全 文 ：74 2016, Vol.37, No.08 食品科学 ※工艺技术
响应面试验优化真空气流细胞破壁提取
蕉柑落果辛弗林工艺
刘谋泉1，孔美兰1，刘志聪1，张福平1，陈德宾2
（1.韩山师范学院生命科学与食品科技学院，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
护液质量浓度以及真空气流细胞破壁技术的4 个影响因素进行考察；并采用Box-Behnken试验设计及响应面分析对
真空气流细胞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：首先在质量浓度0.3 g/100 mL
的海藻酸钠溶液中浸泡20 min，接着在质量浓度0.15 g/100 mL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26.94%。
关键词：蕉柑；生理落果；真空气流细胞破壁；辛弗林
Optimization of Cell Wall Breakdown by Vacuum Air Current Technique for Synephrine Extraction from
Abscising Fruits of Citrus tankan Using Response Surface Methodology
LIU Mouquan1, KONG Meilan1, LIU Zhicong1, ZHANG Fuping1, CHEN Debin2
(1. College of Life Science and Food Technology, Hanshan Normal University, Chaozhou 521041, China;
2. Guangdong Fuwei Fruits & Nuts Manufacturing Co. Ltd., Shantou 515011, China)
Abstract: In order to improve the extraction efficiency of synephrine from abscising fruits of Citrus tankan and
simultaneously protect the morphological integrity of tissues, vacuum air current technique was applied in cell wall
breakdown for subcritical water extraction of synephrine. The effect of two tissue protectants on the percentage of broken
fruits and extraction efficiency was examined. The experimental conditions for cell wall breakdown were optimized to
maximize the extraction efficiency of synephrine by Box-Behnken design and response surface methodology (RSM) based
on single-factor experiments. Sequential soaking in 0.3 g/100 mL sodium alginate solution for 20 min and 0.15 g/100 mL
calcium chloride solution for another 60 min provided optimal protection of the tissue. The optimum conditions for cell wall
breakdown were determined as follows: decompression temperature, 100 ℃; pressure difference, 116 kPa; retention time,
21 min; and 3 decompression cycles. Under these pretreatment conditions, the extraction yield of synephrine was 69.42%
and the percentage of broken fruits was 33.21%, which were increased by 26.94% and decreased by 12.07% compared with
the control group without this pretreatment, respectively.
Key words: Citrus tankan; abscising fruits; vacuum air current for plant cell wall breakdown (VAPB); synephine
DOI:10.7506/spkx1002-6630-201608013
中图分类号：TS255.1 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2016）08-0074-07
引文格式：
刘谋泉, 孔美兰, 刘志聪, 等. 响应面试验优化真空气流细胞破壁提取蕉柑落果辛弗林工艺[J]. 食品科学, 2016, 37(8):
74-80. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201608013. http://www.spkx.net.cn
LIU Mouquan, KONG Meilan, LIU Zhicong, et al. Optimization of cell wall breakdown by vacuum air current technique
for synephrine extraction from abscising fruits of Citrus tankan using response surface methodology[J]. Food Science, 2016,
37(8): 74-80. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201608013. http://www.spkx.net.cn
收稿日期：2015-07-01
基金项目：广东省重大科技专项（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（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）
作者简介：刘谋泉（1975—），男，高级工程师，硕士，研究方向为农副产品精深加工。E-mail：liumouquan@163.com
※工艺技术 食品科学 2016, Vol.37, No.08 75
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是新鲜植物样品在密闭加压条件
下进行加热，窗体顶端通过瞬间减压，原料细胞内的水
分突然气化，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，可以作为广式凉果原料，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
蕉柑为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，经韩山师范学院生物学
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（分析纯） 中国食品药品检定研究院；其
余试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
1200高效液相色谱仪 美国Agilent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；
Genpure超纯水设备 德国TKA公司；亚临界提取釜、
真空气流细胞破壁机组（图1） 广东富味制果厂有限
公司（自制）。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
16
17
15
18
14
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（－0.1～0 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 the vacuum air current apparatus used
for plant cell wall breakdown
1.3 方法
1.3.1 蕉柑落果中辛弗林提取工艺
工艺流程：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
压次数的实验。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100 kPa、泄压温度
100 ℃、停滞时间10 min、泄压1 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，将真空气流细胞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把水压入提取柱中；
系统压力达到5 MPa，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测定
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 g/100 g；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3.126 7 g，置于500 mL平底烧瓶
中，加250 mL甲醇，称质量，水浴回流3 h后，冷却，再
称质量，用甲醇补足减少质量，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，填料质量2.5 g，内径1.5 cm，干法装
柱），收集滤液，用25 mL水洗脱，收集洗脱液，滤液与
76 2016, Vol.37, No.08 食品科学 ※工艺技术
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为0.254 1 mg/g。
1.3.3 蕉柑落果中辛弗林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质量；将余下的提取液以
3 000 r/min速率离心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10 mL使其溶解，后续处理方法同1.3.2节，按式
（1）、（2）计算蕉柑落果辛弗林提取率和破果率。
ρhV h100mhA䗋ᕇ᷇ᨀਆ⦷/%˙ （1）
式中：ρ为提取液辛弗林的质量浓度/（mg/mL）；
V为提取液的体积/mL；m为蕉柑落果的质量/g；A为1.3.1
节中蕉柑落果辛弗林总含量/（mg/g）。⸈ᵰ⥛/%˙ h100mmˉm1 （2）
式中：m1、m分别为果形完整果实质量/g和蕉柑落果
质量/g。
1.3.4 质构保护液质量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
在质量浓度为0、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、
0.60 g/100 mL的海藻酸钠溶液中浸泡20 min，然后按1.3.1
节工艺进行真空气流细胞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质量浓度；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质量
浓度条件下浸泡20 min，接着在质量浓度分别为0.00、
0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35 g/100 mL的氯化钙溶
液中浸泡60 min，然后在1.3.1节工艺条件下进行辛弗林
提取，确定氯化钙溶液的最佳质量浓度。
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，
亚临界水提取条件如1.3.1节工艺进行，以辛弗林提取率
和蕉柑破果率为指标，试验设计见表1。
表 1 真空气流细胞破壁技术单因素试验设计
Table 1 Single-factor designs for cell wall breakdown by vacuum ari current
因素 取值 固定条件
泄压温度/℃ 80、90、100、110、120、130 压力差100 kPa、停滞时间10 min、泄压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1 次
泄压次数 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、压力差、
停滞时间、泄压次数进行四因素三水平Box-Behnken试验
设计[22]。以辛弗林提取率为响应值，试验因素与水平见
表2。
表 2 Box-Behnken试验因素与水平
Table 2 Coded levels for indepdent variables used in Box-Behnken design
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 1 2 3
1.4 数据分析
试验结果用 ±s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），考察P＜0.05水平的显著性差异。
2 结果与分析
2.1 质构保护液质量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。
10
15
20
25
30
35
40
45 A
0.0 0.1 0.2 0.3⎧㰫䞨䫐䍘䟿⎃ᓖ/˄g/100 mL˅0.4 0.5 0.601122334455䗋ᕇ᷇ᨀਆ⦷/% ⹤᷌⦷ /%䗋ᕇ᷇ᨀਆ⦷⹤᷌⦷aa cb d de e eb c d ee e
0
5
10
15
20
25
0.00 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35
0
6
12
18
24B䗋ᕇ᷇ᨀਆ⦷/% ⹤᷌⦷ /%䗋ᕇ᷇ᨀਆ⦷⹤᷌⦷aa c cc cc cc ccbb b≟ॆ䫉䍘䟿⎃ᓖ/˄g/100 mL˅
同一指标字母不同表示差异显著（P＜0.05），下同。
图 2 海藻酸钠（A）和氯化钙（B）质量浓度对辛弗林提取率和
破果率的影响
Fig.2 Effects of different tissue protectants on the extraction yield of
synephrine and the percentage of broken fruits
※工艺技术 食品科学 2016, Vol.37, No.08 77
如图2A所示，随着海藻酸钠质量浓度的增加，辛弗
林提取率及破果率显著下降（P＜0.05）；当海藻酸钠质
量浓度超过0.3 g/100 mL时，曲线趋于平缓，辛弗林提取
率及破果率变化不显著。原因可能是随着海藻酸钠质量
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，也使蕉柑组织形态不易被破
坏，但当海藻酸钠质量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
择海藻酸钠质量浓度为0.3 g/100 mL较为适宜。
由图2B可知，随着氯化钙质量浓度的增加，辛弗
林提取率显著降低（P＜0.05），而氯化钙质量浓度大
于0.15 g/100 mL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率有一定的影响；同时蕉柑组织不
易被破坏。因此选择氯化钙质量浓度为0.15 g/100 mL比
较适宜。
2.2 真空气流细胞破壁工艺单因素试验结果
2.2.1 泄压温度对辛弗林提取率和破果率的影响
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⋴঻⑙ᓖ/ć䗋ᕇ᷇ᨀਆ⦷/% ⹤᷌⦷ /%䗋ᕇ᷇ᨀਆ⦷⹤᷌⦷ aacc bbddff ee
图 3 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
Fig.3 Effects of decompression temperature on the extraction yield of
synepfrine and the percentage of broken fruits
如图3所示，随着泄压温度的升高，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，
辛弗林提取率增加较缓慢，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率，
破果率急剧上升。综合考虑温度对二者的影响，真空气流
细胞破壁技术的泄压温度在110 ℃左右比较适宜。
2.2.2 压力差对辛弗林提取率和破果率的影响
由图4可知，随着真空气流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。⹤᷌⦷
/%
䗋ᕇ᷇ᨀਆ⦷⹤᷌⦷
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55䗋ᕇ᷇ᨀਆ⦷/%
90 100 110 120 130 140
10
16
22
28
34
40
46঻࣋ᐞ/kPaa accb bd dff e e
图 4 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
Fig.4 Effects of pressure difference on the extraction yield of
synepfrine and the percentage of broken fruits
2.2.3 停滞时间对辛弗林提取率和破果率的影响䗋ᕇ᷇ᨀਆ⦷⹤᷌⦷ aab b
bd
d
f
e
e
10
20
30
40
50
60
70
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
5 10 15 20 25 30ڌ┎ᰦ䰤/min ⹤᷌⦷ /%䗋ᕇ᷇ᨀਆ⦷/% c c
图 5 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
Fig.5 Effects of retention time on the extraction yield of synepfrine and
the percentage of broken fruits
由图5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5中曲线走势来
看，停滞时间在20 min内，辛弗林提取率随着停滞时间
延长而急剧上升，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，辛弗林溶出速率加快；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 泄压次数对辛弗林提取率和破果率的影响 䗋ᕇ᷇ᨀਆ⦷⹤᷌⦷ aabbddee ⹤᷌⦷ /%䗋ᕇ᷇ᨀਆ⦷/% cc
30
40
50
60
70
80
90
100
20
30
40
50
60
70
80
1 2 3 4 5⋴঻⅑ᮠ
图 6 真空气流细胞破壁泄压次数对辛弗林提取率和破果率的影响
Fig.6 Effects of number of decompression cycles on the extraction
yield of synepfrine and the percentage of broken fruits
78 2016, Vol.37, No.08 食品科学 ※工艺技术
如图6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，只增加了13%；另一方面，当泄压
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2 次左右比较适宜。
2.3 真空气流细胞破壁工艺响应面试验结果
2.3.1 响应面试验设计与结果及方差分析
表 3 响应面试验设计及结果
Table 3 Program and experimental results for response surface methodology
试验号 A泄压温度
B压力
差
C停滞
时间
D泄压
次数
辛弗林
提取率/%
1 －1 0 1 0 44.13
2 0 0 0 0 62.06
3 －1 0 0 －1 37.11
4 0 1 1 0 29.30
5 1 0 －1 0 38.24
6 0 －1 －1 0 51.52
7 0 0 －1 －1 55.34
8 0 1 0 －1 33.79
9 0 0 －1 1 49.36
10 0 0 0 0 57.39
11 －1 0 －1 0 47.92
12 0 0 0 0 64.43
13 1 0 0 1 43.36
14 －1 －1 0 0 41.27
15 －1 1 0 0 55.78
16 0 －1 0 －1 45.31
17 0 0 0 0 60.09
18 0 0 1 －1 28.63
19 1 0 1 0 31.45
20 1 0 0 －1 48.40
21 0 －1 1 0 46.61
22 1 1 0 0 25.28
23 0 0 1 1 59.09
24 1 －1 0 0 47.28
25 0 1 0 1 55.72
26 －1 0 0 1 67.28
27 0 －1 0 1 46.73
28 0 1 －1 0 52.14
29 0 0 0 0 62.38
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，由表
4可见，试验得到的二次多项式模型具有高度显著性
（P＜0.000 1），且失拟项P=0.243 8＞0.05（不显著），
其相关系数R2=0.950 9和校正决定系数R2Adj=0.901 8，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4可知，除泄压温度和停滞时
间的交互项外，泄压温度、压力差、停滞时间、泄压次
数的一次项、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 4 辛弗林提取率回归方程的方差分析
Table 4 Analysis of variance of the regression equation for synephrine yield
方差来源 平方和 自由度 均方 F值 P值 显著性
模型 3 453.73 14 246.70 19.36 ＜0.000 1 **
A泄压温度 294.82 1 294.82 23.14 0.000 3 **
B压力差 59.45 1 59.45 4.67 0.048 6 *
C停滞时间 254.93 1 254.93 20.01 0.000 5 **
D泄压次数 443.60 1 443.60 34.81 ＜0.000 1 **
AB 333.25 1 333.25 26.15 0.000 2 **
AC 2.25 1 2.25 0.18 0.680 7
AD 309.94 1 309.94 24.32 0.000 2 **
BC 80.37 1 80.37 6.31 0.024 9 *
BD 105.17 1 105.17 8.25 0.012 3 *
CD 331.97 1 331.97 26.05 0.000 2 **
A2 615.46 1 615.46 48.30 ＜0.000 1 **
B2 565.50 1 565.50 44.38 ＜0.000 1 **
C2 520.99 1 520.99 40.88 ＜0.000 1 **
D2 126.34 1 126.34 9.91 0.007 1 **
残差 178.41 14 12.74
失拟项 150.12 10 15.01 2.12 0.243 8 不显著
纯误差 28.29 4 7.07
总差离 3 632.14 28
注：*.差异显著（P＜0.05），**.差异极显著（P＜0.01）。
2.3.2 响应面分析
25
1.0 1.0
0.5 0.50.0 0.0ˉ0.5 ˉ0.5ˉ1.0ˉ1.035455565 a A⋴঻⑙ᓖB঻࣋ᐞ䗋ᕇ᷇ᨀਆ⦷/%
37.00
1.0 1.0
0.5 0.5
0.0 0.0ˉ0.5D⋴঻⅑ᮠ ˉ0.5ˉ1.0ˉ1.044.7552.5060.2568.00 b䗋ᕇ᷇ᨀਆ⦷/% A⋴঻⑙ᓖ
29
1.0 1.0
0.5 0.5
0.0 0.0ˉ0.5Cڌ┎ᰦ䰤 ˉ0.5ˉ1.0ˉ1.038475665 c B঻࣋ᐞ䗋ᕇ᷇ᨀਆ⦷/%
※工艺技术 食品科学 2016, Vol.37, No.08 79
1.0
33
41
49
57
65
1.0
0.5 0.5
0.0 0.0ˉ0.5 ˉ0.5ˉ1.0D⋴঻⅑ᮠ ˉ1.0d䗋ᕇ᷇ᨀਆ⦷/% B঻࣋ᐞ䗋ᕇ᷇ᨀਆ⦷/% 1.028.0037.2546.5055.7565.00 e 1.0
0.5 0.5
0.0 0.0ˉ0.5 ˉ0.5ˉ1.0ˉ1.0D⋴঻⅑ᮠ Cڌ┎ᰦ䰤
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 ）。
图 7 各因素交互作用对辛弗林提取率影响的响应面图
Fig.7 Response surface graphs showing the effect of interactions
among various factors on the extraction yield of synephrine
由图7可知，在所考察的因素范围内，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 个因素的作用下，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。
2.3.3 最优工艺条件的确定
用Design-Expert 7.0软件对真空气流细胞破壁条件进
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细胞破壁
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3 次，进行3 次平行实验，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
40
45
50
55
60
65
70 a
b
A ᇎ傼㓴 ሩ➗㓴䗋ᕇ᷇ᨀਆ⦷/%
10
15
20
25
30
35
40
45
50
a
b⹤᷌⦷/% B ᇎ傼㓴 ሩ➗㓴
图 8 质构保护处理和真空气流细胞破壁技术对辛弗林提取率（A）和
破果率（B）的作用效果
Fig.8 Effects of tissure protection and VAPB on the extraction yield of
synepfrine and the percentage of broken fruits
为了评价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的影响，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
节最优真空气流细胞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。由图8A可见，真空气流细胞
细胞破壁处理过的蕉柑落果显著高于未进行真空气流细
胞破壁组（P＜0.05），辛弗林提取率由42.48%提高到
69.42%，提高了26.94%；由图8B得知，真空气流细胞破
壁处理组的破果率为33.21%，而未进行真空气流细胞破
壁组为45.28%，处理组破果率下降了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。
3 结 论
通过单因素试验，确定在质量浓度0.3 g/100 mL的海
藻酸钠溶液中浸泡20 min，接着在质量浓度0.15 g/100 mL
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。
通过单因素试验和响应面试验，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
进行真空气流细胞破壁对照组，辛弗林提取率增加了
26.94%，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.
80 2016, Vol.37, No.08 食品科学 ※工艺技术
[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
科学, 2003(3): 43-44. DOI:10.3969/j.issn.1006-060X.2003.03.021.
[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. DOI:10.3321/
j.issn:1001-5302.1999.05.001.
[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
脱落损耗[J]. 园艺学报, 2013, 40(12): 2489-2496. DOI:10.3969/
j.issn.0513-353X.2013.12.016.
[6] EMAN S. Determination of synephine and octopamine in bitter orange
peel by HPLC with densitometry[J]. Journal of Chromatographic
Science, 2014, 52: 899-994. DOI:10.1093/chromsci/bmt113.
[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.
DOI:10.1016/j.talanta.2004.12.045.
[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 Clinical Pharmacology, 2001, 41(10): 1059-
1063. DOI:10.1177/00912700122012652.
[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 Pharmaceutical
Biomedical Anallysis, 2002, 29: 1113-1119. DOI:10.1016/S0731-
7085(02)00153-X.
[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. DOI:10.1016/
j.foodchem.2010.08.013.
[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. DOI:10.3969/
j.issn.1673-9078.2007.03.030.
[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 . 果皮果渣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. DOI:10.3969/
j.issn.1007-1458.2012.04.020.
[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. DOI:10.7506/
spkx1002-6630-201310072.
[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. DOI:10.3969/
j.issn.0253-2417.2014.04.018.
[19] BOONNAKHOM T, TAKASHI K, SHUJI A. Effects of repeated
treatment on the properties of rice stem extract using subcritical water,
ethanol, and their mixture[J]. Journal of Industrial and Engineering
Chemistry, 2014, 20: 2610-2614. DOI:10.1016/j.jiec.2013.10.048.
[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. DOI:10.1016/j.carbpol.2009.11.018.