柚籽中類檸檬苦素的初提工藝研究

沈淑賢，鄧淋萍，楊靜嫻，何 娣，丘苑新

（仲愷農(nóng)業(yè)工程學院輕工食品學院，廣東廣州 510225）

0 引言

柚子是蕓香科柑橘屬水果，在我國廣東、廣西、湖南、臺灣等地種植非常廣泛。柚子核富含脂肪油和蛋白質(zhì)，含有黃柏酮、黃柏內(nèi)酯、去乙酰鬧米林及檸檬苦素類似物等成分。目前主要提取柚子核中促進人體健康及防治一些疾病的非營養(yǎng)性生理活性成分[1]。類檸檬苦素是具呋喃環(huán)的三萜類化合物。從柑橘屬植物及相關植物中已分離出50多種類檸檬苦素，多為會使柑橘類果汁產(chǎn)生“后苦味”的水不溶性苷元[2]，另有17種無苦味且能溶于水的檸檬苦素類似物配糖體[3]，具有抗癌[4-5]、抗炎[6]、抑菌[7]、鎮(zhèn)痛[8]等多種功效。然而，對柚籽中檸檬苦素的研究還缺少相關的報道。為促進柚子核中檸檬苦素的利用，試驗以梅州沙田柚柚籽為原材料，在不同條件下亞臨界萃取柚籽油及提取柚籽中的類檸檬苦素，分析其含量得率，從而得出最佳的萃取柚籽油和提取檸檬苦素的工藝。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

沙田柚，梅州興寧果園提供；丁烷，河南省亞臨界生物技術有限公司提供；無水乙醇、對二甲氨基苯甲醛，廣州市金華大化學試劑有限公司提供；冰醋酸、高氯酸，廣州市錦旺化工有限公司提供；丙酮，廣州市一馬環(huán)?？萍加邢薰咎峁?/p>

YB-700A型高速多功能粉碎機，永康市鉑歐五金制品有限公司產(chǎn)品；CBE-10L型亞臨界萃取實驗室成套設備，河南省亞臨界生物技術有限公司產(chǎn)品；RV10型數(shù)顯型立式旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，河南省予華儀器有限公司產(chǎn)品；FD-2A-50型真空冷凍干燥機，北京博醫(yī)康實驗儀器有限公司產(chǎn)品；TU-1810SPC型可見紫外分光光度計，天津市普瑞斯儀器有限公司產(chǎn)品。

1.2 方法

1.2.1 粗提物的提取

稱取脫脂柚籽粉末2 g于錐形瓶中，加入一定量的一定體積分數(shù)的乙醇，恒溫水浴浸泡3 h。過濾上層清液，真空蒸發(fā)濃縮至20 mL左右。將濃縮液冷凍至結(jié)冰。真空冷凍干燥得類檸檬苦素粗提物，采用分光光度法測定其含量。

1.2.2 紫外分光光度法測定類檸檬苦素含量

類檸檬苦素含量測定采用DMAB法[9]。

指示劑：準確量取冰醋酸100 mL，高氯酸80 mL，制備酸性母液；量取一半酸母液90 mL，添加對二甲氨基苯甲醛3.33 g，得到DMAB指示劑。

標準曲線的制作：精確稱取檸檬苦素標準品5 mg，用丙酮定容至25 mL。分別準確吸取0，0.25，0.50，0.75，1.00，1.25，1.50，2.00 mL 標準溶液于1～8號試管中，丙酮定容至2.0 mL，依次迅速加入3 mL DMAB指示劑和3 mL酸母液，靜置30 min完全顯色后測量波長470 nm處的吸光度。分別以檸檬苦素質(zhì)量濃度和吸光度為橫坐標與縱坐標，繪制標準曲線。

檸檬苦素標準曲線見圖1。

圖1 檸檬苦素標準曲線

用丙酮將各個工藝條件下得到的類檸檬苦素粗提物粉末定容至10 mL，按照上述同樣的方法測定其于波長470 nm處的吸光度，并根據(jù)標準曲線和以下公式計算柚籽中類檸檬苦素含量。

式中：C——吸光度所對應的含量，mg/mL；

V——樣品定容體積，mL；

M——所稱取的脫脂柚籽質(zhì)量，g。

1.2.3 單因素試驗

分別研究乙醇體積分數(shù)、提取溫度、料液比對類檸檬苦素粗提物含量的影響，確定影響類檸檬苦素提取率的主要因素。

1.2.4 正交試驗

在單因素試驗的基礎上，選取L9（34）正交表進行正交試驗，乙醇體積分數(shù)、提取溫度、料液比為因素，以所提取的類檸檬苦素粗提物含量為測定指標。

乙醇提取柚籽中類檸檬苦素試驗因素與水平設計見表1。

表1 乙醇提取柚籽中類檸檬苦素試驗因素與水平設計

2 結(jié)果與分析

2.1 乙醇提取脫脂柚籽中類檸檬苦素的單因素試驗結(jié)果

2.1.1 乙醇體積分數(shù)對類檸檬苦素粗提物含量的影響類檸檬苦素提取含量隨不同乙醇體積分數(shù)的變化趨勢見圖2。

圖2 類檸檬苦素提取含量隨不同乙醇體積分數(shù)的變化趨勢

由圖2可知，乙醇體積分數(shù)不斷增加，檸檬苦素類化合物的提取效果越好。乙醇體積數(shù)在80%時，提取效果最好。但體積分數(shù)繼續(xù)增加提取率會降低，這可能與乙醇的極性有關。因此，選擇乙醇體積分數(shù)80%。

2.1.2 提取溫度對類檸檬苦素粗提物含量的影響

類檸檬苦素提取含量隨不同提取溫度的變化趨勢見圖3。

圖3 類檸檬苦素提取含量隨不同提取溫度的變化趨勢

由圖3可知，類檸檬苦素粗提物的得率隨溫度升高不斷增加，70℃時，含量達到最高峰，之后升高溫度，得率緩慢下降。提高萃取溫度可使分子的熱運動速度加快，提高溶質(zhì)的溶解度和擴散速率。但萃取溫度過高會導致溶質(zhì)中的熱敏性成分容易被分解破壞[10]、能量消耗過大和操作困難。因此，最合適的提取溫度為70℃。

2.1.3 料液比對類檸檬苦素粗提物含量的影響

類檸檬苦素提取含量隨不同料液比的變化趨勢見圖4。

圖4 類檸檬苦素提取含量隨不同料液比的變化趨勢

由圖4可知，柚籽檸檬苦素粗提物的含量隨料液比的增加而增加，料液比從1∶15增加到1∶35時，增加速度較快；到1∶35之后，提取率變化不大。因此選擇1∶45的比例更合適。

2.2 正交試驗結(jié)果

乙醇提取柚籽類檸檬苦素粗提物正交試驗結(jié)果見表2。

表2 乙醇提取柚籽類檸檬苦素粗提物正交試驗結(jié)果

通過對正交數(shù)據(jù)的直觀分析，比較試驗中A，B，C 3個因素中極差R值的大小，可以看出其影響的主次順序為C＞B＞A，即料液比對柚籽中的檸檬苦素類似物的提取影響最大，其次為提取溫度，乙醇體積分數(shù)影響最小。

根據(jù)K值，按照各因素的最好水平選取最優(yōu)的水平組合為A1B2C2，即乙醇體積分數(shù)70%，提取溫度70℃，料液比1∶45。經(jīng)驗證試驗，柚籽中類檸檬苦素的提取率為3.422 mg/g。

乙醇體積分數(shù)、提取溫度、料液比含量趨勢圖見圖6。

通過圖6可以直觀看出指標與3個因素水平的波動關系，隨著乙醇體積分數(shù)的增大，檸檬苦素的含量不斷下降，故A1為最優(yōu)水平；隨著提取溫度的升高，檸檬苦素含量先增加至B2水平后降低，故B2為最優(yōu)水平；檸檬苦素含量隨著料液比的增大先上升至C2水平后降低，故C2為最優(yōu)水平；因此，類檸檬苦素的最優(yōu)提取工藝條件是乙醇體積分數(shù)70%，提取溫度70℃，料液比1∶45。

圖6 體積分數(shù)、提取溫度、料液比含量趨勢圖

3 結(jié)論

在柚籽脫脂的條件下，采用單因素試驗和正交試驗相結(jié)合的方法，對各個因素的分析得到柚籽中類檸檬苦素的最佳初提工藝條件為乙醇體積分數(shù)70%，提取溫度70℃，料液比1∶45。

無水乙醇可以重復回收利用，綠色無污染，節(jié)約成本，與其他萃取劑相比減少了對環(huán)境的污染。受試驗原材料和器材的限制，萃取劑的用量過于飽和，應當繼續(xù)減少萃取劑的用量，找到更合適的料液比。通過查閱資料，試驗中通過乙醇浸提并沒有把柚籽中的類檸檬苦素完全提取出來，接下來的研究可以嘗試用其他的溶劑進行提取或添加水溶助劑、利用超聲波輔助等對類檸檬苦素進行提取。