全 文 ：收稿日期:2011 － 12 － 20;修回日期:2012 － 01 － 14
基金项目:福建省公益类项目(2010R1017 － 5)
作者简介:陈 源(1981 －)女，福建福州人，博士，助理研究员。研究方向:果树生理生化。
通讯作者:余亚白。E － mail:katecy@ 163. com
葡萄柚柚皮苷微波提取工艺*
陈 源，余亚白* ，王 琦，赖呈纯，高慧颖，谢鸿根
(福建省农业科学院 农业工程技术研究所，福建 福州 350003)
摘 要:为建立葡萄柚皮中柚皮苷的提取工艺，本文通过单因素试验研究了乙醇浓度、微波功率、料液比、微波时
间 4 个因素对葡萄柚中柚皮苷提取率的影响，并在此基础上用正交试验进行工艺参数的优化。结果表明:微波提
取的影响因素顺序为液料比 ＞时间 ＞浓度 ＞功率;葡萄柚柚皮苷提取的最佳条件为:液料比 60∶ 1 (mL/g) ，提取
溶剂 80%乙醇，微波时间 30 s，微波功率 160 w，两次提取。此条件下柚皮苷的提取率为 5. 94%。
关键词:葡萄柚;柚皮苷;微波;提取工艺
中图分类号:TS202． 1 文献标识码:A 文章编号:1008 － 0457(2012)01 － 0028 － 05
葡萄柚系芸香科柑橘属植物，为世界柑橘四大
类群(甜橙类、宽皮柑桔类、柠檬莱檬类、葡萄柚和
柚类)之一［1］。葡萄柚果实外形美观，色泽艳丽，
香气独特诱人，果肉酸甜适中，口感清爽，营养全面
而丰富，具有清热退火、降血压、减肥和保健等功
效［2］。现在广西、四川、福建、浙江等地已经开始规
模化栽培葡萄柚品种。柚皮苷为柑橘属植物次生
代谢产物，是黄酮类化合物。研究表明，柚皮苷及
其苷元柚皮素在降血脂、镇静、抗氧化、抗肿瘤、抗
真菌、抗动脉粥样硬化等方面具有较强的生物活
性。此外，通过与药物代谢酶底物的竞争抑制作
用，还可提高某些药物的口服生物利用度。葡萄苷
是葡萄柚中主要的黄酮类化合物，其果实中的含量
高于其他柚类品种［3］。
近年来，柚皮苷的提取方法主要包括溶剂萃取
法、碱提酸沉法、微波辅助提取法、超声波辅助提取
法等［4］。应用较多的是溶剂萃取法和超声波法，多
用于沙田柚、琯溪蜜柚、枳壳等柑橘品种上，葡萄柚
中尚未见报道［4 － 10］。微波技术作为一种新兴的应
用技术，近年在提取天然植物的有效成分中得到广
泛应用。由于它是一种瞬时穿透式加热方式，在微
波场的作用下植物细胞破碎，从而加快了萃取速率
并有效提高了产品得率［11］。微波提取柚皮苷在国
内鲜有报道，仅见王桂花等分别以 40%乙醇为溶
剂从枳壳中提取柚皮苷［12］。为了科学、充分地利
用葡萄柚皮，本文以乙醇为提取溶剂，利用微波提
取技术，通过单因素对葡萄柚皮中柚皮苷提取的影
响因素进行了研究，并在此基础上应用正交试验优
化了微波提取的工艺条件，以期为葡萄柚皮中柚皮
苷的工业化生产提供参考。
1 材料与方法
1. 1 材料与试剂
原料:“闽农一号”葡萄柚(产地福建福州)。
试剂:柚皮苷标准品(生化试剂，Sigma) ;无水
乙醇、氢氧化钾、乙酸(分析纯，国药集团化学试剂
有限公司)、乙腈(德国默克公司，色谱纯)。
1. 2 仪器设备
L － 2000 型高效液相色谱仪(日本日立公司) ，
配有紫外检测器、四元泵、柱温箱、自动进样器等;
G80L20CSL － DG微波炉(广州 Galanz 公司) ;紫外
分光光度计 TU － 1810(北京普析通用仪器有限责
任公司) ;分析天平 Sartorius BS224S(德国赛多利
斯) ;高速万能粉碎机 FW100(泰斯特仪器有限公
司) ;高速冷冻离心机 ALLEGRATM64R(美国
BECKMAN 公司) ;FDU － 1200 冷冻干燥机(日本
EYELA公司) ;艾柯超纯水系统 AKWL － IV － 50
山 地农业生物学报 31(1) :028 ～ 032，2012
Journal of Mountain Agriculture and Biology
DOI:10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2012.01.002
(成都康氏康宁科技发展有限公司) ;《中药色谱指
纹图谱相似度评价系统 A版》(国家药典委员会)。
1. 3 微波提取柚皮苷的工艺流程
葡萄柚果皮→清洗→切片→干燥→粉碎→按
一定液料比加溶剂→微波提取→离心(9 000 rpm，5
min)→取上清液定容→测定提取液的柚皮苷含量。
1. 4 柚皮苷标准曲线的制备
1. 4. 1 柚皮苷标准液的配置 准确称取干燥至恒
重的柚皮苷试剂 0. 1 g，用 80%乙醇溶液溶解，并完
全转入 100 mL 容量瓶中，用 80%乙醇定容，制备
1mg /mL标准溶液。
1. 4. 2 工作曲线的绘制 参考钟世安(2007)的
方法，将柚皮苷标准溶液 80%乙醇稀释成 0、25、
50、100、200、400、600 μg /mL，各吸取 1 mL 于试管
中，加入 1 mL KOH，8 mL 80%乙醇，40 ℃水浴 60
min，410 nm下测其吸光度。以吸光度为纵坐标，质
量浓度为横坐标进行回归，得柚皮苷标准曲线［13］。
图 1 柚皮苷标准曲线
Fig． 1 Standard curve of Narigin
用最小二乘法作线性回归，得芦丁浓度与吸光
度的回归方程:y = 0. 002 7x － 0. 001，相关系数 R2
为 0. 999 8。
1. 5 柚皮苷含量的测定
称取一定量的葡萄柚果皮粉末，用一定浓度的
乙醇在一定条件下微波提取，将离心得到的溶液定
容，精确移取提取液 1 mL，按照绘制标准曲线方法
显色，于最大吸收波长 410 nm 处测吸光度并计算
含量。
质量浓度计算方法为:
y = 0. 002 7x － 0. 001 (1)
柚皮苷得率(%)=(y + 0. 001)× V /27 m
(2)
式中:y为试样测定时的吸光度，x 为试样的测
定浓度(μg /mL) ，V 为提取液体积(mL) ，m为试样
的质量(g)。
1. 6 HPLC色谱分析条件
色谱柱:MerckLiChrospher_100RP18e (250 mm
×4. 0 mm) ;流动相:2% 乙酸水溶液(A)和乙腈
(B) ;流速:0. 8 mL /min;梯度洗脱程序:时间梯度
为 0→5→20→35→55 min，乙腈(B)的对应浓度梯
度为 5% →5% →20% →20% →50%;进样量:10
μL;柱温:30 ℃;检测波长:280 nm。柚皮苷提取液
过 0. 45 μm滤头上样。
1. 7 试验设计
1. 7. 1 单因素试验 称取 1 g葡萄柚果皮粉末，对
乙醇浓度、液料比、微波功率、提取时间进行试验，
重复提取 2 次，9 000 rpm /min 下离心 15 min，合并
上清液，定容，紫外分光光度法测定提取液中柚皮
苷浓度，计算得率。
1. 7. 2 微波提取工艺优化 根据预实验乙醇浓
度、液料比、提取时间和微波功率的综合考虑，选择
乙醇浓度、液料比、微波功率、提取时间为考察因
素;采用四因素三水平法设计正交试验对提取工艺
进行优化试验。在最佳工艺条件下，重复提取 3 次
进行验证。对最佳工艺进行 HPLC 指纹图谱分析，
评价微波提取对最终产物的影响。
1. 7. 3 数理分析方法 单因素试验数据使用 Mi-
crosoft Excel 软件分析;正交试验数据使用 DPS
V3. 01 专业版分析。
2 结果与分析
2. 1 不同因素对柚皮苷得率的影响
2. 1. 1 乙醇浓度对柚皮苷得率的影响 精确称取
1 g葡萄柚果皮粉，液料比为 20∶ 1，提取功率为 320
w，提取时间为 40 s，两次重复，改变乙醇浓度，对果
皮中的柚皮苷进行提取。由图 2 可知，在乙醇浓度
为 50% ～80%时，柚皮苷得率不断上升，乙醇浓度
为 80%时，柚皮苷得率最高，此后略有下降。这是
因为乙醇浓度越大，提取液极性越弱，而柚皮苷本
身极性较大，宜选取与其极性相似的溶剂才能使提
取率最高［14］。因此，确定微波提取的最佳乙醇浓
度为 80%。
2. 1. 2 微波功率对柚皮苷得率的影响 精确称取
1 g葡萄柚果皮粉，以 80%乙醇为提取溶剂，液料比
为 20∶ 1，每次提取时间为 40 s，改变微波功率，对果
皮中的柚皮苷进行提取。由图 3 可知，柚皮苷得率
随微波功率的增强而显著下降。这是由于微波功
率越高温度升高越明显，提取出的柚皮苷易被氧
92第 1 期 陈 源，等:葡萄柚柚皮苷微波提取工艺
化，从而降低了提取液中柚皮苷的含量［15］。
图 2 乙醇浓度对柚皮苷得率的影响
Fig． 2 Effects of ethanol concentration
on extraction yield of narigin
图 3 微波功率对柚皮苷得率的影响
Fig． 3 Effects of liquid － to － solid ratio
on extraction yield of narigin
2. 1. 3 液料比对柚皮苷得率的影响 精确称取 1
g葡萄柚果皮粉，以 80%乙醇为提取溶剂，微波功
率为 160 w，每次提取时间为 40 s。改变液料比，对
果皮中的柚皮苷进行提取。从图 4 可以看出，当液
料比从 40∶ 1 (mL /g)扩大至 60∶ 1 (mL /g)时，柚皮
苷增加趋势非常明显，在 60∶ 1 (mL /g)时达到最大
值，之后开始减小。这是由于液料比扩大可以增加
物料与溶剂的接触面积，使得柚皮苷更充分地溶解
出来;但液料比过大也会造成杂质过多溶出，不仅
耗损了大量的试剂，也给后续的浓缩工作带来了困
难，所以确定最佳液料比为 60∶ 1［16］。
2. 1. 4 微波时间对柚皮苷得率的影响 精确称取
1 g葡萄柚果皮粉，以 80%乙醇为提取溶剂，微波功
率为 160 w，液料比为 60∶ 1(mL /g) ，每次提取时间
为 40 s，改变微波时间，对果皮中的柚皮苷进行提
取。由图 5 可知，随着提取 10 ～ 30 s 时间的延长，
柚皮苷得率不断升高，但从 30 s开始提取率变化不
图 4 液料比对柚皮苷得率的影响
Fig. 4 HPLC fingerprints of three methods
大，开始小幅下降。这是因为随着提取时间的延
长，温度急剧升高，导致柚皮苷分解或挥发，另外考
虑时间的损耗，选择 30 s为葡萄柚果皮中柚皮苷提
取的较佳时间［15］。
图 5 提取时间对柚皮苷得率的影响
Fig． 5 Effects of extraction time on extraction yield of narigin
2. 2 正交试验优选微波提取条件
单因素试验表明，乙醇浓度、提取时间、液料比
和微波功率对葡萄柚果皮中柚皮苷的提取均有影
响，因此在单因素试验的基础上，选用正交试验
L9(4
3)进一步研究它们之间的相互影响。因素水
平见表 1，正交试验结果见表 2。
表 1 正交试验因素及水平设计
Tab. 1 The factors and levels of orthogonal experiment
处理号
乙醇浓度
(%)
时间
(s)
液料比
(mL /g)
微波功率
(w)
K1 70 10 50 160
K2 80 30 60 240
K3 90 50 70 320
从表 2 可以看出，微波提取的影响因素顺序为
液料比 ＞时间 ＞乙醇浓度 ＞功率。试验正交试验
对乙醇浓度、提取时间、微波功率、液料比等因素进
03 山地农业生物学报 2012 年
行优化，优化结果为:乙醇浓度 80 %，微波功率 160
w，液料比 60∶ 1(mL /g) ，微波时间 30 s，两次提取。
此条件下，柚皮苷的提取率为 5. 94 %。这表明，微
波辅助萃取法具有快速、溶剂用量少等特点。
2. 3 最佳条件的验证
柚皮苷提取的最佳条件为:液料比 60 ∶ 1
(mL /g) ，提取溶剂 80%乙醇，微波时间 30 s，微波
功率 160 w，两次提取。此条件下，柚皮苷得率为
5. 94%，高 于 正 交 试 验 中 柚 皮 苷 得 率 最 高
的 5. 74%。
2. 4 指纹图谱相似性分析
根据药典委员会颁布的“中药色谱指纹图谱
相似度评价系统 2004A 版”，计算了乙醇浸提液、
超声波提取液、微波提取液的相似度，结果分别为
0. 986、0. 979、0. 991(图 6)。不同方法提取的样品
指纹图谱相似度性良好(r ＞ 0. 90) ，反映了 3 种方
法提取的效果对最终的产物影响不大，可为葡萄柚
柚皮苷提取提供新的方法和参考。
表 2 正交设计及试验结果
Tab. 2 Test result and rang analysis
处理号
乙醇浓度
(%)
时间
(s)
液料比
(mL /g)
功率
(w)
柚皮苷得率
(%)
1 1 1 1 1 5. 17
2 1 2 2 2 5. 64
3 1 3 3 3 5. 44
4 2 1 2 3 5. 57
5 2 2 3 1 5. 58
6 2 3 1 2 5. 31
7 3 1 3 2 5. 34
8 3 2 1 3 5. 32
9 3 3 2 1 5. 74
均值 1 1. 403 33 1. 390 00 1. 366 67 1. 426 67
均值 2 1. 423 33 1. 430 00 1. 463 33 1. 410 00
均值 3 1. 420 00 1. 426 67 1. 416 67 1. 410 00
极差 0. 020 00 0. 040 00 0. 096 70 0. 016 70
(注:S1. 超声波;S2. 浸提;S3. 微波。)
图 6 3 种方法提取物 HPLC指纹图谱
Fig． 6 HPLC fingerprints of three methods
3 讨论
微波辅助提取法是微波和传统的溶剂萃取法
相结合后形成的一种萃取方法。微波提取法具有
萃取时间短、溶剂用量少、提取率高、产品品质好等
诸多优点。微波提取柚皮苷仅见北京化工大学王
桂花等选择 40%乙醇为提取溶剂，从枳壳中提取
柚皮苷，在微波功率为 425 w、液料比为 50∶ 1 mL /g、
萃取时间 4 min的最佳条件下，提取率为 4. 1%，因
子影响顺序为 C(乙醇浓度)＞ D(液料比)＞ A(微
波功率)＞ B(微波时间) ，即乙醇浓度对提取率的
影响最大［13］。湖南农业大学苏东林则采取以蒸馏
水为溶剂，提取以柑橘皮中以橙皮苷和柚皮苷为主
的黄酮。微波提取因素影响的主次顺序是微波功
率 ＞微波时间 ＞液料比，其中在微波功率 400 w、萃
取时间 3 min、液料比 50∶ 1、pH值 5 的条件下，所得
总黄酮得率为 3. 37%［17］。前人研究表明，溶剂为
水和低浓度醇时，微波功率与处理时间对提取的影
响比较大，最适宜的提取功率较高。较高浓度的有
机溶剂进行提取时，由于有机溶剂易挥发，在较低
的功率下柚皮苷得率高，同时液料比和微波时间对
提取结果的影响比水溶液大。
本文对微波辅助提取葡萄柚果皮中柚皮苷的
方法进行了研究，结果表明，微波提取的影响因素
顺序为液料比 ＞微波时间 ＞乙醇浓度 ＞微波功率。
正交试验对乙醇浓度、提取时间、微波功率、液料比
等因素进行优化，优化结果为乙醇浓度 80%，微波
功率 160 w，液料比 60∶ 1 (mL /g) ，微波时间 30 s，两
13第 1 期 陈 源，等:葡萄柚柚皮苷微波提取工艺
次提取，此条件下柚皮苷的提取率为 5. 94%。最
佳工艺所得葡萄柚果皮的柚皮苷含量高于沙田柚、
琯溪蜜柚、枳壳等柑橘品种果皮的柚皮苷含量，表
明微波辅助萃取法具有快速、溶剂用量少等特点，
从葡萄柚果皮中提取柚皮苷得率高，为柑橘果皮资
源再利用提供了新的途径。
参 考 文 献:
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Methodological Study for Narigin Extraction from Grapefruit by Microwave Assistance
CHEN Yuan，YU Ya-bai* ，WANG Qi，LAI Cheng-chun，GAO Hui-ying，XIE Hong-gen (Institute of Agricultur-
al Engineering and Technology，Fujian Academy of Agricultural Sciences，Fuzhou Fujian 350003，China)
Abstract:For establishing extraction process of naringin，the effects of ethanol concentration，solid － liquid
ratio，extracting time and microwave power factors on the naringin extraction rate were investigated by single
－ factor experiments． Based on the results obtained，the orthogonal layout method was used in the optimiza-
tion of extraction parameters in this paper． The results showed that factors influencing extraction of narigin
were in the order as follows:solid － liquid ratio ＞ microwave time ＞ ethanol concentration ＞ microwave pow-
er． The extracting rate of narigin was 5. 94 mg /g under the optimal extracting conditions:80% ethanol as the
extraction solvent，solid － liquid ratio 50∶ 1(mL /g)． Microwave power 160 W and microwave time 30 s．
Key words:grapefruit;narigin;microwave;extracting technology
23 山地农业生物学报 2012 年