橘皮中黃色素提取工藝研究進展

李 靚，朱涵彬，李長濱，潘春梅，岳曉禹，王夢蝶，鄧真真

（河南牧業經濟學院食品與生物工程學院，河南鄭州450046）

0 引言

中國是柑橘的重要發源地之一，資源十分豐富，品種優良且種類繁多[1]，作為一種重要的經濟作物，其世界年產量居水果首位。雖然柑橘的種植歷史悠久，但其大多數作為鮮果食用，極少數用于加工，其果皮有效利用低，造成資源浪費[2]。橘皮中含有豐富的橘皮素、纖維素、黃酮類、糖類果膠及天然色素等生物活性成分，具有降低血壓、防止氧化、抑菌、幫助消化等作用。橘子皮還可以作為底物用來生產生物酶達到延長食物保鮮壽命的目的，也可以制成重金屬離子吸附劑來處理廢水，還可利用微生物發酵生產果醋、乳酸飲料、高蛋白飼料等。因此，廣泛應用于食品、醫藥[3]、生物[4]等行業。若將這些生物活性成分加以利用，不僅解決資源浪費、環保等問題，還會提高經濟效益，因此研究橘皮中黃色素的提取有重大意義。從當前我國橘皮黃色素提取技術的現狀，概述不同的提取方法對黃色素提取率的影響，為橘皮的深度開發和黃色素的研究方向提供理論依據。

1 橘皮中黃色素

人工合成的色素，雖色澤鮮艷、性質穩定，但因含有偶氮化合物，有致癌作用，對人體健康產生極大的危害。天然色素色澤自然、安全性高、易被人體吸收、具有相當的營養和醫療保健作用等優點，已被世界許多國家使用[5]。橘皮黃色素是從柑橘果實中提取的一類安全性高、著色力強的天然色素，有非常高的營養價值和保健功效，大范圍地應用于食品行業和飲料行業。類胡蘿卜素是一種天然色素，具有抗衰老、抗氧化、免疫調節營養價值。而柑橘果皮是類胡蘿卜素積累的主要部位，通常果皮比果肉類胡蘿卜素含量高2.5～15倍，因此應加大對橘皮中黃色素的提取，實現柑橘皮的綜合利用。

2 橘皮中黃色素的提取工藝

當今科技創新的不斷發展，較之傳統的提取技術具有提取過程更便捷、提取率更高的特點。例如，應用超臨界流體萃取法、超濾法、微波輔助萃取法、超聲波輔助提取法、吸附樹脂法、生物酶法等各種現代技術手段。將橘皮中黃色素提取常用的研究方法超聲波輔助提取法[6-7]、有機溶劑浸提法[8-10]、高壓提取法、索氏提取法、微波輔助萃取法[11]、超臨界流體萃取法[12-13]及其他方法等[14]作一綜述，便于后來研究者參考。

2.1 超聲波輔助提取法

謝桐等人[15]采用超聲輔助提取工藝研究對橘皮中黃色素的提取及優化，選取4個因素料液比、乙醇的濃度、超聲提取時間、超聲提取溫度研究對吸光值的影響。再采用單因素試驗和響應面法探討各因素在提取過程中對黃色素取得率的影響。結果表明，最佳提取工藝為乙醇體積分數70%，料液比1∶5，超聲時間45 min，超聲溫度70℃，最佳吸光度為0.773。

汪琢[16]通過超聲波提取法提取橘皮中的黃色素，探討黃色素提取過程中的影響因素，并通過單因素試驗及正交法試驗做分析研究。從而確定最佳提取工藝為乙醇體積分數60%，超聲時間45 min，料液比1∶10。

徐媛媛等人[17]采用超聲波乙醇提取橘皮黃色素的工藝，通過單因素試驗和正交試驗法探討提取最佳條件，得出以下結論：乙醇體積分數為70%，料液比為1∶10，提取溫度為80℃，提取時間為30 min，超聲功率為200 W，黃色素的提取率最佳。

黃梅桂等人[18]以橘皮為試驗材料，超聲波輔助法探索黃色素提取條件。選取因素料液比（A）、乙醇體積分數（B）、超聲浸提溫度（C）、超聲浸提時間（D）4個單因素探究其對黃色素提取的影響，通過單因素試驗和正交試驗法得出最佳提取條件。結果表明，當超聲浸提溫度60℃，超聲浸提時間60 min，乙醇體積分數為95%，料液比為20∶1時橘皮中黃色素的提取率最佳。

2.2 有機溶劑浸提法

許朋等人[19]采用乙醇浸提獲得色素粗品，石油醚萃取純化得脂溶性橘皮色素作為研究。以橘皮為原料，選取料液比（A），乙醇體積分數（B），浸提溫度（C），浸提時間（D）4個單因素對黃色素提取的影響，通過單因素試驗和正交試驗法研究提取的最佳條件。結果表明，最佳條件為料液比1∶10，浸提時間24 h，浸提溫度50℃，乙醇體積分數85%。

高文等人[20]采用以橘皮為試材，探索提取橘皮黃色素的最佳工藝條件。選取提取劑體積分數、料液比、提取時間和提取溫度4個因素對黃色素提取的影響，通過單因素試驗和正交試驗法研究提取的最佳條件。結果表明，當所選用的提取劑乙醇體積分數80%，提取溫度70℃，提取時間90 min，料液比1∶14。影響因素的主次順序為提取劑體積分數>提取溫度>提取時間>料液比。

趙金和等人[21]以橘皮為原料，以乙醇作為提取劑提取橘皮黃色素，用可見紫外分光光度法測定色素的最大吸收波長。結果表明，最佳提取工藝為以體積分數99.7%的無水乙醇為浸提劑，料液比1∶8（g∶mL），溫度65℃，浸提時間5 h，pH值5.0。

2.3 高壓提取法

龐允等人[22]采用高壓法探討提取橘皮中黃色素。選擇影響黃色素提取率（%）的4個試驗因素：乙醇體積分數、料液比、提取時間和提取溫度，通過單因素試驗和正交試驗法確定得出最佳提取工藝條件。結果表明，乙醇體積分數為5%，料液比為1∶10（g∶mL），提取時間40 min，提取溫度100℃。此時，橘皮中黃色素的提取率可以達到最大值為21.76%。

韋漢昌等人[23]采用高壓脈沖電場(PEF)輔助乙醇對梔子黃色素工藝的提取條件進行了深入的探討。選取脈沖電場強度、脈沖頻率、脈沖時間、溫度及溶提時間3個因素對黃色素提取得影響，通過單因素試驗和正交試驗法研究提取的最佳條件。結果表明，脈沖電場強度25 kV/cm，脈沖頻率6 Hz，脈沖時間4 s，提取溫度40℃，提取時間15 min。在此條件下，梔子黃色素取得率達到90.4%。

2.4 索氏提取法

汪清美等人[24]采用浸漬法、索氏提取法分別對橘皮中黃色素的提取進行對照探索。通過單因素試驗和正交試驗法對研究提取的最佳條件。研究結論為95%乙醇為提取劑，50℃下浸漬3次，每次5 h，共需15 h；同等條件下，采用索氏提取法提取，在95℃水浴溫度下，僅需回流2 h，索氏提取法效果更佳。

傅春燕等人[25]采用以龍牙百合鱗莖（Lilium brownii var.viridulum）為研究對象，索氏提取法對其總黃酮的提取進行了研究。方法優化提取方法，在單因素試驗的水平上，選取乙醇體積分數、料液比、提取時間3個因素對總黃酮提取率的影響，通過單因素試驗和正交試驗法對研究3個因素提取的最佳條件。結果表明，當提取時間90 min，料液比20∶100（g∶mL），乙醇體積分數75%時，龍牙百合總黃酮取得率為3.815%±0.350%。

2.5 微波輔助萃取法

鄧濤[26]采用超聲波輔助法、微波輔助法及超臨界CO2萃取法對別對柑橘皮黃色素提取工藝進行研究。選取單因素試驗和響應面法優化法對提取各個因素的工藝參數進行分析。結果表明，采用響應面法優化柑橘皮色素微波輔助提取工藝，得到最佳工藝條件為料液比1∶9（g∶mL），微波功率240 W，提取時間6 min，此條件下柑橘皮色素提取效果最好，測得柑橘皮色素的吸光度為0.765，其效果較好。

湯秀華等人[27]以玉米為原料，采用微波輔助萃取技術提取玉米中黃色素進行研究。選取改變溶劑、玉米目數、微波提取得溫度，微波提取時間共4個影響因素。采用單因素試驗和正交試驗法提取各個因素的工藝參數進行分析。結果表明，95%乙醇為溶劑，料液比為10∶1，原料目數80目，浸提溫度70℃，提取時間11 min。在此條件下，提取液的吸光度可達0.658。影響因素的主次順序為溫度>時間>目數。

2.6 其他

吳菲菲等人[28]研究以檸檬酸鈉為助劑，雪峰蜜橘為主要原料建立并優化微切變-助劑互作技術提取橘皮中黃色素的工藝條件。選取檸檬酸鈉助劑量、提取劑乙醇的體積分數、提取時間和提取溫度4個影響因素，采用單因素試驗和正交試驗法研究提取的最佳條件。當助劑添加量4%（m∶m），乙醇體積分數85%（V∶V），提取時間2.5 h，提取溫度99℃，測得吸光度為0.545，而對照粗粉組吸光度為0.482。以檸檬酸鈉為助劑的微切變-助劑互作技術更省時、更方便、更有效。

3 結語

隨著人們追求天然健康的理念加強，具有極大毒害作用的化學合成色素遭到了人們的棄用，而天然色素則被更多人推崇，作為橘皮中天然色素，黃色素也越來越得到了重視，其在食品工業、化工生產工藝、醫療的藥用價值越來越受到人們的關注。加強色素的提取開發利用研究已刻不容緩，隨著技術的進步、研究的深入，更能推動橘皮黃色素提取領域更好的發展，開發出以高效率、零污染、節約能源為目標的橘皮黃色素提取工藝，是未來橘皮黃色素提取工藝發展的一個重要方向。結合現代化技術進行不斷的探索，應用領域更加廣泛，橘皮的功能性研究將成為一個發展趨勢。