柑橘中橙皮苷提取工艺研究

柑橘中橙皮苷提取工艺研究

本文以柑橘果皮为原料，采用碱浸酸析方法来研究橙皮苷的提取工艺，经试验得到的最佳条件为：在20℃条件下，将25 g纯橘皮粉末加入到700 g蒸馏水中，再加入1.75 g氢氧化钙，充分搅拌0.5 h，调节溶液pH为3时，最终的产品收率为2.0%。

橙皮苷；碱浸酸析法；单因素试验；提取

柑橘果皮的提取物主要有黄酮类化合物、柑橘油等，黄酮类化合物成分主要有橙皮苷、川陈皮素、柚皮素、橙皮素、桔皮素等重要的天然产物，其中橙皮苷的用途非常广泛，如其具有低毒、廉价、强抗氧化性等优点，可作为食品天然抗氧化剂适量的添加在饮料、奶粉、糖果制品、植物油等食品中，以防止食品腐败变质；橙皮苷氢化后得到二氢查尔酮，其甜度大约是蔗糖的千余倍，甜度非常大，口感特别好，并且性质稳定，可以作为功能性食品甜味添加剂使用。

我国具有丰富的柑橘资源，来源广，价格低廉，有很好市场开发前景，把产量较高的天然产物提取出以及合成更具生理活性的衍生物或药物，体现了对天然产物以及具有生物价值资源的合理利用，不仅在环境保护和有效利用自然资源方面有重要意义，还在药物的研究开发方面具有重要贡献。

本文以柑橘果皮为原料，采用碱浸酸析方法对橙皮苷的提取工艺进行了研究，对开发和利用柑桔皮、增加经济效益具有重要的意义，为橙皮苷有效开发利用提供了参考。

1 试验材料与方法

1.1 试验原料及试剂。新鲜红橘，购自安阳市水果批发市场；碳酸钠、碳酸钙、氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾、盐酸均为分析纯。

1.2 试验设备。FW-100型高速万能粉碎机(天津市泰斯特仪器有限公司)，YP-200N型电子天平(上海精密科学仪器有限公司)，JJ-I型精密定时电动搅拌器(江苏省金坛荣华仪器制造有限公司)，SHZ-D(in)型循环水式真空泵(巩义市英谷予华仪器厂)，X-4型显微熔点测量仪(北京泰克仪器有限公司)。

2 单因素试验结果及分析

2.1 提取工艺中碱种类的确定。通过试验确定不同碱种类对于橙皮苷提取率的影响，见表1。

由于橘皮粉成分比较复杂，且带有颜色，因此很难准确地测定其pH大小。因此，此工艺釆用加入定量碱的方法来准确控制体系中碱的浓度。试验表明：在加入1.5 g碱的条件下，选择强碱Ca(OH)2的收率最高，这可能是因为随着工艺中强碱的加入，增加了橘皮中的果胶在水相中的溶解度；而在酸性条件下，果胶进一步析出，因而会降低产品的纯度。选择弱碱的话，产品收率很小。这可能是因为弱碱的碱性太弱，无法使橘皮中的橙皮苷开环形成橙皮苷查尔酮。而中强碱Ca(OH)2却使收率和纯度达到了一个很好的平衡。因此选择价格便宜的Ca(OH)2作为试验用碱种类。

2.2 提取工艺中碱用量的确定。室温下碱用量对于橙皮苷提取率的影响，见表2。试验表明：Ca(OH)2添加量大小对于橙皮苷的收率有一定的影响。随着Ca(OH)2添加量的增加，橙皮苷的收率出现先增加后减小的趋势。这主要是因为随着Ca(OH)2量的增加，橘皮中更多的橙皮苷开环而溶解在水中，当达到一定的平衡状态后，再增加Ca(OH)2量，产品的收率不仅没有上升反而略有下降。最终选择在体系中添加1.75 g的Ca(OH)2。

表1 碱种类的添加对提取工艺的影响

表2 碱用量的添加对提取工艺的影响

表3 提取时间对提取工艺的影响

表4 料液比的添加对提取工艺的影响

表5 体系pH值对提取工艺的影响

表6 提取温度对提取工艺的影响

2.3 提取工艺中提取时间的确定。室温下提取时间对橙皮苷提取率的影响，见表3。

试验表明：室温下提取0.5 h时收率最高，而随着提取时间的延长并不能明显增加收率，反而有所降低。这是因为碱液中的橙皮苷查尔酮对氧气较为敏感，提取的时间过长会导致大量橙皮苷查尔酮被氧化，从而降低其产品收率。因此，最终提取时间确定为0.5 h。

2.4 提取工艺中料液比的确定。研究料液对于橙皮苷提取率的影响，见表4。

试验发现：料液比的增加对于橙皮苷的收率影响不大，考虑到试验时溶液的浓度恰当和提取率较优，最终选择料液比较好的1∶30。

2.5 提取工艺中体系pH的确定。pH值对于橙皮苷提取率的影响，见表5。

由于橙皮苷查尔酮在酸性条件下可以关环生成橙皮苷，因此对反应体系中pH值大小对橙皮苷收率的影响做了进一步研究。试验发现：体系pH值大小对橙皮苷的收率影响不大，试验时选择较优提取率，最终pH值选择3。

2.6 提取工艺中体系温度的确定。提取温度于橙皮苷提取率的影响，见表6。

试验发现：室温下(20℃)橙皮苷产品的收率较高。但随着温度的升高，橙皮苷产品的收率反而降低。当提取温度达到50℃时，收率非常低。这是因为碱液中的橙皮苷查尔酮对于温度比较敏感，随着提取温度的升高，加速了橙皮苷查尔酮的氧化，从而降低了产品的收率。因此提取温度确定为20℃。

2.7 橙皮苷提取的正交试验结果。通过单因素优化试验，发现料液比和体系pH值对于试验提取率影响不大，选择三个较明显因素，设置三因素三水平试验，如表7。

表7 正交试验因素水平表

设计编号分别提取成品，对成品进行提取率分析。按正交表进行试验，正交试验安排及结果如表8。

表8 橙皮苷提取工艺正交试验及结果

由表8可知：各因素对指标的影响顺序为：A＞B＞C；直观最优组合为A2B2C2，优化单因素试验的最优组合为A2B2C2，与正交结果相同。所以确定最终组合为A2B2C2，提取率为2.0%。此条件即为提取橙皮苷的最佳试验条件。

3 结论

本试验采用碱浸酸析法，确定了试验采用碱种类为Ca(OH)2，并且在试验中发现料液比和体系pH值对试验提取率影响不大。经过试验获得了从柑橘果皮中提取橙皮苷最佳条件：在20℃条件下，将25 g纯橘皮粉末加入到700 g蒸馏水中，再加入1.75 g氢氧化钙，充分搅拌0.5 h，调节溶液pH为3时，最终的产品收率为2.0%。

国家自然科学基金项目(31201315)；农产品加工及贮藏工程安阳工学院重点学科。通讯作者：周民生

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455000安阳工学院生物与食品工程学院 路志芳 周民生 郝贵增 袁 超 郏亚光