正交實驗法優化橙皮黃酮提取工藝

謝建開 周子軒 季澤濤 申奧 黃菊

摘? ?要：橙子皮是在橙子加工利用或新鮮食用時產生的皮渣，含有多種有效成分。其中，黃酮是常用的天然活性成分之一。采用索氏提取工藝，以乙醇為提取溶劑，提取橙子皮中的黃酮，用可見分光光度計測定提取物中黃酮的含量。通過L9（34）正交實驗，探討乙醇質量分數、提取溫度、提取時間、料液比4個因素對橙子皮中黃酮提取效果的影響。結果表明，各因素對黃酮提取效果的影響大小依次為提取時間>乙醇質量分數>料液比>提取溫度，最佳的提取工藝條件為乙醇質量分數80%、提取溫度90 ℃、提取時間4.5 h、料液比1∶40，該條件下黃酮的提取量是5.826 mg/g。

關鍵詞：橙子皮;黃酮;索氏提取;正交實驗

橙子是一種蕓香科柑橘，屬常綠喬木，在我國多個省均有栽培。在橙子的加工利用或新鮮食用過程中，會產生大量皮渣，一般被隨意丟棄。而現代研究表明，橙皮中含有大量天然活性成分，其中，黃酮是最重要的一種。黃酮是黃酮類化合物的總稱，它是一類低分子質量天然植物成分，在植物中常以游離態或與糖結合成苷的形式存在[1]。其藥理活性廣泛，不僅有抗癌抗腫瘤、抗心腦血管疾病、抗病毒等作用，而且有降壓、降血脂、抑制血小板聚集等功能，還是重要的功能食品添加劑、天然的抗氧化劑、天然色素、天然甜味劑等[2-4]。而黃酮類藥物具有抗腦缺血作用、抗心肌缺血作用、抗心律失常作用、鎮痛作用、保肝護肝作用、對消化性潰瘍的保護作用等[5]。所以，人們對黃酮類化合物的研究與利用頗為重視，其在食品、醫藥、保健領域的應用具有廣闊的前景。

目前，提取黃酮類化合物的方法很多，文獻報道了有機溶劑浸泡法、酶解法、超聲波輔助提取法、微波輔助萃取法等，而采用索氏提取法的較少。索氏提取的設備成本低，操作簡便，能對萃取劑直接加熱，且萃取劑在索氏提取器中是循環利用的，從而減少了能源浪費和操作時間。所以，本研究通過索氏提取法研究橙子皮中黃酮類化合物的最佳提取條件，采用正交實驗找出提取黃酮類化合物的最佳條件組合。

1? ? 實驗部分

1.1? 儀器與試劑

儀器：722可見分光光度計（上海悅豐儀器儀表有限公司）;鼓風干燥箱（DHG-9070A型，蘇州江東精密儀器有限公司）;電子分析天平（上海方瑞儀器有限公司）;數顯恒溫水浴鍋（HH-S2型）;索氏提取器。

試劑：橙皮粉（鮮橙皮烘干后粉碎而成）;無水乙醇、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉（分析純，國藥集團化學試劑有限公司）;蘆丁標準品（Aladdin Industrial Corporation）。

1.2? 實驗方法

1.2.1? 蘆丁標準曲線繪制及提取液黃酮含量測定

精密稱取干燥至恒重的蘆丁標準品10 mg于小燒杯中，用無水乙醇溶解，將溶液轉移至50 mL容量瓶中，用少量無水乙醇潤洗燒杯和玻璃棒3次，轉移至容量瓶中，定容至刻度線，搖勻配制成0.2 g/L的儲備液。分別吸取0.00 mL、1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL、4.00 mL和5.00 mL的儲備液于6只50 mL容量瓶中，加入5%的亞硝酸鈉溶液2 mL，搖勻，靜置6 min，加入10%的硝酸鋁溶液2 mL，搖勻，靜置6 min，再加入4%的氫氧化鈉試液10 mL，再用無水乙醇定容到50 mL，搖勻，靜置10 min，用可見分光光度計以試劑空白為參比，在510 nm波長處測定吸光度，以質量分數C為橫坐標，吸光度為縱坐標繪制標準曲線，得到回歸方程為A=6.760 0C+0.050 2，線性回歸系數為0.998 9。

將索氏提取后的橙皮提取液，按照同樣方法加入顯色劑，測定吸光度，并通過公式（1）計算得到黃酮提取率Y：

（1）

式中：A—提取液吸光度;V—索氏提取器中提取液體積，mL;m—橙皮粉質量，g。

1.2.2? 單因素實驗

準確稱取橙皮粉3 g置于索氏提取器中，設置溫度85 ℃、提取時間3 h、料液比1∶40，分別在50%、60%、70%、80%、90%的質量分數條件下，研究乙醇質量分數對橙皮中黃酮提取量的影響;以乙醇質量分數70%、提取時間3 h、料液比1∶40分別在80 ℃、85 ℃、90 ℃、95 ℃、100 ℃的條件下，探討提取溫度對黃酮提取量的影響;以乙醇質量分數70%、提取溫度85 ℃、料液比1∶40分別在1 h、2 h、3 h、4 h、5 h的條件下，探索提取時間對橙皮中黃酮提取量的影響;以乙醇質量分數70%、提取溫度85 ℃、提取時間3 h，分別在料液比為1∶25、1∶30、1∶35、1∶40、1∶45的條件下，探究料液比對橙皮中黃酮提取量的影響。

1.2.3? 正交實驗

選取乙醇質量分數、提取溫度、提取時間、料液比為考察因素，進行4因素3水平正交實驗，如表1所示。

2? ? ?結果與討論

2.1? 正交實驗

以黃酮提取量為考察指標進行直觀分析，正交實驗結果如表2所示，極差分析表明各因素影響程度的大小關系為C>A>D>B，即提取時間對提取效果的影響最大，乙醇質量分數次之，料液比的影響較小，提取溫度的影響最小。得到各因素的最佳水平為A2B2C3D2，即乙醇質量分數80%、提取溫度90 ℃、提取時間4.5 h、料液比1∶40。

2.2? 工藝驗證實驗

稱取3 g血橙皮粉末3份，在最佳工藝條件下進行3次驗證實驗，并計算出黃酮的提取量，分別為5.817 mg/g、5.836 mg/g和5.824 mg/g，平均提取量為5.826 mg/g，相對標準偏差（Relative Standard Deviation，RSD）值為0.165%，表明該提取工藝可行。

3? ? 結語

采用索氏提取和正交實驗設計對橙皮粉中黃酮的提取工藝條件進行了研究，以提取液中黃酮含量為考察指標，考察乙醇質量分數、提取溫度、提取時間及料液比對提取效果的影響，結果表明以乙醇為提取劑，對橙皮粉中黃酮進行提取的最佳工藝條件是：乙醇質量分數80%、提取溫度90 ℃、提取時間4.5 h、料液比1∶40，黃酮提取量5.826 mg/g。

[參考文獻]

[1]覃靈華，徐祥明.臍橙皮中黃酮提取工藝研究進展[J].贛南師范學院學報，2013（6）：78-80.

[2]高淑云，徐婷婷.響應面法優選大蒜中黃酮提取工藝研究[J].中國調味品，2013，38（3）：44-49.

[3]王福海.塔羅科血橙皮中黃酮類化合物的提取[J].廣州化工，2013，41（12）：90-92.

[4]郭麗瓊，蘇? ?霞，蔣國林，等.柑橘類黃酮提取方法的研究進展[J].食品工業科技，2012，14（33）：412-417.

[5]曾建國，孫? ?暉，劉仲華.植物提取物標準化研究—方法與示范[M].北京：化學工業出版社，2011.

Optimization extraction of flavonoids from orange peel by orthogonal experiments

Xie Jiankai， Zhou Zixuan， Ji Zetao， Shen Ao， Huang Ju

（School of Chemistry & Chemical Engineering， Xuzhou University of Technology， Xuzhou 221111， China）

Abstract：Orange peel is the residue produced when oranges are processed for use or eaten freshly， which contains many useful components， and flavonoids is one of the main natural anti-oxidation composition. Soxhlet extraction was applied to extract flavonoids from orange peel using ethanol as extraction solvent， the flavonoids were determined by visible spectrophotometry. The effects of the ethanol concentration， extraction temperature， extraction time， solid-liquid ratio on the yield of flavonoids were investigated by L9（34）orthogonal test. The results show the four factors in the descending order are as follows：solid-liquid ratio， ethanol concentration， extraction time， extraction temperature. The optimum extraction conditions are as follows：ethanol concentration of 80%， extraction temperature of 80 ℃， extraction time of 4.5 h， solid-liquid ratio of 1∶40. Under these conditions， the extraction rate is 5.826 mg/g.

Key words：orange pee; flavonoids; soxhlet extraction; orthogonal experiment