超声辅助下江枳壳柚皮苷提取工艺的优化
作者: 胡辰 廖禹东
摘 要:本文采用超声技术辅助提取江枳壳中的柚皮苷活性成分,在单因素试验的基础上进行正交试验,优化得到江枳壳柚皮苷的最佳提取工艺。结果表明,在乙醇浓度70%,料液比1∶30(g∶mL),超声提取温度70 ℃的条件下,柚皮苷的提取率为7.89%。本文建立的优化方法简便可靠,可操作性强,可用于提取江枳壳的黄酮类活性物质,为枳壳功能性食品开发提供参考,提高枳壳的经济附加值。
关键词:江枳壳;柚皮苷;超声提取;正交试验
Extraction Process Optimization of Naringin from Jiangxi Aurantii fructus by Ultrasonic -Assisted
HU Chen, LIAO Yudong
(Gannan Health Vocational College, Ganzhou 341000, China)
Abstract: This article uses ultrasound technology to assist in the extraction of naringin active ingredients from Jiangxi Aurantii fructus. Based on single factor experiments, orthogonal experiments were conducted to optimize the optimal extraction process of naringin from Jiangxi Aurantii fructus. The results showed that under the conditions of ethanol concentration of 70%, solid-liquid ratio of 1∶30(g∶mL), and ultrasonic extraction temperature of 70 ℃, the extraction rate of naringin was 7.89%. The optimization method established in this article is simple, reliable, and highly operable. It can be used to extract flavonoid active substances from Jiangxi Aurantii fructus, providing reference for functional foods of Jiangxi Aurantii fructus and improving its economic added value.
Keywords: Jiangxi Aurantii fructus; naringin; ultrasound extraction; orthogonal test
枳壳为芸香科植物酸橙及其栽培变种的干燥未成熟果实,属于可用于保健食品的中药材。枳壳可用于应对胸胁气机不畅导致的拥堵感、痛楚,还有食物积滞难以分解、体内积水停滞等状况[1]。枳壳的化学成分较为丰富,主要有生物碱类、黄酮类、萜类和挥发油等[2-3]。其中柚皮苷、新橙皮苷和橙皮苷是《中华人民共和国药典》收录的较为典型的黄酮类活性成分[1-3]。药理研究表明,柚皮苷具有利尿、降血压、抗炎、抗氧化和改善肝功能等功效作用[2-5]。目前,关于枳壳黄酮类活性物质的提取方法较多[6-12],但对江枳壳的研究却较少。因此,本文以江枳壳为研究对象,利用超声波强化萃取技术,在单因素试验的基础上,进行正交试验对江枳壳中柚皮苷成分的提取工艺进行优化,以期为江枳壳的健康食品产业化提供参考,提高江枳壳的附加值。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
江枳壳(江西省樟树市,经鉴定为芸香科植物酸橙的未成熟果实);柚皮苷对照品(中国检验总院);无水乙醇、氢氧化钠、盐酸等均为分析纯(山东禹王公司)。
1.2 仪器与设备
DTC-15J超声波清洗器,昆山市超声仪器公司;DHG-907385-Ⅲ电热恒温烘箱,上海习仁科学仪器有限公司;BS-224电子秤,北京赛多利斯公司;755B紫外-可见光谱分析仪,上海精密科学仪器公司。
1.3 实验方法
1.3.1 江枳壳中柚皮苷的提取步骤
将江枳壳剪碎(大小为2 cm×2 cm),经干燥至恒重后,精密称取约1.0 g于50 mL的锥形瓶中,然后加入一定体积的乙醇,按照超声10 min,冷却
5 min,超声10 min,冷却5 min,超声10 min的操作提取江枳壳中的柚皮苷。当超声时间达到30 min后,对粗提液进行过滤分离,并浓缩至约10 mL,转移至100 mL容量瓶中,用乙醇定容至刻度线,混匀,制成柚皮苷的样品溶液。采用紫外分光光度法测定江枳壳中柚皮苷的吸光度,柚皮苷提取率的计算公式为
(1)
式中:ω为柚皮苷提取率,%;C为样品浓度,μg·mL-1;D为实验中稀释倍数;V为加液体积,mL;M为江枳壳质量,g。
1.3.2 单因素试验设计
①乙醇浓度(体积分数,下同)的选取。在超声提取温度70 ℃的条件下,固定料液比1∶30(g∶mL),分别考察不同乙醇浓度(50%、60%、70%、80%和90%)对柚皮苷提取率的影响。②料液比的选取。在超声提取温度70 ℃,乙醇浓度60%的条件下,分别考察不同料液比(1∶20、1∶25、1∶30、1∶35和1∶40,g∶mL)对柚皮苷提取率的影响。③超声提取温度的选取。在乙醇浓度60%的条件下,固定料液比1∶30(g∶mL),分别考察不同超声提取温度(50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃和90 ℃)对柚皮苷提取率的影响。
1.3.3 正交试验设计
为提高柚皮苷提取率(E),在单因素试验的基础上,以乙醇浓度(A)、料液比(B)、超声提取温度(C)为3个主要影响因素,采用L9(34)正交表设计试验[10],因素水平见表1。
1.4 柚皮苷含量的测定
参考文献[13]对柚皮苷进行含量测定。精密称取干燥至恒重的柚皮苷对照品约10 mg,溶解后用无水乙醇定容至50 mL容量瓶中。精密量取上述柚皮苷标准液0 mL、0.5 mL、1.0 mL、1.5 mL、2.0 mL和2.5 mL加入至25 mL的容量瓶中,用无水乙醇稀释、定容,摇匀。取上述标准系列溶液置于284 nm波长处测得对应的吸光度,由此得到柚皮苷含量C(μg·mL-1)与吸光度A的线性回归方程A=0.019 1C+0.764,R2=0.997 7。本试验选用无水乙醇作空白对照。
2 结果与分析
2.1 单因素试验结果分析
2.1.1 乙醇浓度对柚皮苷提取率的影响
由图1可知,当乙醇浓度为70%时,柚皮苷的提取率最高。若继续增加乙醇浓度,部分杂质和色素的溶解性会增大,导致柚皮苷的提取率降低。因此,选用乙醇浓度50%、60%、70%进行正交试验。
2.1.2 料液比对柚皮苷提取率的影响
由图2可知,当料液比为1∶30(g∶mL)时,柚皮苷的提取率最高。但当料液比增加到1∶40时,提取率降低。因此,选用料液比1∶25、1∶30、1∶35(g∶mL)进行正交试验。
2.1.3 超声提取温度对柚皮苷提取率的影响
由图3可知,随着超声提取温度的升高,柚皮苷的提取率逐渐增加,在温度为70 ℃时,提取率最高。但继续升高温度,柚皮苷提取率明显下降。因此,选取超声提取温度60 ℃、70 ℃、80 ℃进行试验。
2.2 正交试验结果分析
由表2可知,各因素对柚皮苷提取率的影响程度为A(乙醇浓度)>B(料液比)>C(超声提取温度)。由K值得,柚皮苷的最佳提取工艺为A3B2C2。由于此工艺与正交表中的最优工艺不一致,故对此工艺进行3次验证试验,得柚皮苷提取率分别为7.81%、7.96%、7.89%,平均得率为7.89%。综上,最优工艺条件为乙醇浓度70%,料液比1∶30(g∶mL),超声提取温度70 ℃。
3 结论
在单因素试验基础上,采用正交试验对江枳壳柚皮苷的提取工艺进行优化。在乙醇浓度70%、料液比1∶30(g∶mL)、超声提取温度70 ℃的条件下,柚皮苷的提取效率为7.89%。本文优化的提取工艺不仅操作简便,而且具备良好的重现性,可操作性强,且提取率相对较高,适合在企业中应用推广。
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