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服務有限公司，天津 300457）

柚是蕓香科柑橘屬果樹，主要產于我國四川、廣東、廣西、福建、湖南等地區，在我國柚類種植面積和產量均居世界首位[1]，其果實外形美觀、肉質細膩、柔軟多汁、營養豐富，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、醫學及化學等領域[8]。目前柚子多以鮮食為主，由于其深加工程度不高，作為柚子加工副產物約占柚果總質量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、保護環境，還可以提高柚子的附加值，具有顯著的經濟效益和社會效益。

柚皮苷的傳統提取方法主要包括堿提酸沉法、溶劑萃取法等[10-11]，存在污染環境、設備要求高、方法操作復雜、目標物產率低、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成飲料等產品。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

柚子皮取自市售鮮柚，產地福建省；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有限公司產品；TD10002型電子天平，天津天馬衡基儀器有限公司產品；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品；HH-4型電熱恒溫水浴鍋，普瑞斯機械有限公司產品；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，根據測得的樣液吸光度和標準曲線方程計算樣液中柚皮苷質量濃度（ρ） /（mg/mL），并計算出提取率。

2 結果與分析

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。

柚皮苷提取工藝正交試驗見表1，正交試驗結果見表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。

3 結論

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，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成飲料等產品，為柚皮的開發利用提供了有價值的借鑒。