全 文 ：2016 年 8 月
第 25 卷 第 3 期
中央民族大学学报(自然科学版)
Journal of MUC(Natural Sciences Edition)
Aug．，2016
Vol． 25 No． 3
收稿日期:2015 － 09 － 24
基金项目:福建省高校杰出青年科研人才培育计划(闽教科 No． 2015 － 54);福建省中青年教师教育科研计划项目
(No． JA15688)．
作者简介:陈建福(1982 －)，男(汉族)，福建南安人，博士，漳州职业技术学院讲师，研究方向:天然产物化学工艺．
柚叶多酚的提取工艺优化
陈建福1，2，林 洵1，陈俊尧2，庄远红2
(1．漳州职业技术学院 食品与生物工程系，福建 漳州 363000;2．闽南师范大学 生物科学与技术学院，福建 漳州 363000)
摘 要: 本文以柚叶为原料，研究从柚叶中提取多酚的工艺，利用单因素和响应面试验对提取工艺中影响柚
叶多酚提取率的工艺参数(乙醇浓度、浸提时间、液料比、提取温度)进行了分析与优化．结果表明，柚叶多酚
的最佳工艺条件为:乙醇浓度 60%、浸提时间 100 min、液料比 20 mL·g －1、提取温度 70℃，柚叶多酚提取率为
22. 76 mg·g －1，与模型预测值(22. 88 mg·g －1)相比，其相对误差为 0. 52%，验证了该模型的有效性和实用性．
关键词: 柚叶;多酚;提取;优化
中图分类号:TS209 文献标识码:A 文章编号:1005-8036(2016)03-0018-08
柚子(Pomelo)又名香栾、文旦等，是芸香科柑橘属水果，在我国福建、湖南、广西、广东、浙江等 14 个
省区均有分布，种植面积和产量均居世界首位［1］．柚子全身是宝，除果肉供鲜食、加工外，果皮、树根、树
叶等都具有多种天然活性物质［2 ～ 3］．多酚是一类存在于植物体内的多羟基化合物，具有抗衰老、抗氧化、
抗肿瘤、抗菌、抗动脉硬化、润肤美容、防晒美白等多种生理和药理活性，被称为“第七类营养素”，在医
药、食品、日用化工、保健品、油脂等行业具有广阔的发展与市场前景［4 ～ 5］．漳州是琯溪蜜柚的主产地，目
前，对柚叶加工及研究技术欠缺，大量的柚叶只能焚烧掉当做肥料或置之于环境中当做垃圾处理，污染
环境的同时造成了资源的流失，因此，开发一种经济高效的柚叶天然成分的提取，开发质优价廉的天然
产品具有重要的经济价值和社会意义．
1 实验部分
1. 1 仪器与试剂
数显鼓风干燥箱 GZX －9070MBE，上海博讯实业有限公司医疗设备厂;电子天平 BSA124S，赛多利
斯科学仪器有限公司;冷冻干燥机 LGJ10 － C，北京四环科学仪器厂;紫外可见分光光度计 UV － 1800PC-
DS2，上海美谱达仪器有限公司;高速多功能粉碎机 Q －250B，上海冰都电器有限公司．
柚叶，采摘于漳州市平和县的琯溪蜜柚;食用酒精(乙醇)，食品医药级，河南浩宇食品添加剂有限
公司;硫酸锂，分析纯，西陇化工股份有限公司;没食子酸，分析纯，天津市瑞金物化学品有限公司，钼酸
钠，分析纯，天津市化学试剂四厂;钨酸钠，分析纯，国药集团化学试剂有限公司;其他试剂均为分析纯．
1. 2 试验方法
1. 2. 1 多酚含量的测定
采用福林酚法［6］，配制 0. 1 mg·mL －1的没食子酸标准溶液，准确移取一系列梯度(0、0. 2、0. 4、0. 6、
0. 8、1. 0、1. 2 mL)的没食子酸标准溶液分别加入到 10 mL 容量瓶中，再分别加入 6 mL 的蒸馏水与
第 3 期 陈建福等:柚叶多酚的提取工艺优化
0. 5mL的福林酚试剂，摇匀，1 min后再分别加入 1. 5 mL 20%的碳酸钠溶液，定容，并置于 75℃水浴中
10 min，冷却，于 765 nm处测定吸光度，绘制曲线，并进行回归，得回归方程．柚叶多酚的提取率用上述
方法进行测定并代入回归方程计算得到．
柚叶多酚提取率 = b × V
m × 103
其中:b为柚叶多酚质量浓度 / mg·mL －1;V为提取液定容后的体积 /mL;m为柚叶质量 / g．
1. 2. 2 柚叶多酚的提取工艺
将采摘的柚叶用清水浸泡洗净，再用蒸馏水淋洗，晾干，后用冷冻干燥机干燥，粉碎，过筛备用．提取
时，在 100ml烧瓶中装入一定量的柚叶粉末，置于水浴锅中，在设定的操作条件下进行提取，提取结束
后，过滤去渣，稀释，定容，按 1. 2. 1 中的方法计算柚叶多酚的提取率．
1. 2. 3 柚叶多酚提取的单因素实验设计
1. 2. 3. 1 乙醇浓度对柚叶多酚提取率的影响
准确称取 5 份各 1 g的柚叶，用不同浓度(40%、50%、60%、70%、80%)(体积分数)的乙醇 20 mL，
在 65℃的水浴条件下浸提 90 min，测定柚叶多酚的提取率．
1. 2. 3. 2 浸提时间对柚叶多酚提取率的影响
准确称取 5 份各 1 g的柚叶，用浓度 60%的乙醇 20 mL，在 65℃的水浴条件下，分别浸提 30、60、90、
120、150 min，测定柚叶多酚的提取率．
1. 2. 3. 3 液料比对柚叶多酚提取率的影响
准确称取 5 份各 1 g的柚叶，分别用浓度 60%的乙醇 10、15、20、25、30 mL，在 65℃的水浴条件下浸
提 90 min，测定柚叶多酚的提取率．
1. 2. 3. 4 提取温度对柚叶多酚提取率的影响
准确称取 5 份各 1 g的柚叶，用浓度 60%的乙醇 20 mL，分别在 35℃、45℃、55℃、65℃、75℃的水浴
条件下浸提 90 min，测定柚叶多酚的提取率．
1. 2. 4 柚叶多酚提取工艺优化
在单因素实验的基础上，以柚叶多酚提取率为指标，根据 Box-Behnken 实验设计原理，选取乙醇浓
度(A)、浸提时间(B)、液料比(C)、提取温度(D)4 个，以柚叶多酚为响应值进行优化，因素及水平见表
1．
表 1 响应面分析因素与水平
Tab． 1 Factors and levels of response surface analysis
因素
水平
乙醇浓度 /% 浸提时间 /min 液料比 /mL·g －1 提取温度 /℃
－ 1 50 60 15 55
0 60 90 20 65
1 70 120 25 75
2 结果与分析
2. 1 单因素试验结果
2. 1. 1 乙醇浓度对柚叶多酚提取率的影响
从图 1 中可知，当乙醇浓度小于 60%时，随着乙醇浓度的增加柚叶多酚不断增大，而当乙醇浓度大
于 60%后，随着乙醇浓度的增加柚叶多酚提取率又开始下降，这是因为植物体内的多酚类物质通常与
多糖、蛋白质等通过氢键作用结合在一起，当乙醇浓度过低时，水分含量过高，无法破坏分子内的氢键，
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中央民族大学学报(自然科学版) 第 25 卷
使得多酚提取率较低，而当乙醇浓度过高时，会使得植物中醇溶性杂质溶出而与多酚类物质竞争，造成
多酚提取率的下降［7 ～ 8］，因此最佳的乙醇浓度选择为 60% ．
2. 1. 2 浸提时间对柚叶多酚提取率的影响
从图 2 中可知，当浸提时间小于 90 min时，随着浸提时间的延长柚叶多酚的提取率不断增大，当浸
提时间大于 90 min后，随着浸提时间的延长柚叶多酚提取率又开始下降，这是因为浸提时间的延长，增
加了柚叶颗粒中的多酚的溶出时间，提高了多酚的提取率，当浸提时间超过 90 min 时，浸提时间过长，
浸提出来的多酚类物质，容易因时间过长发生氧化而破坏［9］，造成多酚提取率的下降．因此最佳的浸提
时间选择为 90 min．
图 1 乙醇浓度对柚叶多酚提取率的影响
Fig． 1 Effect of ethanol concentration on
extraction yield of polyphenols
图 2 浸提时间对柚叶多酚提取率的影响
Fig． 2 Effect of extraction time on
extraction yield of polyphenols
2. 1. 3 液料比对柚叶多酚提取率的影响
从图 3 中可知，当液料比小于 20 mL·g －1时，随着液料比的增加柚叶多酚不断增加，当液料比大于
20 mL·g －1后，随着液料比的增大柚叶多酚提取率又开始下降，这是因为液料比的增大，增大了溶剂的用
量，提高了溶媒系统的传质速率，使得多酚提取率增大，当液料比超过 20mL·g －1后，溶剂太多会造成浓
缩过程中多酚的损失［10］，从而使得多酚提取率的下降．因此，最佳的液料比选择为 20 mL·g －1 ．
2. 1. 4 提取温度对柚叶多酚提取率的影响
图 3 液料比对柚叶多酚提取率的影响
Fig． 3 Effect of liquid to material on
extraction yield of polyphenols
图 4 提取温度对柚叶多酚提取率的影响
Fig． 4 Effect of extraction temperature on
extraction yield of polyphenols
从图 4 中可知，当提取温度小于 65℃时，随着提取温度的升高柚叶多酚提取率不断增大，当提取温
度大于 65℃后，随着提取温度的增加柚叶多酚提取率又开始下降，这是因为随着提取温度的升高，分子
的平均动能增大，加速了多酚类物质的分子运动与溶出，使得柚多酚提取率增大，当温度超过 65℃时，
过高的提取温度会使多酚发生氧化［11］，造成多酚提取率下降．因此，最佳的提取温度选择为 65℃ ．
02
第 3 期 陈建福等:柚叶多酚的提取工艺优化
2. 2 柚叶多酚提取的响应法优化试验
2. 2. 1 响应面设计及结果
根据 Box-Benhnken中心组合模型，利用 Design Expert 8. 05b软件进行响应面分析，以柚叶多酚提取
率为响应值，结果如表 2 所示，方差结果如表 3 所示．
利用 Design-Expert 8. 05b软件对表 2 中的数据进行分析，得到以乙醇浓度(A)、浸提时间(B)、液料
比(C)、提取温度(D)为自变量，柚叶多酚提取率(Y)为响应值的四元二次回归模型:
Y = 22. 73 + 0. 051A + 0. 25B + 0. 11C + 0. 43D － 0. 18AB － 0. 29AC + 0. 3AD － 0. 1BC + 0. 053 BD +
0. 19 CD － 1. 25A2 － 0. 37B2 － 1. 67C2 － 0. 49D2，由表 3 可知，该回归模型 F = 163. 7，P ＜ 0. 0001，表明该
回归方程模型达到极显著水平，相关系数 Ｒ2 = 0. 9939，说明回归方程的预测值与实验值具有较高的相
关性，超过 99%的实验值可以利用该回归方程来进行预测与解释;校正后的相关系数 Ｒadj
2 = 0. 9879，表
明柚叶多酚提取率 98. 79%的变化来自于所选变量;失拟项 F = 5. 21，P = 0. 0629 ＞ 0. 05，说明失拟项差
异不显著，该方程残差均由随机误差引起，试验误差小;变异系数(C． v． % = 0. 52)＜ 5%，表明该回归模
型的重现性好．根据 F及 P值分析可以得到各工艺条件对柚叶多酚提取率影响的显著性顺序为:提取
温度 ＞浸提时间 ＞液料比 ＞乙醇浓度．一次项 A，交互项 BC、BD 影响不显著(P ＞ 0. 05)，一次项 B、C、
D，交互项 AB、AC、AD、CD，二次项 A2、B2、C2、D2 影响极显著(P ＜ 0. 01)．综上分析可知，该回归模型准确
性和可信度高，可用于柚叶多酚提取的预测与分析．
表 2 Box-Behnken试验设计及结果
Tab． 2 The design and result of Box-Behnken experiment
试验号 乙醇浓度 /% 浸提时间 /min 液料比 /mL·g －1 提取温度 /℃ 提取率 /mg·g －1
1 0 0 － 1 － 1 20. 21
2 1 0 － 1 0 20. 03
3 0 0 － 1 1 20. 77
4 1 0 1 0 19. 57
5 － 1 0 0 1 21. 06
6 1 1 0 0 21. 41
7 0 0 0 0 22. 8
8 0 － 1 0 1 21. 95
9 － 1 － 1 0 0 20. 53
10 0 0 0 0 22. 73
11 0 1 － 1 0 20. 81
12 1 0 0 1 21. 63
13 0 － 1 1 0 20. 7
14 0 0 1 1 21. 38
15 － 1 0 1 0 20. 17
16 0 － 1 － 1 0 20. 17
17 0 0 0 0 22. 76
18 0 0 1 － 1 20. 06
19 0 1 0 1 22. 62
20 － 1 0 － 1 0 19. 46
21 0 0 0 0 22. 66
22 0 － 1 0 － 1 21. 2
23 1 0 0 － 1 20. 24
24 － 1 1 0 0 21. 41
25 0 1 0 － 1 21. 66
26 － 1 0 0 － 1 20. 88
27 0 1 1 0 20. 92
28 0 0 0 0 22. 69
29 1 － 1 0 0 21. 24
12
中央民族大学学报(自然科学版) 第 25 卷
表 3 回归方程方差分析
Tab． 3 The variance analysis of the regression equation
方差来源 离差平方和 自由度 均方 F值 P值 显著度
模型 28. 18 14 2. 01 163. 7 ＜ 0. 0001 ＊＊
A 0. 031 1 0. 031 2. 52 0. 1346
B 0. 77 1 0. 77 62. 62 ＜ 0. 0001 ＊＊
C 0. 15 1 0. 15 12. 35 0. 0034 ＊＊
D 2. 22 1 2. 22 180. 42 ＜ 0. 0001 ＊＊
AB 0. 13 1 0. 13 10. 25 0. 0064 ＊＊
AC 0. 34 1 0. 34 27. 83 0. 0001 ＊＊
AD 0. 37 1 0. 37 29. 76 ＜ 0. 0001 ＊＊
BC 0. 044 1 0. 044 3. 59 0. 0791
BD 0. 011 1 0. 011 0. 90 0. 3598
CD 0. 14 1 0. 14 11. 74 0. 0041 ＊＊
A2 10. 09 1 10. 09 820. 07 ＜ 0. 0001 ＊＊
B2 0. 90 1 0. 90 73. 45 ＜ 0. 0001 ＊＊
C2 18. 08 1 18. 08 1469. 96 ＜ 0. 0001 ＊＊
D2 1. 58 1 1. 58 128. 28 ＜ 0. 0001 ＊＊
残差 0. 17 14 0. 012
失拟度 0. 16 10 0. 016 5. 21 0. 0629
绝对误差 0. 012 4 0. 00307
总离差 28. 36 28
注:* P ＜ 0. 05，显著;＊＊P ＜ 0. 01，极显著．
2. 2. 2 响应面分析
图 5 ～ 10 是根据柚叶多酚提取率的回归模型所作出响应面和等高线图．图中所表示的是四个工艺
条件中两个工艺条件取零水平时，另两个工艺条件的交互作用对柚叶多酚提取率的影响情况，其中响应
面曲线的坡度和等高线的形状，可以直观看出两变量之间交互作用的影响［12］．从图 5 ～ 10 中可以看出，
乙醇浓度与提取温度的响应面曲线最陡，等高线偏离圆形最厉害，说明乙醇浓度和提取温度的交互作用
对柚叶多酚的提取率影响最显著;而乙醇浓度和液料比的响应面曲线陡度次之，等高线偏离圆形的厉害
程度次之，说明乙醇浓度和液料比的交互作用对柚叶多酚的影响程度次之，同理可得，各工艺条件对柚
叶多酚提取率影响的显著性顺序为提取温度 ＞浸提时间 ＞液料比 ＞乙醇浓度．
图 5 乙醇浓度和浸提时间对柚叶多酚提取率的影响
Fig． 5 Influence of ethanol concentration and extraction time on extraction yield of polyphenol
2. 2. 3 最优条件验证
根据回归模型所得的柚叶多酚提取的最佳工艺为:乙醇浓度 60. 47%、浸提时间 100. 66 min、液料
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第 3 期 陈建福等:柚叶多酚的提取工艺优化
图 6 乙醇浓度和液料比对柚叶多酚提取率的影响
Fig． 6 nfluence of ethanol concentration and liquid to material on extraction yield of polyphenol
图 7 乙醇浓度和提取温度对柚叶多酚提取率的影响
Fig． 7 Influence of ethanol concentration and extraction temperature on extraction yield of polyphenol
图 8 浸提时间和液料比对柚叶多酚提取率的影响
Fig． 8 Influence of extraction time and liquid to material on extraction yield of polyphenol
比 20. 23 mL·g －1、提取温度 69. 77℃，在该条件下回归方程预测的最大多酚提取率为 22. 88 mg·g －1 ．根
据工艺条件便利性与操作性，将各工艺条件修正为:乙醇浓度 60%、浸提时间 100 min、液料比 20 mL·
g －1、提取温度 70℃，进行三次平行验证性实验，得到柚叶多酚提取率的平均值为 22. 76 mg·g －1，与模型
预测值(22. 88 mg·g －1)相比，其相对误差为 0. 52%，验证了该模型的有效性．表明采用响应面法优化得
到的回归方程对柚叶多酚提取率的预测准确、数据可靠，具有一定的实用价值，为柚叶多酚的提取与开
发提供新的方向．
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中央民族大学学报(自然科学版) 第 25 卷
图 9 浸提时间和提取温度对柚叶多酚提取率的影响
Fig． 9 Influence of extraction time and extraction temperature on extraction yield of polyphenol
图 10 液料比和提取温度对柚叶多酚提取率的影响
Fig． 10 Influence of liquid to material and extraction temperature on extraction yield of polyphenol
3 讨 论
(1)以柚叶为原料，利用单因素和响应面试验对影响柚叶多酚提取率的提取工艺进行了优化，建立
了多项式回归方程:
Y = 22. 73 + 0. 051A + 0. 25B + 0. 11C + 0. 43D － 0. 18AB － 0. 29AC + 0. 3AD － 0. 1BC + 0. 053BD +
0. 19 CD － 1. 25A2 － 0. 37B2 － 1. 67C2 － 0. 49D2，该回归模型准确性和可信度高，可用于柚叶多酚提取的
预测与分析．
(2)柚叶多酚提取的最佳工艺为:乙醇浓度 60%、浸提时间 100min、液料比 20 mL·g －1、提取温度
70℃，柚叶多酚提取率为 22. 76 mg·g －1，与模型预测值(22. 88 mg·g －1)相比，其相对误差为 0. 52%，验
证了该模型的有效性，该工艺具有一定的实用价值，为柚叶多酚的提取与开发提供新的方向．
参考文献:
［1］ QUOC L P T，HUYEN V T N，HUE L T N，et al． Extraction of pectin from pomelo (Citrus maxima)peels with the as-
sistance of microwave and tartaric acid［J］． International Food Ｒesearch Journal，2015，22(4):1637 － 1641．
［2］ BUＲANA-OSOT J，SOONTHOＲNCHAＲEONNON N，CHAIDEDGUMJOＲN A，et al． Determination of galacturonic acid
from pomelo pectin in term of galactose by HPAEC with fluorescence detection［J］． Carbohydrate Polymers，2010，81
(2) :461 － 465．
［3］ MKYNEN K，JITSAAＲDKUL S，TACHASAMＲAN P，et al． Cultivar variations in antioxidant and antihyperlipidemic
properties of pomelo pulp (Citrus grandis［L．］Osbeck)in Thailand［J］． Food chemistry，2013，139(1) :735 － 743．
42
第 3 期 陈建福等:柚叶多酚的提取工艺优化
［4］ HOLLMAN P C H． Unravelling of the health effects of polyphenols is a complex puzzle complicated by metabolism［J］．
Archives of biochemistry and biophysics，2014，559(10):100 － 105．
［5］ WANG S，MOUSTAID-MOUSSA N，CHEN L，et al． Novel insights of dietary polyphenols and obesity［J］． The Journal
of nutritional biochemistry，2014，25(1) :1 － 18．
［6］ 施伟梅，陈建福，王妙飞，等． 响应面法优化红花紫荆叶中多酚的超声波辅助提取工艺［J］． 粮油食品科技，
2014，22(5):38 － 43．
［7］ BOUSSETTA N，SOICHI E，LANOISELL J L，et al． Valorization of oilseed residues:Extraction of polyphenols from
flaxseed hulls by pulsed electric fields［J］． Industrial Crops and Products，2014，52(1) :347 － 353．
［8］ BＲAHIM M，GAMBIEＲ F，BＲOSSE N． Optimization of polyphenols extraction from grape residues in water medium
［J］． Industrial Crops and Products，2014，52(1) :18 － 22．
［9］ CHEN H，WANG C，YE J，et al． Phenolic extracts from Ｒhus verniciflua Stokes bark by decompressing inner ebullition
and their antioxidant activities［J］． Natural product research，2014，28(7) :496 － 499．
［10］ CAPＲIOTTI A L，CAVALIEＲE C，CＲESCENZI C，et al． Comparison of extraction methods for the identification and
quantification of polyphenols in virgin olive oil by ultra-HPLC-QToF mass spectrometry［J］． Food chemistry，2014，158
(9) :392 － 400．
［11］ LIU J，SANDAHL M，SJBEＲG P J Ｒ，et al． Pressurised hot water extraction in continuous flow mode for thermolabile
compounds:extraction of polyphenols in red onions［J］． Analytical and bioanalytical chemistry，2014，406(2) :441 －
445．
［12］ ILAIYAＲAJA N，LIKHITH K Ｒ，BABU G Ｒ S，et al． Optimisation of extraction of bioactive compounds from Feronia li-
monia (wood apple)fruit using response surface methodology (ＲSM) ［J］． Food chemistry，2015，173(4) :348 －
354．
Optimization Extraction of Polyphenols from Pomelo Leaves
CHEN Jian-fu1，2，LIN Xun1，CHEN Jun-yao2，ZHUANG Yuan-hong2
(1． Department of Food and Biology Engineering，Zhangzhou Institute of Technology，Zhangzhou Fujian 363000，China;
2． College of Biological Science and Technology，Minnan Normal University，Zhangzhou Fujian 363000，China)
Abstract:The experiment was carried to achieve the optimal condition for extraction of polyphenols
from pomelo leaves． The single-factor and response surface methodology experiments were used to
analyze and optimize the yield of polyphenols affected by different factors，including ethanol concen-
tration，extraction time，liquid-to-material ratio and extraction temperature，etc． The results showed
that the optimal extraction conditions of polyphenols from pomelo leaves were:ethanol concentration
60%，extraction time 100min，liquid-to-material ratio 20 and extraction temperature 70℃ ． The
yield of polyphenols could be up to 22. 76 mg·g －1under the optimal extraction condition，the relative
error was 0. 52% compared to the predictive value(22. 88 mg·g －1)which indicated the feasible
model fitted well with the experimental data． The technology provided the practical value for the de-
veloping and extraction polyphenol from pomelo leaves
Key words:Pomelo leaves;Polyphenols;Extraction;Optimization
［责任编辑:白 玲］
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