橘皮中黄色素提取工艺研究进展

李 靓，朱涵彬，李长滨，潘春梅，岳晓禹，王梦蝶，邓真真

（河南牧业经济学院食品与生物工程学院，河南郑州450046）

0 引言

中国是柑橘的重要发源地之一，资源十分丰富，品种优良且种类繁多[1]，作为一种重要的经济作物，其世界年产量居水果首位。虽然柑橘的种植历史悠久，但其大多数作为鲜果食用，极少数用于加工，其果皮有效利用低，造成资源浪费[2]。橘皮中含有丰富的橘皮素、纤维素、黄酮类、糖类果胶及天然色素等生物活性成分，具有降低血压、防止氧化、抑菌、帮助消化等作用。橘子皮还可以作为底物用来生产生物酶达到延长食物保鲜寿命的目的，也可以制成重金属离子吸附剂来处理废水，还可利用微生物发酵生产果醋、乳酸饮料、高蛋白饲料等。因此，广泛应用于食品、医药[3]、生物[4]等行业。若将这些生物活性成分加以利用，不仅解决资源浪费、环保等问题，还会提高经济效益，因此研究橘皮中黄色素的提取有重大意义。从当前我国橘皮黄色素提取技术的现状，概述不同的提取方法对黄色素提取率的影响，为橘皮的深度开发和黄色素的研究方向提供理论依据。

1 橘皮中黄色素

人工合成的色素，虽色泽鲜艳、性质稳定，但因含有偶氮化合物，有致癌作用，对人体健康产生极大的危害。天然色素色泽自然、安全性高、易被人体吸收、具有相当的营养和医疗保健作用等优点，已被世界许多国家使用[5]。橘皮黄色素是从柑橘果实中提取的一类安全性高、着色力强的天然色素，有非常高的营养价值和保健功效，大范围地应用于食品行业和饮料行业。类胡萝卜素是一种天然色素，具有抗衰老、抗氧化、免疫调节营养价值。而柑橘果皮是类胡萝卜素积累的主要部位，通常果皮比果肉类胡萝卜素含量高2.5～15倍，因此应加大对橘皮中黄色素的提取，实现柑橘皮的综合利用。

2 橘皮中黄色素的提取工艺

当今科技创新的不断发展，较之传统的提取技术具有提取过程更便捷、提取率更高的特点。例如，应用超临界流体萃取法、超滤法、微波辅助萃取法、超声波辅助提取法、吸附树脂法、生物酶法等各种现代技术手段。将橘皮中黄色素提取常用的研究方法超声波辅助提取法[6-7]、有机溶剂浸提法[8-10]、高压提取法、索氏提取法、微波辅助萃取法[11]、超临界流体萃取法[12-13]及其他方法等[14]作一综述，便于后来研究者参考。

2.1 超声波辅助提取法

谢桐等人[15]采用超声辅助提取工艺研究对橘皮中黄色素的提取及优化，选取4个因素料液比、乙醇的浓度、超声提取时间、超声提取温度研究对吸光值的影响。再采用单因素试验和响应面法探讨各因素在提取过程中对黄色素取得率的影响。结果表明，最佳提取工艺为乙醇体积分数70%，料液比1∶5，超声时间45 min，超声温度70℃，最佳吸光度为0.773。

汪琢[16]通过超声波提取法提取橘皮中的黄色素，探讨黄色素提取过程中的影响因素，并通过单因素试验及正交法试验做分析研究。从而确定最佳提取工艺为乙醇体积分数60%，超声时间45 min，料液比1∶10。

徐媛媛等人[17]采用超声波乙醇提取橘皮黄色素的工艺，通过单因素试验和正交试验法探讨提取最佳条件，得出以下结论：乙醇体积分数为70%，料液比为1∶10，提取温度为80℃，提取时间为30 min，超声功率为200 W，黄色素的提取率最佳。

黄梅桂等人[18]以橘皮为试验材料，超声波辅助法探索黄色素提取条件。选取因素料液比（A）、乙醇体积分数（B）、超声浸提温度（C）、超声浸提时间（D）4个单因素探究其对黄色素提取的影响，通过单因素试验和正交试验法得出最佳提取条件。结果表明，当超声浸提温度60℃，超声浸提时间60 min，乙醇体积分数为95%，料液比为20∶1时橘皮中黄色素的提取率最佳。

2.2 有机溶剂浸提法

许朋等人[19]采用乙醇浸提获得色素粗品，石油醚萃取纯化得脂溶性橘皮色素作为研究。以橘皮为原料，选取料液比（A），乙醇体积分数（B），浸提温度（C），浸提时间（D）4个单因素对黄色素提取的影响，通过单因素试验和正交试验法研究提取的最佳条件。结果表明，最佳条件为料液比1∶10，浸提时间24 h，浸提温度50℃，乙醇体积分数85%。

高文等人[20]采用以橘皮为试材，探索提取橘皮黄色素的最佳工艺条件。选取提取剂体积分数、料液比、提取时间和提取温度4个因素对黄色素提取的影响，通过单因素试验和正交试验法研究提取的最佳条件。结果表明，当所选用的提取剂乙醇体积分数80%，提取温度70℃，提取时间90 min，料液比1∶14。影响因素的主次顺序为提取剂体积分数>提取温度>提取时间>料液比。

赵金和等人[21]以橘皮为原料，以乙醇作为提取剂提取橘皮黄色素，用可见紫外分光光度法测定色素的最大吸收波长。结果表明，最佳提取工艺为以体积分数99.7%的无水乙醇为浸提剂，料液比1∶8（g∶mL），温度65℃，浸提时间5 h，pH值5.0。

2.3 高压提取法

庞允等人[22]采用高压法探讨提取橘皮中黄色素。选择影响黄色素提取率（%）的4个试验因素：乙醇体积分数、料液比、提取时间和提取温度，通过单因素试验和正交试验法确定得出最佳提取工艺条件。结果表明，乙醇体积分数为5%，料液比为1∶10（g∶mL），提取时间40 min，提取温度100℃。此时，橘皮中黄色素的提取率可以达到最大值为21.76%。

韦汉昌等人[23]采用高压脉冲电场(PEF)辅助乙醇对栀子黄色素工艺的提取条件进行了深入的探讨。选取脉冲电场强度、脉冲频率、脉冲时间、温度及溶提时间3个因素对黄色素提取得影响，通过单因素试验和正交试验法研究提取的最佳条件。结果表明，脉冲电场强度25 kV/cm，脉冲频率6 Hz，脉冲时间4 s，提取温度40℃，提取时间15 min。在此条件下，栀子黄色素取得率达到90.4%。

2.4 索氏提取法

汪清美等人[24]采用浸渍法、索氏提取法分别对橘皮中黄色素的提取进行对照探索。通过单因素试验和正交试验法对研究提取的最佳条件。研究结论为95%乙醇为提取剂，50℃下浸渍3次，每次5 h，共需15 h；同等条件下，采用索氏提取法提取，在95℃水浴温度下，仅需回流2 h，索氏提取法效果更佳。

傅春燕等人[25]采用以龙牙百合鳞茎（Lilium brownii var.viridulum）为研究对象，索氏提取法对其总黄酮的提取进行了研究。方法优化提取方法，在单因素试验的水平上，选取乙醇体积分数、料液比、提取时间3个因素对总黄酮提取率的影响，通过单因素试验和正交试验法对研究3个因素提取的最佳条件。结果表明，当提取时间90 min，料液比20∶100（g∶mL），乙醇体积分数75%时，龙牙百合总黄酮取得率为3.815%±0.350%。

2.5 微波辅助萃取法

邓涛[26]采用超声波辅助法、微波辅助法及超临界CO2萃取法对别对柑橘皮黄色素提取工艺进行研究。选取单因素试验和响应面法优化法对提取各个因素的工艺参数进行分析。结果表明，采用响应面法优化柑橘皮色素微波辅助提取工艺，得到最佳工艺条件为料液比1∶9（g∶mL），微波功率240 W，提取时间6 min，此条件下柑橘皮色素提取效果最好，测得柑橘皮色素的吸光度为0.765，其效果较好。

汤秀华等人[27]以玉米为原料，采用微波辅助萃取技术提取玉米中黄色素进行研究。选取改变溶剂、玉米目数、微波提取得温度，微波提取时间共4个影响因素。采用单因素试验和正交试验法提取各个因素的工艺参数进行分析。结果表明，95%乙醇为溶剂，料液比为10∶1，原料目数80目，浸提温度70℃，提取时间11 min。在此条件下，提取液的吸光度可达0.658。影响因素的主次顺序为温度>时间>目数。

2.6 其他

吴菲菲等人[28]研究以柠檬酸钠为助剂，雪峰蜜橘为主要原料建立并优化微切变-助剂互作技术提取橘皮中黄色素的工艺条件。选取柠檬酸钠助剂量、提取剂乙醇的体积分数、提取时间和提取温度4个影响因素，采用单因素试验和正交试验法研究提取的最佳条件。当助剂添加量4%（m∶m），乙醇体积分数85%（V∶V），提取时间2.5 h，提取温度99℃，测得吸光度为0.545，而对照粗粉组吸光度为0.482。以柠檬酸钠为助剂的微切变-助剂互作技术更省时、更方便、更有效。

3 结语

随着人们追求天然健康的理念加强，具有极大毒害作用的化学合成色素遭到了人们的弃用，而天然色素则被更多人推崇，作为橘皮中天然色素，黄色素也越来越得到了重视，其在食品工业、化工生产工艺、医疗的药用价值越来越受到人们的关注。加强色素的提取开发利用研究已刻不容缓，随着技术的进步、研究的深入，更能推动橘皮黄色素提取领域更好的发展，开发出以高效率、零污染、节约能源为目标的橘皮黄色素提取工艺，是未来橘皮黄色素提取工艺发展的一个重要方向。结合现代化技术进行不断的探索，应用领域更加广泛，橘皮的功能性研究将成为一个发展趋势。