柑橘果皮中天然產(chǎn)物的提取與評價

1、一、概況柑桔為蕓香科植物，其果皮在醫(yī)學上稱陳皮。桔皮中含有精油、果膠、色素、橙皮甙等化 學物質(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 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，可用來制藥。桔皮黃酮類化合物物質(zhì)還可作食品添加劑1。 中國是世界上主要的柑桔生產(chǎn)國之一，1997年中國柑桔種植面積為1962萬畝，產(chǎn)量達到 1010.2萬噸，1999年為1078.71萬噸，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，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。每年在中國將有120萬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)有機肥料、沼氣或制備水處理吸附劑等深加工產(chǎn)品，對提高柑桔加工廠的經(jīng)濟效益和 減少污染、保護環(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t其中美國就高達4500t，據(jù)有關(guān)專家預計果膠的需求量在相當長的時間內(nèi)仍將以 每年15%的速度增長。據(jù)不完全統(tǒng)計我國每年約消耗1500t以上，其中從國外進口約占 80%，同世界平均水平相比，其需求量仍呈高速增長趨勢。果膠主要生產(chǎn)國有丹麥、英國、 美國、以色列、法國等，亞洲國家產(chǎn)量極少，特別

4、是消費量約占世界產(chǎn)量10%的日本因 無生產(chǎn)廠家，完全依靠進口。在我國由于進口果膠價格遠高于國產(chǎn)果膠，國產(chǎn)果膠成了國 內(nèi)眾多企業(yè)的期盼，因此大力開發(fā)我國豐富的果膠資源，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)果膠，滿足國內(nèi)外市 場需求已顯得極為迫切囹。二、化學成分的研究概況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。日本科學家松 原羲洽的研究組自20世紀80年代以來，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

5、能，全學軍等用超聲波協(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d 一檸檬油精 提取柑橘皮中的類胡蘿卜素，李佑稷等通過研究得出桔黃色素主要成分為類胡蘿卜素。嚴 贊開等從桔皮中得到了桔皮黃色素5并對桔皮黃素的穩(wěn)定性做了研究；孟憲昌、賈廠昌 英等對紅桔皮和桔皮的黃色素的進行了提取，李志洲對臍橙皮色素進行了研究，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 橙皮甙國內(nèi)嚴贊開等5通過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處理柑桔皮來提出果膠；王鴻飛等用鹽酸浸提、乙 醇沉淀法進行桔皮中提取果膠；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。國內(nèi)也對柑桔果皮水粗提物的生物活性進行了研究。表明柑桔果皮熱水粗 提物具有降血壓活性，對超氧自由基和羥自由基有消除作用，抑制實驗免乳腺癌細胞作用， 防止雄性小鼠生殖細胞損傷的作用。近年來.國內(nèi)外學者大多數(shù)著眼于通過對酶的作用來 篩

8、選天然藥物的生物活性.柑桔果皮的提取物對血小板環(huán)氧合酶和脂氧化酶都有很強的抑 制活性。國外Cvemic Z等研究了橙皮甙對20種細菌和10余種酵母菌的抑制作用，說明 其具有廣譜的抑菌功能。國內(nèi)嚴贊開等1通過從桔皮中分離出橙皮甙，并對分離得到的橙 皮甙進行了抑菌試驗。桔皮苷能降低血管透性和毛細管壁的脆性，具有較強抗氧化、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，國內(nèi)外學者對果膠的提取和作用進行了大量的研究.至今為止，它的價值及提 取工藝條件等方面有了許多報道.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 究進展。酸浸提法提取果膠具有快速、簡便、易于控制、提取率較高等特點。王鴻飛等用鹽酸浸提、 乙醇沉淀法進行了從桔皮中提取果膠的工藝試驗。研究結(jié)果表明，提取的液料質(zhì)量比為 1O15、浸提液為pH23、浸提時間為4560min、浸提溫度為80C左右時，果膠提取效 果較好。在單因素試驗的基礎(chǔ)上用正交試驗進行工藝參數(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、浸提時間為45rain，在此工藝條 件下進行試驗，其果膠提取率達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、時間等條件對產(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,沉析時間為1.5h,沉析時 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。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行了比較.實驗結(jié)果證明：用陽 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，提取時間（小時）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，對連續(xù)逆流萃取法和批量萃取法進行了比較UM。在液/固比為20： 1時， pH1. 0-3.2范圍內(nèi)，以及pH2. 0時，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，從而起到減少廢水量和節(jié)約運行成本的目 的。王金英等通過對傳統(tǒng)工藝改進法的研究，經(jīng)過粉碎使表面積增大，便于水解；在自來水中 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微波條件下萃取桔皮中的果膠進行了研究14，分析 了微波輻射對桔皮組織結(jié)構(gòu)的作用及果膠成分溶出過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程。這一崩解過程可使果膠萃取時間由6小時 以上縮短到5分鐘；2450MH、1000W的微波輻射對桔皮中的細胞具有膨爆作用。五、小結(jié)：對桔皮果膠的提取，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)目前國內(nèi)外果膠生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn) 狀，我國應(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際水準的果膠生產(chǎn)工藝技術(shù)路線，提高國 產(chǎn)果膠質(zhì)量，增強果膠在國內(nèi)外市場的競爭力。充分利用廢棄的桔皮資源，同時積極應(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、，實現(xiàn)我國果膠產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。參考文獻王萬能，全學軍，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)學報.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展J.食品與機械.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.嚴贊開，嚴奉偉，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)的試驗分析J.農(nóng)業(yè)

15、機械學 報.2005,36(3):26.龔曉武，毛雁升，李炳奇.從桔皮中提取果膠的實驗條件研究J.伊犁教育學院學 報.2003,18(3):45.臧玉紅，郭麗梅.柑橘皮中提取果膠條件的研究與探討J.氨基酸和生物資 源.2004,26(1):24-26.趙偉良，戴春桃，伍昕.用離子交換法從桔皮中提取果膠J.湖南教育學院學 報.1991,21(10):23.謝武，周春山，周盡花.連續(xù)逆流萃取法從枯皮中提取果膠J.工藝技 術(shù).2001,22(4):33.Walter R H. The chemistry and technology of pectinM. New York USA： Acade mic Press， 1991.Chang K C， Dhurandhar N， You X， Miyanmoto A. Sunflower head residue pecti n extraction as afected by physical conditionsJ.J FoodScience.1994.59： 1207- 1210.王金英，馬中國，宗燦華.果膠的提取與應(yīng)用J.中國林副特產(chǎn)，2000，53(2):l