超声波辅助提取血橙皮渣橙皮苷研究*

李建凤，廖立敏

(1 四川省高等学校“果类废弃物资源化”重点实验室，四川　内江　641100；2 内江师范学院 化学化工学院，四川　内江　641100)



超声波辅助提取血橙皮渣橙皮苷研究*

李建凤1,2，廖立敏1,2

(1 四川省高等学校“果类废弃物资源化”重点实验室，四川内江641100；2 内江师范学院 化学化工学院，四川内江641100)

以干燥的血橙皮粉为原料，在320 W超声波辐射下进行橙皮苷提取实验。实验结果表明橙皮苷提取率是受到各种因素及其交叉影响的，最佳提取条件如下：乙醇浓度为65%、超声液料比30:1、温度为60 ℃、超声时间为20 min。在此条件下进行验证试验，得到的橙皮苷提取率平均值为14.4 mg·g-1，试验重现性好。

超声波；提取工艺；血橙皮；橙皮苷

新鲜血橙呈红色或橙色，香甜多汁。血橙在四川地区广泛种植，大部分血橙用来橙汁饮料，皮渣直接抛弃于环境，给当地环境带来压力。柑橘类果皮渣含有丰富的精油[1]、多糖[2]、果胶[3]、苦素[4]、色素[5]、黄酮[6]、橙皮苷[7]等有效成分。橙皮苷具有多种生理功能，如抗氧化、防癌、降血压等。提取柑橘类果皮渣中橙皮苷可用于食品、药品、保健品等，可使废渣得到合理利用并缓解环境压力。常用的植物成分提取方法有水提醇沉法[8]、酸浸提法[9]、碱浸提法[10]等。但上述方法具有能耗大、收率和纯度低等缺点。超声波提取具有时间短、受热均匀、条件温和等优点。本文采用乙醇溶液为溶剂，利用超声波提取血橙皮中的橙皮苷，确定其最佳提取工艺，以期为柑橘类果皮渣的橙皮苷提取利用提供参考。

1　实验部分

1.1实验材料

主要仪器：高功率数控超声波清洗器(KQ-400KDB)，昆山市超声仪器有限公司；紫外可见分光广度计(UV-mini-1240)，岛津制作所。主要试剂与原料：95%乙醇，成都金山化学试剂有限公司；血橙皮，四川省内江市卓尔超市，产自四川内江；橙皮苷标准品。橙皮苷标准品(97%)，ACROS Organics 公司。

1.2试验方法

橙皮苷的提取：血橙，取皮自然晾干，粉碎，过筛，取40～60目备用。5 g血橙皮粉，加入一定体积一定浓度的乙醇溶液，放入超声波清洗器，在320 W的功率和一定温度下提取一定的时间，离心，上清液转入100 mL容量瓶，以水定容至刻度线。

橙皮苷含量的测定：精密称取0.1000 g橙皮苷标准品，95%乙醇溶解并定容于100 mL容量瓶，取少量溶液在紫外分光光度计扫描，发现285 nm处出现吸收峰，选定在此波长下测定。分别移取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 mL标准品溶液于10 mL比色管并定容至刻度，测定吸光度。以橙皮苷浓度为纵坐标，吸光度为横坐标，得标准曲线：C(mg/mL)=0.16008A+0.00024，R2=0.9992。

取提取液1 mL于10 mL比色管并定容至刻度，测定并计算。

提取率=(橙皮苷测得量/柑橘皮粉质量)×100%

1.3试验设计

本文主要考察乙醇浓度(A)、液固比(B)、提取温度(C)和提取时间(D)对提取效果的影响，应用Design Expert软件中的Central Composite程序设计安排实验，因素及水平如表1。

表1　因素及水平

2　结果与讨论

中心组合设计实验安排及结果见表2。

表2　中心组合设计方案及响应值

将表2中试验数据进行多元回归拟合，得到橙皮苷提取率对乙醇浓度(A)、液料比(B)、提取温度(C)和提取时间(D)的二次多项式回归模型。对所建立的响应模型进行方差分析，结果见表3。由表3可知，试验选用的模型高度显著(P<0.0001)，说明该模型拟合程度良好，可以用此模型来分析以乙醇为溶剂采用超声波对血橙皮渣橙皮苷的提取。

表3　回归模型方差分析

表3可看出橙皮苷提取率实际受到各个因素及其交叉影响，一次项乙醇浓度(A)、液料比(B)、提取温度(C)和提取时间(D)对提取影响显著，说明选择这几个因素进行探索是合理的。交互项AD、BC和BD对提取影响显著，说明这些因素之间存在一定交互作用。响应面图形是响应值对各因素所构成的三维空间的曲面图，为乙醇浓度(A)、液料比(B)、提取温度(C)和提取时间(D)在其中一个固定时，另外两个对橙皮苷提取率的交互影响曲面图，如图1为液料比、提取时间及交互作用对提取的影响(其他各因素及交互影响曲面图略)。比较各因素及交互影响曲面图可知，乙醇浓度(A)、液料比(B)、提取温度(C)和提取时间(D)对橙皮苷提取率的影响显著，表现为曲线较陡。比较等高线图可以看出乙醇浓度(A)和提取时间(D)、液料比(B)和提取温度(C)、液料比(B)和提取时间(D)的交互影响显著，表现为等高线密集且形状较偏离“圆形”。乙醇浓度(A)和液料比(B)、乙醇浓度(A)和和提取温度(C)、提取温度(C)和提取时间(D)不显著显著，表现为等高线稀疏且形状接近“圆形”，结果与方差分析相似。模型对表1中各条件下橙皮苷提取率计算值与实验值相关图绘于图2，从图可以看出，大部分样本点都落在45°的对角线上或者附近，说明模型对于大部分样本的预测较为准确，模型可用于分析血橙皮橙皮苷的提取。

图1　液料比、提取时间及交互作用对提取的影响

图2　预测值与实验值相关图

通过对回归模型在实验条件范围内求最值，得到血橙皮粉末在超声功率320 W下，乙醇浓度为64.00%、超声液料比30.00:1、温度为58.06 ℃、超声时间为20 min的时，橙皮苷

提取率可取得最大值，此时提取率的理论预测值达14.5 mg·g-1。为方便把实验条件修改为乙醇浓度65%、超声液料比 30:1、温度为60 ℃、超声时间20 min，在此条件下重复实验3次，得到的橙皮苷提取率分别为14.2 mg·g-1、14.3 mg·g-1、14.6 mg·g-1，平均值为14.4 mg·g-1，这与理论预测值14.5 mg·g-1接近，最佳工艺得到验证。

3　结　论

本论文对血橙皮中血橙苷的提取工艺进行了优化，采用中心组合设计实验方案安排实验，得到超声波法对血橙皮中橙皮苷提取的最佳工艺条件。在此条件下橙皮苷提取率高，重现性好，对于柑橘类果皮中橙皮苷的开发利用具有一定的参考价值。

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Research on Extraction of Hesperidin from Blood Orange Residue by Using Ultrasonic Wave*

LI Jian-feng1,2, LIAO Li-min1,2

(1 Key Laboratory of Fruit Waste Treatment and Resource Recycling, Sichuan Neijiang 641100;2CollegeofChemistryandChemicalEngineering,NeijiangNormalUniversity,SichuanNeijiang641100,China)

Using the dried blood orange peel powder as raw material, hesperidin was extracted under ultrasonic irradiation in 320 W. The experimental results showed that the blood orange peel hesperidin extraction rate was actually affected by the various factors and crossover effects, the best extraction conditions were as follows: 65% ethanol, ultrasonic liquid ratio 30:1, temperature 60 ℃, ultrasonic time 20 min, and hesperidin extraction arrived at 14.5 mg·g-1, the experiments had good reproducibility.

ultrasound; extraction; blood orange peel; hesperidin

2013年内江师范学院重点项目(13ZA031)。

李建凤(1982-)，女，实验师，主要从事天然产物分离分析等方面的研究。

廖立敏(1981-)，男，副教授，主要从事有机化学教学与研究工作。

TQ914.1

B

1001-9677(2016)01-0078-03