响应面试验优化真空气流细胞破壁提取蕉柑落果辛弗林工艺

刘谋泉，孔美兰，刘志聪，张福平，陈德宾

（1.韩山师范学院生命科学与食品科技学院，广东 潮州 521041；2.广东富味制果厂有限公司，广东 汕头 515011）

响应面试验优化真空气流细胞破壁提取蕉柑落果辛弗林工艺

刘谋泉1，孔美兰1，刘志聪1，张福平1，陈德宾2

（1.韩山师范学院生命科学与食品科技学院，广东 潮州 521041；2.广东富味制果厂有限公司，广东 汕头 515011）

为开发利用蕉柑落果资源，提高蕉柑落果中辛弗林的提取率，并尽量保护蕉柑组织形态完整，对质构保护液质量浓度以及真空气流细胞破壁技术的4 个影响因素进行考察；并采用Box-Behnken试验设计及响应面分析对真空气流细胞破壁技术的工艺条件进行优化。结果表明，质构保护最佳处理工艺为：首先在质量浓度0.3 g/100 mL的海藻酸钠溶液中浸泡20 min，接着在质量浓度0.15 g/100 mL的氯化钙溶液中浸泡60 min；真空气流细胞破壁前处理最佳工艺为：泄压温度100 ℃、压力差116 kPa、停滞时间21 min、泄压3 次。此时辛弗林提取率为69.42%，破果率为33.21%；相比直接进行亚临界水提取对照组，破果率下降了12.07%，辛弗林提取率增加了26.94%。

蕉柑；生理落果；真空气流细胞破壁；辛弗林

刘谋泉， 孔美兰， 刘志聪， 等. 响应面试验优化真空气流细胞破壁提取蕉柑落果辛弗林工艺［J］. 食品科学， 2016， 37（8）: 74-80. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201608013. http://www.spkx.net.cn

LIU Mouquan， KONG Meilan， LIU Zhicong， et al. Optimization of cell wall breakdown by vacuum air current technique for synephrine extraction from abscising fruits of Citrus tankan using response surface methodology［J］. Food Science， 2016，37（8）: 74-80. （in Chinese with English abstract） DOI:10.7506/spkx1002-6630-201608013. http://www.spkx.net.cn

蕉柑（Citrus tankan）又名桶柑、招柑，我国广东、福建、广西、台湾栽培较多［1］。跟其他种类柑橘一量，在蕉柑果实发育过程中，会产生大量的生理落果［2-3］。目前，对于这些落果的开发利用十分不足，仅有少量幼果被烘干制成枳实，作为中药使用［4-5］。研究表明，多数柑橘类幼果中含有辛弗林、橙皮苷等活性物质，在升压、抗氧化、清除自由基、抑菌等方面有着重要的生理作用［6-8］。其中辛弗林属于一种生物碱，具有收缩血管、提高血压和较强的扩张气管和支气管的作用，还能够促进新陈代谢、增加热量消耗，提高能量水平、氧化脂肪，是一种天然兴奋剂，无副作用，能够缓解因肥胖引起的轻度和中度抑郁症［9-11］。

目前辛弗林的提取工艺有煎煮法、热回流法、有机溶剂浸提法等，存在耗时长、提取率低、有机溶剂回收利用难弊端，制约了我国传统优势资源的现代化发展［12-14］。真空气流细胞破壁技术是新鲜植物量品在密闭加压条件下进行加热，窗体顶端通过瞬间减压，原料细胞内的水分突然气化，发生闪蒸，在水变成水蒸气的过程，物料细胞体积猛增，细胞壁因压力巨变而破碎，此技术特点为植物细胞破壁率高、破壁完全，并且不改变药材的物理形状［15］。由于细胞壁的破碎，使内部的有效成分更易被溶剂溶出，此技术对植物细胞破壁率高，可达90%以上［16］。此技术主要应用在中草药有效成分提取研究［17］，在水果活性成分提取前处理中的应用鲜有报道。

本研究采用质构保护液对蕉柑落果整果进行浸泡处理后，采用真空气流细胞破壁技术对蕉柑进行细胞破壁前处理，然后采用亚临界水提取蕉柑辛弗林，提取后的蕉柑大部分果形完整，可以作为广式凉果原料，达到提高产品附加值和综合利用的目的，同时为其他品种柑橘落果的加工利用提供了参考。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

蕉柑为广东省潮安县凤凰镇丰收果园收集的5月份柑橘落果，果实直径1.5～2.5 cm，经韩山师范学院生物学系张福平研究员鉴定为蕉柑。将蕉柑落果进行清洗并沥干水分，保鲜袋包装于4 ℃冷藏备用。

甲醇、乙腈（均为色谱纯） 美国Sigma公司；辛弗林标准品（分析纯） 中国食品药品检定研究院；其余试剂均为分析纯。

1.2仪器与设备

1200高效液相色谱仪 美国Agilent公司；FD-03型真空冷冻干燥实验设备 联友冷冻设备有限公司；Genpure超纯水设备 德国TKA公司；亚临界提取釜、真空气流细胞破壁机组（图1） 广东富味制果厂有限公司（自制）。

图1　真空气流细胞破壁装置示意图Fig.1 Schematic diagram of the vacuum air current apparatus used for plant cell wall breakdown

1.3方法

1.3.1蕉柑落果中辛弗林提取工艺

工艺流程：蕉柑落果→挑选→清洗→沥干→质构保护液处理→真空气流细胞破壁处理→亚临界水提取→测定。

真空气流细胞破壁预处理基本流程：关闭1号气流泄压阀，根据泄压后的压力将真空罐抽真空到指定真空度；接着将质构保护液处理过的蕉柑落果置于反应罐中，快速升温至泄压温度；接着通过4号压力阀调节压力至相对压力0.05 MPa，保持该温度和压力一定时间后，打开1号气流泄压阀，快速泄压，重复上述步骤进行泄压次数的实验。在研究质构保护液的过程中，真空气流细胞破壁的工艺条件固定在压力差100 kPa、泄压温度100 ℃、停滞时间10 min、泄压1 次。

亚临界提取基本流程：在前期研究基础上，确定以超纯水为提取剂，将真空气流细胞破壁处理好的蕉柑落果放入提取柱中，首先预热器预热超纯水，当温度达到140 ℃后，通过压力泵按液固比3∶1把水压入提取柱中；系统压力达到5 MPa，继续萃取5 min后萃取结束［18-20］。

1.3.2蕉柑落果中辛弗林总含量测定

参照王嘉林［21］的方法略有修改，精密称取蕉柑落果250 g，切碎，采用冷冻干燥法测定蕉柑落果干物质含量为11.13 g/100 g；将蕉柑冻干品进行粉碎处理并过60 目筛，精确称取蕉柑粉末3.126 7 g，置于500 mL平底烧瓶中，加250 mL甲醇，称质量，水浴回流3 h后，冷却，再称质量，用甲醇补足减少质量，摇匀过滤，精密量取续滤液10 mL，蒸干，残渣加水10 mL使其溶解，通过聚酰胺柱（60～80 目，填料质量2.5 g，内径1.5 cm，干法装柱），收集滤液，用25 mL水洗脱，收集洗脱液，滤液与洗脱液合并，转移至50 mL容量瓶中，加甲醇至刻度，摇匀。经高效液相色谱仪分析检测辛弗林含量，进量前量品通过0.45 µm的微滤膜过滤，即可测定蕉柑落果冻干品中辛弗林总含量，根据其干物质含量，最终计算出蕉柑鲜果中辛弗林总含量为0.254 1 mg/g。

1.3.3蕉柑落果中辛弗林提取率及破果率的计算

精密称取150 g蕉柑落果，经质构保护液浸泡以及真空气流细胞破壁处理后，采用亚临界水提取辛弗林。将结构完整的蕉柑取出并称质量；将余下的提取液以3 000 r/min速率离心20 min，取上清液，用甲醇定容至50 mL，精密量取定容后的提取液10 mL，蒸干，残渣加水10 mL使其溶解，后续处理方法同1.3.2节，按式（1）、（2）计算蕉柑落果辛弗林提取率和破果率。

式中：ρ为提取液辛弗林的质量浓度/（mg/mL）；V为提取液的体积/mL；m为蕉柑落果的质量/g；A为1.3.1节中蕉柑落果辛弗林总含量/（mg/g）。

式中：m1、m分别为果形完整果实质量/g和蕉柑落果质量/g。

1.3.4质构保护液质量浓度对辛弗林提取率和破果率的影响

精确称取7 份质量均为150 g的蕉柑落果，分别在质量浓度为0、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60 g/100 mL的海藻酸钠溶液中浸泡20 min，然后按1.3.1节工艺进行真空气流细胞破壁前处理及亚临界水提取辛弗林，确定海藻酸钠浸泡液的最佳质量浓度；另取7 份相同质量的蕉柑落果，在上述选定的最佳海藻酸钠质量浓度条件下浸泡20 min，接着在质量浓度分别为0.00、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35 g/100 mL的氯化钙溶液中浸泡60 min，然后在1.3.1节工艺条件下进行辛弗林提取，确定氯化钙溶液的最佳质量浓度。

1.3.5真空气流细胞破壁技术单因素试验

精密称取150 g蕉柑落果，在最适质构保护液浸泡处理后，对真空气流细胞破壁影响因素进行单因素试验，亚临界水提取条件如1.3.1节工艺进行，以辛弗林提取率和蕉柑破果率为指标，试验设计见表1。

表1　真空气流细胞破壁技术单因素试验设计Table 1 Single-factor designs for cell wall breakdown by vacuum ari current

1.3.6真空气流细胞破壁处理工艺条件的优化

在单因素试验的基础上，选择泄压温度、压力差、停滞时间、泄压次数进行四因素三水平Box-Behnken试验设计［22］。以辛弗林提取率为响应值，试验因素与水平见表2。

表2　Box-Behnken试验因素与水平Table 2 Coded levels for indepdent variables used in Box-Behnken design

1.4数据分析

2　结果与分析

2.1质构保护液质量浓度对辛弗林提取率和破果率的影响

为了防止蕉柑在亚临界条件下组织结构严重损坏，无法用作凉果原料，本研究采用海藻酸钠作为外部成膜保护剂，金属钙离子作为组织内部质构保护剂和海藻酸钠成膜强化剂，通过双层保护技术对亚临界水提取前进行整体保护。

图2　海藻酸钠（A）和氯化钙（B）质量浓度对辛弗林提取率和破果率的影响Fig.2 Effects of different tissue protectants on the extraction yield of synephrine and the percentage of broken fruits

如图2A所示，随着海藻酸钠质量浓度的增加，辛弗林提取率及破果率显著下降（P＜0.05）；当海藻酸钠质量浓度超过0.3 g/100 mL时，曲线趋于平缓，辛弗林提取率及破果率变化不显著。原因可能是随着海藻酸钠质量浓度的升高，蕉柑落果表面形成的膜厚度和密度也相应增大，既阻障了辛弗林的溶出，也使蕉柑组织形态不易被破坏，但当海藻酸钠质量浓度达到一定程度后，其在表面形成的膜的厚度不再增大，对破果率影响趋于稳定。因此选择海藻酸钠质量浓度为0.3 g/100 mL较为适宜。

由图2B可知，随着氯化钙质量浓度的增加，辛弗林提取率显著降低（P＜0.05），而氯化钙质量浓度大于0.15 g/100 mL后，破果率以及辛弗林提取率趋于稳定，变化不再显著。原因是溶液中Ca2+置换海藻酸钠中部分H+和Na+形成海藻酸钙凝胶，蕉柑组织变硬，对组织内辛弗林的溶出速率有一定的影响；同时蕉柑组织不易被破坏。因此选择氯化钙质量浓度为0.15 g/100 mL比较适宜。

2.2真空气流细胞破壁工艺单因素试验结果

2.2.1泄压温度对辛弗林提取率和破果率的影响

图3　真空气流细胞破壁泄压温度对辛弗林提取率和破果率的影响Fig.3 Effects of decompression temperature on the extraction yield of synepfrine and the percentage of broken fruits

如图3所示，随着泄压温度的升高，辛弗林提取率和破果率显著上升（P＜0.05）；当泄压温度超过110 ℃时，辛弗林提取率增加较缓慢，而破果率曲线更加陡峭。原因可能是，在一定的压力作用下，随着温度上升，蕉柑组织细胞破壁效果越来越显著，辛弗林提取率稳步上升；当温度超过110 ℃时，细胞破壁加速了蕉柑组织的破坏速率，破果率急剧上升。综合考虑温度对二者的影响，真空气流细胞破壁技术的泄压温度在110 ℃左右比较适宜。

2.2.2压力差对辛弗林提取率和破果率的影响

由图4可知，随着真空气流细胞破壁压力差的增大，辛弗林提取率显著增加（P＜0.05）；当压力差超过110 kPa时，辛弗林提取率随着压力差的增加显著下降（P＜0.05）。另一方面，破果率随着压力差的增加而持续显著增大（P＜0.05）。原因可能是随着压力差的增大，细胞破壁率持续增大，有利于细胞内辛弗林的溶出，同时蕉柑组织结构受到破坏；当压力差超过110 kPa时，过高的压力差破坏了辛弗林的结构，引起辛弗林提取率明显下降。因此，压力差在110 kPa左右比较适宜。

图4　真空气流细胞破壁压力差对辛弗林提取率和破果率的影响Fig.4 Effects of pressure difference on the extraction yield of synepfrine and the percentage of broken fruits

2.2.3停滞时间对辛弗林提取率和破果率的影响

图5　真空气流细胞破壁停滞时间对辛弗林提取率和破果率的影响Fig.5 Effects of retention time on the extraction yield of synepfrine and the percentage of broken fruits

由图5可知，随着停滞时间的延长，辛弗林提取率和破果率显著升高（P＜0.05）。从图5中曲线走势来看，停滞时间在20 min内，辛弗林提取率随着停滞时间延长而急剧上升，曲线较陡，当超过20 min后，提取率曲线偏平缓，上升幅度大大降低；而破果率在停滞时间20 min以内时，曲线较平缓，当超过20 min后，破果率趋于陡峭。这可能是随着停滞时间的延长，蕉柑整体温度更均一，细胞壁变得更软，在泄压时细胞壁较易被破坏，辛弗林溶出速率加快；同时随着细胞壁被破坏程度的加大，细胞间的接合力相对减小，破果率也随着上升。综上所述，停滞时间选择在20 min左右最为适宜。

2.2.4泄压次数对辛弗林提取率和破果率的影响

图6　真空气流细胞破壁泄压次数对辛弗林提取率和破果率的影响Fig.6 Effects of number of decompression cycles on the extraction yield of synepfrine and the percentage of broken fruits

如图6所示，辛弗林提取率随着泄压次数从1 次增加至5 次，辛弗林提取率增加显著（P＜0.05），但是增加幅度不大，只增加了13%；另一方面，当泄压超过2 次后，破果率随着泄压次数的增加而急剧增加（P＜0.05），仅3 次泄压就比2次泄压破果率增加了24%，而5次泄压后破果率则高达86%。因此，真空气流细胞破壁泄压2 次左右比较适宜。

2.3真空气流细胞破壁工艺响应面试验结果

2.3.1响应面试验设计与结果及方差分析

表3　响应面试验设计及结果Table 3 Program and experimental results for response surface methodology

试验设计及结果见表3，采用Design-Expert 7.0软件对表3试验数据进行二次多项式逐步回归量合，得到以辛弗林提取率为响应值的回归方程：Y=61.27-4.96A-2.23B-4.61C+6.08D-9.13AB-0.75AC-8.80AD-4.48BC+ 5.13BD+9.11CD-9.74A2-9.34B2-8.96C2-4.41D2。

对回归方程进行方差分析和显著性检验，由表4可见，试验得到的二次多项式模型具有高度显著性（P＜0.000 1），且失量项P=0.243 8＞0.05（不显著），其相关系数R2=0.950 9和校正决定系数R2Adj=0.901 8，说明模型与试验值量合程度较好，可用于优化真空气流细胞破壁工艺条件的研究。从表4可知，除泄压温度和停滞时间的交互项外，泄压温度、压力差、停滞时间、泄压次数的一次项、二次项、交互项对辛弗林提取率的影响均达到显著水平（P＜0.05）。

表4　辛弗林提取率回归方程的方差分析Table 4 Analysis of variance of the regression equation for synephrine yield

2.3.2响应面分析

图7　各因素交互作用对辛弗林提取率影响的响应面图Fig.7 Response surface graphs showing the effect of interactions among various factors on the extraction yield of synephrine

由图7可知，在所考察的因素范围内，辛弗林提取率随着压力差、停滞时间、泄压温度、泄压次数的变化均呈现先升高后下降的趋势。分析原因可能是：蕉柑组织细胞在上述4 个因素的作用下，可加快其细胞破壁率，有利于辛弗林的溶出，从而在一定量上提高辛弗林的提取率；而进一步提高相应条件时，辛弗林提取率有所下降。

2.3.3最优工艺条件的确定

用Design-Expert 7.0软件对真空气流细胞破壁条件进行优化，得到最佳工艺条件为：泄压温度100 ℃、压力差116.1 kPa、停滞时间20.7 min、泄压3 次，此条件下辛弗林理论提取率为71.00%。为检验所得结果的可靠性，采用上述优化条件进行蕉柑落果的的真空气流细胞破壁预处理，考虑实际操作便利，将前处理工艺参数设置为泄压温度100 ℃、压力差116 kPa、停滞时间21 min，泄压3 次，进行3 次平行实验，得到辛弗林提取率平均值为（69.42±0.59）%，与理论预测值无显著差异。因此，基于响应面法所得的优化真空气流细胞破壁工艺参数准确可靠，具有实用价值。

2.4质构保护处理及真空气流细胞破壁技术对蕉柑落果辛弗林提取率和破果率作用分析

图8　质构保护处理和真空气流细胞破壁技术对辛弗林提取率（A）和破果率（B）的作用效果Fig.8 Effects of tissure protection and VAPB on the extraction yield of synepfrine and the percentage of broken fruits

为了评价质构保护处理及真空气流细胞破壁技术对蕉柑落果辛弗林提取率和破果率的影响，将蕉柑落果分为两部分，一部分在最佳质构保护液浸泡处理后在2.3.3节最优真空气流细胞破壁条件下进行破壁处理，然后再进行亚临界水萃取，作为实验组；另一部分直接进行亚临界水萃取，作为对照组。由图8A可见，真空气流细胞细胞破壁处理过的蕉柑落果显著高于未进行真空气流细胞破壁组（P＜0.05），辛弗林提取率由42.48%提高到69.42%，提高了26.94%；由图8B得知，真空气流细胞破壁处理组的破果率为33.21%，而未进行真空气流细胞破壁组为45.28%，处理组破果率下降了12.07%，相比辛弗林提取率的提高还是比较低。由此可见，采用真空气流细胞破壁技术前处理后的蕉柑落果可以提高辛弗林的提取率，同时通过质构保护降低了破果率。提取过辛弗林的蕉柑66.79%的果形保持完整，可以作为广式凉果的原料，达到综合利用的目的。

3　结 论

通过单因素试验，确定在质量浓度0.3 g/100 mL的海藻酸钠溶液中浸泡20 min，接着在质量浓度0.15 g/100 mL的氯化钙溶液中浸泡60 min，对于提高辛弗林提取率，降低蕉柑落果破果率的效果最佳。

通过单因素试验和响应面试验，确定了真空气流细胞破壁前处理最佳条件为泄压温度100 ℃、压力差116 kPa、停滞时间21 min、泄压3 次，在此条件下，得到辛弗林提取率为69.42%，破果率为33.21%；相比未进行真空气流细胞破壁对照组，辛弗林提取率增加了26.94%，同时破果率降低了12.07%，有一定的应用价值。提取过辛弗林的蕉柑落果66.79%组织结构完好，可以作为广式凉果的原料，达到了综合利用的目的，提高了蕉柑落果的经济附加值。

［1］ 高寅. 蕉柑醋酸及乳酸菌发酵的研究［D］. 广州: 华南理工大学，2012: 6.

［2］ 周鸣谦， 王仁才. 超临界CO2萃取柑橘落果中的辛弗林［J］. 中国食品学报， 2013， 13（3）: 78-83.

［3］ 胡国元. 柑桔落花落果与使用生长调节剂的研究初报［J］. 湖南农业科学， 2003（3）: 43-44. DOI:10.3969/j.issn.1006-060X.2003.03.021.

［4］ 蔡逸平， 陈有根， 范催生， 等. 中药枳壳、枳实类原植物调查及商品药材的鉴定［J］. 中国中药杂志， 1999， 24（5）: 259-262. DOI:10.3321/ j.issn:1001-5302.1999.05.001.

［5］ 王男麒， 彭良志， 邢飞， 等. 柑橘落果落花的营养元素含量及其脱落损耗［J］. 园艺学报， 2013， 40（12）: 2489-2496. DOI:10.3969/ j.issn.0513-353X.2013.12.016.

［6］ EMAN S. Determination of synephine and octopamine in bitter orange peel by HPLC with densitometry［J］. Journal of Chromatographic Science， 2014， 52: 899-994. DOI:10.1093/chromsci/bmt113.

［7］ GANZERA M， LANSER C， STUPPNER H. Simultaneous determination of Epbedra sinica and Citrus aurantium var. amara alkaloids by ion-pair chromatography［J］. Talanta， 2005， 66: 889-894. DOI:10.1016/j.talanta.2004.12.045.

［8］ 江萍. 柑橘幼果中主要功能性成分分析及抗氧化作用的研究［D］. 杭州: 浙江大学， 2008: 6.

［9］ PENZAK S R， JANN M W， COLD J A， et al. Seville （sour） orange juice: synephrine content and cardiovascular effects in normotensive adults［J］. Journal of Cline Clinical Pharmacology， 2001， 41（10）: 1059-1063. DOI:10.1177/00912700122012652.

［10］ PELLATI F， BENVENUTI S， MELEGARI M， et al. Determination of adrenergic agonists from extracts and herbal products of Citrus aurantium L. var. amara by LC［J］. Journal of Pharmaceutical Biomedical Anallysis， 2002， 29: 1113-1119. DOI:10.1016/S0731-7085（02）00153-X.

［11］ YE Xingqian， CHEN Jianchu， LIU Donghong， et al. Identification of bioactive composition and antioxidant activity in young mandarin fruits［J］. Food Chemistry， 2011， 124: 1561-1566. DOI:10.1016/ j.foodchem.2010.08.013.

［12］ 苏东林， 单杨， 李高阳. 柑橘皮里功能性物质种类及其提取工艺的研究进展［J］. 现代食品科技， 2007， 23（3）: 90-94. DOI:10.3969/ j.issn.1673-9078.2007.03.030.

［13］ 周鸣谦. 柑橘落果活性成分含量及其萃取方法研究［D］. 长沙: 湖南农业大学， 2008: 6.

［14］ 张晓斌， 张克才. 果皮果渣中提取果胶联产辛弗林新工艺［J］. 粮食科技与经济， 2012， 37（4）: 53-59. DOI:10.3969/ j.issn.1007-1458.2012.04.020.

［15］ 刘谋泉， 孔美兰. 普鲁兰多糖在气流膨化热带果蔬脆片中运用的初步探讨［J］. 食品与发酵工业， 2008， 34（9）: 15-18.

［16］ 孙长波， 石磊岭， 涂建飞， 等. 真空气流细胞破壁技术对桑叶中有效成分提取的影响［J］. 食品科学， 2013， 34（10）: 327-330. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201310072.

［17］ 王艳， 李晶， 张铁军， 等. 真空气流植物细胞破壁技术在灵芝药材提取前处理中的应用［J］. 天津中医药大学学报， 2008， 27（2）: 84-86.

［18］ 薄采颖， 郑光耀， 高丽萍， 等. 亚临界水提取协同大孔树脂纯化杨树芽总黄酮［J］. 林产化学与工业， 2014， 34（4）: 108-112. DOI:10.3969/ j.issn.0253-2417.2014.04.018.

［19］ BOONNAKHOM T， TAKASHI K， SHUJI A. Effects of repeated treatment on the properties of rice stem extract using subcritical water，ethanol， and their mixture［J］. Journal of Industrial and Engineering Chemistry， 2014， 20: 2610-2614. DOI:10.1016/j.jiec.2013.10.048.

［20］ 赵超. 超声强化亚临界水提取枸杞多糖的研究［D］. 广州: 华南理工大学， 2014: 6.

［21］ 王嘉林. 亲水作用色谱测定木香顺气丸中辛弗林的含量［J］. 中国药事， 2014， 28（12）: 1361-1364.

［22］ SUN Yongxu， LI Tianbao， YAN Jiwei， et al. Technology optimization for polysaccharides extraction from the fruiting bodies of Pleurotus ostereatus by Box-Behnken statistical design［J］. Carbohydrate Polymers， 2010， 80: 242-247. DOI:10.1016/j.carbpol.2009.11.018.

Optimization of Cell Wall Breakdown by Vacuum Air Current Technique for Synephrine Extraction from Abscising Fruits of Citrus tankan Using Response Surface Methodology

LIU Mouquan1， KONG Meilan1， LIU Zhicong1， ZHANG Fuping1， CHEN Debin2
（1. College of Life Science and Food Technology， Hanshan Normal University， Chaozhou 521041， China；2. Guangdong Fuwei Fruits & Nuts Manufacturing Co. Ltd.， Shantou 515011， China）

In order to improve the extraction efficiency of synephrine from abscising fruits of Citrus tankan and simultaneously protect the morphological integrity of tissues， vacuum air current technique was applied in cell wall breakdown for subcritical water extraction of synephrine. The effect of two tissue protectants on the percentage of broken fruits and extraction efficiency was examined. The experimental conditions for cell wall breakdown were optimized to maximize the extraction efficiency of synephrine by Box-Behnken design and response surface methodology （RSM） based on single-factor experiments. Sequential soaking in 0.3 g/100 mL sodium alginate solution for 20 min and 0.15 g/100 mL calcium chloride solution for another 60 min provided optimal protection of the tissue. The optimum conditions for cell wall breakdown were determined as follows: decompression temperature， 100 ℃； pressure difference， 116 kPa； retention time，21 min； and 3 decompression cycles. Under these pretreatment conditions， the extraction yield of synephrine was 69.42% and the percentage of broken fruits was 33.21%， which were increased by 26.94% and decreased by 12.07% compared with the control group without this pretreatment， respectively.

Citrus tankan； abscising fruits； vacuum air current for plant cell wall breakdown （VAPB）； synephine

10.7506/spkx1002-6630-201608013

TS255.1

A

1002-6630（2016）08-0074-07

2015-07-01

广东省重大科技专项（2010A080403004）；广东普通高校工程技术开发中心项目（GCZX-A1415）；2014年中央财政支持地方高校发展专项（粤财教［2014］276号）；广东顺大食品调料有限公司委托项目（韩合［2012］161号）

刘谋泉（1975—），男，高级工程师，硕士，研究方向为农副产品精深加工。E-mail：liumouquan@163.com

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