貢水白柚柚皮苷的水熱提取工藝研究

陳先勇

(湖北民族學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 恩施 445000)

柚皮苷是一種二氫黃酮類化合物，具有抗氧化、抗病毒、抗癌、抑菌以及增加其他藥物利用度等重要生物活性[1-3].同時，柚皮苷在食品工業(yè)上被廣泛用作天然著色劑和風(fēng)味改良劑.因此天然柚皮苷的研究與開發(fā)受到醫(yī)藥和食品等各領(lǐng)域研究者們的普遍關(guān)注[4-6].目前，柚皮苷的提取主要采用有機溶劑提取法、 熱水提取法、堿性稀醇或堿性水提取法、超濾法、超聲及微波提取法等，而較少見用溶劑熱法提取柚皮苷的報道[7-10].本文以乙醇-水混合體系為溶劑，對恩施宣恩名優(yōu)特產(chǎn)貢水白柚中層柚皮中的柚皮苷進行溶劑熱法提取，并在單因素實驗基礎(chǔ)上通過正交實驗對提取工藝參數(shù)進行優(yōu)化，以期為其深加工開發(fā)利用提供理論和技術(shù)支持.

1 材料與試劑

1.1 實驗試劑

實驗選用新鮮無病蟲害恩施貢水白柚，取其中柚皮于50℃下烘干至恒重后粉碎，經(jīng)60、80、100、120、150目篩網(wǎng)過篩后備用.柚皮苷標(biāo)準(zhǔn)品由中國藥品生物制品檢定所提供，其他試劑如氫氧化鈉等均為分析純.

1.2 實驗儀器

HHS-2S型電熱恒溫水浴鍋(上海躍華醫(yī)療器械廠)；101-1S型數(shù)顯式恒溫干燥箱(上海躍進醫(yī)療器械廠)；BS110S型電子天平(上海天平儀器廠)；UV-2550型紫外分光光度計(日本，島津)；50 mL聚四氟乙烯內(nèi)膽高壓反應(yīng)釜(江蘇濱江正紅塑料廠)；RE52CS型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠).

圖1 柚皮苷的紫外吸收曲線Fig.1 Ultraviolet absorption curve of naringin

1.3 實驗方法

以柚皮苷標(biāo)準(zhǔn)品繪制紫外吸收曲線和標(biāo)準(zhǔn)曲線[11].標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程:

Y=27.03X+0.077 1.

相關(guān)系數(shù)R=0.998 1，線性范圍為0～0.056 2 mg/mL，其紫外吸收曲線如圖1所示.精確稱取備用中柚皮干粉0.4 g，在給定條件下用乙醇-水體系溶劑熱法進行提取，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮后以去離子水定容至50 mL.取濾液2 mL，依次加入90%一縮二乙二醇5 mL和4 mol/L NaOH溶液0.1 mL后定容至50 mL，測定樣品溶液的紫外吸收光譜，計算提取率.

2 結(jié)果與討論

2.1 柚皮苷提取的單因素實驗

根據(jù)柚皮苷特性，分別研究不同乙醇體積分數(shù)、提取溫度、目數(shù)、提取時間以及填充度等因素對柚皮苷提取率的影響.

研究結(jié)果表明：乙醇的體積分數(shù)對柚皮苷的提取效率影響顯著，提取率于乙醇體積分數(shù)70%時達到最大值.這可能是因為當(dāng)混合溶劑中乙醇的濃度較低時，原料中柚皮苷的溶解不夠充分，以致于浸提液中柚皮苷的濃度較低，而當(dāng)混合溶劑中乙醇的濃度較高時，由于混合溶劑的滲透壓明顯增大，從而使得柚皮苷的提取率下降.

提取溫度對柚皮苷的提取效率亦存在較為明顯的影響.隨著溫度的升高，柚皮苷在乙醇-水混合溶劑中的溶解度逐漸增加，提取液中柚皮苷濃度逐漸增大，提取率增加.當(dāng)溫度升至60℃時，提取液中柚皮苷的濃度達到極大值，繼續(xù)升高溫度，提取液中柚皮苷的濃度略有下降，這可能是由于高溫下柚皮苷出現(xiàn)一定程度的分解損失所致.提取時間的增加有利于柚皮苷在該乙醇—水混合溶劑體系中溶解程度的加大，有利于提取液中柚皮苷濃度的增加，但是當(dāng)提取時間超過3 h，由于柚皮苷在該溶劑體系中溶解已近飽和，柚皮苷提取液濃度上升趨于平緩，柚皮苷提取率隨時間變化無明顯改變.

填充度和柚皮粉粒度對柚皮苷提取效率的影響相對較弱：當(dāng)填充度在60%～90%變化時，柚皮苷提取率先隨著填充度的增大而增大，繼而隨著填充度的增大而減小，于80%填充度時達到極值；當(dāng)柚皮粉粒度在60～150目變化時，柚皮苷提取液濃度隨著其粒度的增大而增加，提取率增大，當(dāng)柚皮粉粒度增至120目以上時，柚皮苷溶解程度隨粒度變化已不明顯，提取率變化不大.

2.2 柚皮苷提取的正交實驗設(shè)計

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，選用乙醇體積分數(shù)、提取溫度、目數(shù)、提取時間以及填充度作為考察因素，以柚皮苷提取率作為評價指標(biāo)，進行L16(45) 正交實驗，優(yōu)化柚皮苷提取工藝條件.因素水平安排及正交實驗結(jié)果如表1、2所示.

對表2中試驗結(jié)果進行數(shù)據(jù)處理，并進行方差分析，結(jié)果見表3.

表1 正交實驗因素水平

表2 正交實驗L16(45)方案及結(jié)果

表3 方差分析表

通過極差分析(表 2)和方差分析(表3)可知，A的極差最大, 其次分別是B、D、E、C，由主到次排出因素的順序ABEDC，即在正交試驗條件下，乙醇體積分數(shù)和提取溫度對柚皮苷提取率的影響最為顯著，柚皮粉粒度及填充度的影響相對較小.通過比較各因素的極差值 (R)，得到最佳提取條件A2B3C3D3E4，即：乙醇體積分數(shù)70%，提取溫度60℃，柚皮粉目數(shù)120目，提取時間4 h，填充度80%.由于上述組合并未在正交實驗表中出現(xiàn)，故對最優(yōu)化工藝條件實驗進行了驗證，在此最適工藝條件提取柚皮苷，提取率為8.86%，與正交實驗結(jié)果一致.

3 結(jié)論

以乙醇-水混合溶液為提取劑，利用溶劑熱法對恩施貢水地區(qū)白柚中柚皮中的柚皮苷進行提取系統(tǒng)研究，采用L16(45)正交實驗方法確定柚皮苷的最佳提取工藝條件為：乙醇體積分數(shù)70%，提取溫度60℃，柚皮粉粒度120目，提取時間4h，填充度80%.在最優(yōu)工藝條件下柚皮苷的提取率為8.86%.該工藝方法簡單，成本低，適用于工業(yè)化生產(chǎn).

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