄酮等[3]，具有抗氧化、抗凝血、防止动脉粥样硬化和抗肿瘤等多种生理功效[4-5]，是近年来天然药物和人类健康产品研究开发的热点。从药用植物和经济植物中提取具有生理活性的黄酮作为天然药物、保健品和化妆品等行业的原料，已日益引起重视，其应用前景无限广阔。

微波萃取又称微波辅助提取，是在微波反应器中用适合的溶剂从天然药用植物、矿物、动物组织中提取各种成分的技术和方法。具有选择性高、提取时间短、溶剂用量少、耗能低、对环境安全无害等优点[6]。该法应用于中药有效成分的提取，可以克服传统提取方法本身固有的种种缺陷，表现出良好的发展前景和巨大的应用潜力[7-8]。本实验在综合分析了影响微波提取黄酮类化合物的各个因素后。设计实验，探讨了用微波法从柚子外果皮中提取黄酮类化合物的最佳工艺条件，以期为生物黄酮的提取与利用和袖皮的综合利用提供数据资料。

1 实验材料与仪器

1.1 材料

柚子，购自福建省漳州市平和县龙平果苗场；无水乙醇为分析纯，乙腈、三氟乙酸均为色谱纯；芦丁对照品（中国药品生物制品检验、定所，质量分数>91.7%）；二次蒸馏水。

1.2 主要仪器

AL204电子天平（梅特勒-托利多仪器有限公司）；HX-100高速中药粉碎机（浙江省永康市溪岸五金药具厂）；722光栅分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）；WP700-LG微波炉（天津乐津电子电器有限公司）；AS10200AD超声波清洗器（天津奥特赛恩仪器有限公司）；电热恒温水浴锅（北京长源实验设备厂）；RE-52AA旋转蒸发器（上海振捷实验设备有限公司）

2 实验方法

2.1 样品的制备

将柚子皮中的黄色外果皮与白色果皮分开，取黄色外果皮切成均匀薄片，然后在65℃条件下干燥4h，干燥后用粉碎机将其粉碎，60目过筛，用石油醚脱脂2h，再清水洗，最后将柚子皮粉末放入干燥箱中60℃烘干备用。

2.2 柚皮中黄酮类化合物提取与测定

2.2.1 微波法提取柚皮中黄酮类化合物

准确称取柚皮粉2.0g，加入一定量提取溶剂，进行微波提取，每微波照射30s即取出冷却30s（提取时间为微波照射时间之和）以防止暴沸，再过滤，定容，得到的即为提取液，再测定提取液中的黄酮类化合物含量。

2.2.2 芦丁标准曲线的制作

参照蒋志国等[9-10]方法，以芦丁标准溶液浓度Y为纵坐标，以吸光度值A为横坐标，得出标准曲线方程为Y=107.18A-0.42（R2=0.99991）。

2.2.3 柚皮中黄酮类化合物的测定

参照顾熟琴等的方法[11-12]取各组不同实验条件下所得抽滤液，用相应的溶剂定容至50ml，取定容后的溶剂5ml，按照标准曲线的制作方法操作测定吸光度A值，计算出柚子皮中黄酮类化合物的含量Y（以芦丁计）。按以下方程计算：

黄酮类纯合物的含量Y={（107.18A-0.42）/（106m）}×（5/50）×2500×100%

（式中：A为样液的吸光度值，m为各组实验的样品重量/g）

2.3 微波法提取条件的单因素试验

准确称取柚皮粉2.0g于锥形瓶中，加入一定量提取溶剂，进行微波提取，每微波照射30s即取出冷却30s，再过滤，定容，得到的即为提取液，最后测定提取液中的黄酮类化合物含量。参照蒋玲艳[13]等的方法对提取工艺中的主要因素：乙醇溶液的浓度、 微波处理时间、料液比、微波功率进行分析，探讨上述4个因素对微波法提取黄酮类化合物得率的影响，每次实验平行3次，以确定单因素处理的水平范围。

2.3.1 乙醇浓度对黄酮类化合物提取效果的影响

准确称取6份1g柚子皮粉置于锥形瓶中，分别加入浓度为40%、50%、60%、70%、80%、90%的乙醇提取袖子皮中的黄酮类纯合物，然后测定，对照液由相时应的溶剂配制。

2.3.2 微波处理时间对黄酮类化合物得率的影响

准确称取6份1g柚子皮粉置于锥形瓶中，按照料液比1：15加入浓度为70%的乙醇溶剂，分别微波处理0s、6s、12s、18s、20s、30s提取轴子皮中的黄酮类化合物。

2.3.3 料液比黄酮类化合物提取效果的影响

准确称取6份1g柚子皮粉置于锥形瓶中，按料液比1：10、1：15、1：20、1：30、1：40、1：50分别加入相应量的浓度为80%的乙醇提取柚子皮中的黄酮类化合物，对照液由浓度为70%乙醇配置。

2.3.4 微波功率对黄酮类化合物得率的影响

准确称取6份1g柚子皮粉置于锥形瓶中，按照料液比1：40（g/m1）加入二次蒸馏水，调pH=7，在低火（120W）、解冻（265W）、中低火（280W）、中火（460W）、中高火（590w）、高火（700w）等6个不同的功率下微波处理20s，浸提一次时间为5min，然后将浸提液用真空抽滤泵进行抽滤；收集全部滤液，即为柚子皮中黄酮类化合物提取液，然后参照顾熟琴等的方法测定和计算黄酮类化合物的含量。

2.4 正交试验确定最佳提取工艺参数

在单因素试验结果的基础上，采用L9（34）正交设计表进行正交试验，确定以微波处理时间、乙醇浓度、料液比、微波功率4个主要因素对黄酮类化合物得率的影响，每组试验重复3次进行验证实验，确定最优工艺参数。

3 结果与讨论

3.1 柚皮中黄酮类化合物单因素试验

3.1.1 不同乙醇浓度对柚子皮黄酮类化合物提取效果的影响

由图1可看出，在一定程度上，黄酮类化合物的提取率随着乙醇浓度的增大而增大；当乙醇的浓度达到80%时。黄酮类化合物的提取率最大，而后，当乙醇浓度的再增加时，黄酮类化合物的提取率反而下降了。因此，初步确定微波提取乙醇的最佳浓度为80%。

3.1.2 不同微波处理时间对黄酮类化合物得率的影响

由图2可看出。一定调剂下，微波处理20s黄酮类化合物的得率最高，因此，初步确定最佳的微波处理时间为20s。

用体积分数为80%的乙醇做提取溶剂，在微波功率为280W和液料比（mL/g）为20：1的条件下，不同提取时间的提取结果见图2。由图可见，在20s内提取量随着提取时间的延长而上升，当提取时间为20s时提取量达到最大，时间超过20s，则呈下降趋势。原因可能是时间短提取不完全，时间过长微波辐射导致部分黄酮类化合物分解，提取效果降低。因此，初步确定20s为最佳提取时间。

3.1.3 不同料液比黄酮类化合物提取效果的影响

由图3可看出，一定条件下，在不同的料液比中，柚子皮中黄酮类化合物的提取率从1：10到l：15逐渐增大，而从l：15到1：50范围内却逐渐减小了。因此，初步确定微波提取最佳的料液比为1：15。

3.1.4 不同微波功率对黄酮类化合物得率的影响

由图4可看出，在溶剂为水、pH=7、料液比为1：30、浸提一次、微波处理20s条件固定下；在中高火时，柚子皮的黄酮类化合物得率最大，因此初步确定微波功率以中高火为宜。

3.2 正交试验确定最佳提取工艺参数

3.2.1 最佳工艺条件的确定

在单因素试验结果的基础上，采用L9（34）正交设计表对微波处理时间、乙醇浓度、料液比、微波功率4个主要因素进行正交试验。得到四因素三水平的正交试验设计及结果见表2。

根据表2的正交实验结果，对数据进行综合分析。由试验结果的极差值R，可直观的看出各因素对黄酮得率的影响程度依次为：B>D>C>A，即：乙醇浓度>微波功率>料液比>微波提取时间。可知乙醇浓度对黄酮得率的影响最大，各因素各个水平具体存在这样的关系：乙醇浓度：K3>K1>K2；微波功率：K3>K2>K1；料液比：K3>K1>K2；微波处理时间：K1>K3>K2；综合各种影响因素的最佳提取条件得出最佳提取条件：A1B3C3D3，即提取时间为25s；乙醇浓度为80%，料液比为1：25，微波功率550W。

3.2.2 最佳工艺条件的验证实验

采用3.2.1的最优条件进行实验验证，重复3次，在此条件下黄酮类化合物的提取量为6.08%±0.15%。结果表明微波法提取柚皮中黄酮类化合物的最佳工艺条件重复性较好，黄酮类化合物的提取率高，说明该最佳提取工艺合理可靠。

4 结论与展望

微波乙醇法是以种快速、高效、节能的新型提取工艺，具有一定的实用价值。选用乙醇作为提取液提取柚皮中黄酮类化合物，具有安全、无毒，便于循环使用等优点。

本实验通过微波提取法提取柚皮中的黄酮类化合物，通过单因素试验确定了影响黄酮类化合物提取效果的主要影响因素范围，用正交试验优化最佳提取方法，从而确定了微波提取柚皮中黄酮类化合物的最佳条件为：提取时间为3min；乙醇浓度为80%，料液比为1：25；微波功率550W，在此最优组合下得到黄酮提取率为11.40%。柚子皮富含黄酮类化合物，随着科学技术的不断进步和发展，黄酮类化合物的独特效能将得到不断的发掘及应用，黄酮类化合物的提取和分离方法也将得到更加深层的研究和开发。因此，此研究对柚皮的进一步利用以及黄酮类化合物的提取与开发具有重要的意义。

【参考文献】

[1]齐继成.保健果品一柚子[J].保健食品与健康，2006（2）：44-45.

[2]Ting，S.V.，Deszyck，E.J..The carbohydrates in the peel of oranges and grapefruit.Journal of Food Science[J].1961，26：146-152.

[3]赵雪梅，叶兴乾，席屿芳等.胡柚皮有效成分的分离鉴定及其药理活性[J].果树学报，2006，23（3）；458-461.

[4]陈国有，齐鹤，徐东花.黄酮类化合物的生物活性研究进展[J].黑龙江医药，2008，21（3）：81-83.

[5]Wu ting，Guan yueqing，Ye jiannong，et al. Determination of flavonoids and ascorbic acid in grapefruit peel and juice by capillary elec—trophoresis with electrochemical detection[J].Food chem.，2007，100（4）：1573-1579.

[6]Li C B，Zhang D M， Ge S，et al. Identification of genome constitution of Oryza malampuzhaen Osis， O.minuta， and O. punctata by multicolor genomic in situhybridization[J].Theor Appl Genet，2001，103：204-211.

[7]杨红.中药化学实用技术[M].北京：化学工业出版社，2004：9.

[8]梁丹，张保东.周口师范学院学报[M].北京：化学工业出版社，2004：9.

[9]戴玉锦，卢明，冯玲.微波法提取柚皮中黄酮类化合物的工艺研究[J].江苏农业科学，2006，18（1）：121-123.

[10]蒋志国.超声波提取抽皮中黄酮类化舍物的工艺研究[J].华南热带农业大学，2006.12（3）：32—38.

[11]顾熟琴，盛文军，卢大新.热风干燥和微波干燥对油枣总黄酮含量影响的研究[J].食品科学，2004，25（11）：154-157.

[12]苏东林，单杨，李高阳.微波法提取柑桔皮总黄酮的应用研究[J].食品机械，2007，23（3）：73-76.

[13]蒋玲艳，王林果，郑华忠.微波法提取柚皮中黄酮类化合物的工艺研究[J].玉林师范学院学报，2008，29（5）：80-83.

[责任编辑：汤静]