正交優(yōu)化提取陳皮中橙皮苷的工藝研究

常 慶，劉 明，楊鵬，劉軍海

（陜西理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，陜西 漢中 723001）

正交優(yōu)化提取陳皮中橙皮苷的工藝研究

常 慶，劉 明，楊鵬，劉軍海

（陜西理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，陜西 漢中 723001）

采用微波輔助提取技術(shù)從陳皮中提取橙皮苷，考察了影響橙皮苷提取率的因素，在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化了提取工藝。結(jié)果表明，最佳提取工藝條件為:以1．0%氫氧化鈉和70%乙醇溶液的混合液為提取溶劑、微波功率200W、微波時(shí)間3min、微波溫度60℃、料液比1:20（g:mL），在此條件下，提取率可達(dá) 1．7871%。

微波提取;陳皮;橙皮苷

橘皮，又稱陳皮，含多種活性成分，是常見(jiàn)的中藥材之一。橙皮苷是其中主要活性成分之一，具有維持滲透壓、增強(qiáng)毛細(xì)血管韌性、縮短出血時(shí)間、降低膽固醇、化痰止咳、寬中理氣等作用，是治療心肌梗塞和高血壓的良藥，是醫(yī)藥中用作制藥的寶貴原料[1～3]。

目前，橙皮苷的提取方法有堿提酸沉法、水提樹(shù)脂吸附法、超聲提取等[4]，這些方法提取率低且成本高。微波輔助提取具有節(jié)省原料、耗時(shí)短、提取物品質(zhì)優(yōu)、提取率高等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景可觀。我國(guó)具有豐富的橘子資源，研究橘皮中橙皮苷提取對(duì)橘子的深加工和橘皮的綜合利用具有重要的意義。本文探討了微波輔助提取橙皮苷的工藝研究，旨在為橙皮苷的開(kāi)發(fā)利用提供理論參考。

1 材料、試劑及儀器

1．1 材料與試劑

陳皮（市購(gòu)）粉碎干燥后過(guò)420μm篩，備用;橙皮苷標(biāo)準(zhǔn)品（純度＞98%）;無(wú)水乙醇、氫氧化鈉等均為分析純。

1．2 儀器

FW117中草藥粉碎機(jī)，GR-200電子天平，WF-2000微波快速反應(yīng)系統(tǒng)，SHZ-D9（Ⅲ）循環(huán)水式真空泵，Cary50型紫外可見(jiàn)-分光光度計(jì)。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2．1 工藝流程

陳皮→烘干→粉碎→過(guò)篩→準(zhǔn)確稱量1．0000g加乙醇?xì)溲趸c混合液→靜置30min→移入微波反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行反應(yīng)→減壓抽濾、定容于25mL具塞試管中→靜置濾液30min→取上層溶液作為待測(cè)液→吸取0．10mL提取液于10mL具塞試管中→用提取溶劑定容→以堿性乙醇溶液為參比測(cè)吸光度。

2．2 橙皮苷標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

準(zhǔn)確稱取橙皮苷標(biāo)準(zhǔn)品0．0100g移入100mL容量瓶中，用配置好的堿性乙醇溶液配制成濃度為 0．1mg·mL－1的母液。 從中分別取出 0．05mL、0．10mL、0．15mL、0．20mL、0．25mL、0．30mL、0．35mL、0．40mL、0．45mL、0．50mL、0．55mL 的 母 液 ， 移 入10mL的具塞試管中，用堿性乙醇溶液稀釋至刻度。用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)在287．0nm波長(zhǎng)下測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，以濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[5~6]，回歸方程Y＝0．1573X＋0．0017，相關(guān)系數(shù) R2＝0．9990，說(shuō)明在 0．05～0．55mL濃度范圍內(nèi)，線性關(guān)系良好。

2．3 最大吸收波長(zhǎng)的確定及對(duì)提取物的檢驗(yàn)

取2．2中的標(biāo)準(zhǔn)品溶液一定體積 （質(zhì)量濃度0．004mg·mL－1）稀釋到 10mL。用空白對(duì)照進(jìn)行光譜分析，測(cè)定其最大吸收波長(zhǎng) （圖1）。另取1．0000g陳皮粉按2．1的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，做空白對(duì)照最后進(jìn)行紫外光譜分析 （圖2），由圖1和圖2可知，紫外最大吸收波長(zhǎng)基本一致，從而可確定所提物質(zhì)為橙皮苷。

2．4 提取液中橙皮苷含量的測(cè)定

將2．1測(cè)得的吸光度代入下式，計(jì)算橙皮苷提取率（%）:

圖1 標(biāo)準(zhǔn)品溶液紫外掃描圖

圖2 樣品液紫外掃描圖

式中:A-提取液吸光度值;m－稱取橙皮苷粉的質(zhì)量，g;Q－稀釋倍數(shù)，2500。

3 結(jié)果與討論

3．1 單因素實(shí)驗(yàn)

3．1．1 料液比對(duì)橙皮苷提取率的影響

取1．0000g陳皮粉末5份，分別以料液比1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30，微波時(shí)間 3min、微波溫度60℃、微波功率200W條件下按2．1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，計(jì)算提取率，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 料液比對(duì)橙皮苷提取率的影響

由表1可知，在測(cè)定范圍內(nèi)，橙皮苷的提取率隨料液比的增大而先增大后減小。料液比過(guò)小時(shí)，橙皮苷不能充分溶解，提取率較低。料液比為1∶20時(shí)，提取率最大。隨著料液比的繼續(xù)增大，相同微波功率條件下需加熱更多液體，所以細(xì)胞內(nèi)部升溫緩慢，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)外壓強(qiáng)過(guò)小，橙皮苷難以溢出，提取率降低。故增大料液比不僅提取率降低，還增加了提取成本和后續(xù)處理提取劑的難度．綜合經(jīng)濟(jì)因素考慮，料液比取1∶20為宜。

3．1．2 微波時(shí)間對(duì)橙皮苷提取率的影響

取1．0000g陳皮粉末5份，分別以微波時(shí)間1min、2min、3min、4min、5min，料液比 1∶20，微波溫度60℃、微波功率200W條件下按2．1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，計(jì)算提取率，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 微波時(shí)間對(duì)橙皮苷提取率的影響

由表2可知，橙皮苷隨微波時(shí)間的增加，提取率先增加后減小。微波時(shí)間3min，提取率達(dá)到最大，這時(shí)橙皮苷已基本溶解在溶劑中。微波時(shí)間超過(guò)3min后提取率逐漸減小的原因是:微波作用時(shí)間太長(zhǎng)，陳皮中其它醇溶性雜質(zhì)、親脂性強(qiáng)的成分溶出與橙皮苷競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致提取率下降。故微波時(shí)間取3min為宜。

3．1．3 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)橙皮苷提取率的影響

取1．0000g陳皮粉末5份，分別以乙醇體積分?jǐn)?shù) 65%、70%、75%、80%、85%， 料液比 1∶20、微波時(shí)間3min、微波溫度60℃、微波功率200W條件下按2．1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，計(jì)算提取率，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)橙皮苷提取率的影響

由表3可知，隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增加，橙皮苷提取率先增大后減小。70%乙醇體積分?jǐn)?shù)時(shí)提取率達(dá)到最大，原因可能是由于適當(dāng)水分的存在會(huì)促進(jìn)微波對(duì)細(xì)胞的作用，使溫度上升較快[7]。乙醇體積分?jǐn)?shù)過(guò)大，水分則減少，導(dǎo)致橙皮苷提取率的下降，并增加了經(jīng)濟(jì)成本。綜合考慮，選用70%乙醇體積分?jǐn)?shù)的提取劑為宜。

3．1．4 微波溫度對(duì)橙皮苷提取率的影響

取1．0000g陳皮粉末5份，分別以微波溫度50℃、55℃、60℃、65℃、70℃，液比 1∶20、微波時(shí)間3min、功率200W條件下按2．1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，計(jì)算提取率，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 微波溫度對(duì)橙皮苷提取率的影響

由表4可知，隨著溫度升高，橙皮苷提取率緩慢增大。60℃時(shí)，有最大值提取率。溫度繼續(xù)上升，橙皮苷提取率降低。可能是由于微波溫度過(guò)高導(dǎo)致提取液中出現(xiàn)膠狀物質(zhì)，導(dǎo)致橙皮苷變性。同時(shí)，溶劑蒸發(fā)過(guò)快，降低了橙皮苷的提取率。故控制溫度在60℃為宜。

3．1．5 微波功率對(duì)橙皮苷提取率的影響

取 1．0000g陳皮粉末 5份，以微波功率100W、200W、300W、400W、500W，料液比 1∶20、微波時(shí)間3min、微波溫度60℃條件下按2．1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，計(jì)算提取率，結(jié)果見(jiàn)表5。

由表5可知，隨著微波功率增大，橙皮苷提取率先增大后減小，功率為200W時(shí)提取率最大。功率過(guò)小，細(xì)胞內(nèi)部溫度上升緩慢，細(xì)胞內(nèi)壓難以超過(guò)細(xì)胞壁膨脹承受能力，橙皮苷的溢出受阻，故提取率不大。功率過(guò)大，局部升溫迅速，破壞了橙皮苷的結(jié)構(gòu)，故提取率下降。所以200W是提取橙皮苷的較優(yōu)功率。

表5 微波功率對(duì)橙皮苷提取率的影響

3．2 提取工藝的優(yōu)化

3．2．1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)微波溫度、微波時(shí)間、微波功率、提取劑乙醇體積分?jǐn)?shù)、料液比五個(gè)影響因素進(jìn)行L16（45）正交試驗(yàn)，以進(jìn)一步優(yōu)化工藝條件。正交試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)、結(jié)果及極差分析見(jiàn)表6所示。

表6 正交試驗(yàn)結(jié)果分析表

表6中正交試驗(yàn)結(jié)果的極差分析表明，對(duì)提取率影響的順序?yàn)?乙醇體積分?jǐn)?shù)＞微波溫度＞微波時(shí)間＞微波功率＞料液比。最佳提取因素組合為A2B2C2D2E3，即乙醇體積分?jǐn)?shù)70%、微波溫度60℃、微波時(shí)間為3min、微波功率200W、料液比1∶20，在此條件下進(jìn)行3組平行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，平均提取率為 1．7871%。

3．2．2 正交試驗(yàn)結(jié)果的方差分析

對(duì)表6試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表7所示。

表7 正交試驗(yàn)結(jié)果的方差分析

由表7可知，乙醇體積分?jǐn)?shù)與微波溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有非常顯著影響，料液比、微波時(shí)間和微波功率為不顯著影響因素。因此，在使用微波輔助法提取陳皮中橙皮苷技術(shù)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制好乙醇體積分?jǐn)?shù)與微波溫度，從而提高提取率。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)陳皮中有效成分提取實(shí)驗(yàn)中影響因素的研究，確定了最佳提取工藝方案:70%體積分?jǐn)?shù)乙醇的提取液、60℃微波溫度、微波時(shí)間3min、微波功率 200W、料液比 1∶20（g∶mL），在此條件下，橙皮苷提取率為1．7871%。

正交試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)橙皮苷提取率影響的順序是:乙醇體積分?jǐn)?shù)＞微波溫度＞微波時(shí)間＞微波功率＞料液比。微波輔助提取，具有省時(shí)、原料利用率高、提取物品質(zhì)優(yōu)、降低生產(chǎn)成本等優(yōu)點(diǎn)，有很大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。

[1] 王寧芳．橙皮苷的提取工藝研究[J]．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（8）:3759-3759．

[2] 李榮，胡成穆，姜輝，等．橙皮苷的提取及其抗炎活性研究[J]．安徽醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，42（5）:546-549．

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Study on Extraction Technology of Tangerine Peel from Hesperidin through Orthogonal Tests

CHANGQing， LIUMing， YANGPeng， LIUJun-hai
（School of Chemical＆ Environmental Sciences， Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723001，China）

Hesperidin was extracted from tangerine peel，and the extraction processes were optimized through orthogonal tests based on single tests．The influence factors on extraction rate of Hesperidin were examined．The results showed that the optimum conditions were as follow ed:the extracting solvent was the mixture of 1%NaOH and 70%ethanol， the nominal extraction power 200W，the extraction time was 3min，the ratio of tangerine peels and extracting solvent 1∶20 （g／mL），and the extracting temperature 60℃．The extraction rate could up to1．7871%under the optimum conditions．

microwave-assisted extraction;tangerine peel;hesperidin

TQ 914.1

A

1671-9905（2011）11-0033-04

2011-07-20