桔皮中黃酮類化合物的超臨界二氧化碳萃取工藝研究.pdf

1、柑橘是世界產(chǎn)量第一的水果種類，柑橘生產(chǎn)加工必然伴隨大量加工副產(chǎn)物的產(chǎn)生，柑橘類果實(shí)榨汁后會(huì)產(chǎn)生40～50％的皮渣，傳統(tǒng)加工業(yè)將這些副產(chǎn)物填埋處理或生產(chǎn)加工動(dòng)物飼料。皮渣極易霉變發(fā)臭，填埋處理會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，而加工飼料通常需要干燥處理，耗費(fèi)大量能源。為此，世界上許多國(guó)家對(duì)柑橘副產(chǎn)物的加工利用途徑都進(jìn)行了大量探索和研究。 柑橘皮中的黃酮類化合物是一類具有抗氧化（抗衰老）、抗癌、抗病毒和抗炎癥作用的天然活性物質(zhì)，常用的提取方法是

2、有機(jī)溶劑提取或熱水提取等，這些方法或多或少存在著一些不足之處，如回收率低，產(chǎn)品提取率不高；使用了乙醇以外的丁酮、氯仿等有毒有害溶劑，使產(chǎn)品中無(wú)法避免這些物質(zhì)的殘留。超臨界CO2萃取工藝，流程簡(jiǎn)單，操作方便，節(jié)省勞動(dòng)力和大量有機(jī)溶劑，減少“三廢”污染，這無(wú)疑為功能性物質(zhì)的生產(chǎn)提供了一種高新的提取、分離、制備及濃縮新方法。超臨界萃取工藝是近來(lái)使用的一項(xiàng)新技術(shù)，在食品、醫(yī)藥、化工方面都有一定的應(yīng)用。由于其分離效果好，速度快，操作簡(jiǎn)便，純度高，

3、無(wú)毒，被譽(yù)為綠色提取方法。 本文研究的主要內(nèi)容為： （1）用紫外分光光度法建立一種桔皮中總黃酮含量測(cè)定的簡(jiǎn)便而準(zhǔn)確的方法。選用測(cè)定波長(zhǎng)310 nm，以蘆丁（Rutin，95％）為對(duì)照品，采用紫外分光光度法進(jìn)行桔皮總黃酮含量的檢測(cè)，并與NaNO2-Al（NO3）3-NaOH體系分光光度法，510nm下測(cè)定其吸光度的方法進(jìn)行了比較。 （2）采用傳統(tǒng)的乙醇熱回流提取法（Ethanol hot recycleextrac

4、tion，HRE）和超聲波提取法（ultrasonic extraction，UE）提取黃酮類化合物，對(duì)不同提取原料的黃酮類化合物提取率進(jìn)行比較。并比較這兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。 （3）超臨界CO2萃取桔皮中的黃酮類化合物，是本實(shí)驗(yàn)研究的重點(diǎn)，本文在國(guó)內(nèi)首次研究了超臨界CO2流體萃?。╯upercritical carbon dioxide extraction，SCE）桔皮中黃酮類化合物的影響因素，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以總黃酮提取

5、率為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行了L9（34）正交優(yōu)化。 （4）對(duì)傳統(tǒng)方法和超臨界CO2萃取法得到的黃酮類化合物進(jìn)行初步的抗氧化性測(cè)定，用有機(jī)自由基清除能力和總抗氧化能力兩種方法。 理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明： （1）利用紫外分光光度法在A310 nm直接測(cè)量黃酮類化合物含量，蘆丁在10～50 mg/L的范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系R2=0．9996，平均回收率為99．68％，RSD為1．20％（n=6）。該方法操作簡(jiǎn)便，結(jié)果準(zhǔn)確

6、，可用于桔皮中總黃酮含量的檢測(cè)。 （2）采用傳統(tǒng)的乙醇熱回流提取法和超聲波提取法，提取黃酮類化合物，比較這兩種方法，前者效率低，使用溶劑量大，但是設(shè)備和工序相對(duì)簡(jiǎn)單；而后者效率明顯高于傳統(tǒng)的乙醇熱回流法，使用溶劑量小，但是對(duì)設(shè)備的要求較高，工序相對(duì)復(fù)雜，提取率也和前者不相上下，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，工序的不斷改良，必將取代傳統(tǒng)方法提取黃酮類化合物。此外，不同的柑橘品種，其果皮中的總黃酮含量也是不同的，高低差異也比較明顯，因此在工業(yè)

7、化中，原材料的品種、上市時(shí)間的不同，對(duì)生產(chǎn)效益的影響也是不容忽視的一個(gè)因素。 （3）超臨界萃取的結(jié)果表明，對(duì)提取率影響主次次序?yàn)椋簥A帶劑用量>萃取壓力>萃取溫度>萃取時(shí)間。生產(chǎn)最優(yōu)工藝條件為：萃取溫度為55℃、萃取壓力20MPa、萃取時(shí)間為150 min、夾帶劑用量0．35 ml/min。黃酮類化合物的提取率為2．723％。 （4）對(duì)傳統(tǒng)方法和超臨界CO2萃取法得到的黃酮類化合物進(jìn)行初步的抗氧化性測(cè)定和總抗氧化能力測(cè)定，

8、結(jié)果表明桔皮總黃酮對(duì)有機(jī)自由基有一定的清除作用，同時(shí)也具有一定的總抗氧化能力，當(dāng)超臨界CO2流體萃?。╯upercritical carbon dioxide extraction，SCE）提取液濃度為1000 mg/L時(shí)，對(duì)DPPH自由基清除率達(dá)到了91．9％，而乙醇熱回流提取法（Ethanol hot recycleextraction，HRE）提取液對(duì)DPPH自由基清除率僅為60．5％。其中用SCE提取得到的桔皮總黃酮在較高的濃度

9、范圍內(nèi)（100～1000 mg/L）對(duì)有機(jī)自由基的清除能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于HRE提取得到的桔皮總黃酮；前者的總抗氧化能力也高于后者，當(dāng)濃度為10000 mg/L時(shí)，對(duì)總抗氧化能力達(dá)到了101．5（u/mL），而HRE提取液總抗氧化能力僅為80．5（u/mL）。說(shuō)明SCE在提取過(guò)程中的適當(dāng)提取溫度和萃取條件對(duì)于保留總黃酮的抗氧化活性起到了積極的作用。SCE提取的總黃酮純度達(dá)到了53．65±1．01％，相對(duì)于HRE提取的總黃酮純度為11．15±0．

10、80％，前者的純度是后者純度的5倍左右。桔皮總黃酮在一定的范圍內(nèi)（0～10000 mg/L）對(duì)總抗氧化能力有著良好的線性關(guān)系；這兩項(xiàng)與抗壞血酸的比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，抗壞血酸顯示出了強(qiáng)大的清除有機(jī)自由基能力和總抗氧化能力，與桔皮總黃酮相比，當(dāng)兩者均達(dá)到IC50時(shí)，濃度相差了2個(gè)數(shù)量級(jí)；從數(shù)據(jù)的比較上，可以看出，在一定的范圍內(nèi)，相同濃度的抗壞血酸的總抗氧化能力比桔皮總黃酮高23倍。 論文闡述了超臨界CO2萃取法原理、桔皮中的黃酮類化合