全 文 ：
真空气流细胞破壁对蕉柑落果辛弗林提取的影响
孔美兰 1 ，刘谋泉 1，刘志聪 1，张福平 1，陈德宾 2
（1.韩山师范学院生命科学及食品科技学院，广东潮州 521041；2.广东富味制果厂有限公司, 广东汕头 515011）
摘 要：为了开发利用蕉柑落果资源，提高蕉柑落果中辛弗林的提取率，并尽量保护蕉柑组织形态完整，对质构保护液的浓度
以及真空气流破壁技术的 4 个影响因素进行考察；并采用中心组合（Box-Behnken）试验设计及响应面分析对真空气流破壁技
术的工艺条件进行优化。结果表明，质构保护最佳处理工艺为：首先在浓度为 0.3 g/100mL 的海藻酸钠溶液中浸泡 20 min，接
着在浓度为 0.15 g/100mL的氯化钙溶液中浸泡 60 min；真空气流细胞破壁前处理最佳工艺为：泄压温度 100 ℃、压力差 116 KPa、
停滞时间 21 min，泄压次数 3 次，此时辛弗林提取率为 69.42%，破果率为 33.21%；相比直接进行亚临界水提取对照组，破果
率下降了 12.07%，辛弗林提取率增加了 32.02%。
关键词：蕉柑；生理落果；真空气流细胞破壁；辛弗林

Effect of Vacuum Air Current Technique for Plant Cell Wall Breakdown (VAPB) on the Extraction of
Synephrine in Physiologically Fallen Fruits of Citrus Tankan
KONG Mei-lan1, LIU Mou-quan1, LIU Zhi-cong1, ZHANG Fu-ping1, CHEN De-bing2
(1. College of Life Science and Food Technology, Hanshan Normal University, Chaozhou 521041, China; 2. Guangdong Fuwei Fruits &
Nuts Manufactring Co. Ltd, Shantou 515064, China)
Abstract: In order to improve synephrine extraction ratio from physiologically fallen fruits of Citrus tankan and protect its organization,
texture protection liquid and vacuum air current for plant cell wall breakdown (VAPB) were applied. On basis of single-factor
experiments, technological parameters were optimized by Box-Behnken central combination design and response surface methodology
(RSM) with the synephrine extraction ratio as index. The results showed that: ‘Citrus tankan’ was marinated in sodium alginate with
concentration of 0.3 g/100mL for 21 min, then in calcium chloride with concentration of 0.15 g/100mL for 60 min; The optimum
conditions of VAPB were decompression temperature 100 ℃, pressure difference 116 kPa, retention time 22 min and 3 decompression
times. Under these pretreatment conditions, synephrine extraction ratio was 69.40% and broken fruit ratio was 33.21%. Compared with
control group without texture protection liquid and VAPB treatments, synephrine extraction ratio was rised by 32.02% and broken fruit
ratio was down by 12.07%.
Key words: Citrus tankan; physiologically fallen fruits; vacuum air current for plant cell wall breakdown(VAPB); synephine
中图分类号：TS255.1
蕉柑 (Citrus tankan) 又名桶柑、招柑，我国广东、福建、广西、台湾栽培较多[1]。跟其他种类柑橘一样，在蕉柑果
实发育过程中，会产生大量的生理落果[2,3]。目前，对于这些落果的开发利用十分不足，仅有少量幼果被烘干制成枳实，
作为中药使用[4,5]。研究表明，多数柑橘类幼果中含有辛弗林、橙皮苷等活性物质，在升压、抗氧化、清除自由基、抑菌
等方面有着重要的生理作用[6-8]。其中辛弗林属于一种生物碱，具有收缩血管，提高血压和较强的扩张气管和支气管的作
用，还能够促进新陈代谢、增加热量消耗，提高能量水平、氧化脂肪，是一种天然兴奋剂，无副作用，能够缓解因肥
胖引起的轻度和中度抑郁症[9-11]。
目前辛弗林的提取工艺有煎煮法、热回流法、有机溶剂浸提法等，存在耗时长、提取率低、有机溶剂回收利用难弊
端，制约了我国传统优势资源的现代化发展[12-14]。真空气流细胞破壁技术(vacuum air current for plant cell wall breakdown，
VAPB)是新鲜植物样品在密闭加压条件下进行加热，然后通过瞬间减压，原料细胞内的水份突然气化，发生闪蒸，在水
变成水蒸气的过程，物料细胞体积猛增，细胞壁因压力巨变而破碎，此技术特点为植物细胞破壁率高、破壁完全，并且
不改变药材的物理形状[15]。由于细胞壁的破碎，使内部的有效成分更易被溶剂溶出，此技术对植物细胞破壁率高，可达





基金项目：广东省重大科技专项项目(2010A080403004)；广东普通高校工程技术开发中心项目(GCZX-A1415)；2014 年中央财
政支持地方高校发展专项基金（粤财教[2014]276 号）；广东顺大食品调料有限公司委托项目（韩合[2012]161 号）
2015-10-09
1
网络出版时间：2015-10-09 16:53:41
网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/11.2206.TS.20151009.1653.024.html

作者简介：孔美兰（1977—），女，讲师，硕士，研究方向为农副产品精深加工。E-mail：kongmeilan2003@163.com
90%以上[16]。此技术主要应用在中草药有效成分提取研究[17]，在水果活性成分提取的前处理中的应用鲜有报道。
本研究采用质构保护液对蕉柑落果整果进行浸泡处理后，采用真空气流细胞破壁技术对蕉柑进行细胞破壁前处理，
然后采用亚临界水提取蕉柑辛弗林，提取后的蕉柑大部分果形完整，可以做为广式凉果原料，达到提高产品附加值和综
合利用的目的，同时为其他品种柑橘落果的加工利用提供了参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂
蕉柑：广东省潮安县凤凰镇丰收果园收集的 5 月份柑橘落果，果实直径 1.5～2.5 cm，经我院生物学系张福平研究员
鉴定为蕉柑。将蕉柑落果进行清洗并沥干水分，保鲜袋包装于 4 ℃冷藏备用；甲醇、乙腈均为色谱纯，美国 Sigma 公司；
辛弗林标准品（AR），中国药品生物制品检定所；其余试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
Agilent 1200 高效液相色谱仪（美国惠普公司）；FD-03 型真空冷冻干燥实验设备（联友冷冻设备有限公司）；TKA
Genpure 超纯水设备（德国 TKA 公司）；亚临界提取釜（广东富味制果厂有限公司自制）；真空气流细胞破壁机组（广
东富味制果厂有限公司自制，见图 1 所示）。


1、气动泄压阀(0~0.8 Mpa) 2、真空压力表(0.1~-0.1 Mpa) 3、温度显示器 4、压力调节阀 5、蒸汽入口/冷却水出口 6、加热/冷
却管 7、进出料密封盖 8、物料腔 9、冷凝水出口/冷却水入口 10、破壁罐（80 L）11、加热/冷却夹层 12、13 罐体支架 14、
排水口 15、水循环式真空泵 16、真空罐（800 L）17、真空表(0~-0.1 Mpa) 18、压力调节阀
图 1 真空气流细胞破壁装置示意图
Fig.1 Schematic diagram of vacuum air current apparatus for plant cell wall breakdown
1.3 方法
1.3.1 蕉柑落果中辛弗林提取工艺
工艺路线：蕉柑落果→挑选→清洗→沥干→质构保护液处理→真空气流细胞破壁处理→亚临界水提取→测定。
真空气流细胞破壁预处理(VAPB)基本流程：关闭 1 号气流泄压阀，根据泄压后的压力将真空罐抽真空到指定真空度；
接着将质构保护液处理过的蕉柑落果置于反应罐中，快速升温至泄压温度；接着通过 4 号压力阀调节压力至相对压力 0.05
MPa，保持该温度和压力于一定时间后，打开 1 号气流泄压阀，快速泄压，重复上述步骤进行泄压次数的试验。在研究
质构保护液的过程中，真空气流细胞破壁的工艺条件固定在：压力差为 100 kPa，泄压温度 100 ℃，停滞时间 10 min，
泄压重复次数次。
亚临界提取基本流程：在前期研究基础上，确定以超纯水为提取剂，将真空气流破壁处理好的蕉柑落果放入提取柱
中，首先预热器预热超纯水，当温度达到 140 ℃后，通过压力泵按液固比 3:1 的比例把水压入提取柱中；系统压力达到
5 MP 后继续萃取 5 min 后萃取结束[18-20]。
1.3.2 蕉柑落果中辛弗林总含量
参照王嘉林[21]的方法略有修改，精密称取蕉柑落果 250 g，切碎，采用冷冻干燥法测定蕉柑落果干物质含量为 11.13
2015-10-09
2

g/100g；将蕉柑冻干品进行粉碎处理并过 60 目筛，精确称取蕉柑粉末 3.1267 g，置于 500 mL 平底烧瓶中，加 250 mL 甲
醇，称重，水浴回流 3 h 后，冷却，再称重，用甲醇补足减少重量，摇匀过滤，精密量取续滤液 10 mL，蒸干，残渣加
水 10 mL 使其溶解，通过聚酰胺柱（60-80 目，2.5 g，内径 1.5 cm，干法装柱），收集滤液，用水 25 mL 洗脱，收集洗
脱液，滤液与洗脱液合并，转移至 50 mL 容量瓶中，加甲醇至刻度，摇匀。经高效液相色谱仪分析检测辛弗林含量，进
样前样品通过 0.45 µm 的微滤膜过滤，即可测定蕉柑落果冻干品中辛弗林总含量，根据其干物质含量，最终计算出蕉柑
鲜果中辛弗林总含量 A 为 0.2541 mg/g。
1.3.3 蕉柑落果中辛弗林的提取率及破果率的计算
精密称取 150 g 蕉柑落果，经质构保护液浸泡以及真空气流细胞破壁处理后，采用亚临界水提取辛弗林。将结构完
整的蕉柑取出并称重，质量为 m1；将余下的提取液以 3000 r/min 速度离心 20 min，取上清液，用甲醇定容至 50 mL，精
密量取定容后的提取液 10 mL，蒸干，残渣加水 10mL 使其溶解，后续处理方法同 1.3.2 蕉柑落果辛弗林提取率用 Y 表
示。
100%/ 

Am
VC
Y辛弗林提取率 (1)
式 1 中：C 表示提取液辛弗林的质量浓度/(mg/mL)；V 表示提取液的体积/mL；m 为蕉柑落果的质量/g；A 表示 1.3.1
中蕉柑落果辛弗林总含量/(mg/g)。
100%/ 1 
m
mmP破果率 (2)
式 2 中：m1、m 表示果形完整果实质量/g 和樵柑落果质量/g。
1.3.4 质构保护液浓度对辛弗林提取率和破果率的影响
精确称取 7 份质量均为 150 g 的蕉柑落果，分别在浓度为 0、0.10 g/100mL、0.20 g/100mL、0.30 g/100mL、0.40 g/100mL、
0.50 g/100mL、0.60 g/100mL 的海藻酸钠溶液中浸泡 20min，然后按 1.3.1 工艺进行真空气流破壁前处理及亚临界水提取
辛弗林，确定海藻酸钠浸泡液的最佳浓度；另取 7 份相同质量的蕉柑落果，在上述选定的最佳海藻酸钠浓度下浸泡 20min，
接着在浓度分别为 0、0.10 g/100mL、0.15 g/100mL、0.20 g/100mL、0.25 g/100mL、0.30 g/100mL、0.35 g/100mL 的氯化
钙溶液中浸泡 60 min，然后在 1.3.1 工艺条件下进行辛弗林提取，确定氯化钙溶液的最佳浓度。
1.3.5 真空气流细胞破壁技术单因素试验
精密称取 150 g 蕉柑落果，在最适质构保护液浸泡处理后，对真空气流细胞破壁影响因素进行单因素试验（表 1），
亚临界水提取条件如 1.3.1 工艺进行。试验以辛弗林提取率和蕉柑破果率为指标。

表 1 真空气流细胞破壁技术参数单因素试验
Table 1 Univariate experiments of of VAPB for extraction of synephrine and broken fruit rate
影响因素 因素水平 真空气流细胞破壁技术参数
泄压温度/℃ 80、90、100、110、120、130 压力差100 kPa、停滞时间10 min、泄压次数1次
压力差/kPa 90、100、110、120、130、140 泄压温度110 ℃、停滞时间10 min、泄压次数1次
停滞时间/min 5、10、15、20、25、30 泄压温度110 ℃、压力差110 kPa、泄压次数1次
泄压次数/次 1、2、3、4、5 泄压温度110 ℃、压力差110 kPa、停滞时间20 min

1.3.6 真空气流细胞破壁处理工艺条件的优化
在单因素试验的基础上，选择泄压温度（A/℃）、压力差（B/KPa）、停滞时间（C/min）、泄压次数（D/次）4 因
素 3 个水平进行 Box-Behnken 试验设计[22]。对泄压温度 T、压力差 P、停滞时间 t、泄压次数 c 作如下变换：A=(T-110)/10，
B=(P-110)/10，C=(t-20)/5，D=(c-2)/1，以辛弗林提取率 Y 为响应值，试验自变量因素编码水平表见表 2。

表 2 试验自变量因素编码及水平
Table 2 Code and level factors chosen for experiments
2015-10-09
3









1.3.7 数据分析
试验结果用x±SD 表示（n=3）。采用 SPSS 17.0 对数据进行统计分析，并进行单因素方差分析（one-way ANOVA），
图表中不同小写字母表示 p<0.05 水平下的显著性差异。


2 结果与分析

2.1 质构保护液浓度对辛弗林提取率和破果率的影响
为了防止蕉柑在亚临界条件下组织结构严重损坏，无法用作凉果原料，本研究采用海藻酸钠作为外部成膜保护剂，
金属钙离子作为组织内部质构保护剂和海藻酸钠成膜强化剂，通过双层保护技术对亚临界水提取前进行整体保护。
2.1.1 海藻酸钠溶液浓度对辛弗林提取率和破果率的影响
如图 2A所示，随着海藻酸钠浓度的增加，辛弗林提取率及破果率显著下降(P<0.05)；当海藻酸钠浓度超过 0.3 g/100mL
时，曲线趋于平缓，辛弗林提取率及破果率变化不显著（P>0.05)。原因可能是随着海藻酸钠溶液浓度的升高，蕉柑落果
表面形成的膜厚度和密度也相应增大，既阻障了辛弗林的溶出速度，也使蕉柑组织形态不易被破坏，但当海藻酸钠溶液
浓度达到一定程度后，其在表面形成的膜的厚度不再增大，对破果率影响趋于稳定。因此选择海藻酸钠溶液浓度为 0.3
g/100mL 较为适宜。
2.1.2 氯化钙溶液浓度对辛弗林提取率和破果率的影响
由图 2B 可知，随着氯化钙浓度的增加，辛弗林提取率显著降低（P<0.05），而氯化钙浓度大于 0.15 g/100mL 后，
破果率以及辛弗林提取率趋于稳定，变化不再显著。原因是溶液中 Ca2+置换海藻酸钠中部分 H+和 Na+形成海藻酸钙凝胶，
蕉柑组织变硬，对组织内辛弗林的溶出速度有一定的影响；同时蕉柑组织不易被破坏。因此选择氯化钙溶液浓度为 0.15
g/100mL 比较适宜。
10
15
20
25
30
35
40
45
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
0
11
22
33
44
55
海藻酸钠溶液浓度/(g/100mL)
辛
弗
林
提
取
率
/%
破
果
率
/%
提取率 破果率
0
5
10
15
20
25
0 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35
0
6
12
18
24
氯化钙溶液浓度/(g/100mL)
辛
弗
林
提
取
率
/%
破
果
率
/%
提取率 破果率

A 海藻酸钠 B 氯化钙
图 2 不同质构保护液对辛弗林提取率和破果率的影响
Fig.2 Effects of different texture protection liquid on extraction of synephrine and broken fruit rate

2.2 真空气流细胞破壁工艺条件对辛弗林提取率和破果率的影响
2.2.1 真空气流细胞破壁泄压温度对辛弗林提取率和破果率的影响
如图 3A 所示，随着泄压温度的增大，辛弗林提取率和破果率显著上升（P<0.05）；当泄压温度超过 110 ℃时，辛
自变量因素
水平
-1 0 1
A（泄压温度/℃) 100 110 120
B（压力差/KPa） 100 110 120
C（停滞时间/min） 15 20 25
D（泄压次数/次） 1 2 3

a2




c2
b2
d2 de2 e2 e2
a1
b1
c1
d1 e1 e1 e1
a1 b1 b1
c1 c1 c1 c1
a2
b2 c2 c2 c2 c2 c2
A B
2015-10-09
4

弗林提取率曲线增加较缓慢，而破果率曲线更加陡峭。原因可能是，在一定的压力作用下，随着温度上升，蕉柑组织细
胞破壁效果越来越显著，辛弗林提取率稳步上升；当温度超过 110 ℃时，细胞破壁加速了蕉柑组织的破坏速度，破果率
急剧上升。综合考虑温度对二者的影响，真空气流破壁技术的泄压温度在 110 ℃左右比较适宜。
2.2.2 真空气流细胞破壁压力差对辛弗林提取率和破果率的影响
由图 3B 可知，随着细胞破壁压力差的增大，辛弗林提取率显著增加（P<0.05）；当压力差超过 110 KPa 时，辛弗
林提取率随着压力差的增加显著下降（P<0.05）。另一方面，破果率随着压力差的增加而持续显著增大（P<0.05）。原
因可能是随着压力差的增大，细胞破壁率持续增大，有利于细胞内辛弗林的溶出，同时蕉柑组织结构受到破坏；当压力
差超过 110 KPa 时，过高的压力差破坏了辛弗林的结构，引起辛弗林提取率明显下降。因此，压力差在 110 KPa 左右比
较适宜。
2.2.3 真空气流细胞破壁停滞时间对辛弗林提取率和破果率的影响
由图 3C 可知，随着停滞时间的延长，辛弗林提取率和破果率显著升高（P<0.05）。从图表曲线走势来看，停滞时
间在 20 min 内，辛弗林提取率随着停滞时间增大而急剧上升，曲线较陡，当超过 20 min 后，提取率曲线偏平缓，上升
幅度大大降低；而破果率在停滞时间 20 min 以内时，曲线较平缓，当超过 20 min 后，破果率趋于陡峭。这可能是随着
停滞时间的延长，蕉柑整体温度更均一，细胞壁变得更软，在泄压时细胞壁较易被破坏，辛弗林溶出速度加快；同时随
着细胞壁被破坏程度的加大，细胞间的接合力相对减小，破果率也随着上升。综上所述，停滞时间选择在 20 min 左右最
为适宜。
2.2.4 真空气流细胞破壁重复次数对辛弗林提取率和破果率的影响
如图 3D 所示，辛弗林提取率随着泄压次数从 1 次增加至 5 次，辛弗林提取率增加显著（P<0.05），但是增加幅度
不大，数值上只增加了 13%；另一方面，当泄压次数超过 2 次后，破果率随着泄压次数的增加而急剧增加（P<0.05)，仅
3 次泄压就比 2 次泄压破果率数值上增加了 24%，而 5 次泄压后破果率则高达 86%。因此，真空气流细胞破壁泄压次数
为 2 次左右比较适宜。
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
80 90 100 110 120 130
10
15
20
25
30
35
40
45
50
泄压温度/℃
辛
弗
林
提
取
率
/
%
破
果
率
/
%
提取率 破果率
20
25
30
35
40
45
50
55
90 100 110 120 130 140
10
13
16
19
22
25
28
31
34
37
40
43
46
压力差/kPa
辛
弗
林
提
取
率
/
%
破
果
率
/
%
提取率 破果率
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
5 10 15 20 25 30
10
20
30
40
50
60
70
停滞时间/min
辛
弗
林
提
取
率
/
%
破
果
率
/
%
提取率 破果率


50
55
60
65
70
75
80
1 2 3 4 5
30
40
50
60
70
80
90
泄压重复次数/次
总
黄
酮
提
取
率
/%
破
果
率
/%
提取率 破果率

A 泄压温度 B 压力差 C 停滞时间 D 泄压次数
图 3 真空气流细胞破壁技术不同条件对辛弗林提取率和破果率的影响
Fig.3 Effects of different conditions of VAPB on extraction of synepfrine and broken fruit rate

2.3 真空气流细胞破壁工艺条件优化及响应面分析
c1
b1
a1
e1
d1
c1 b1 b1
a1
f2
e2
d2 c2
a2 b2
f2
b1
d2
d1
c2
b2
c1
e2 f1
a2 a1
a1
a2
c1
d1 e1
f1
b2
c2 d2
e2 f2
d1
e1
a2
b2
c2
d2
A B C
e1
b1
D
e2
2015-10-09
5

2.3.1 结果与分析
试验设计及结果见表 3，采用 Design-Expert 7.0 软件对表 3 试验数据进行二次多项式逐步回归拟合，得到以辛弗林
提取率为响应值的回归方程：Y=61.27-4.96A-2.23B-4.61C+6.08D-9.13AB-0.75AC-8.80AD-4.48BC
+5.13BD+9.11CD-9.74A2-9.34B2-8.96C2-4.41D2
对回归方程进行方差分析和显著性检验，结果见表 3。由表 3 可见，试验得到的二次多项式模型具有高度显著性
（Pmodel<0.0001），且失拟项 P=0.2438>0.05（不显著），其相关系数 R2=0.9509 和校正决定系数 Adj.R2=0.9018，说明模
型与试验值拟合程度较好，可用于优化真空气流细胞破壁工艺条件的研究。从表 3 可知，除泄压温度 A 和停滞时间 C
的交互项外，泄压温度 A、压力差 B、停滞时间 C、泄压次数 D 四因素的的一次项、二次项、交互项对辛弗林提取率的
影响均达到显著水平(P＜0.05)。

表 3 响应面分析方案及试验结果
Tab. 3 Program and experimental results of response surface methodology (RSM)
试验号 A B C D Y（辛弗林提取率/% ）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
-1
0
-1
0
1
0
0
0
0
0
-1
0
1
-1
-1
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
-1
0
0
0
0
0
0
1
0
-1
0
1
0
0
0
0
0
-1
1
-1
0
0
0
0
-1
1
0
-1
1
0
-1
1
0
1
0
0
1
-1
-1
-1
0
-1
0
-1
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
0
-1
0
0
0
-1
0
0
0
-1
-1
1
0
0
0
1
0
0
-1
0
-1
0
-1
0
0
1
0
1
1
1
0
0
44.13
62.06
37.11
29.30
38.24
51.52
55.34
33.79
49.36
57.39
47.92
64.43
43.36
41.27
55.78
45.31
60.09
28.63
31.45
48.40
46.61
25.28
59.09
47.28
55.72
67.28
46.73
52.14
62.38

表 4 辛弗林提取率回归方程的方差分析
Tab. 4 Variance analysis for extraction ratio of synephrine regression equations
2015-10-09
6

方差来源 平方和 自由度 均方 F 值 P 值 显著性
模型
A
B
C
D
AB
AC
AD
BC
BD
CD
A2
B2
C2
D2
残差
失拟项
纯误差
总差离
3453.73
294.82
59.45
254.93
443.60
333.25
2.25
309.94
80.37
105.17
331.97
615.46
565.50
520.99
126.34
178.41
150.12
28.29
3632.14
14
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
14
10
4
28
246.70
294.82
59.45
254.93
443.60
333.25
2.25
309.94
80.37
105.17
331.97
615.46
565.50
520.99
126.34
12.74
15.01
7.07
19.36
23.14
4.67
20.01
34.81
26.15
0.18
24.32
6.31
8.25
26.05
48.30
44.38
40.88
9.91

2.12

＜0.0001
0.0003
0.0486
0.0005
＜0.0001
0.0002
0.6807
0.0002
0.0249
0.0123
0.0002
＜0.0001
＜0.0001
＜0.0001
0.0071

0.2438
**
**
*
**
**
**

**
*
*
**
**
**
**
**

不显著
注：*显著水平（P<0.05），**极显著水平（P<0.01）

2.3.2 响应面分析
根据回归方程得出不同因子的响应面图，结果如图 4 所示。5 组图直观地反应了各因素对辛弗林提取率的影响。由
图 4 可知，在因素所考察的范围内，辛弗林提取率随着压力差、停滞时间、泄压温度、泄压次数的变化均呈现先升高后
下降的趋势。分析原因可能是：蕉柑组织细胞在上述 4 因素的作用下，可加快其细胞破壁率，有利于辛弗林的溶出，从
而在一定量上提高辛弗林的提取率；而进一步提高相应条件时，辛弗林提取率有所下降。



a.Y=f(A,B)；b.Y=f(A,D)；c.Y=f(B,C)；d.Y=f(B,D)；e.Y=f(C,D);
a b c
d
e
2015-10-09
7

图 4 响应曲面图
Fig.4 Respongse surface plot

2.3.3 最优工艺条件的确定
用 Design-Expert 7.0 软件对真空气流破壁条件进行优化，得到最佳工艺条件为：泄压温度 100 ℃、压力差 116.1 KPa、
停滞时间 20.7 min，泄压次数 3 次，此条件下辛弗林理论提取率为 71.00%。为检验所得结果的可靠性，采用上述优化条
件进行蕉柑落果的的真空气流破壁预处理，考虑实际操作便利，将前处理工艺参数设置为：泄压温度 100 ℃、压力差
116 KPa、停滞时间 21 min，泄压次数 3 次，进行 3 次平行试验，得到辛弗林提取率平均值为（69.42±0.59）%，与理论
预测值无显著差异。因此，基于响应面法所得的优化真空气流细胞破壁工艺参数准确可靠，具有实用价值。
2.4 质构保护处理及真空气流细胞破壁技术对蕉柑落果辛弗林提取率和破果率作用分析
为了评价质构保护处理及真空气流破壁技术对蕉柑落果辛弗林提取率和破果率的影响，试验将蕉柑落果分为两部
分，一部分在最佳质构保护液浸泡处理后在 2.3.3 最优真空气流破壁条件下进行破壁处理，然后再进行亚临界水萃取，
作为实验组；另一部分直接进行亚临界水萃取，作为对照组。两组试验所得辛弗林提取率和破果率结果如图 5 所示。由
图 5A 可见，真空细胞破壁处理过的蕉柑落果显著高于未进行真空细胞破壁组（P<0.05），辛弗林提取率由 37.40%提高
到 69.42%，提高了 32.02%；由图 5B 得知，真空细胞破壁处理组的破果率为 33.21%，而未进行真空细胞破壁组为 45.28%，
破果率升高了 12.07%，相比辛弗林提取率的提高还是比较低。由此可见，采用真空气流细胞破壁技术前处理后的蕉柑落
果可以提高辛弗林的提取率，同时通过质构保护降低了破果率。提取过辛弗林的蕉柑 66.79%的果形保持完整，可以作为
广式凉果的原料，达到综合利用的目的。
40
45
50
55
60
65
70
实验组 对照组
前处理方法
辛
弗
林
提
取
率
/%
10
15
20
25
30
35
40
45
50
实验组 对照组
前处理方法
破
果
率
/%

(A) 辛弗林提取率 (B) 破果率
图 5 质构保护处理和真空气流破壁技术对辛弗林提取率和破果率的作用效果
Fig.5 Effects of texture protection and VAPB on extraction of synepfrine and broken fruit rate

3 结 论

通过单因素试验，确定在浓度为 0.3 g/100mL 的海藻酸钠溶液中浸泡 20 min，接着在浓度为 0.15 g/100mL 的氯化钙
溶液中浸泡 60 min，对于提高辛弗林提取率，降低蕉柑落果破果率的效果最佳。
通过单因素和响应面试验，确定了真空气流细胞破壁前处理最佳条件为：泄压温度 100 ℃、压力差 116 KPa、停滞
时间 21 min，泄压次数 3 次，在此条件下，得到辛弗林提取率为 69.42%，破果率为 33.21%；相比未进行真空气流破壁
对照组，辛弗林提取率增加了 32.02%，同时破果率降低了 12.07%，有一定的应用价值。提取过辛弗林的蕉柑落果 66.79%
组织结构完好，可以作为广式凉果的原料，达到了综合利用的目的，提高了蕉柑落果的经济附加值。
参考文献:
[1] 高寅．蕉柑醋酸及乳酸菌发酵的研究[D]．广州:华南理工大学,2012,6.
[2] 周鸣谦，王仁才．超临界 CO2 萃取柑橘落果中的辛弗林[J]．中国食品学报,2013,13(3):78-83.
[3] 胡国元．柑桔落花落果与使用生长调节剂的研究初报[J]．湖南农业科业科学,2003,(3):43-44.
[4] 蔡逸平，陈有根，范催生，等．中药枳壳、枳实类原植物调查及商品药材的鉴定[J]．中国中药杂志,1999,24(5):259-262.
[5] 王男麒，彭良志，邢飞，等．柑橘落果落花的营养元素含量及其脱损损耗[J]．园艺学报,2013,40(12):2489-2496.
[6] EMAN S. Determinat ion of Synephine and Octopamine in Bi t ter Orange Peel by HPLC wi th Densi tometry[J] . Journal of
Chromatographic Science, 2014, 52: 899-994.
b
a
b a
2015-10-09
8

[7] GANZERA M, LANSER C, STUPPNER H . Simultaneous determination of Epbedra sinica and Citrus aurantium var. Amara alkaloids by
ion-pair chromatography[J]. Talanta, 2005, 66: 889-894.
[8] 江萍．柑橘幼果中主要功能性成分分析及抗氧化作用的研究[D]．杭州：浙江大学,2008,6.
[9] PENZAK S R, JANN M W, COLD J A, et al. Seville(sour) orange juice:Synephrine content and cardiovascular effects in normotensive
adults[J]. Journal of Cline Pharmacol, 2001, 41(10): 1059-1063.
[10] PELLATI F, BENVENUTI S, MELEGARI M, et al. Determination of adrenergic agonists from extracts and herbal products of Citrus aurantium L. var. amara
by LC[J]. Journal of Pharm Biomed Anal, 2002, 29: 1113-1119.
[11] YE Xingqian, CHEN Jianchu, LIU Donghong, et al. Identification of bioactive composition and antioxidant activity in young mandarin
Fruits[J]. Food Chemistry, 2011, 124: 1561-1566
[12] 苏东林，单杨，李高阳．柑橘皮里功能性物质种类及其提取工艺的研究进展[J]．现代食品科技,2007,23(3):90-94.
[13] 周鸣谦．柑橘落果活性成分含量及其萃取方法研究[D]．长沙：湖南农业大学,2008,6.
[14] 张晓斌，张克才．果皮裹扎中提取果胶联产辛弗林新工艺[J]．粮食科技与经济,2012,37(4):53-59.
[15] 刘谋泉，孔美兰．普鲁兰多糖在气流膨化热带果蔬脆片中运用的初步探讨[J]．食品与发酵工业,2008,34(9):15-18.
[16] 孙长波，石磊岭, 涂建飞, 等．真空气流细胞破壁技术对桑叶中有效成分提取的影响[J]．食品科学,2013,34(10):327-330.
[17] 王艳, 李晶, 张铁军, 等．真空气流植物细胞破壁技术在灵芝药材提取前处理中的应用[J]．天津中医药大学学报,2008,27(2): 84-86
[18] 薄采颖, 郑光耀, 高丽萍, 等．亚临界水提取协同大孔树脂纯化杨树芽总黄酮[J]. 林产化学与工业,2014,34(4):108-112
[19] BOONNAKHOM T, TAKASHI K, SHUJI A. Effects of repeated treatment on the properties of rice stem extract using subcritical water, ethanol, and their
m i x t u r e [ J ] . J o u r n a l o f i n d u s t r i a l a n d e n g i n e e r i n g c h e m i s t r y , 2 0 1 4 , 2 0 : 2 6 1 0 - 2 6 1 4
[20] 赵超．超声强化亚临界水提取枸杞多糖的研究[D]．广州：华南理工大学,2014,6.
[21] 王嘉林．亲水作用色谱测定木香顺气丸中辛弗林的含量[J]．中国药事,2014,28(12):1361-1364
[22] SUN Yongxu, LI Tianbao, YAN Jiwei, et al. Technology optimization for polysaccharides extraction from the fruiting bodies of
Pleurotus Ostereatus by Box-Behnken statistical design[J]. Carbohydrate Polymers, 2010, 80: 242-247.



2015-10-09
9