柚皮中柚皮苷的提取工藝研究

楊稼俊，胡愛軍，楊 瑤，鄭 捷

（1.天津科技大學食品科學與工程學院，天津 300457；2.天津口岸檢測分析開發(fā)服務有限公司，天津 300457）

柚是蕓香科柑橘屬果樹，主要產(chǎn)于我國四川、廣東、廣西、福建、湖南等地區(qū)，在我國柚類種植面積和產(chǎn)量均居世界首位[1]，其果實外形美觀、肉質(zhì)細膩、柔軟多汁、營養(yǎng)豐富，因特殊的香氣和風味而深受消費者喜愛[2]，因柚子皮厚耐貯，故有“天然水果罐頭”之稱[3]。

二氫黃酮類化合物柚皮苷（柚皮素-7-O-新橙皮糖苷），主要存在于柚子、葡萄柚、酸橙及其變種的果皮中，在柚皮中含量豐富，占柚皮總黃酮含量的80%以上[4-6]，柚皮苷具有抗動脈粥樣硬化、降血壓、抗腫瘤、抗氧化、抗真菌等多方面的生物活性[7]，廣泛應用于食品科學、醫(yī)學及化學等領(lǐng)域[8]。目前柚子多以鮮食為主，由于其深加工程度不高，作為柚子加工副產(chǎn)物約占柚果總質(zhì)量40%的柚子皮，一般都會被直接丟棄，而未得到有效利用，在柚皮資源不斷增多的情況下，這是一種極大的浪費，研究柚子皮的生理功效，具有很高的經(jīng)濟價值[9]，同時具有廣闊的市場前景，對柚皮中活性成分柚皮苷進行提取，不僅可以有效拓展柚果的利用途徑、減少資源浪費、保護環(huán)境，還可以提高柚子的附加值，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

柚皮苷的傳統(tǒng)提取方法主要包括堿提酸沉法、溶劑萃取法等[10-11]，存在污染環(huán)境、設備要求高、方法操作復雜、目標物產(chǎn)率低、耗能、耗時、耗溶劑等缺點。采用水提法對柚皮苷進行提取分離，具有操作簡便、選擇性強、提取效果好、無有機溶劑污染等特點。另外，提取后的柚皮渣可進一步開發(fā)成飲料等產(chǎn)品。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

柚子皮取自市售鮮柚，產(chǎn)地福建省；柚皮苷標準品，中國藥品生物制品檢定所提供；鹽酸、二乙二醇、氫氧化鈉均為國產(chǎn)分析純；水為蒸餾水。

1.2 儀器與設備

HC-300Y2型高速多功能粉碎機，永康市天祺盛世工貿(mào)有限公司產(chǎn)品；TD10002型電子天平，天津天馬衡基儀器有限公司產(chǎn)品；DGG-9070B型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海森信實驗儀器有限公司產(chǎn)品；HH-4型電熱恒溫水浴鍋，普瑞斯機械有限公司產(chǎn)品；752型紫外可見分光光度計，上海菁華科技儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 方法

1.3.1 標準曲線的繪制

稱取柚皮苷標準品，分別配制成質(zhì)量濃度0.04，0.08，0.12，0.16，0.20，0.24 g/L的標準品溶液，將1.0 mL上述溶液注入10 mL比色管中，并分別加入體積分數(shù)90%的二乙二醇5 mL，濃度為4 mol/L的NaOH溶液0.1 mL，蒸餾水3.9 mL，混勻后于40℃水浴加熱10 min，以同樣處理的1.0 mL蒸餾水作為空白對照，于波長420 nm處測其吸光度，以柚皮苷質(zhì)量濃度與吸光度繪制標準曲線[12]?；貧w方程為：Y=3.457 1X-0.010 7，R2=0.999 2，線性關(guān)系良好。

柚皮苷標準曲線見圖1。

1.3.2 柚皮苷提取率的測定

取白色海綿狀柚皮洗凈，在恒溫干燥箱烘干（70℃）后用打粉機粉碎，過40目篩存放至干燥器中備用。準確稱取柚皮干粉1.00 g，按選定的料液比加入水，在確定的提取溫度和提取時間下進行熱水煮提，將煮好的柚皮粉用紗布過濾，將濾液轉(zhuǎn)入100 mL容量瓶中定容，取1.0 mL過濾到的樣品溶液，注入10 mL的比色管中，然后加入體積分數(shù)為90%的二乙二醇5 mL，濃度為4 mol/L的NaOH溶液0.1 mL，蒸餾水3.9 mL混勻，在40℃的條件下水浴加熱10 min，于波長420 nm處測其吸光度，根據(jù)測得的樣液吸光度和標準曲線方程計算樣液中柚皮苷質(zhì)量濃度（ρ） /（mg/mL），并計算出提取率。

2 結(jié)果與分析

2.1 提取時間對柚皮苷提取率的影響

在料液比1∶20，提取溫度80℃，提取次數(shù)3次，提取時間分別為20，30，40，50，60 min的條件下，測定不同提取時間下的柚皮苷提取率。

提取時間對柚皮苷提取率的影響見圖2。

由圖2可知，柚皮苷的提取率隨提取時間的增加而升高，當提取時間到50 min時，柚皮苷提取率趨于平緩，提取時間選取為50～60 min。

2.2 提取溫度對柚皮苷提取率的影響

在提取時間30 min，料液比1∶20，提取次數(shù)3次，提取溫度分別為60，70，80，90，100℃的條件下，測定不同提取溫度條件下的柚皮苷提取率。

提取溫度對柚皮苷提取率的影響見圖3。

由圖3可知，隨著提取溫度的提高，柚皮苷的提取率持續(xù)增長，當溫度到達100℃時，柚皮苷的提取率最高。

2.3 料液比對柚皮苷提取率的影響

在提取時間30 min，提取溫度80℃，提取次數(shù)3次，料液比分別為1∶10，1∶15，1∶20，1∶25，1∶30（g∶mL） 的條件下，測定不同料液比條件下柚皮苷的提取率。

料液比對柚皮苷提取率的影響見圖4。

由圖4可知，隨著料液比的增大，柚皮苷的提取率不斷升高，當料液比至1∶25之后，柚皮苷提取率趨于平緩，料液比選取為1∶20～1∶25。

2.4 正交試驗設計及結(jié)果

在單因素試驗的基礎上，選取提取時間、提取溫度、料液比作為考查因素，以提取率作為評價指標，設計了三因素三水平L9（34）的正交試驗，由此確定提取柚皮苷的最佳工藝參數(shù)。

柚皮苷提取工藝正交試驗見表1，正交試驗結(jié)果見表2，方差分析見表3。

表1 柚皮苷提取工藝正交試驗

表2 正交試驗結(jié)果

表3 方差分析

由表2可知，第9組即A3B3C2的柚皮苷提取率為6.868%，為正交試驗表中的最優(yōu)組合，由極差分析可知，3個因素對柚皮苷提取率的影響程度依次為提取時間（A） ＞提取溫度（B） ＞料液比（C）。

由表3可知，提取時間和提取溫度對柚皮苷的提取率均有影響，其中提取時間對柚皮苷提取率影響非常顯著，提取溫度對柚皮苷提取率影響顯著，而料液比對柚皮苷提取率的影響不顯著。

2.5 驗證試驗

將正交試驗得到的最佳工藝參數(shù)與正交試驗表中提取率最高的組合進行比對試驗，取3次試驗結(jié)果平均值。

驗證試驗見表4。

表4 驗證試驗/%

由表4可知，最佳提取工藝組合為A3B3C3，即提取時間60 min，提取溫度100℃，料液比1∶30為最佳提取參數(shù)。

3 結(jié)論

以熱水煮提法提取柚皮中的柚皮苷，用紫外吸收光譜法測定柚皮苷的質(zhì)量濃度，通過分別對提取時間、提取溫度、料液比進行單因素試驗，隨著提取時間及料液比的增加，柚皮苷提取率逐漸升高后趨于平穩(wěn)，隨著溫度的升高柚皮苷提取率逐漸增加，溫度到達100℃時，柚皮苷提取率達到最高；通過正交試驗確定了提取柚皮苷的最佳工藝參數(shù)為提取時間60 min，提取溫度100℃，料液比1∶30，在該工藝條件下，柚皮苷的提取率可達 6.953%，其中提取溫度對提取率影響顯著，提取時間對提取率影響極顯著。該方法操作簡便，提取后的柚皮渣可進一步開發(fā)成飲料等產(chǎn)品，為柚皮的開發(fā)利用提供了有價值的借鑒。