【文章內容簡介】 2 工藝流程 提取步 驟 (1)原料的選擇和預處理。提取色素的柑橘盡可能選擇皮厚、色澤鮮艷的新鮮柑橘品種，要求無霉變。柑橘皮洗掉泥沙和雜物，洗凈后切成小碎塊，再放入冰箱進行冷凍，然后粉碎風干。 (2)浸提。用無水乙醇在 50℃ 浸提 5 小時，原料與無水乙醇的料液比為 1； 4， PH等于 7，為防止乙醇揮發(fā)損失，浸提應在密封環(huán)境下進行，浸提兩次。 (3)抽濾。浸提后進行真空抽濾，洗滌兩次，收集濾液。 (4)濃縮。用旋轉蒸發(fā)器將浸提液中的 80%～ 90%的無水乙醇蒸餾回收，濃縮時，溫度應控制在 60℃ 以下，以防止色素在高溫時被破壞，減壓 濃縮至原浸提液液的10%～ 20%左右，將其冷卻至常溫，轉入分液漏斗中。 (5)萃取。用 20mL的石油醚萃取 3 次，萃取中速攪拌，在密閉容器中進行，萃取時間 30min。靜置后分層，上層石油醚含絕大部分的脂溶性色素，分離出上層石油醚，合并 3 次萃取的石油醚，萃取后絕大部分脂溶性色素進入石油醚，萃余相中則留下水溶性色素和殘留的少量脂溶性色素。 抽濾 濾渣 第二次浸提 濾液 石油醚抽提 回收溶劑 真空濃縮 抽濾 濾液 回收溶液 濾渣 真空濃縮 浸膏 棕紅色膏體 (黃色素 ) 柑橘皮 第一次浸提 干燥 粉碎 冷凍 清洗 榆林學院本科畢業(yè)論文 4 (6)脂溶性色素的產(chǎn)品獲取。在減壓蒸餾設備中將分離出來的石油醚萃取液濃縮回收石油醚，蒸餾溫度不能超過 50℃ ，蒸餾至近干，得到深紅色膏狀物，再將膏狀物移至真空干燥箱，在 50℃ 以下真空干燥得到深紅色粉末為脂溶性柑橘皮色素 [19]。 最佳吸光波長的確定 按照圖 22所示工藝流程制得色素成品 ， 用體積分數(shù) 99. 7% 的無水乙醇稀釋后 ， 用 722S可見分光光度計測其在不同波長下的吸光度 (比色皿厚度為 1 cm，參比溶液為體積分數(shù)為 %的乙醇溶液 )， 測定結果如表 1 所示。 醇浸提法優(yōu)化實驗 ⑴ 單因素試驗 1）最佳提取劑的確定 :準確稱取 5 份 柑橘皮粉末 ， 分別加入 20mL 甲醇、無水乙醇、丙酮、三氯甲烷、石油醚，常溫下浸提 4h，浸提液抽濾后濾液稀釋 40倍， 在波長為 340nm 下測其吸光度 。 2）原料粒度的選擇：準確稱取 不同粒度的柑橘皮粉末 3 份（塊狀、大于120 目、小于 120 目），用 20mL 體積分數(shù)為 99. 7%無水乙醇在常溫下浸提 4h， 浸提液抽濾后濾液稀釋 40 倍，在波長為 340nm 下測其吸光度 。 3)提取時間的選擇： 準確稱取 5 份橘皮粉末 , 每份 g， 以 1： 20 的料液比加入體積分數(shù) 99. 7% 的無水乙醇在常溫下浸提 、 3h、 5h、 7h。浸提液過濾后稀釋到相同倍數(shù)，在 340 nm 波長下分別測其吸光度。 4)提取劑濃度的選擇： 準確稱取 5 份橘皮粉末 ， 每份 g， 以 1： 20 的料液比加入體積分數(shù)為 %、 80%、 50%、 20% 的 乙醇溶液和純水 20mL，常溫浸提 5h，抽濾后濾液稀釋至相同倍數(shù)，在 340nm波長下測其吸光度。 5)提取溫度的選擇： 準確稱取 5 份橘皮粉末 ， 每份 g， 以 1： 20 的料液比加入體積分數(shù) 99. 7% 的無水乙醇分別在 20℃ 、 40℃ 、 50℃ 、 60℃ 、 80℃ 下浸提5h（注： 40℃ 、 50℃ 、 60℃ 、 80℃ 下進行浸提時需要冷凝回流）。浸提液過濾后稀釋到相同倍數(shù)，在 340 nm 波長下分別測其吸光度。 6)料液比的選 擇：準確稱取 5 份橘皮粉末 , 每份 g， 以 1: 1: 1: 1:11： 20 的料液比加入體積分數(shù) 99. 7% 的無水乙醇在常溫下浸提 5h。浸提液過濾后稀釋到相同倍數(shù)，在 340 nm 波長下測其吸光度。 柑橘皮中黃色素的提取工藝研究 5 7)pH 的選擇：準確稱取 5 份橘皮粉末 , 每份 g， 以 1： 20 的料液比加入體積分數(shù) 99. 7% 、 pH 為 、 、 、 、 的無水乙醇在常溫下浸提 5h。浸提液過濾后稀釋到相同倍數(shù)，在 340 nm 波長下測其吸光度。 ⑵ 正交優(yōu)化實驗 根據(jù)以上實驗結果綜合分析 ,選用 料液比、溫度、 pH 三因素 ， 以提取樣品測得的吸光度值為依據(jù) ， 選用 L3(34)正交實驗優(yōu)化柑橘皮黃色素的提取 (表 )。分別取 柑橘皮粉末 9 份，按照表 因素水平值操作，初提液抽濾后稀釋 40 倍，測定其吸光度值。 榆林學院本科畢業(yè)論文 6 3 結果與討論 最佳吸光波長的確定 表 31不同波長下的吸光度 波長（ nm） 320 330 340 350 360 370 吸光度 圖 31不同波長下的 吸光度 以波長為橫坐標 ,吸光度為縱坐標作圖 ， 得吸收曲線圖 31， 從圖可見色素溶液在 340nm處有個明顯的吸收峰 ,其吸光度最大。因此 ， 選定 340 nm 作為測定吸光度的最佳波長。 01300 320 340 360 380波長( n m )吸光度吸光度柑橘皮中黃色素的提取工藝研究 7 醇浸提法優(yōu)化實驗 單因素試驗 (1)最佳提取劑的確定 表 32 不同溶劑下的吸光度 序號 1 2 3 4 5 試劑 三氯甲烷 無水乙醇 丙酮 石油醚 甲醇 吸光度 圖 32 不同溶劑下的吸光度 由圖 32 可知，無水乙醇與甲醇的浸提效 果較好，而石油醚的提取效果較差，丙酮、三氯甲烷與甲醇均有一定的毒性，所以淘汰。因此，選擇提取效果好、無毒、并且較經(jīng)濟的無水乙醇作為提取劑。 (2)原料粒度的選擇： 表 33 不同粒度下的吸光度 序號 1 2 3 粒度 塊狀 大于 120 目 小于 120 目 01 2 3 4 5三氯甲烷 無水乙醇 丙酮 石油醚 甲醇吸光度吸光度榆林學院本科畢業(yè)論文 8 吸光度 圖 33 不同粒度下的吸光度 由圖 33可知，小于 120目的橘皮浸提效果較好 ， 因為粉末狀橘皮與浸提劑的接觸面積較大 ， 色素更容易被提取出來。 (3)提取時間的選擇： 表 34 不同時間下吸光度 序號 1 2 3 4 時間 /h 3 5 7 吸光度 圖 34 不同時間下吸光度 由圖 34可知， 5h較其他時間吸光度較大 ， 是最佳浸提時間 ， 其浸提效果最好 ，時間超過 5 h， 會使色素發(fā)生變質 ， 從而使吸光度值下降，而時間過短會因為浸提01 2 3 塊狀 大于1 2 0 目 小于1 2 0 目吸光度吸光度010 1 2 3 4 5 6 7 8時間( h)吸光度吸光度柑橘皮中黃色素的提取工藝研究 9 不完全而使吸光度較低。 (4)提取劑濃度的選擇： 表 35 不同濃度下吸光度 序號 1 2 3 4 5 濃度 (%) 80 50 20 0 吸光度 圖 35 不同濃度下吸光度 以濃度為橫坐標 ,吸光度為縱坐標作圖 ， 得吸收曲線圖 35， 由圖 35可知， 體積分數(shù)為 % 的無水乙醇比其他體積分數(shù)的無水乙醇提取液吸光度大 ， 較其他體積分數(shù)的乙醇溶液提取效果要好 ， 因此選定體積分數(shù) % 的乙醇為最佳的浸提劑。 (5)提取溫度的選擇： 表 36 不同溫度下吸光度 序號 1 2 3 4 5 溫度 /℃ 20 40 50 60 80 吸光度 010 20 40 60 80 100濃度( % )吸光度榆林學院本科畢業(yè)論文 10 圖 36 不同溫度下吸光度 由圖 36結果可知 ， 50℃ 與其他溫度有差異 ， 提取液吸光度最大 ， 為了確定在多個條件作用下的最佳浸提溫度與單因素條件作用下的最佳浸提溫度是否吻合 ， 因此 ， 選定 40℃ 、 50℃ 和 60℃ 作為正交試驗一個因素的 3 個水平。 (6)料液比的選擇： 表 37 不同料液比下吸光度 序號 1 2 3 4 5 料液比（ g/mL） 1： 4 1： 8 1： 10 1： 15 1： 20 吸光度 圖 37 不同料液比下吸光度 0 20 40 60 80 100溫度( ℃)吸光度吸光度1 2 3 4 5實驗序號吸光度吸光度柑橘皮中黃色素的提取工藝研究 11 由圖 37可知 ， 料液比為 1： :4比其他料液比差異顯著 ， 浸提效果最好。為了確定在多個條件作用下的最佳浸提料液比與單因素條件作用下的最佳浸提料液比是否吻合 ， 因此 ， 選定料液比 1： 1： 8 和 1： 10 作為正交實驗一個因素的 3 個水平。 (7)PH 的選擇： 表 38 不同 pH 下吸光度 序號 1 2 3 4 5 pH 吸光度 0 2 4 6 8 10pH值吸光度吸光度 圖 38 不同 pH 下吸光度 由圖 38 可知 ， pH 值為 時 ， 提取效果最好 ， pH 值為 5. 0 與其他 pH 值差異顯著。為了確定在多條件下的最佳值 pH 與單因素條件作用下的最佳 pH 值是否吻合 ， 因此 ， 選定 pH 值為 5. 0、 7. 0、 9 . 0 這一個因素的 3個水平進行正交實驗。 正交優(yōu)化實驗 表 39 橘皮黃色素 L3(33) 正交試驗 榆林學院本科畢業(yè)論文 12 試驗號 溫度 /℃ （ A） 料液比（ g/mL）（ B） pH（ C） 吸光值 1 40 1： 4 2 40 1： 8 3 40 1： 10 4 50 1： 4 5 50 1： 8 6 50 1： 10 7 60 1： 4 8 60 1： 8 9 60 1： 10 T1 T2 T3 K1 K2 K3 R 以吸光度為考核指標，進行級差分析 ， 由表 39 可知 ， 各因素影響順序是 A B C, 最佳組合為 A2B1C2 ， 試驗號為 4吸光度最大。因此，柑橘皮中黃色素的最佳提取條件為 %的乙醇溶液提取 5h，溫度為 50℃ 、 pH等于 料液比為 1:4。 結果計算 利用正交實驗所確定的最佳提取工藝按照圖 21 提取步驟 提取柑橘皮中的黃色素，原料用量為 5g ，所提取色素的質量為 ，則所得提取率為100%=%。 柑橘皮中黃色素的提取工藝研究 13 4 結論 柑橘皮黃色素溶液的最大吸收波長為 340 nm。 本實驗研究柑橘皮中黃色素的最佳提取工藝，先 通過石油醚、丙酮、無水乙醇、三氯甲烷、甲醇的單一溶劑的試驗表明 ， 無水乙醇為較理想的黃色素提取劑 。再在單因素實驗的基礎上，選出影響柑橘皮黃色素提取效果的因素：原料粒度、乙醇濃度、提取溫度、提取時間、料液比、 pH。通過正交實驗分析了溫度、 pH、料液比三因素對柑橘皮中黃色素提取效果的影響，經(jīng)驗證分析，柑橘皮中黃色素的最佳提取工藝為： %的乙醇，溫度為 50℃ ，料液 比為 1:4，時間 5h， pH 為。最后采用最佳提取工藝提取柑橘皮中黃色素， 產(chǎn)品為棕紅色膏狀物（圖 41）。計算得黃色素的提取率為 %。 本實驗中，各種溶劑可以回收使用，且經(jīng)過石油醚處理過的色素不僅質量好，而且毒性較小。 柑橘皮系天然產(chǎn)品 ,安全無毒 ， 可提取得深橙色粉末水溶性色素和黃棕色膏狀油溶色素 ,色素可做食品、醫(yī)藥、化妝品的著色劑 ， 源料廉價易得 ， 安全性高 ， 提取工藝簡單 ， 為柑橘皮的利用開劈了新的途徑 [20]。 圖 41 榆林學院本科畢業(yè)論文 14 參考文獻 [1]鐘巖 ,李澤鴻 ,周丹 .桔皮黃色素提取方法的研究 [J].北方園藝 2022(3):3031. [2]欽傳光 ,丁焰 ,王順朝 .柑桔皮色素的提取及其