贛南臍橙果皮中橙皮苷提取工藝研究

趙永會(huì)，顧丹丹，馬小茗，魏田田，李 丹，王衛(wèi)博，于宏偉

（1.鹿泉市動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所，河北 石家莊 050200；2.石家莊學(xué)院 化工學(xué)院，河北 石家莊 050035）

贛南臍橙果皮中橙皮苷提取工藝研究

趙永會(huì)1，顧丹丹2，馬小茗2，魏田田2，李 丹2，王衛(wèi)博2，于宏偉2

（1.鹿泉市動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所，河北 石家莊 050200；2.石家莊學(xué)院 化工學(xué)院，河北 石家莊 050035）

采用堿浸酸析的方法研究了贛南臍橙果皮中提取橙皮苷的正交工藝.研究表明：25 g橙皮粉中，在1.5 g的氫氧化鈣添加量，1.0 h提取時(shí)間，1∶30(g/mL)的料液比的最佳工藝條件下，粗產(chǎn)品收率可達(dá)2.14%.粗產(chǎn)品經(jīng)過(guò)重結(jié)晶的方法進(jìn)行分離提純，結(jié)晶收率達(dá)到74.0%，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)一維紅外光譜和二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜表征，為目標(biāo)產(chǎn)物.

橙皮苷；堿浸酸析；正交實(shí)驗(yàn)；一維紅外光譜；二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜；表征

臍橙，主產(chǎn)區(qū)在美洲各國(guó)，主要特征是果頂有臍，果形一般較大，果皮較粗糙，但較易剝離[1].國(guó)外臍橙品種主要包括：華盛頓臍橙（Washington navel）、湯姆生臍橙（Thomson）、羅伯生臍橙（Robertson）、哈姆林臍橙（Hamlin）、賈發(fā)臍橙（Jaffa）、喬伯臍橙（Joppa）和卡特尼拉臍橙（Cadenera）等[1]；而國(guó)內(nèi)則以贛南臍橙和奉節(jié)臍橙為主要代表.我國(guó)具有豐富的臍橙資源，而每年約占整個(gè)臍橙重量20%的橙皮除了少量作為中藥材（陳皮）外，大部分作為廢棄物丟棄.近年來(lái)，研究人員發(fā)現(xiàn)，橙皮可廣泛的應(yīng)用在蛋雞和肉雞的飼料添加劑中，并取得良好的應(yīng)用效果[2，3].橙皮苷是一類天然黃酮類化合物，主要存在于臍橙果皮中，廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)[4-9]、化學(xué)[10-12]、食品及飼料科學(xué)[13-15]等領(lǐng)域中.傳統(tǒng)的橙皮苷提取方法有：溶劑萃取法[16，17]、堿浸酸析等方法[18-21]等.其中堿浸酸析法只消耗價(jià)格低廉的無(wú)機(jī)酸及堿，生產(chǎn)成本較低，因此具有重要的應(yīng)用價(jià)值.石家莊學(xué)院化工學(xué)院與鹿泉市動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所合作，以石家莊市場(chǎng)上常見的贛南臍橙果皮為原料，采用堿浸酸析法，設(shè)計(jì)9組正交實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)開展了橙皮苷提取研究工作.

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

紅外光譜儀（Spectrum 100型，美國(guó)PE公司）、電子天平（YP202N型，上海精密科學(xué)儀器有限公司）、高速萬(wàn)能粉碎機(jī)（FW-100型，天津市泰斯特儀器有限公司）、循環(huán)水式真空泵（SHZ-D（Ⅲ）型，鞏義市英峪予華儀器廠）、精密定時(shí)電動(dòng)攪拌器（JJ-1型，江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司）、顯微熔點(diǎn)測(cè)量?jī)x（X-4型，北京泰克儀器有限公司）；贛南臍橙（購(gòu)于石家莊北國(guó)超市長(zhǎng)江店）；其它試劑均為市售分析純?cè)噭?

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品制備方法

采用壓片法，1 mg橙皮苷與100 mg溴化鉀混合，研磨均勻壓片.

1.2.2 紅外譜圖數(shù)據(jù)獲得及處理

一維紅外光譜及二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜數(shù)據(jù)的獲得采用美國(guó)PE公司Spectrumv6.3.5；圖形處理采用Origin 8.0.

1.2.3 干燥方法

臍橙果皮洗凈后在鼓風(fēng)干燥箱中，60℃干燥24 h至恒重后，高速萬(wàn)能粉碎機(jī)粉碎至120目后，裝入干燥器中避光密封保存.

1.2.4 橙皮苷正交試驗(yàn)提取方法

25 g橙皮粉加入到蒸餾水中，加入一定量的堿調(diào)節(jié)pH至堿性，反應(yīng)至一定時(shí)間后，減壓過(guò)濾，濾液加入0.1 M鹽酸，調(diào)節(jié)體系至酸性后，靜置12 h后，得到大量白色固體，減壓過(guò)濾，真空干燥，得到目標(biāo)產(chǎn)物.

1.2.5 橙皮苷精制方法

室溫下，0.5 g橙皮苷粗產(chǎn)品加入到30 mL甲醇中，加入NaOH固體調(diào)節(jié)體系pH至11，提取30 min后，常壓過(guò)濾，濾液加入0.1 M鹽酸，調(diào)節(jié)pH至5，靜置12 h后，減壓過(guò)濾，真空干燥，得到米黃色固體，收率74.0%，熔程254-257℃.

2 結(jié)果與分析

2.1 橙皮苷的正交提取工藝實(shí)驗(yàn)

在之前橙皮苷單水平提取研究工作中[21]，我們發(fā)現(xiàn)：提取工藝中的氫氧化鈣添加量、提取時(shí)間及料液比等因素對(duì)于橙皮苷的收率影響最大.最終我們重點(diǎn)考查氫氧化鈣添加量（1.50 g，1.75 g和2.00 g）、提取時(shí)間（0.5 h，1.0 h和3.0 h）和料液比（1∶30 g/mL，1∶40 g/mL和1∶50 g/mL）對(duì)于橙皮苷的提取工藝的影響（表1）.

表1 正交因素水平表

氫氧化鈣添加質(zhì)量、提取時(shí)間和料液比等3個(gè)因素按照三因素三水平設(shè)計(jì)并完成了9組正交實(shí)驗(yàn)（表2）.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同的工藝中的橙皮苷的粗收率差別很大，其中最少的收率為 0.80%（實(shí)驗(yàn) 7），最高的收率達(dá)到1.84%（實(shí)驗(yàn)3）.

表2 贛南臍橙果皮中橙皮苷提取正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為了進(jìn)一步研究工藝中3個(gè)因素對(duì)于臍橙果皮中橙皮苷提取的影響，以橙皮苷的粗收率為考核指標(biāo)，對(duì)于正交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行極差分析.由表3可知，臍橙果皮中橙皮苷提取效果的影響順序?yàn)椋篈>B=C，即：氫氧化鈣的添加量>提取時(shí)間=料液比，而最佳工藝條件是A1B2C1.在最佳工藝條件下，橙皮苷提取的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的粗收率達(dá)到2.14%.

表3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.2 橙皮苷的結(jié)構(gòu)表征

圖1 橙皮苷的一維紅外光譜

圖2 橙皮苷的二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜

由于橙皮苷的一維紅外光譜法分辨率不高（圖1），進(jìn)一步開展了相應(yīng)的二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜的研究（圖2）.二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜可以增加原一維紅外譜圖的分辨率，其波谷位置對(duì)應(yīng)著相應(yīng)官能團(tuán)的紅外吸收峰頻率[22].研究了橙皮苷的二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜，其中1 097 cm-1，1 068 cm-1的吸收峰歸屬于糖和多糖C-OH伸縮振動(dòng)；1 205 cm-1，1 183 cm-1的吸收峰歸屬于酚C-OH伸縮振動(dòng)；1 243 cm-1，1 134 cm-1，848 cm-1的吸收峰則歸屬于環(huán)醚C-O-C伸縮振動(dòng)；1 243 cm-1，1 036 cm-1的吸收峰則歸屬于芳香醚C-O-C伸縮振動(dòng)；1 649 cm-1的吸收峰歸屬于C=O伸縮振動(dòng)；1 607 cm-1，1 521 cm-1，1 446 cm-1的吸收峰則歸屬苯環(huán)C=C伸縮振動(dòng)；2 939 cm-1，2 917 cm-1的吸收峰則歸屬-CH3伸縮振動(dòng)；3 547 cm-1，3 479 cm-1的吸收峰則歸屬-OH伸縮振動(dòng).經(jīng)過(guò)分析，所提取的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)正確，為目標(biāo)產(chǎn)物橙皮苷.

3 結(jié)論

贛南臍橙果皮中橙皮苷的正交實(shí)驗(yàn)提取最佳條件是：25 g橙皮粉中，加入蒸餾水750 mL，1.5 g的氫氧化鈣，在室溫提取時(shí)間為1.0 h，最高收率達(dá)到2.14%.粗產(chǎn)品經(jīng)過(guò)重結(jié)晶的方法進(jìn)行分離提純，結(jié)晶收率達(dá)到74.0%.通過(guò)一維紅外光譜及二階導(dǎo)數(shù)紅外光譜對(duì)于橙皮苷的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征.

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（責(zé)任編輯 李健飛）

A Study on Extraction Hesperidine from Gannan Navel Orange

ZHAO Yong-hui1，GU Dan-dan2，MA Xiao-ming2，WEI Tian-tian2，LI Dan2，WANG Wei-bo2，YU Hong-wei2
（1.Luquan Animal Health Inspection Institute，Shijiazhuang，Hebei 050200，China；2.School of Chemical Engineering，Shijiazhuang University，Shijiazhuang，Hebei 050035，China）

The conditions for the extraction hesperidine by alkali leaching acid precipitation method from gannan navel orange peel with orthogonal experimental are studied.The results show that the optimum conditions are 25 g gannan navel orange peel，feed liquid ratio 1∶30（g/mL）and 1.0 h extraction time.The high yield is 2.14%，the crude is purified by recrystallization and the yield is 74.0%，and product is characterized by one-dimensional infrared spectroscopy and second-derivative infrared spectroscopy.

hesperidine；alkali leaching acid precipitation；orthogonal experimental；one-dimensional infrared spectroscopy；second-derivative infrared spectroscopy；characterization

TQ21

A

1673-1972（2015）03-0013-04

2015-03-08

石家莊市科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展計(jì)劃課題（131500142A）

趙永會(huì)（1968-），男，河北鹿泉人，高級(jí)獸醫(yī)師，主要從事動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)、疾病防治研究.