柑橘果皮中天然產(chǎn)物的提取與評(píng)價(jià)

1、一、概況柑桔為蕓香科植物，其果皮在醫(yī)學(xué)上稱陳皮。桔皮中含有精油、果膠、色素、橙皮甙等化 學(xué)物質(zhì)。桔油的主要成分為右旋烯、檸檬醛類，可用作食品及化妝品著香劑；桔色素主要 成分為類胡蘿素，一種重要的天然食用色素.可應(yīng)用于飲料和固體食品的著色；果膠是多 糖衍生物，主要成分是D 一半乳糖醛酸(Dgalactuonic acid)，分子量在318萬(wàn)之間?？?用作食品的增稠穩(wěn)定劑，還是一種優(yōu)良的藥物制劑基質(zhì)，近年來(lái)在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣 泛。橙皮甙是橙皮素的蕓香糖苷，具有維持血管正常滲透壓、降低血管脆性、縮短出血時(shí) 間等作用。桔皮中黃酮類化合物含量高，如橙皮苷、新橙皮苷、桔皮素、川陳皮素、二氫 川、陳皮等

2、。柑桔中含有的黃酮類物質(zhì)具有抗菌消炎、抗過(guò)敏、鎮(zhèn)痛，防治心血管疾病和 抗病毒、抗氧化、抗癌作用，可用來(lái)制藥。桔皮黃酮類化合物物質(zhì)還可作食品添加劑1。 中國(guó)是世界上主要的柑桔生產(chǎn)國(guó)之一，1997年中國(guó)柑桔種植面積為1962萬(wàn)畝，產(chǎn)量達(dá)到 1010.2萬(wàn)噸，1999年為1078.71萬(wàn)噸，種植面積居世界第一，產(chǎn)量居世界第三。而柑桔在 加工生產(chǎn)桔汁或生鮮食用時(shí)，約產(chǎn)生40%50%的皮渣，然而這些皮渣中均含有許多有用 的成分。每年在中國(guó)將有120萬(wàn)噸左右的柑桔果皮產(chǎn)生，這些柑桔果皮除極微量地用于中 成藥配方之外，幾乎99%的柑桔皮都被作為廢料丟棄了，但桔皮中的果膠含量約為25%， 且還含有豐富的香精油

3、、色素、橙皮甙等。桔皮可提取抗氧化劑、桔色素、果膠、香精油， 生產(chǎn)有機(jī)肥料、沼氣或制備水處理吸附劑等深加工產(chǎn)品，對(duì)提高柑桔加工廠的經(jīng)濟(jì)效益和 減少污染、保護(hù)環(huán)境都是十分有利的3。特別是隨著功能性多糖的開發(fā)研究，果膠作為水 溶性膳食纖維，越來(lái)越受到研究與加工行業(yè)的重視。有關(guān)資料表明：全世界果膠的年需求 量近2萬(wàn)t其中美國(guó)就高達(dá)4500t，據(jù)有關(guān)專家預(yù)計(jì)果膠的需求量在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)仍將以 每年15%的速度增長(zhǎng)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)我國(guó)每年約消耗1500t以上，其中從國(guó)外進(jìn)口約占 80%，同世界平均水平相比，其需求量仍呈高速增長(zhǎng)趨勢(shì)。果膠主要生產(chǎn)國(guó)有丹麥、英國(guó)、 美國(guó)、以色列、法國(guó)等，亞洲國(guó)家產(chǎn)量極少，特別

4、是消費(fèi)量約占世界產(chǎn)量10%的日本因 無(wú)生產(chǎn)廠家，完全依靠進(jìn)口。在我國(guó)由于進(jìn)口果膠價(jià)格遠(yuǎn)高于國(guó)產(chǎn)果膠，國(guó)產(chǎn)果膠成了國(guó) 內(nèi)眾多企業(yè)的期盼，因此大力開發(fā)我國(guó)豐富的果膠資源，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)果膠，滿足國(guó)內(nèi)外市 場(chǎng)需求已顯得極為迫切囹。二、化學(xué)成分的研究概況2. 1黃酮類成分柑桔中含有黃烷酮、黃酮、黃酮醇等黃酮類物質(zhì)，其中以黃烷酮最為豐富。日本科學(xué)家松 原羲洽的研究組自20世紀(jì)80年代以來(lái)，從柑桔果皮中分離出了 85種化合物，其中有38 種新化合物，大多數(shù)為配糖體化合物，如黃酮甙、檸檬苦素甙、苯丙素甙、萜甙、烴基甙 等，還發(fā)現(xiàn)了幾種結(jié)構(gòu)新穎的環(huán)肽類化合物以及含氮化合物生物堿。王立娟提取了桔皮 中的總黃酮，王萬(wàn)

5、能，全學(xué)軍等用超聲波協(xié)助也分離提取桔皮總黃酮。田維平等用5種不 同的溶劑從桔皮中提取黃酮類化合物。2. 2色素食用色素作為一種食品添加劑，被廣泛應(yīng)用于食品制作中。Rosenberg通過(guò)d 一檸檬油精 提取柑橘皮中的類胡蘿卜素，李佑稷等通過(guò)研究得出桔黃色素主要成分為類胡蘿卜素。嚴(yán) 贊開等從桔皮中得到了桔皮黃色素5并對(duì)桔皮黃素的穩(wěn)定性做了研究；孟憲昌、賈廠昌 英等對(duì)紅桔皮和桔皮的黃色素的進(jìn)行了提取，李志洲對(duì)臍橙皮色素進(jìn)行了研究，但均提取 了混和色素。2. 3香精油提取香精油有冷榨、蒸餾、浸提法等，使用最普遍的是水蒸汽蒸餾法。西班牙的Mim 6等 以CO2為溶劑用超臨界法萃取柑桔精油；R. F. M

6、 attthews et. al得到了桔油還研究了 它的利用價(jià)值。經(jīng)分析，眾多萃取成分中以氧化化合物 萜烯（oxygenated compounds 一terpenes）、檸檬油精（1imonene）、芳樟醇（1inaloo1）為主，而芋烯是萃取物中的最主 要成分。2.4 橙皮甙國(guó)內(nèi)嚴(yán)贊開等5通過(guò)從桔皮中分離出橙皮甙，馬慶一等從桔皮中提取了數(shù)種色素和橙皮 甙。閏為秋采用超臨界二氧化碳處理桔皮，分離得到桔皮精油，再用溶劑萃取得到桔皮甙。2. 5 膠Kratchanova和劉鐘棟分別采用微波預(yù)處理柑桔皮來(lái)提出果膠；王鴻飛等用鹽酸浸提、乙 醇沉淀法進(jìn)行桔皮中提取果膠；龔曉武等也用酸法的到了果膠；臧玉

7、紅，郭麗梅通過(guò)浸取、 堿溶依次從柑橘皮中提取出橙黃色素、橙皮甙后，利用混合鹽析的方法進(jìn)一步提取果膠； 趙偉良等用離子交換法提取，王金英用傳統(tǒng)工藝改進(jìn)法提取都得到了桔皮果膠。三、桔皮藥理作用的研究日本GLICO公司的研究小組近日發(fā)現(xiàn)，柑桔果皮里含有的橙皮甙成分有軟化血管的作用。 同時(shí)用柑桔果皮中的提取物橙皮甙制成易溶于水的食品添加劑，女性服用后可改善手腳冰 涼癥的癥狀。國(guó)內(nèi)也對(duì)柑桔果皮水粗提物的生物活性進(jìn)行了研究。表明柑桔果皮熱水粗 提物具有降血壓活性，對(duì)超氧自由基和羥自由基有消除作用，抑制實(shí)驗(yàn)免乳腺癌細(xì)胞作用， 防止雄性小鼠生殖細(xì)胞損傷的作用。近年來(lái).國(guó)內(nèi)外學(xué)者大多數(shù)著眼于通過(guò)對(duì)酶的作用來(lái) 篩

8、選天然藥物的生物活性.柑桔果皮的提取物對(duì)血小板環(huán)氧合酶和脂氧化酶都有很強(qiáng)的抑 制活性。國(guó)外Cvemic Z等研究了橙皮甙對(duì)20種細(xì)菌和10余種酵母菌的抑制作用，說(shuō)明 其具有廣譜的抑菌功能。國(guó)內(nèi)嚴(yán)贊開等1通過(guò)從桔皮中分離出橙皮甙，并對(duì)分離得到的橙 皮甙進(jìn)行了抑菌試驗(yàn)。桔皮苷能降低血管透性和毛細(xì)管壁的脆性，具有較強(qiáng)抗氧化、抗 癌等作用。四、果膠提取工藝的研究概況果膠以果膠原的形式存在于柑桔果皮中.自從1825年由Bracennot第一次從胡蘿卜中提取 果膠以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)果膠的提取和作用進(jìn)行了大量的研究.至今為止，它的價(jià)值及提 取工藝條件等方面有了許多報(bào)道.桔皮果膠的提取方法主要有酸提取，鹽析法

9、，離子交換法和一些新工藝，都取得了一些研 究進(jìn)展。酸浸提法提取果膠具有快速、簡(jiǎn)便、易于控制、提取率較高等特點(diǎn)。王鴻飛等用鹽酸浸提、 乙醇沉淀法進(jìn)行了從桔皮中提取果膠的工藝試驗(yàn)。研究結(jié)果表明，提取的液料質(zhì)量比為 1O15、浸提液為pH23、浸提時(shí)間為4560min、浸提溫度為80C左右時(shí)，果膠提取效 果較好。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上用正交試驗(yàn)進(jìn)行工藝參數(shù)的優(yōu)化，其適合的工藝條件是： 液料質(zhì)量比為1O、浸提液pH值為2、浸提溫度為80C、浸提時(shí)間為45rain，在此工藝條 件下進(jìn)行試驗(yàn)，其果膠提取率達(dá)7O.68%。龔曉武等以柑橘皮為原料，用酸水解，乙醇沉 淀法提取果膠的工藝，從桔皮中提取果膠的溫度、酸

10、度、時(shí)間等條件對(duì)產(chǎn)率的影響研究得 出其適宜條件是：溫度8085C，桔皮：鹽酸（1： 1）=100： 3，提取時(shí)間45min，果膠得 率 4. 824. 88%7】。鹽析法也是果膠提取的常用方法。臧玉紅，郭麗梅通過(guò)浸取、堿溶依次從柑橘皮中提取出 橙黃色素、橙皮甙后，利用混合鹽析的方法進(jìn)一步做提取果膠的研究與探討，較佳工藝操作 條件為:溫度控制在80r左右,鐵鹽與鋁鹽溶液的體積比為2:1,沉析時(shí)間為1.5h,沉析時(shí) pH控制在3.8左右。趙偉良等為果膠離子交換法提取工藝做出了貢獻(xiàn)。探討了用柑桔皮為底料，用離子交換 法提取果膠的工藝條件有關(guān)參數(shù).并與常用的酸提取法進(jìn)行了比較.實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：用陽(yáng) 離子

11、樹脂法從柑桔皮中提取果膠的適宜條件：提取液酸度（PH） 1. 52. 0,提取溫度 （r ）80-90，提取時(shí)間（小時(shí)）22. 5，樹脂添加量30-50% （樹脂/十桔皮重量）。用離子交 換法提取果膠產(chǎn)率高，產(chǎn)品膠凝力大、色澤好，每100克千桔皮可提取果膠25克.桔皮作為一種理想的高酯果膠原料常采用批量萃取法，而謝武等采用一定pH的鹽酸溶液 提取果膠，對(duì)連續(xù)逆流萃取法和批量萃取法進(jìn)行了比較UM。在液/固比為20： 1時(shí)， pH1. 0-3.2范圍內(nèi)，以及pH2. 0時(shí)，液/固比在16： 1-25： 1范圍內(nèi)，連續(xù)逆流萃取法 的果膠提取率均高于批量萃取法11。在較寬的pH和液/固比范圍內(nèi)，連續(xù)逆

12、流萃取法都 獲得了較高的果膠提取率。由此，與批量法相比，連續(xù)逆流萃取法在使用較少提取劑和較 小設(shè)備的情況下也可獲得足夠高的提取率，從而起到減少?gòu)U水量和節(jié)約運(yùn)行成本的目 的。王金英等通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)工藝改進(jìn)法的研究，經(jīng)過(guò)粉碎使表面積增大，便于水解；在自來(lái)水中 加入0.6%的六偏磷酸鈉；濾渣用于二次萃取，用亞硫酸水解萃取。從而使柑枯皮生產(chǎn) 果膠產(chǎn)率可達(dá)lO% 一 l7% .甲氧基含量約7 .6%左右，0.2%的果膠溶液pH值為3. 8 左右13。劉鐘棟又利用了掃描電鏡對(duì)微波條件下萃取桔皮中的果膠進(jìn)行了研究14，分析 了微波輻射對(duì)桔皮組織結(jié)構(gòu)的作用及果膠成分溶出過(guò)程中桔皮組織的變化。發(fā)現(xiàn)微波條件 下桔皮中

13、果膠的提取是一快速的組織崩解過(guò)程。這一崩解過(guò)程可使果膠萃取時(shí)間由6小時(shí) 以上縮短到5分鐘；2450MH、1000W的微波輻射對(duì)桔皮中的細(xì)胞具有膨爆作用。五、小結(jié)：對(duì)桔皮果膠的提取，雖然也有部分新研究成果，如酶法、微波法等，但主要還是以基本 的生產(chǎn)方法為主，并且已經(jīng)取得了一些研究成果。因此，根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外果膠生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn) 狀，我國(guó)應(yīng)將離子交換法、鹽析法、超濾濃縮及噴霧干燥視為優(yōu)先發(fā)展技術(shù)，努力研究開 發(fā)新型配套高新技術(shù)，盡早摸索出一系列具有國(guó)際水準(zhǔn)的果膠生產(chǎn)工藝技術(shù)路線，提高國(guó) 產(chǎn)果膠質(zhì)量，增強(qiáng)果膠在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。充分利用廢棄的桔皮資源，同時(shí)積極應(yīng)用 果膠提取新技術(shù)，將果膠產(chǎn)量和質(zhì)量提高上去

14、，實(shí)現(xiàn)我國(guó)果膠產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。參考文獻(xiàn)王萬(wàn)能，全學(xué)軍，陸天健等.超聲波協(xié)助桔皮總黃酮的提取J.江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào).2006, 22(2).168-170.彭麗莎，方俊，孟德連等.柑桔皮中功能成分研究進(jìn)展J.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科 技.2006,19(2):66-68謝志剛，劉成倫.柑桔皮的綜合利用新進(jìn)展J.食品與機(jī)械.2005,22(15):19-22.田三德，任紅濤.果膠生產(chǎn)技術(shù)工藝現(xiàn)狀及發(fā)展前景J.食品添加劑，2003，18(1):53-55.嚴(yán)贊開，嚴(yán)奉偉，周宗義.提取桔皮色素的研究(m)J.農(nóng)業(yè)與技術(shù).2004,19 (5) :77-79.王鴻飛，李和生，謝果凰等.桔皮中果膠提取技術(shù)的試驗(yàn)分析J.農(nóng)業(yè)

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