超聲波輔助提取血橙皮渣橙皮苷研究*

李建鳳，廖立敏

(1 四川省高等學校“果類廢棄物資源化”重點實驗室，四川　內江　641100；2 內江師范學院 化學化工學院，四川　內江　641100)

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超聲波輔助提取血橙皮渣橙皮苷研究*

李建鳳1,2，廖立敏1,2

(1 四川省高等學校“果類廢棄物資源化”重點實驗室，四川內江641100；2 內江師范學院 化學化工學院，四川內江641100)

以干燥的血橙皮粉為原料，在320 W超聲波輻射下進行橙皮苷提取實驗。實驗結果表明橙皮苷提取率是受到各種因素及其交叉影響的，最佳提取條件如下：乙醇濃度為65%、超聲液料比30:1、溫度為60 ℃、超聲時間為20 min。在此條件下進行驗證試驗，得到的橙皮苷提取率平均值為14.4 mg·g-1，試驗重現性好。

超聲波；提取工藝；血橙皮；橙皮苷

新鮮血橙呈紅色或橙色，香甜多汁。血橙在四川地區廣泛種植，大部分血橙用來橙汁飲料，皮渣直接拋棄于環境，給當地環境帶來壓力。柑橘類果皮渣含有豐富的精油[1]、多糖[2]、果膠[3]、苦素[4]、色素[5]、黃酮[6]、橙皮苷[7]等有效成分。橙皮苷具有多種生理功能，如抗氧化、防癌、降血壓等。提取柑橘類果皮渣中橙皮苷可用于食品、藥品、保健品等，可使廢渣得到合理利用并緩解環境壓力。常用的植物成分提取方法有水提醇沉法[8]、酸浸提法[9]、堿浸提法[10]等。但上述方法具有能耗大、收率和純度低等缺點。超聲波提取具有時間短、受熱均勻、條件溫和等優點。本文采用乙醇溶液為溶劑，利用超聲波提取血橙皮中的橙皮苷，確定其最佳提取工藝，以期為柑橘類果皮渣的橙皮苷提取利用提供參考。

1　實驗部分

1.1實驗材料

主要儀器：高功率數控超聲波清洗器(KQ-400KDB)，昆山市超聲儀器有限公司；紫外可見分光廣度計(UV-mini-1240)，島津制作所。主要試劑與原料：95%乙醇，成都金山化學試劑有限公司；血橙皮，四川省內江市卓爾超市，產自四川內江；橙皮苷標準品。橙皮苷標準品(97%)，ACROS Organics 公司。

1.2試驗方法

橙皮苷的提取：血橙，取皮自然晾干，粉碎，過篩，取40～60目備用。5 g血橙皮粉，加入一定體積一定濃度的乙醇溶液，放入超聲波清洗器，在320 W的功率和一定溫度下提取一定的時間，離心，上清液轉入100 mL容量瓶，以水定容至刻度線。

橙皮苷含量的測定：精密稱取0.1000 g橙皮苷標準品，95%乙醇溶解并定容于100 mL容量瓶，取少量溶液在紫外分光光度計掃描，發現285 nm處出現吸收峰，選定在此波長下測定。分別移取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 mL標準品溶液于10 mL比色管并定容至刻度，測定吸光度。以橙皮苷濃度為縱坐標，吸光度為橫坐標，得標準曲線：C(mg/mL)=0.16008A+0.00024，R2=0.9992。

取提取液1 mL于10 mL比色管并定容至刻度，測定并計算。

提取率=(橙皮苷測得量/柑橘皮粉質量)×100%

1.3試驗設計

本文主要考察乙醇濃度(A)、液固比(B)、提取溫度(C)和提取時間(D)對提取效果的影響，應用Design Expert軟件中的Central Composite程序設計安排實驗，因素及水平如表1。

表1　因素及水平

2　結果與討論

中心組合設計實驗安排及結果見表2。

表2　中心組合設計方案及響應值

將表2中試驗數據進行多元回歸擬合，得到橙皮苷提取率對乙醇濃度(A)、液料比(B)、提取溫度(C)和提取時間(D)的二次多項式回歸模型。對所建立的響應模型進行方差分析，結果見表3。由表3可知，試驗選用的模型高度顯著(P<0.0001)，說明該模型擬合程度良好，可以用此模型來分析以乙醇為溶劑采用超聲波對血橙皮渣橙皮苷的提取。

表3　回歸模型方差分析

表3可看出橙皮苷提取率實際受到各個因素及其交叉影響，一次項乙醇濃度(A)、液料比(B)、提取溫度(C)和提取時間(D)對提取影響顯著，說明選擇這幾個因素進行探索是合理的。交互項AD、BC和BD對提取影響顯著，說明這些因素之間存在一定交互作用。響應面圖形是響應值對各因素所構成的三維空間的曲面圖，為乙醇濃度(A)、液料比(B)、提取溫度(C)和提取時間(D)在其中一個固定時，另外兩個對橙皮苷提取率的交互影響曲面圖，如圖1為液料比、提取時間及交互作用對提取的影響(其他各因素及交互影響曲面圖略)。比較各因素及交互影響曲面圖可知，乙醇濃度(A)、液料比(B)、提取溫度(C)和提取時間(D)對橙皮苷提取率的影響顯著，表現為曲線較陡。比較等高線圖可以看出乙醇濃度(A)和提取時間(D)、液料比(B)和提取溫度(C)、液料比(B)和提取時間(D)的交互影響顯著，表現為等高線密集且形狀較偏離“圓形”。乙醇濃度(A)和液料比(B)、乙醇濃度(A)和和提取溫度(C)、提取溫度(C)和提取時間(D)不顯著顯著，表現為等高線稀疏且形狀接近“圓形”，結果與方差分析相似。模型對表1中各條件下橙皮苷提取率計算值與實驗值相關圖繪于圖2，從圖可以看出，大部分樣本點都落在45°的對角線上或者附近，說明模型對于大部分樣本的預測較為準確，模型可用于分析血橙皮橙皮苷的提取。

圖1　液料比、提取時間及交互作用對提取的影響

圖2　預測值與實驗值相關圖

通過對回歸模型在實驗條件范圍內求最值，得到血橙皮粉末在超聲功率320 W下，乙醇濃度為64.00%、超聲液料比30.00:1、溫度為58.06 ℃、超聲時間為20 min的時，橙皮苷

提取率可取得最大值，此時提取率的理論預測值達14.5 mg·g-1。為方便把實驗條件修改為乙醇濃度65%、超聲液料比 30:1、溫度為60 ℃、超聲時間20 min，在此條件下重復實驗3次，得到的橙皮苷提取率分別為14.2 mg·g-1、14.3 mg·g-1、14.6 mg·g-1，平均值為14.4 mg·g-1，這與理論預測值14.5 mg·g-1接近，最佳工藝得到驗證。

3　結　論

本論文對血橙皮中血橙苷的提取工藝進行了優化，采用中心組合設計實驗方案安排實驗，得到超聲波法對血橙皮中橙皮苷提取的最佳工藝條件。在此條件下橙皮苷提取率高，重現性好，對于柑橘類果皮中橙皮苷的開發利用具有一定的參考價值。

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Research on Extraction of Hesperidin from Blood Orange Residue by Using Ultrasonic Wave*

LI Jian-feng1,2, LIAO Li-min1,2

(1 Key Laboratory of Fruit Waste Treatment and Resource Recycling, Sichuan Neijiang 641100;2CollegeofChemistryandChemicalEngineering,NeijiangNormalUniversity,SichuanNeijiang641100,China)

Using the dried blood orange peel powder as raw material, hesperidin was extracted under ultrasonic irradiation in 320 W. The experimental results showed that the blood orange peel hesperidin extraction rate was actually affected by the various factors and crossover effects, the best extraction conditions were as follows: 65% ethanol, ultrasonic liquid ratio 30:1, temperature 60 ℃, ultrasonic time 20 min, and hesperidin extraction arrived at 14.5 mg·g-1, the experiments had good reproducibility.

ultrasound; extraction; blood orange peel; hesperidin

2013年內江師范學院重點項目(13ZA031)。

李建鳳(1982-)，女，實驗師，主要從事天然產物分離分析等方面的研究。

廖立敏(1981-)，男，副教授，主要從事有機化學教學與研究工作。

TQ914.1

B

1001-9677(2016)01-0078-03