全 文 ：2010年第 10期
柚核中柠檬苦素纯化工艺的研究
汤冬梅，朱春凤，*周明达
（中南大学 化学化工学院，湖南 长沙 410083）
收稿日期：2010- 05- 29
作者简介：汤冬梅（1984- ），女，江西人，在读硕士，研究方向：植物活性成分提取。E- mail：cathdongmei@126.com。
*为通讯作者：周明达（1956- ），男，湖南人，教授，研究方向：天然产物开发和水处理技术。
E- mail：zhoumda@yahoo.com.cn。
摘要：以乙醇为提取溶剂，采用超声波辅助提取柚核中柠檬苦素，通过正交试验对提取工艺进行优化，并采用大孔
吸附树脂纯化柠檬苦素。最佳提取条件为：料液比 1∶10，超声时间 30 min，乙醇体积分数 70%，超声提取 2次。
4020 型大孔树脂分离纯化提取液的最佳工艺条件为：吸附流速 1 mL/min，体积分数 70%的乙醇洗脱，解吸流速
0.7 mL/min，纯化后得到柠檬苦素的质量分数达 83.77%。该工艺分离纯化效果好，成本低。
关键词：柠檬苦素；超声提取；大孔吸附树脂；纯化
中图分类号：S666.3 文献标志码：A doi：10.3969/jissn.1671- 9646(X).2010.09.014
Purification of Limonin from Grapefruit Seeds
Tang Dongmei, Zhu Chunfeng, *Zhou Mingda
(College of Chemistry and Chemical Engineering, Central South University, Changsha, Hunan 410083, China)
Abstract: With ethanol as extraction solvent, the ultrasonic- assisted extraction technology of Limonin from Grapefruit seeds is
optimized throngh orthogonal test.The best conditons for the ultrasonic extraction are that the ratio of sample and solvent is
1∶10, ultrasonic time is 30 min, 70% ethanol, times of extraction is twice. The technological process to purify limonin by
D4020 macropore resin method are that the adsorption flow velocity is 1 mL/min, using 70% ethanol aqeous solution as
desorption agent with flow velocity of 0.7 mL/min. The purity of the obtained limonin is 83.77%. The effective separation and
purification process have lower cost.
Key words: limonin; ultrasonic extraction; macroporous adsorption Resin; purification
0 引言
柠檬苦素类似物是一类带有呋喃环的三萜类
（Triterpenoids） 化合物，主要存在于柑橘属类的果皮
和种子中[1- 2]，其中以柚类种子中含量最高。柠檬苦
素及其类似物在抗癌、镇痛、调节体内胆固醇水平、
防止动脉粥样化和防虫、除虫等方面有明显效果[3- 4]，
应用范围广。目前柠檬苦素的分离纯化工艺主要有
丙酮提取—结晶分离法[5]、水溶助剂提取法 [6]、超临
界流体萃取法[7]及热水浸泡—树脂吸附法 [8]。热提取
法存在费时、提取效率低等不足，所用溶剂通常有
毒，易对环境和人体造成危害；超临界萃取虽有节
省试剂、无污染等优点，但设备投资大，成本高。
大孔吸附树脂对提取物兼有分离和纯化作用，
且吸附效果好，使用周期长。因此本文采用了乙醇
作溶剂，采用超声波辅助提取技术，并结合了大孔
吸附树脂吸附法，旨在实现无污染、效率高、稳定
性好的生产工艺，促进香柚产业综合开发。
1 试验部分
1.1 试剂与仪器
柚核：湖南省江永香柚生产基地提供，取新鲜柚
核烘干至恒质量，粉碎，备用。
大孔树脂 3520，D4020，NKA- 9，NKA，AB- 8，
天津兴南允能高分子技术有限公司提供；乙醇，体
积分数 95%，分析纯，湖南师范大学化学试剂厂
产品。
旋转蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂产品；SB12D
型超声波清洗机，宁波新芝生物科技股份有限公司提
供；FW100型高速万能粉碎机，天津市泰斯特仪器
有限公司提供；LC—2010A型高效液相色谱仪，日
本岛津公司提供；BT—8200 型 UV 检测器，德国
Biotronik公司提供；NEXUS670 傅立叶红外光谱仪，
美国 Nicolet公司提供。
1.2 树脂的预处理
用乙醇浸泡树脂，至充分溶胀后，湿法装柱，用
第 10期(总第 223期) 农产品加工·学刊 No.10
2010年 10月 Academic Periodical of Farm Products Processing Oct.
文章编号：1671- 9646 ( 2010 ) 10- 0047- 04
农产品加工·学刊 2010年第 10期
体积分数 95%的乙醇以 2 BV/h流速淋洗，至流出液
无白色浑浊为止，用水洗尽乙醇。将质量分数 5%的
HCl溶液以 2 BV/h流速进行酸洗，然后用水洗至中
性，再用质量分数 2%的 NaOH以 2 BV/h的流速进行
碱洗，用水洗至中性，待用。
1.3 柠檬苦素的提取条件优化
称取柚核粉末 2 g，置锥形瓶中加入乙醇，超声
提取。通过单因素确定影响因素和水平，采用正交试
验对提取时间、料液比、提取次数、乙醇体积分数等
因素对超声波提取柠檬苦素的影响进行考察。
1.4 大孔吸附树脂的静态试验
取预处理好的 5种树脂 3 g，置于 50 mL的具塞
锥形瓶中，分别加入质量浓度为 3 mg/mL的柚核提取
液 20 mL，将锥形瓶放置在转速为 100 r/min的摇床
中振荡，24 h后取上清液，检测其柠檬苦素的含量。
加入 30 mL体积分数为 70%的乙醇振荡解吸，测定
解吸液中柠檬苦素的含量。比较不同树脂对柚核柠檬
苦素的吸附与解吸能力。
1.5 大孔吸附树脂的动态试验
对筛选出的理想树脂，分别就影响吸附、解吸的
因素进行动态吸附洗脱。取所选树脂湿法装柱，柱床
体积 200 mL，40 g柚核提取液以一定的流速通过树
脂柱。考察流速对树脂吸附性能的影响，确定最佳的
吸附工艺条件。对已吸附饱和树脂进行解吸试验，考
察洗脱液浓度、流速对树脂解吸性能的影响，确定最
佳解吸工艺条件。
1.6 柠檬苦素的定性和定量分析
采用红外色谱和高效液相色谱对纯化的柠檬苦素
做定性和定量分析。
色谱条件：Lichrospher C18柱（250 mm×4.6 mm，
5 μm）；流动相为 45%乙腈；流速为 1.0 mL/min；柱
温为 25 ℃；检测波长为 210 nm。
2 结果与讨论
2.1 超声提取的正交试验
选用 4因素 3水平的 L9(34)正交试验，考察乙醇
体积分数、提取时间、超声次数、料液比对柠檬苦素
提取率的影响。
正交试验结果与分析见表 1。
由表 1可知，4种因素对柠檬苦素提取率的影响
程度依次为 C>D>B>A。乙醇体积分数对柠檬苦素的
提取影响最小，当乙醇体积分数超过 70%以上时，提
取率反而下降；超声次数对柠檬苦素的提取率影响最
大，由于超声 2次与超声 3次的结果相差不大，考虑
能源和成本，选 2次超声生产效益更好。因此超声提
取的优化组合为 A2B2C2D1，即 10倍原料质量的，体积
分数 70%的乙醇、提取时间 30 min，反复超声 2次。
2.2 大孔吸附树脂的筛选
在相同的试验条件下进行静态吸附—解吸试验，
洗脱剂采用体积分数为 70%的乙醇溶液。
5种大孔树脂对样品中柠檬苦素的静态吸附和解
吸结果见表 2。
由表 2 可知，NKA—9 型树脂和 AB—8 型树脂
因吸附率和解吸率都不高，故收率相当低；D3520型
和 NKA型树脂的吸附效果较好，但不容易解吸；
D4020 型树脂吸附率、解吸率和收率最高，是因为
D4020型树脂比表面积较大、孔径小，有利于吸附，
且 3 h就能达到动态平衡，故选用 D4020型树脂分离
纯化提取液。
2.3 吸附流速对树脂动态吸附性能的影响
室温下，以相同质量浓度（1.5 mg/mL） 的提取
液上柱，在相同试验条件下分别以0.5，1.0，2.0，
3.0，4.0 mL/min的流速通过树脂进行动态吸附。
流速对树脂吸附性能的影响见图 1。
从图 1可知，D4020对柠檬苦素的吸附率随吸附
流速的增加而降低，流速大于 2 mL/min时，吸附率
趋于平缓；较低的流速对树脂的动态吸附有利，但流
速过低会延长试验周期。因此选取 1.0 mL/min 为最
佳操作流速。
2.4 洗脱剂浓度对洗脱效果的影响
室温下，吸附饱和的 D4020型树脂分别用相同
体积不同体积分数的乙醇溶液进行洗脱。
表 1 正交试验结果与分析
试验号
A乙醇
体积分数
/%
B提取时间
t/min
C超声次数
/次
D料液比
/g∶mL
提取率
/mg·g-1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
50
50
50
70
70
70
85
85
85
20
30
60
20
30
60
20
30
60
1
2
3
2
3
1
3
1
2
1∶10
1∶8
1∶5
1∶5
1∶10
1∶8
1∶8
1∶5
1∶10
3.46
5.47
3.68
3.55
6.84
2.39
3.24
2.69
5.16
K1
K2
K3
4.203
4.260
3.697
3.417
5.000
3.743
2.847
4.727
4.587
5.153
3.700
3.307
R 0.563 1.583 1.880 1.846
表 2 5种大孔树脂对样品中柠檬苦素的静态吸附和解吸结果
树脂类型
比吸附量
/mg·g-1
吸附率
/%
解吸率
/%
收率
/%
D3520
D4020
NKA
NKA- 9
AB- 8
2.2367
3.6567
1.2867
2.2233
2.2133
66.63
76.23
57.82
46.35
46.14
42.00
70.68
41.10
40.57
38.28
27.84
53.88
23.76
18.80
17.66
·48·
2010年第 10期
乙醇体积分数对解吸率的影响见图 2。
由图 2可知，乙醇体积分数对柠檬苦素的洗脱效
果有较大的影响。随着乙醇体积分数的增大，柠檬苦
素的解吸率也增大，但乙醇体积分数超过 70%后，
解吸率有降低趋势，因此选择体积分数为 70%的乙
醇对树脂进行洗脱。
2.5 洗脱剂流速对树脂动态解吸性能的影响
分别采用 0.5，0.7，1.0，2.0 mL/min的流速，用
体积分数为 70%的乙醇溶液对已吸附平衡的 D4020
型树脂进行解吸。
洗脱剂流速对树脂解吸性能的影响见图 3。
由图 3可知，洗脱流速越慢解吸效果越好，但太
慢会影响处理进程。因此 0.7 mL/min 的洗脱流速较
为理想。
2.6 产物定性和定量分析
经高效液相色谱分析，产物保留时间为 14.683 min
与标准品保留时间基本一致，纯化后柠檬苦素含量达
到 83.77%。产物的红外特征峰为：1747 cm-1为δ-
内酯的 C=O伸缩振动吸收峰，3130，1 460，915 cm-1
为β- 取代呋喃环的特征吸收峰。1 709 cm-1为六元
酮 C=O伸缩振动吸收峰。所测谱图与标准样品谱图
基本吻合。
柠檬苦素液相色谱见图 4。
3 结论
（1） 采用 L9(34)正交试验设计，得出用乙醇作为
提取溶剂，采用超声波辅助提取香柚柚核中柠檬苦素
的最佳条件为：料液比 1∶10，超声时间 30 min，提
取剂体积分数为 70%，反复提取 2次，可获得快速、
高效的提取效果。
（2） 通过静态吸附试验，对 5种国产树脂进行比
较。发现 D4020型大孔树脂对柠檬苦素具有良好的
吸附和解吸性能，吸附率和解吸率分别为 76.23%和
70.68%，3 h左右就达到吸附平衡。
（3） 通过动态吸附—解吸试验，确定 D4020 型
大孔吸附树脂的最佳工艺条件为：吸附流速
1.0 mL/min，解吸流速 0.7 mL/min，采用体积分数为
70%乙醇溶液作为洗脱剂。
（4） 本试验采用乙醇作提取剂，无毒，可回收重
复使用，D4020型树脂通过再生处理后，也具有良好
的吸附性能，处理效果稳定，费用相对较低，具有工
业化应用前景。
参考文献：
蔡护华，桥永文男． 柑橘果实中柠檬苦素类化合物的研
究现状与展望 [J] ． 植物学报，1996，38（4）：328-336．
图 1 流速对树脂吸附性能的影响
80
60
40
20
0
0 1 2 3 4
吸附流速 /mL·min-1
吸
附
率
/%
■
■
■
■ ■
图 2 乙醇体积分数对解吸率的影响
90
80
70
60
50
40
30
40 50 60 70 80 90 100
乙醇体积分数 /%
解
吸
率
/%
■
■
■
■
■
■
图 3 洗脱剂流速对树脂解吸性能的影响
85
80
75
70
65
60
55
50
0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2
流速 /mL·min-1
解
吸
率
/%
■
■
■
■
8 10 12 14 16
时间 t/min
（a） 样品
8 10 12 14 16
时间 t/min
（b） 标准品
图 4 柠檬苦素液相色谱图
[1]
汤冬梅，等：柚核中柠檬苦素纯化工艺的研究 ·49·
农产品加工·学刊 2010年第 10期
3 结语
风干羊肉是我国牧区及农牧交错区农牧民传统的
羊肉保存方式，风干羊肉有保质期长，食用方法多
样，膻味轻，食口性好，运输、销售方便等特点，因
而深受消费者喜爱，市场潜力巨大，前景十分看好。
生产风干羊肉应选较瘦的新鲜山羊肉，在传统加工工
艺的基础上，结合腌渍、真空干燥等新技术，能极大
缩短生产周期，保证产品品质。
参考文献:
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（上接第 41页）
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[3]
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[5]
[6]
[7]
[8]
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!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
在上述优化条件下，提取的氨基酸，根据氨基酸
纯度公式，计算得出氨基酸的纯度为 13.6%。
4 结论
超声波浸提法提取氨基酸的优化方案为：提取时
间 5 min，超声波功率 109.61 kW，温度为 53.39 ℃，
液料比 50：1，得到理论最大 OD值 0.968 6，即提取
率为 9.181%。
参考文献：
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表 3 优化条件及结果
方法
浸提温度
θ/℃
浸提时间
t/min
液料比
功率
P/W
氨基酸提取
/%
超声波辅法 53 5 50 100 9.016
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
（上接第 29页）
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