椪柑皮多糖提取工藝正交試驗優化

秦榮歡 楊 燕 李嘉杰 陳選付

（玉林師范學院化學與材料學院，廣西 玉林 537000）

椪柑皮多糖提取工藝正交試驗優化

秦榮歡 楊 燕 李嘉杰 陳選付

（玉林師范學院化學與材料學院，廣西 玉林 537000）

為了優化熱水提取椪柑皮多糖的工藝條件，采用L9（34）正交設計，以椪柑皮多糖提取率為考察指標，研究了提取溫度，料液比以及提取時間等因素對提取效果的影響。結果表明，在提取次數為2次的條件下，提取溫度和料液比對椪柑皮多糖提取率的影響均達到顯著水平，其影響程度為:料液比＞提取溫度＞提取時間。椪柑皮多糖最佳提取條件為: 提取溫度70℃，料液比1:20(g/mL)，提取時間為2h，提取2次，椪柑皮多糖的提取率為5.35%。

椪柑皮多糖；正交試驗；得率；工藝條件

椪柑是柑橘屬主要經濟作物之一，皮薄易剝，果肉汁多、甜脆適中，化渣爽口，且有藥用功效，適宜南方各省生長。椪柑皮是椪柑果實加工后的副產物（椪柑的果皮率約為30%～40%），除少數用于中藥和制取香精油外，大部分被當成廢棄物而未加以合理利用。近年來關于椪柑皮中黃酮的研究已有一些報道，而有關椪柑皮多糖的研究卻鮮有報道。椪柑皮多糖是椪柑皮中重要的生物活性物質，具有抗病毒、抗腫瘤、延緩衰老、抗輻射等多種生理功能。[1-2]目前，柑桔生物活性物作為天然綠色醫藥中間體和食品藥品添加劑，需求和應用范圍不斷擴大。因此，合理開發利用椪柑果皮，對其生物活性成分進行研究，將具有廣闊的應用前景。

植物多糖的提取方法，常用的有酸法提取、堿法提取、鹽溶液提取、水提取等。因酸能破壞多糖的糖苷鍵而形成較多的單糖和低聚糖，故一般不采用酸法提取的方式；而堿法提取時纖維素、半纖維素和木質素類物質也會被提取出來，使多糖純度降低；稀的鹽溶液可使多糖增溶，提高多糖得率，但會給后續的脫鹽步驟增加困難。考慮到工業化大規模生產的需要，用水提取法成本較低，因此，本試驗以多糖得率為指標，采用正交試驗設計對水提取法提取椪柑皮多糖的工藝進行優化，以期為椪柑皮多糖的進一步開發研究提供依據[3-4]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

材料：新鮮椪柑，購于廣西玉林市水果市場，洗凈，瀝干，剝皮，果皮切成黃豆粒大小，放入烘箱，于40℃烘箱烘至恒重，粉碎，備用。

試劑：葡萄糖、濃硫酸、苯酚、95%乙醇等均為分析純。

儀器：FW100型高速萬能粉碎機，天津市泰斯特儀器有限公司生產；循環水式真空泵SHZ－D(Ⅲ)，鄭州長城科工貿有限公司生產；旋轉蒸發儀R—1001N，上海亞榮生化儀器廠生產；真空干燥箱DZF-6021型，上海中友儀器設備有限公司生產；80-2型低速臺式離心機，江蘇省金壇市醫療儀器廠生產；TU-1901雙光束紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限公司生產。

1.2 試驗方法

1.2.1 標準曲線的繪制

準確稱取80℃烘至恒重的葡萄糖 10.01mg，置于小燒杯中，加少量蒸餾水溶解后，轉移到100mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，此葡萄糖標準溶液的質量濃度為0.1001mg/mL。取9支10mL具塞刻度試管，分別加入0.0mL，0.2mL，0.4mL，0.6mL，0.8mL，1.0mL，1.2mL，1.4mL，1.6mL 的0.1001 mg/mL葡萄糖標準溶液，用蒸餾水定容至2mL，再分別加入5%苯酚溶液1.0mL，搖勻，迅速加入濃硫酸5.0mL，靜置5min，搖勻，沸水浴保溫15min后冷卻至室溫，加塞后顛倒混勻。在490 nm波長處測定吸光度，經計算得回歸方程: Y=0.4624x-0.0017。(X為葡萄糖濃度，Y為吸光度)，r2=0.9991，線性關系良好。

1.2.2 多糖含量的測定

準確吸取濃縮后的提取液 2mL，按照“1.2.1”節的方法測定提取液的吸光度。

1.2.3 多糖得率的計算

多糖得率（%）= 多糖質量（g）/椪柑皮粉未的質量（g）× 100%

1.2.4 因素水平的選擇

在提取次數固定的條件下，選用L9( 34)正交試驗表，綜合考察提取溫度、料液比和提取時間對椪柑皮多糖得率的影響。因素水平表見表1。

表1 椪柑皮多糖提取工藝條件正交試驗因素與水平

2 結果與分析

2.1 正交試驗結果

準確稱取干燥過的椪柑皮粉末 15g，加入石油醚 40℃回流脫脂 2h，抽濾并揮干溶劑。以水作為溶劑，將濾渣按表 1預設的條件，采用不同的提取溫度、料液比和提取時間對濾渣提取2次，合并濾液，濃縮至約100mL，得椪柑皮多糖提取液，測定提取液吸光度并換算多糖含量。向提取液中加入相當于溶液體積3倍的95%乙醇，多糖呈絮狀沉淀析出，4℃條件下靜置24h后，離心分離(3000r/min)20min取沉淀，真空干燥得粗多糖，計算多糖得率。正交試驗結果見表2，方差分析結果見表3。

表2 椪柑皮多糖提取工藝L9(34)正交試驗結果

表3 椪柑皮多糖提取工藝正交試驗結果方差分析

由表2、表3結果可知，提取溫度、料液比對椪柑皮多糖提取得率均有顯著影響，提取時間對多糖含量的影響不顯著。結合R值的大小可以看出，選取的3個因素對椪柑皮多糖得率的影響程度依次為：料液比＞提取溫度＞提取時間。綜合考察各因素的不同水平對多糖得率的影響，用水提取法提取椪柑皮多糖的最佳工藝條件為:A2B3C1，即提取溫度70℃，料液比為1∶20（g/mL），提取時間2h。

2.2 驗證性試驗結果

按照優選的工藝條件，本研究在提取溫度70℃，料液比為1∶20，提取時間為2h提取2次的條件下做了3 組平行的對比試驗，計算椪柑皮多糖得率，所得結果分別為5.81%，5.77%，5.79%，平均多糖得率為5.79%±0.02，也在預測范圍內，其結果比表2中的多糖得率都高，這也剛好驗證了正交試驗所得結果，由此可以認為優化出的多糖提取工藝是可靠的。

3 結論

以水為溶劑提取多糖的方法主要是利用植物多糖易溶于熱水的特性，通過這種方法可以較多地保留多糖，不破壞多糖結構。由于水提法成本低，工藝簡便，不需特殊儀器設備，很適合工業化生產，是最常用的提取多糖的方法。

本研究以水為提取劑，在提取次數固定的條件下，綜合考察提取溫度、料液比和提取時間對椪柑皮多糖得率的影響，得到了椪柑皮多糖提取的最佳工藝條件為: 提取溫度 70℃，料液比為1∶20，提取時間為2h，椪柑皮多糖得率為5.79%。

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[2]鄧小云,丁登峰,戴美紅,等.植物多糖藥理作用研究進展[J].中醫藥導報,2006,12(9):86-87.

[3]孫俊,鄧紅,仇學農.南瓜多糖超聲提取工藝的優化[J].西北農業學報,2007,16(2):192-202.

[4]方政,高彥祥.柑橘加工副產物中有效成分開發利用的研究進展[J].中國食品添加劑,2005,(4):92121.

[5]孫元琳,楊萍芳,吳海霞,等.水法提取當歸多糖工藝條件優化[J].中國食品學報,2009,(5):130-134.

[6]周林,羅志剛.椪柑皮香精油的提取工藝及成分鑒定[J].廣東化工,2005,(9):58-60.

[7]梁紹蘭,覃冬,黃連秋,等.柑橘皮多糖抗氧化性研究[J].安徽農業科學,2012,40(5):2624－2625.

[8]趙小艷,呂武清.陳皮的研究概況[J].中國藥業,2006, 15(15):68-70.

[9]高虹.從柑橘皮中提取果膠的探討[J].廣州化工,2000, 28(3):22-25.

[10]關海寧,刁小琴,任佳,等.超聲優化柑橘皮水溶性活性成分的提取工藝研究[J].中國釀造,2009,(6):77-79.

Optimization of extraction technology for polysaccharide from ponkan peels

In order to optimize the hot water extract of citrus skin of polysaccharides, using L9 (34) orthogonal design, with citrus skin polysaccharide extraction rate of the indexes, the effects of extraction temperature, liquid ratio and extraction time on the extraction of. The results show that the extraction times 2 times the condition, temperature and solid-liquid ratio on citrus skin polysaccharide extraction rate reached a significant level, the extent of impact: solid-liquid ratio＞ extraction temperature＞ extraction time. Citrus skin polysaccharide optimum extraction conditions: extraction temperature 70 ℃, solid-liquid ratio 1:20 (g / mL), extraction time was 2h, extracted twice, citrus skin polysaccharide extraction rate of 5.35%.

Citrus skin polysaccharide; orthogonal experiment; yield; conditions

TS24

A

1008-1151(2015)05-0044-02

2015-04-11

玉林師范學院科研項目（2013YJYB09）；玉林師范學院化學與材料學院2013年大學生科技創新資助項目。

秦榮歡（1980－），女，廣西桂林人，玉林師范學院化學與材料學院講師，碩士，從事天然產物有效成分分析的研究。