正交优化提取陈皮中橙皮苷的工艺研究

常 庆，刘 明，杨鹏，刘军海

（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西 汉中 723001）

正交优化提取陈皮中橙皮苷的工艺研究

常 庆，刘 明，杨鹏，刘军海

（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西 汉中 723001）

采用微波辅助提取技术从陈皮中提取橙皮苷，考察了影响橙皮苷提取率的因素，在单因素实验基础上，通过正交试验优化了提取工艺。结果表明，最佳提取工艺条件为:以1．0%氢氧化钠和70%乙醇溶液的混合液为提取溶剂、微波功率200W、微波时间3min、微波温度60℃、料液比1:20（g:mL），在此条件下，提取率可达 1．7871%。

微波提取;陈皮;橙皮苷

橘皮，又称陈皮，含多种活性成分，是常见的中药材之一。橙皮苷是其中主要活性成分之一，具有维持渗透压、增强毛细血管韧性、缩短出血时间、降低胆固醇、化痰止咳、宽中理气等作用，是治疗心肌梗塞和高血压的良药，是医药中用作制药的宝贵原料[1～3]。

目前，橙皮苷的提取方法有碱提酸沉法、水提树脂吸附法、超声提取等[4]，这些方法提取率低且成本高。微波辅助提取具有节省原料、耗时短、提取物品质优、提取率高等优点，应用前景可观。我国具有丰富的橘子资源，研究橘皮中橙皮苷提取对橘子的深加工和橘皮的综合利用具有重要的意义。本文探讨了微波辅助提取橙皮苷的工艺研究，旨在为橙皮苷的开发利用提供理论参考。

1 材料、试剂及仪器

1．1 材料与试剂

陈皮（市购）粉碎干燥后过420μm筛，备用;橙皮苷标准品（纯度＞98%）;无水乙醇、氢氧化钠等均为分析纯。

1．2 仪器

FW117中草药粉碎机，GR-200电子天平，WF-2000微波快速反应系统，SHZ-D9（Ⅲ）循环水式真空泵，Cary50型紫外可见-分光光度计。

2 实验方法

2．1 工艺流程

陈皮→烘干→粉碎→过筛→准确称量1．0000g加乙醇氢氧化钠混合液→静置30min→移入微波反应系统进行反应→减压抽滤、定容于25mL具塞试管中→静置滤液30min→取上层溶液作为待测液→吸取0．10mL提取液于10mL具塞试管中→用提取溶剂定容→以碱性乙醇溶液为参比测吸光度。

2．2 橙皮苷标准曲线绘制

准确称取橙皮苷标准品0．0100g移入100mL容量瓶中，用配置好的碱性乙醇溶液配制成浓度为 0．1mg·mL－1的母液。 从中分别取出 0．05mL、0．10mL、0．15mL、0．20mL、0．25mL、0．30mL、0．35mL、0．40mL、0．45mL、0．50mL、0．55mL 的 母 液 ， 移 入10mL的具塞试管中，用碱性乙醇溶液稀释至刻度。用紫外-可见分光光度计在287．0nm波长下测定标准溶液的吸光度，以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线[5~6]，回归方程Y＝0．1573X＋0．0017，相关系数 R2＝0．9990，说明在 0．05～0．55mL浓度范围内，线性关系良好。

2．3 最大吸收波长的确定及对提取物的检验

取2．2中的标准品溶液一定体积 （质量浓度0．004mg·mL－1）稀释到 10mL。用空白对照进行光谱分析，测定其最大吸收波长 （图1）。另取1．0000g陈皮粉按2．1的方法进行实验，做空白对照最后进行紫外光谱分析 （图2），由图1和图2可知，紫外最大吸收波长基本一致，从而可确定所提物质为橙皮苷。

2．4 提取液中橙皮苷含量的测定

将2．1测得的吸光度代入下式，计算橙皮苷提取率（%）:

图1 标准品溶液紫外扫描图

图2 样品液紫外扫描图

式中:A-提取液吸光度值;m－称取橙皮苷粉的质量，g;Q－稀释倍数，2500。

3 结果与讨论

3．1 单因素实验

3．1．1 料液比对橙皮苷提取率的影响

取1．0000g陈皮粉末5份，分别以料液比1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30，微波时间 3min、微波温度60℃、微波功率200W条件下按2．1进行实验，计算提取率，结果见表1。

表1 料液比对橙皮苷提取率的影响

由表1可知，在测定范围内，橙皮苷的提取率随料液比的增大而先增大后减小。料液比过小时，橙皮苷不能充分溶解，提取率较低。料液比为1∶20时，提取率最大。随着料液比的继续增大，相同微波功率条件下需加热更多液体，所以细胞内部升温缓慢，导致细胞内外压强过小，橙皮苷难以溢出，提取率降低。故增大料液比不仅提取率降低，还增加了提取成本和后续处理提取剂的难度．综合经济因素考虑，料液比取1∶20为宜。

3．1．2 微波时间对橙皮苷提取率的影响

取1．0000g陈皮粉末5份，分别以微波时间1min、2min、3min、4min、5min，料液比 1∶20，微波温度60℃、微波功率200W条件下按2．1进行实验，计算提取率，结果见表2。

表2 微波时间对橙皮苷提取率的影响

由表2可知，橙皮苷随微波时间的增加，提取率先增加后减小。微波时间3min，提取率达到最大，这时橙皮苷已基本溶解在溶剂中。微波时间超过3min后提取率逐渐减小的原因是:微波作用时间太长，陈皮中其它醇溶性杂质、亲脂性强的成分溶出与橙皮苷竞争，导致提取率下降。故微波时间取3min为宜。

3．1．3 乙醇体积分数对橙皮苷提取率的影响

取1．0000g陈皮粉末5份，分别以乙醇体积分数 65%、70%、75%、80%、85%， 料液比 1∶20、微波时间3min、微波温度60℃、微波功率200W条件下按2．1进行实验，计算提取率，结果见表3。

表3 乙醇体积分数对橙皮苷提取率的影响

由表3可知，随着乙醇体积分数的增加，橙皮苷提取率先增大后减小。70%乙醇体积分数时提取率达到最大，原因可能是由于适当水分的存在会促进微波对细胞的作用，使温度上升较快[7]。乙醇体积分数过大，水分则减少，导致橙皮苷提取率的下降，并增加了经济成本。综合考虑，选用70%乙醇体积分数的提取剂为宜。

3．1．4 微波温度对橙皮苷提取率的影响

取1．0000g陈皮粉末5份，分别以微波温度50℃、55℃、60℃、65℃、70℃，液比 1∶20、微波时间3min、功率200W条件下按2．1进行实验，计算提取率，结果见表4。

表4 微波温度对橙皮苷提取率的影响

由表4可知，随着温度升高，橙皮苷提取率缓慢增大。60℃时，有最大值提取率。温度继续上升，橙皮苷提取率降低。可能是由于微波温度过高导致提取液中出现胶状物质，导致橙皮苷变性。同时，溶剂蒸发过快，降低了橙皮苷的提取率。故控制温度在60℃为宜。

3．1．5 微波功率对橙皮苷提取率的影响

取 1．0000g陈皮粉末 5份，以微波功率100W、200W、300W、400W、500W，料液比 1∶20、微波时间3min、微波温度60℃条件下按2．1进行实验，计算提取率，结果见表5。

由表5可知，随着微波功率增大，橙皮苷提取率先增大后减小，功率为200W时提取率最大。功率过小，细胞内部温度上升缓慢，细胞内压难以超过细胞壁膨胀承受能力，橙皮苷的溢出受阻，故提取率不大。功率过大，局部升温迅速，破坏了橙皮苷的结构，故提取率下降。所以200W是提取橙皮苷的较优功率。

表5 微波功率对橙皮苷提取率的影响

3．2 提取工艺的优化

3．2．1 正交试验设计及结果

在单因素实验的基础上，对微波温度、微波时间、微波功率、提取剂乙醇体积分数、料液比五个影响因素进行L16（45）正交试验，以进一步优化工艺条件。正交试验因素水平设计、结果及极差分析见表6所示。

表6 正交试验结果分析表

表6中正交试验结果的极差分析表明，对提取率影响的顺序为:乙醇体积分数＞微波温度＞微波时间＞微波功率＞料液比。最佳提取因素组合为A2B2C2D2E3，即乙醇体积分数70%、微波温度60℃、微波时间为3min、微波功率200W、料液比1∶20，在此条件下进行3组平行验证实验，平均提取率为 1．7871%。

3．2．2 正交试验结果的方差分析

对表6试验结果进行方差分析，结果如表7所示。

表7 正交试验结果的方差分析

由表7可知，乙醇体积分数与微波温度对实验结果有非常显著影响，料液比、微波时间和微波功率为不显著影响因素。因此，在使用微波辅助法提取陈皮中橙皮苷技术时，应严格控制好乙醇体积分数与微波温度，从而提高提取率。

4 结论

通过对陈皮中有效成分提取实验中影响因素的研究，确定了最佳提取工艺方案:70%体积分数乙醇的提取液、60℃微波温度、微波时间3min、微波功率 200W、料液比 1∶20（g∶mL），在此条件下，橙皮苷提取率为1．7871%。

正交试验结果表明，对橙皮苷提取率影响的顺序是:乙醇体积分数＞微波温度＞微波时间＞微波功率＞料液比。微波辅助提取，具有省时、原料利用率高、提取物品质优、降低生产成本等优点，有很大的发展潜力和应用前景。

[1] 王宁芳．橙皮苷的提取工艺研究[J]．安徽农业科学，2009，37（8）:3759-3759．

[2] 李荣，胡成穆，姜辉，等．橙皮苷的提取及其抗炎活性研究[J]．安徽医科大学学报，2007，42（5）:546-549．

[3] 包玉敏，张力，马晓燕，等．橙皮苷的提取与橙皮苷-钕配合物的合成[J]．光谱实验室，2010，28（1）:201-204．

[4] 李玉山．橙皮苷研究新进展 [J]．科技导报，2009，27（22）;109-110．

[5] 曾柏全，周小芹，解西玉．纤维素酶-微波法提取脐橙皮橙皮苷工艺优化[J]．食品科学，2010，31（4）:85-89．

[6] 伍钢，彭密军，彭爱华，等．超声波与微波提取桔皮中橙皮苷的对比研究[J]．生物质化学工程，2009，43（5）:26-30.

[7] 孙秀利，张力，秦培勇，等．微波法提取陈皮中橙皮苷[J]．中药材，2007，30（6）:712-714．

Study on Extraction Technology of Tangerine Peel from Hesperidin through Orthogonal Tests

CHANGQing， LIUMing， YANGPeng， LIUJun-hai
（School of Chemical＆ Environmental Sciences， Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723001，China）

Hesperidin was extracted from tangerine peel，and the extraction processes were optimized through orthogonal tests based on single tests．The influence factors on extraction rate of Hesperidin were examined．The results showed that the optimum conditions were as follow ed:the extracting solvent was the mixture of 1%NaOH and 70%ethanol， the nominal extraction power 200W，the extraction time was 3min，the ratio of tangerine peels and extracting solvent 1∶20 （g／mL），and the extracting temperature 60℃．The extraction rate could up to1．7871%under the optimum conditions．

microwave-assisted extraction;tangerine peel;hesperidin

TQ 914.1

A

1671-9905（2011）11-0033-04

2011-07-20