柑橘黃烷酮的提取及新橙皮苷二氫查耳酮制備工藝

摘 要：從柑橘中提取柚皮苷和新橙皮苷，并以新橙皮苷為原料制備新橙皮苷二氫查耳酮（NHDC）。研究了提取、大孔樹(shù)脂洗脫液、結(jié)晶等過(guò)程對(duì)柚皮苷和新橙皮苷提取的影響及氫化條件對(duì)所得NHDC收率和純度的影響，建立了適用于工業(yè)化生產(chǎn)的方法。結(jié)果表明：柚皮苷和新橙皮苷的最佳提取工藝為：在5 MPa壓力條件下，用6倍量的90%乙醇瞬時(shí)高壓提取柑橘類黃酮；采用AB-8大孔樹(shù)脂柱分離純化柚皮苷和新橙皮苷，用3倍量柱體積的20%和60%乙醇先后洗脫柚皮苷和新橙皮苷。NHDC最佳制備條件為：在常溫和4 MPa氫氣壓力條件下，采用用4倍量的高純水、5%氫氧化鈉和5%鈀炭作為催化劑，反應(yīng)12 h半合成NHDC，制備的NHDC收率為8.24%，NHDC含量為97.66%。

關(guān)鍵詞：柚皮苷；新橙皮苷；新橙皮苷二氫查耳酮；催化氫化

中圖分類號(hào)：TS202 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-060X（2018）08-0075-04

Extraction of Flavonoids from Citrus and Preparation of Neohesperidosyl Dihydrochalcone

LIANG Zeng-enni，SHAN Yang

（1. Hunan Institute of Agricultural Product Processing， Changsha 410125， PRC； 2. Hunan Academy of Agricultural Sciences，

Changsha 410125， PRC）

Abstract： Naringin and neohesperidin were extracted from citrus and neohesperidosyl dihydrochalcone （NHDC） was prepared with neohesperidin as raw material. The effects of processes of extraction， macroporous resin， crystallization on the extraction of naringin and neohesperidin were studied， and the effect of hydrogenation conditions on the yield and purity of NHDC was established， which was suitable for industrialized production. The results showed that the best extraction technology of naringin and neohesperidin was as follows： citrus flavonoids were extracted by instantaneous high pressure using 6 times 90% ethanol and 5 MPa pressure； naringin and neohesperidin were separated and purified by AB-8 macroporous resin using 20% and 60% ethanol （3 times of column volume）， respectively. The optimum NHDC preparing conditions were： 4 MPa hydrogen pressure， 4 times high pure water， 5% sodium hydroxide and 5% palladium carbon as catalysts. The yield of NHDC was 8.24%， and NHDC content was 97.66%.

Key words： naringin； neohesperidin； neohesperidosyl dihydrochalcone； catalytic hydrogenation

二氫查耳酮（dihydrochalcone）是一類具有苯并色原酮母核結(jié)構(gòu)且分子量較小的化合物，在植物中廣泛存在，目前已從屬杜鵑花科、百合科、菊科、山礬科、薔薇科等植物中分離得到，但含量較低。柚皮苷和新橙皮苷主要是來(lái)源于枳實(shí)、青皮、陳皮等蕓香科（Rutaceae）柑橘屬（Citrus）等天然植物的果皮，從蕓香科植物柑橘中提取的新橙皮苷和柚皮苷經(jīng)半合成可制備新型高甜度甜味劑——新橙皮苷二氫查耳酮（Neohesperidosyl dihydrochalcone，NHDC），其甜度是蔗糖的1 500～1 800倍，甜度清爽、愉快，余味持久，后味持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，甜味達(dá)到最大值的時(shí)間比蔗糖長(zhǎng)，且沒(méi)有金屬味、后苦味等不良口感，能掩蓋食品或醫(yī)藥中的苦味，已應(yīng)用于果凍、果醬、口香糖、奶制品、脂肪和油脂、冷凍食品、加工蔬菜及無(wú)醇飲料等[1-3]。當(dāng)今消費(fèi)者越來(lái)越重視自身健康，新橙皮苷二氫查耳酮熱量極低，可為中老年人及糖尿病人帶來(lái)了福音[4]。新橙皮苷二氫查耳酮還可以添加到飼料中使飼料增甜增香，增大仔豬食欲，明顯促進(jìn)其生長(zhǎng)，增加飼料轉(zhuǎn)化率。另外，新橙皮苷二氫查耳酮可與其他甜味劑復(fù)配使用，能產(chǎn)生優(yōu)良的協(xié)同作用[5]。

研究以玳玳酸橙為原料，以柚皮苷、新橙皮苷及新橙皮苷二氫查耳酮收率和含量為指標(biāo)，通過(guò)研究柚皮苷和新橙皮苷分離的適宜條件和優(yōu)化新橙皮苷二氫查耳酮工藝，確定了柚皮苷和新橙皮苷提取及純化的最佳條件及新橙皮苷二氫查耳酮的半合成條件，以便更深入地研究和廣泛應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 主要材料、試劑和儀器

玳玳酸橙由漣源市康橙生物科技有限公司提供；柚皮苷、新橙皮苷標(biāo)準(zhǔn)品（純度99%），購(gòu)于國(guó)家藥檢所；鈀炭，寶雞瑞科有色金屬有限公司；乙腈，色譜純，美國(guó)Merck公司；甲醇（色譜純），美國(guó)Merck公司；娃哈哈純凈水；其他試劑均為分析純。

儀器：TARE-ZERO型電子天平，上海光正醫(yī)療儀器有限公司；HH-6型恒溫水浴鍋：常州智博瑞儀器制造有限公司；SHB-Ⅲ型循環(huán)水式多用真空泵，鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司；85-2B型電熱鼓風(fēng)干燥箱；恒溫磁力攪拌器，江蘇金怡儀器科技有限公司；IC-20AT型高效液相色譜儀，日本Shimadzu公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程 柑橘黃烷酮的提取的工藝流程如圖1所示。

1.2.2 操作要點(diǎn) （1）粉碎：將干燥的玳玳酸橙用粉碎機(jī)粉碎至60目以下。（2）浸泡：將粉碎的原料與乙醇以1∶1～1∶8混勻，浸泡20 ～100 min。（3）提?。翰捎盟矔r(shí)高壓提取法提取柑橘類黃酮。（4）過(guò)濾：過(guò)濾后得到提取液，濃縮。（5）柱層析：將提取液濃縮后，用AB-8大孔樹(shù)脂柱分離純化，用不同濃度的乙醇洗脫。（6）濃縮：用500 nm有機(jī)膜將兩次乙醇洗脫液分別進(jìn)行膜濃縮，濃縮到相對(duì)密度1.2。（7）結(jié)晶：將兩種乙醇濃縮液分別加入不同濃度食鹽結(jié)晶3 h。（8）重結(jié)晶：將所得結(jié)晶分別溶于濕重5倍量的不同濃度乙醇，并加入濕重3%固化活性炭，回流溶解1 h，過(guò)濾，濾液冷卻結(jié)晶12 h，回收固化活性炭。（9）加氫：晶體加入濕重4倍量的高純水（二級(jí)）、5%氫氧化鈉、一定比例的鈀炭，混勻，在加壓、常溫條件下，進(jìn)行加氫反應(yīng)12 h。（10）調(diào)pH值：將反應(yīng)液抽入搪瓷罐中，用鹽酸調(diào)pH值為3，攪拌析晶12 h。（11）干燥：在80℃條件下干燥晶體。

1.2.3 大孔樹(shù)脂洗脫 稱取處理過(guò)的AB-8大孔樹(shù)脂20 g，室溫下無(wú)水乙醇浸泡24 h，濕法裝柱，用去離子水沖洗至無(wú)醇味，取160 mL的供試液上柱，控制流速為1.5 /min。用水洗至流出液近無(wú)色，先用3倍量柱體積（3BV）的10%～30%乙醇洗脫液洗脫柚皮苷，再用3BV 50%～70%乙醇洗脫液洗脫新橙皮苷。

1.2.4 高效液相色譜檢測(cè) （1）色譜條件：色譜柱為Hypersil C18柱（200 mm×4.6 mm，5 μm）。柚皮苷和新橙皮苷流動(dòng)相為乙腈-水（磷酸調(diào)pH值 3）（20∶80）；NHDC流動(dòng)相為甲醇-水（48∶52），檢測(cè)波長(zhǎng)為283 nm；體積流量：1.0 mL/min；柱溫：25℃。理論塔板數(shù)按柚皮苷峰計(jì)算應(yīng)不得低于2 000。

（2）標(biāo)準(zhǔn)品溶液的制備：精密稱取干燥至恒重的柚皮苷、新橙皮苷和NHDC標(biāo)準(zhǔn)品各10 mg，用少量甲醇溶解后，置于50 mL量瓶中，并加甲醇至刻度，搖勻，從中各精密量取5 mL，同置25 mL量瓶中，加甲醇至刻度，搖勻，即得。

（3）供試品溶液的制備：取提取所得柚皮苷和新橙皮苷晶體，粉碎后過(guò)40目篩，精密稱定0.5 g置100 mL圓底燒瓶中，加25 mL甲醇，水浴回流提取1.5 h，濾過(guò)，濾液置50 mL量瓶中，殘?jiān)眉状荚偬崛纱危看渭蛹状?0 mL提取10 min，合并提取液，冷卻，最后加甲醇至刻度，搖勻。準(zhǔn)確吸取該溶液5 mL至50 mL量瓶中，加甲醇稀釋至刻度，搖勻，過(guò)0.45 μm濾膜，取續(xù)濾液作為供試品溶液。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理 按方法1.2.4分別測(cè)定柚皮苷和新橙皮苷濃度，根據(jù)以下公式計(jì)算不同濃度乙醇洗脫液對(duì)柚皮苷和新橙皮苷的解吸率（%）的影響，測(cè)定數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

解吸率（%）=C·V/Q·W·100

式中：C為解吸液中柚皮苷的濃度（mg/mL）；V為洗脫液的體積（mL）；Q為樹(shù)脂吸附量（mg/g）；W為所用樹(shù)脂的質(zhì)量（g，濕重）。

2 結(jié)果與分析

2.1 提取條件的選擇

試驗(yàn)采用5 MPa壓力瞬時(shí)提取玳玳酸橙中類黃酮，采用為以新橙皮苷提取率為指標(biāo)，對(duì)提取所用料液比和乙醇濃度進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可知，料液比為1∶6、乙醇濃度為90%時(shí)，新橙皮苷提取率可達(dá)95.85%。因此，確定提取用6倍量的90%乙醇瞬時(shí)高壓提取玳玳酸橙中的類黃酮。

2.2 大孔樹(shù)脂洗脫液條件的確定

由表2可知，柚皮苷的最佳洗脫條件為3BV 20%

乙醇，新橙皮苷的最佳洗脫條件為3BV 60%乙醇，因此，確定兩次洗脫乙醇的濃度分別為20%和60%，乙醇的用量均為3倍量柱體積。

2.3 結(jié)晶條件的確定

將20%和60%乙醇濃縮液分別加入1%、3%、5%和10%比例的食鹽結(jié)晶3 h，計(jì)算柚皮苷和新橙皮苷的收率和含量。由表3可知，隨著食鹽濃度的增加，柚皮苷的收率和含量相應(yīng)增加，因此柚皮苷結(jié)晶的最佳食鹽比例為乙醇濃縮液體積的10%；新橙皮苷結(jié)晶的最佳食鹽比例為乙醇濃縮液體積的5%。

2.4 氫化條件的確定

將分離的新橙皮苷晶體溶解于濕重4倍量高純水和5%氫氧化鈉后，加入3%、5%、7%的鈀炭，在3、4、5 MPa的氫壓和常溫條件下，反應(yīng)12 h，檢測(cè)NHDC收率及含量。由表4可知，當(dāng)氫氣壓力為4 MPa、鈀炭比例為5%時(shí)，NHDC收率為8.24%，NHDC含量為97.66%，經(jīng)濟(jì)效益最高。

3 結(jié)論與討論

瞬時(shí)超高壓法屬于機(jī)械降解處理法，其作用機(jī)制主要為剪切作用、渦旋作用、空穴作用、流體高速撞擊作用等一系列的綜合物理機(jī)械處理。與回流提取法相比，用該法提取化學(xué)成分具有快速、溫度低、能耗小、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)[6-7]。而且，瞬時(shí)高壓殺菌技術(shù)還可以殺滅微生物，它克服了熱殺菌的弊端，最大限度地保存了食品的營(yíng)養(yǎng)、風(fēng)味、成分等特征[8]。常用的物質(zhì)分離純化法有結(jié)晶和重結(jié)晶法、超濾法、吸附樹(shù)脂法、色譜法和毛細(xì)管電泳法[9-11]。超濾法對(duì)濾膜要求高，濾膜要經(jīng)常清洗且再生困難[12-13]。高效液相色譜法和毛細(xì)血管電泳法分離效率高、分離速度快，特別適合于混合物樣品中多組分成分的分離分析，但它們只能作為混合物的分析手段，而不能作為混合物的分離純化方法，且分離純化量小，不適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。采用樹(shù)脂法分離成分，再用結(jié)晶和重結(jié)晶法進(jìn)一步純度可以得到更高純度的物質(zhì)，而且重結(jié)晶法的損耗相對(duì)較少[14-15]。

柚皮苷和新橙皮苷的最佳提取工藝為：用6倍量的90%乙醇在5 MPa壓力條件下，瞬時(shí)高壓提取柑橘類黃酮；采用AB-8大孔樹(shù)脂柱分離純化柚皮苷和新橙皮苷，分別用3倍量柱體積的20%和60%乙醇先后洗脫柚皮苷和新橙皮苷。最佳制取NHDC條件為：在常溫4 MPa氫氣壓力、4倍量的高純水、5%氫氧化鈉、5%鈀炭作為催化劑的條件下，反應(yīng)12 h，NHDC收率為8.24%，NHDC含量為97.66%。此工藝適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

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（責(zé)任編輯：夏亞男）