陳皮中橙皮苷的提取工藝及優(yōu)化研究

曾令浩，李俞潔，區(qū)碩俊，陳偉萍

（廣州市質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)研究院，國(guó)家加工食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心， 廣東 廣州 511447）

陳皮中橙皮苷的提取工藝及優(yōu)化研究

曾令浩，李俞潔，區(qū)碩俊?，陳偉萍

（廣州市質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)研究院，國(guó)家加工食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心， 廣東 廣州 511447）

主要分析研究乙醇-吡啶混合溶劑超聲浸提法提取陳皮中橙皮苷的最優(yōu)條件。通過(guò)單因素試驗(yàn)去分析研究不同種因素對(duì)橙皮苷提取率的影響，并且在此基礎(chǔ)上根據(jù)優(yōu)化后的結(jié)果進(jìn)行正交試驗(yàn)。其最佳工藝條件為料液比1:30，吡啶比例25%，提取溫度為85 ℃，提取時(shí)間為25 min。采用該條件處理的橙皮苷經(jīng)高效液相色譜法進(jìn)行橙皮苷含量的測(cè)定，同時(shí)在此等優(yōu)化條件下進(jìn)行的正交試驗(yàn)，橙皮苷的提取率為3.83%，超聲浸提法操作簡(jiǎn)便，快速，成本低，能應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)和醫(yī)學(xué)醫(yī)藥類研究。

橙皮苷; 乙醇-吡啶; 正交試驗(yàn); 高效液相色譜法

橙皮苷又名橙皮甙，二氫黃酮甙，為蕓香科植物甜橙或者酸橙干燥的幼果提取物。橙皮苷主要存在于成熟的較薄果皮系統(tǒng)或者果肉中[1,2]。橙皮苷不僅能夠降低毛細(xì)血管的脆性，而且還能增強(qiáng)毛細(xì)管的韌性，因此橙皮苷在醫(yī)學(xué)醫(yī)藥行業(yè)中應(yīng)用廣泛。橙皮苷還有抗消炎、抗病毒等藥理作用，其在食品工業(yè)中可作為天然的抗氧化劑[3-5]，亦可應(yīng)用于化妝品行業(yè)，由此可見(jiàn)，隨著工業(yè)科技的發(fā)展，橙皮苷將具有更加廣泛的應(yīng)用。

當(dāng)前，橙皮苷的提取工藝主要有索氏提取法、堿提酸沉法、微波萃取法和超聲提取法[6-10]。其中索氏提取法具有提取工藝過(guò)程簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但實(shí)驗(yàn)反應(yīng)進(jìn)度慢，需多次重結(jié)晶提取，而且溶劑消耗較大。堿提酸沉法擁有節(jié)約經(jīng)濟(jì)，工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但其反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)且容易污染環(huán)境，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。微波萃取法對(duì)環(huán)境危害較小，然而在微波萃取過(guò)程中溫度變化不易控制，不太適宜工業(yè)化大批量生產(chǎn)?；旌先軇┏暯岱ㄏ鄬?duì)于其他方法，其具有操作簡(jiǎn)便、節(jié)約溶劑、快速等優(yōu)點(diǎn)，可作為工業(yè)化生產(chǎn)提取陳皮中橙皮苷的首選方法。因橙皮苷易溶于吡啶，氫氧化鈉溶液，則本研究提取橙皮苷是采用乙醇-吡啶混合溶劑進(jìn)行超聲浸提取，通過(guò)采用單因素實(shí)驗(yàn)和正交試驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化其工藝參數(shù)，降低生產(chǎn)成本，減少提取完成后去除有毒有害物質(zhì)的工藝和去除酸堿溶劑的復(fù)雜工序，為研究橙皮苷供給了參考條件。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料、試劑與儀器

新鮮成熟的陳皮；乙醇、吡啶、磷酸、甲醇（分析純，廣州試劑廠），乙腈（色譜純，美國(guó) Fisher公司），實(shí)驗(yàn)一級(jí)用水，橙皮苷標(biāo)準(zhǔn)品（Aladdin Industrial Corporation）；高效液相色譜儀島津 LC 20A-SPD-M20A；50 mL離心管，TD25-WS低速離心機(jī)，DZF-6090D真空干燥箱，KQ3200DV型數(shù)控超聲波清洗儀；C1-6610-15型分析研磨機(jī); LM61-350033型恒溫水浴鍋。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

將新鮮成熟的陳皮置于 DZF-6090D 真空干燥箱45 ℃烘干至恒重，粉碎，過(guò)3號(hào)篩待用。準(zhǔn)確稱量1.00 g陳皮粉于50 mL的離心管中，加入30 mL乙醇-吡啶(75:25)的混合溶液，加蓋置于85 ℃恒溫水浴鍋中，水浴加熱1 h后取出，超聲25 min后放冷至室溫，以4 000 r/min的轉(zhuǎn)速離心2 min后取上層清液定容至50 mL經(jīng)微孔濾膜過(guò)濾，待液相分析。

1.3 分析方法

1.3.1 色譜條件

色譜柱：Phenom enex Kinetex C18 (150 m m×4.6 m m ×5 μ m)；柱溫：30 ℃；流動(dòng)相：乙腈-0.1 %磷酸溶液(20:80)；進(jìn)樣量：10 μL；流速：1 mL/min；檢測(cè)波長(zhǎng)：283 nm[11]。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

精確稱量0.0100 g橙皮苷標(biāo)準(zhǔn)品于100 mL棕色帶塞容量瓶中，加適量的50 %甲醇進(jìn)行超聲溶解，取出后用50 %甲醇稀釋至刻度。制得100 mg/L橙皮苷標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。將上述的橙皮苷標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用50 %甲醇稀釋至0.5、1.0、10.0、20.0、40.0、100.0 mg/L注入高效液相色譜進(jìn)行分析。分別吸取上述橙皮苷標(biāo)準(zhǔn)品系列溶液各10 μL，在相同色譜條件下測(cè)定峰面積。以峰面積值Y為縱坐標(biāo)，橙皮苷的標(biāo)準(zhǔn)品濃度X（mg/L）為橫坐標(biāo)，用最小二乘法進(jìn)行線性回歸分析，得到回歸方程為Y=58727X -17218，相關(guān)系數(shù)r=0.9998，說(shuō)明進(jìn)樣濃度在 0.5～100.0 mg/L之間，橙皮苷濃度與其相應(yīng)的峰面積線性關(guān)系良好。

2 結(jié)果與分析

2.1 料液比對(duì)提取率的影響

當(dāng)吡啶比例為20 %，溫度為65 ℃，時(shí)間為20 m in時(shí)，探究料液比對(duì)橙皮苷提取率的影響。在料液比小于1:35時(shí)，不易于橙皮苷溶于提取液中，提取率較低；相比之下在料液比大于1:35時(shí)，再增加料液比，提取效果反而減弱，且無(wú)較明顯的變化。由此可見(jiàn)料液比的最佳比例為 1:35。詳細(xì)結(jié)果如圖 1所示。

2.2 提取液中吡啶比例對(duì)提取率的影響

本研究比較了乙醇和吡啶兩種溶劑分別對(duì)橙皮苷的提取率的影響，結(jié)果表明乙醇和吡啶的混合溶劑對(duì)橙皮苷的提取率高于乙醇或者是吡啶。

在料液比為1:30，溫度65 ℃，時(shí)間20 min一定的條件下，比較了乙醇和吡啶混合溶液中的吡啶比例對(duì)橙皮苷提取率的影響情況。結(jié)果顯示，吡啶比例在20 %時(shí)，陳皮中橙皮苷的提取率最高。詳細(xì)結(jié)果如圖2所示。

圖1 料液比對(duì)提取率的影響Fig.1 Effect of the solid-liquid ratio on the extraction rate

圖2 吡啶比例對(duì)提取率的影響Fig.2 Effect of the proportion of pyridine on the extraction rate

2.3 溫度對(duì)提取率的影響

在料液比為1：30，吡啶比例為20 %，時(shí)間為20 min一定的條件下，研究不同的提取溫度對(duì)橙皮苷提取率的影響，結(jié)果表明，溫度為 75 ℃時(shí)為最適的溫度，隨著溫度的升高，橙皮苷的提取率逐漸增加。詳細(xì)結(jié)果如圖3所示。

圖3 溫度對(duì)提取率的影響Fig.3 Effect of temperature on the extraction rate

2.4 提取時(shí)間對(duì)提取率的影響

如果超聲時(shí)間過(guò)短，橙皮苷未能被充分提取。但如果超聲時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，橙皮苷的提取率將會(huì)降低，可能是因?yàn)辄S酮類物質(zhì)的不穩(wěn)定性造成的，超聲時(shí)間越長(zhǎng)，越不利于橙皮苷的提取，則需要對(duì)超聲提取的時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格地控制。在料液比為1:30，吡啶比例為20 %，溫度65 ℃一定的條件下，提取時(shí)間為20 min時(shí)，增加了溶劑的穿透力，提高了橙皮苷的提取率。詳細(xì)結(jié)果如圖4所示。

圖4 時(shí)間對(duì)提取率的影響Fig.4 Effect of time on the extraction rate

2.5 正交試驗(yàn)優(yōu)化工藝條件

通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)進(jìn)行提取分析初步的優(yōu)化，對(duì)料液比、吡啶比例、提取的溫度和時(shí)間四個(gè)因素的最佳提取水平和根據(jù)其各個(gè)因素的三個(gè)最佳水平進(jìn)行設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)。對(duì)正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)及其結(jié)果進(jìn)行了極差分析，根據(jù)表1的k1、k2和k3計(jì)算出R值，從 k值可知，橙皮苷最佳的提取率水平組合是A1B2C3D3，即料液比1:30，吡啶比例25 %，溫度85 ℃，時(shí)間25 min。在此等水平的組合下，橙皮苷的提取率為3.83 %?；诒?的提取率測(cè)定結(jié)果，進(jìn)行了方差分析，將表2所得的F值與F單側(cè)臨界值表對(duì)比可知，吡啶比例、溫度和時(shí)間對(duì)橙皮苷的提取率有顯著性影響。

表1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 1 Orthogonal experiment design and analysis

續(xù)表

表2 提取率方差分析表Table 2 Table of variance analysis

3 結(jié) 論

本分析研究建立了陳皮中橙皮苷的提取工藝。利用單因素實(shí)驗(yàn)優(yōu)化，并通過(guò)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，得出優(yōu)化后的橙皮苷的提取工藝條件，即料液比1:30，吡啶比例25%，溫度85 ℃，時(shí)間25 min。在此條件下橙皮苷的提取率為3.83%，正交試驗(yàn)結(jié)果表明，提取率的影響順序分別為：提取溫度＞提取時(shí)間＞吡啶比例＞料液比，與此同時(shí)，通過(guò)方差分析F值可知，吡啶比例、提取溫度和時(shí)間三個(gè)因素對(duì)提取率影響顯著，但并沒(méi)有出現(xiàn)影響非常顯著因素。采用混合溶劑超聲浸提法具有工藝操作簡(jiǎn)單，效率高，重復(fù)性好，不破壞橙皮苷有效活性成分等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)使用毒性試劑較少，用于工業(yè)化生產(chǎn)中將有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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Extraction Process and Optimization Study of Hesperidin from Orange Peel

ZENG Ling-hao, LI Yu-jie, OU Shuo-jun?, CHEN Wei-Ping
(Guangzhou Quality Supervision and Testing Institute, National Centre for Quality Supervison and Testing of Processed Food, Guangdong Guangzhou 511447，China)

The optimality conditions of ethanol-pyridine mixed solvent ultrasonic extraction process had been analyzed to extract hesperidin from Orange peel. The effects of different kinds of factors of hesperidin extraction rate were studied by the single factor experiment, and on the basis of this, the orthogonal experiment was designed to optimize the process conditions. The best optimization condition as the follows: material liquid ratio=1:30, the proportion of pyridine ratio=25%, the extraction temperature=85 ℃ , the extraction time=25 min. The determination of hesperidin content was detected by high performance chromatography (HPLC). At the meanwhile in the optimized Conditions,the result showed that hesperidin extraction rate was 3.83%. The ultrasonic extraction method is simple, rapid and low cost. It can be used in industrial production and medical research.

Hesperidin; Ethanol-pyridine; Orthogonal experiment; HPLC

TS255；TQ283

A

1671-0460（2016）11-2524-03

2016-09-18

曾令浩（1989-），男，廣東梅州人，助理工程師，主要從事食品的檢測(cè)和研究工作。E-m ail：haozishe@126.com。

區(qū)碩?。?990-），男，助理工程師，研究方向：氣液相分析研究工作。E-m ail：846476388@qq.com。