橘子皮中檸檬烯閃式提取工藝的優(yōu)化

王曉雯 楊?yuàn)檴? 奚瑋 徐慧

摘 要：以檸檬烯提取率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，優(yōu)化橘子皮中檸檬烯的閃式提取工藝。通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，考察不同工藝條件下檸檬烯的得率。最佳工藝條件為正己烷作提取溶劑，料液比為1︰10（g/mL），提取時(shí)間1.5 min，提取次數(shù)3次。用優(yōu)化后的工藝條件對(duì)干橘子皮進(jìn)行提取，平均得率2.13%，RSD為1.14%。

關(guān)鍵詞：檸檬烯;閃式提取工藝;正交試驗(yàn)

檸檬烯是天然物質(zhì)，具有無(wú)毒特性，經(jīng)FDA批準(zhǔn)可以食用，F(xiàn)AO和WHO對(duì)檸檬烯的ADI（每日允許攝入量）也不作限量規(guī)定。檸檬烯具有多種生理活性和生物功效，有殺蟲(chóng)、抑菌、抗菌消炎和抗腫瘤的功效。檸檬烯是一種單萜類化合物，具有抗氧化活性，在氧氣和光照環(huán)境中不穩(wěn)定，易氧化，快速、高效的提取方法是提高提取率的關(guān)鍵。本實(shí)驗(yàn)以檸檬烯得率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)單因素正交試驗(yàn)確定提取橘子皮中檸檬烯的最佳閃式提取條件[1-6]。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

Agilent 7890型氣相色譜儀，帶火焰離子化檢測(cè)器;閃式提取儀，無(wú)錫廣蘊(yùn)生化科技有限公司;高速離心機(jī)，美國(guó)Tomas公司;渦漩混合器，金壇市億通電子有限公司;均質(zhì)器，德國(guó)IKA公司;固相萃取裝置，Supelco公司;石墨化碳黑固相萃取SPE小柱（6 mL，500 mg），Supelco公司。

1.2 提取影響因素分析

影響提取效率的因素主要有提取溶劑種類、料液比、提取時(shí)間、提取次數(shù)等，本研究在固定其他因素的前提下，以檸檬烯得率為評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行研究，分析以上單因素工藝條件對(duì)檸檬烯得率的影響，采用正交設(shè)計(jì)優(yōu)化最佳工藝條件。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

（1）橘子皮中檸檬烯提取的實(shí)驗(yàn)室工藝流程。干橘子皮→粉碎→閃式提取→離心→石墨化;碳黑固相萃取SPE小柱凈化→旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至無(wú)正己烷→正己烷溶解殘?jiān)ㄈ葜?0 mL，氣相色譜測(cè)定。

（2）檸檬烯得率的測(cè)定。檸檬烯得率（%）=c×v/m×100%，其中c-提取液中檸檬烯濃度（g/mL），v-定容體積（mL），m-試樣質(zhì)量（g）。

（3）氣相色譜儀器條件。色譜柱：DB-1柱30 m×0.32 mm×1.0 μm;柱箱溫度：100 ℃（2 min）以10 ℃/min的速度升至200 ℃，保持10 min;進(jìn)樣口溫度：250 ℃;檢測(cè)器溫度：250 ℃;載氣：高純氮?dú)猓? mL/min;進(jìn)樣方式：分流進(jìn)樣，分流比10︰1;進(jìn)樣量：1 μL;檸檬烯標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程為A=1.016 33C-0.172 5，r=0.998 9，A為吸光度，C為檸檬烯的含量，據(jù)此計(jì)算橘子皮中檸檬烯的含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 提取溶劑的選擇

稱取6份粉碎的橘子皮樣品各2.000 g（每份之間誤差不超過(guò)5%）置于100 mL閃式提取器中，分別加入10 mL乙醇、丙酮、甲醇、正己烷、三氯甲烷、乙醚、石油醚和6號(hào)溶劑油作為溶劑，提取1次，提取時(shí)間為1 min，進(jìn)行閃式提取。提取液按1.3（1）步驟處理，按1.3（3）的氣相色譜條件測(cè)定，計(jì)算檸檬烯得率，每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，取平均值。提取溶劑對(duì)檸檬烯得率的影響如圖1所示。結(jié)果表明，提取溶劑為正己烷時(shí)，得率達(dá)到最大值。因?yàn)闄幟氏╊愇镔|(zhì)是脂溶性強(qiáng)的物質(zhì)，在烴類、醚類溶劑中溶解效果較好，醇類溶劑提取效率低一些。

2.1.2 料液比的確定

稱取6份粉碎的橘子皮樣品各2.000 g（每份之間誤差不超過(guò)5%），置于100 mL閃式提取器中，分別加入體積為2 mL、5 mL、10 mL、15 mL和20 mL的正己烷作為溶劑，提取1次，提取時(shí)間為1 min。提取液1.3（1）步驟處理，按1.3（3）的氣相色譜條件測(cè)定，每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，計(jì)算檸檬烯得率，結(jié)果如圖2所示。結(jié)果表明，檸檬烯的提取效率隨著正己烷添加量即料液比的增加而逐漸增加，正己烷添加量為10 mL，即料液比1︰5后趨于平緩。

2.1.3 提取時(shí)間的確定

準(zhǔn)確稱取6份粉碎的橘子皮樣品各2.000 g（每份之間誤差不超過(guò)5%），置于100 mL閃式提取器中，加入10 mL正己烷作溶劑，提取1次，分別控制提取時(shí)間0.5 min、1.0 min、1.5 min、2.0 min、2.5 min和3.0 min進(jìn)行閃式提取。提取液按1.3（1）步驟處理，按1.3（3）的氣相色譜條件測(cè)定，計(jì)算檸檬烯得率，結(jié)果如圖3所示。

結(jié)果表明，1 min以前，隨著提取時(shí)間增加，得率增大，1 min之后，得率隨時(shí)間的延長(zhǎng)不再增加，可能由于隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，提取過(guò)程產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致少量的檸檬烯揮發(fā)，并且檸檬烯受熱更易于氧化，導(dǎo)致得率反而會(huì)微弱下降。

2.1.4 提取次數(shù)的確定

準(zhǔn)確稱取6份粉碎的橘子皮樣品各2.000 g（每份之間誤差不超過(guò)5%），置于100 mL閃式提取器中，加入10 mL正己烷作為溶劑，提取時(shí)間為1 min，分別提取1、2、3、4、5及6次。提取液按1.3（1）步驟處理，按1.3（3）的氣相色譜條件測(cè)定，計(jì)算得率，結(jié)果如圖4所示。

結(jié)果表明，隨著提取次數(shù)的增加，檸檬烯的得率逐漸增大且趨于平緩。

2.2 正交試驗(yàn)

2.2.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果

為獲得橘子皮中檸檬烯的最佳提取工藝條件，根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，正己烷作為提取溶劑，以檸檬烯含量為考察目標(biāo)，選取影響橘子皮中檸檬烯提取效率的料液比、提取時(shí)間、提取次數(shù)，設(shè)計(jì)3因素3水平正交試驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)條件做3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果取平均值。正交水平因素設(shè)計(jì)見(jiàn)表1，正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可知，極差RA> RC > RB，因此影響因素料液比>提取次數(shù)>提取時(shí)間。最佳條件為：A3B3C3，即最佳提取條件為：提取溶劑正己烷，料液比1 ︰ 10（g/mL），提取時(shí)間 1.5 min，提取 3 次。

2.2.2 提取工藝驗(yàn)證

按以上最佳工藝條件，用橘子皮樣品 2.000 g，重復(fù)實(shí)驗(yàn) 6 次， 檸檬烯得率分別為 2.15%、2.14%、2.11%、2.12%、2.15% 和 2.09%，平均值為 2.13%，RSD為 1.14%，證明工藝是可行的。

2.3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)正交試驗(yàn)得出橘子皮中檸檬烯的最優(yōu)提取條件為提取溶劑正己烷，料液比1∶10（g/mL），提取時(shí)間1.5 min，提取3次，平均得率為2.13%，RSD為1.14%，建立了一種簡(jiǎn)單、高效的檸檬烯提取工藝條件。

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