免费文献传递   相关文献

超临界二氧化碳萃取金柑中柠檬苦素工艺条件优化及数学模型研究



全 文 :超临界二氧化碳萃取金柑中柠檬苦素工艺条件优化
及数学模型研究
孟 鹏 1,2 郑宝东 1*
(1福建农林大学食品科学学院 福州 350002 2福建省产品质量检验研究院 福州 350002)
摘要 为优化金柑中柠檬苦素超临界二氧化碳提取工艺参数,在单因素试验的基础上,采用响应面分析法建立
二次多项式数学模型,并分析模型的有效性与各因素间的交互作用。 结果表明:在萃取压力 33 MPa,萃取温度
50 ℃,萃取时间 2.2 h 的条件下,柠檬苦素提取率达 7.02 g/kg。 在最佳条件下所得试验结果与模型预测值吻合,
说明所建模型切实可行。
关键词 金柑; 柠檬苦素; 超临界 CO2; 响应面
文章编号 1009-7848(2012)07-0080-08
金柑(Kumquat)又名金橘、金枣、金弹,属芸香
科 (Rutaceae)、柑橘亚科 (Aurantioideae)、柑橘族
(Citreae)、金柑属(Fortunella)植物,原产我国,已
有 1600 多年的栽培历史[1]。 福建省尤溪县是目前
中国唯一的“中国金柑之乡”。金柑仍以鲜食为主,
粗加工产品也仅见果脯、果酱等产品,产品附加值
低,尚未形成金柑产业链,制约了产业的发展。 因
此, 研究金柑中的生物活性成分对开发利用金柑
资源具有重要的现实意义。 金柑由于受到生长地
域的限制, 国内外对金柑中生物活性物质研究还
处于起步阶段。 国内的研究主要集中在金柑中总
黄酮提取及功能性研究[2-3]。
柠檬苦素类化合物(Limonoids)是一类高度氧
化的四环三萜类次生代谢产物, 主要存在于芸香
科(Rutaceae)和楝科(Meliaceae)多种植物组织中,
迄今已从这些植物中分离 300 多种柠檬苦素类化
合物[4],其代表物主要是柠檬苦素和诺米林。 据文
献报道,柠檬苦素具有抗菌[5]、抗病毒[6]、抗癌[7]和明
显的昆虫拒食活性与昆虫不育[8]等作用,已引起医
学界和食品界的关注。 虽然对柠檬苦素类化合物
需求增加,但缺乏经济的提取和纯化方法,阻碍了
该种物质的市场化发展[9]。
超临界二氧化碳萃取技术具有操作条件温
和,分离容易,提取速度快,提取物纯度高,活性成
分和热敏性成分不易被破坏等优点, 已被成功地
应用于多种天然有效成分的提取。 本文采用响应
面法研究影响超临界二氧化碳萃取金柑中柠檬苦
素的主要因素及其相互关系,并拟合回归方程,优
化提取工艺,为工业化生产开发提供理论参数。
1 材料与方法
1.1 试验材料
金柑:采于福建尤溪,去核,45℃热风烘干,粉
碎,过 40目筛,备用。
试剂:柠檬苦素标样(Limonin),购自 SIGMA
公司;硫酸、甲醇、乙醇、对-二甲氨基苯甲醛、三氯
化铁等均为国产分析纯试剂;CO2 (纯度 99.5%以
上),由福建省东南电化有限公司提供。
1.2 仪器
HA120-50-01(02)型超临界 CO2 萃取装置,
江苏南通华安超临界萃取有限公司生产。 萃取温
度常温至 75 ℃, 最高萃取压力 50 MPa,CO2流量
0~50 L/h。 LAMBDA 双光束紫外分光光度计 ,
PerkinElmer。
收稿日期: 2011-08-29
基金项目: 福建省科技创新平台建设项目(2009N2002)
作者简介: 孟鹏,男,1980 年出生,博士生,工程师
通讯作者: 郑宝东
Vol. 12 No. 7
Jul. 2 0 1 2Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology
中 国 食 品 学 报第 12 卷 第 7 期
2 0 1 2 年 7 月
DOI:10.16429/j.1009-7848.2012.07.015
第 12 卷 第 7 期
2 试验方法
2.1 柠檬苦素的超临界提取工艺
准确称取 5 g 金柑粉放入萃取罐中, 对萃取
罐、分离罐 I、分离罐Ⅱ、贮罐分别加热或冷却,当
达到选定的温度时开启 CO2瓶阀门, 通过高压泵
对系统进行加压。 当系统压力达到所选定的压力
时,开始循环萃取,保持恒温、恒压,按照设定的取
样时间从分离罐 II取样。流程是:CO2瓶→制冷系
统→高压泵→萃取罐→分离罐 I→分离罐Ⅱ→(循
环)。
2.2 金柑柠檬苦素的测定
采用比色法测定柠檬苦素含量[10]。
2.2.1 标准曲线的制作 精密称取 7.5 mg 柠檬苦
素标准品, 用无水甲醇定容至 50 mL, 得 150 μg/
mL 标准工作溶液。在 5 支试管中分别加入 0.0、
0.5、1.0、1.5、2.0 mL 标准溶液,分别加无水乙醇至
2.0 mL, 再各加入反应液 5.0 mL, 摇匀, 静置 30
min,于波长 500 nm处测定吸光值。 通过 Excel软
件建立标准曲线,用最小二乘法做线性回归,得标
准曲线回归方程。
2.2.2 柠檬苦素提取率的计算 将金柑柠檬苦素
提取液定容到 25 mL,取 2.0 mL,按照上述显色方
法在 500 nm波长处测吸光度。通过标准曲线计算
反应液中柠檬苦素的含量。
金柑柠檬苦素提取率(g/kg)= m1m
25 ×2.0
式中 ,m1——反应液中柠檬苦素含量 ,mg;
m——金柑粉的质量,g。
2.3 试验设计
2.3.1 单因素试验 取 5 g金柑粉,以柠檬苦素提
取率为指标,研究夹带剂种类、夹带剂浓度、萃取
压力、萃取时间、二氧化碳流量、萃取温度对柠檬
苦素提取率的影响。
采用无水乙醇、丙酮、苯、二氯甲烷、乙醚、正
丁醇考察适宜金柑柠檬苦素的夹带剂种类。 夹带
剂含量采用 50%、60%、70%、80%、90%、100% 6
个水平; 萃取压力采用 15、20、25、30、35、40 MPa
6 个水平; 萃取时间采用 30、60、90、120、150、180
min 6 个水平;CO2 流量采用 10、15、20、25、30、35
kg/h 6 个水平; 萃取温度采用 30、35、40、45、50、
55、60℃ 7个水平。
2.4 响应面法优化柠檬苦素提取工艺
在单因素试验的基础上, 采用 Box-Behnken
试验设计方案,以萃取压力(A)、萃取温度(B)、萃
取时间(C)为考察变量,以金柑柠檬苦素 Y 为响
应值,以-1、0、1 分别代表变量的水平。 试验设计
与数据处理由 Design Expert v.6.0.7 软件完成。
3 结果与分析
3.1 单因素试验
3.1.1 夹带剂对金柑柠檬苦素提取率的影响 为
了确定较优的夹带剂, 选择 6 种不同极性的有机
溶剂做比较试验。 在萃取压力 30 MPa,萃取温度
50 ℃,CO2流量 20 kg/h, 夹带剂添加量 50 mL,萃
取 2 h 条件下,以不加夹带剂为对照,柠檬苦素提
取率见表 1。 不同夹带剂对金柑柠檬苦素的提取
效果是: 二氯甲烷>无水乙醇>苯>丙酮>乙醚>正
丁醇>无夹带剂。无水乙醇和二氯甲烷作为夹带剂
提取金柑柠檬苦素得率相当, 均高于其它有机溶
剂。综合考虑夹带剂的价格、毒性和对环境的污染
等因素,本试验选择无水乙醇作为夹带剂。
3.1.2 夹带剂体积分数对金柑柠檬苦素提取率的
影响 在萃取压力 30 MPa, 萃取温度 50 ℃,CO2
流量 20 kg/h,夹带剂添加量 50 mL,萃取 2h 条件
下, 夹带剂体积分数对柠檬苦素提取率的影响见
图 1。
由图 1 得出, 随着夹带剂乙醇体积分数的升
高,柠檬苦素提取率增加。其主要原因是试验物料
夹带剂种类 柠檬苦素提取率/g·kg-1
无夹带剂 1.50
苯 5.12
二氯甲烷 5.80
乙醚 3.55
正丁醇 2.98
无水乙醇 5.77
丙酮 4.74
表 1 不同种类夹带剂对柠檬苦素提取率的影响
Table 1 Effects of different co-solvent on limonoids
extraction rate
超临界二氧化碳萃取金柑中柠檬苦素工艺条件优化及数学模型研究 81
中 国 食 品 学 报 2012 年第 7 期
具有黏性,夹带剂水分含量越高,物料吸水膨胀程
度越大,进而影响超临界二氧化碳的渗入,导致提
取率下降[11]。 通过试验比较,90%~100%的乙醇对
柠檬苦素提取率影响不明显, 因此选择 90%乙醇
作为夹带剂即能满足试验要求。
3.1.3 萃取压力对金柑柠檬苦素提取率的影响
在萃取温度 50℃,CO2流量 20 kg/h, 夹带剂 90%
乙醇 50 mL,萃取 2 h 条件下,考察萃取压力对金
柑柠檬苦素提取率的影响,结果见图 2。
由图 2可知,在萃取压力 15~30 MPa 范围内,
提取率随着萃取压力的升高而迅速增加; 当萃取
压力>30 MPa时,提取率增加缓慢。 其主要原因是
随着萃取压力的增加, 超临界二氧化碳的溶解能
力相应增强,当萃取压力超过一定值后,萃取其它
物质的能力也增强,纯度下降;同时减少了传质接
触时间,使得柠檬苦素溶出困难,导致提取率增加
缓慢[12]。 本试验选择萃取压力范围 25~35 MPa。
3.1.4 萃取时间对金柑柠檬苦素提取率的影响
在萃取压力 30 MPa, 萃取温度 50℃,CO2流量 20
kg/h,夹带剂 90%乙醇 50 mL 条件下,考察萃取时
间对金柑柠檬苦素提取率的影响,结果见图 3。
由图 3 得出,萃取时间越长,提取率越高,但
90 min 后,提取率上升缓慢。 萃取时间太短,超临
界 CO2流体与溶质未达到良好接触,提取率较低;
随着时间的延长,传质达到良好状态,萃取速率增
大[13]。 萃取一定时间后,柠檬苦素在超临界流体中
的溶解接近平衡,从而使提取率变化不大,且能耗
增加。
3.1.5 二氧化碳流量对金柑柠檬苦素提取率的影
响 在萃取压力 30 MPa,萃取温度 50 ℃,夹带剂
90%乙醇 50 mL,萃取 2 h 条件下,考察二氧化碳
流量对柠檬苦素提取率的影响,结果见图 4。
7
6
5
4
3
2
1
0







/g·
kg
-1
50 60 70 80 90 100
夹带剂体积分数/%
图 1 夹带剂体积分数对柠檬苦素提取率的影响
Fig.1 Effects of co-solvent concentration
on limonoids extraction rate
7
6
5
4
3
2
1
0







/g·
kg
-1
萃取压力/MPa
图 2 萃取压力对柠檬苦素提取率的影响
Fig.2 Effects of pressure on limonoids extraction rate
15 20 25 30 35 40 45
7
6
5
4
3
2
1
0







/g·
kg
-1
30 60 90 120 150 180
萃取时间/min
图 3 萃取时间对柠檬苦素提取率的影响
Fig.3 Effects of extraction time on limonoids
extraction rate
6
5
4
3
2
1
0
10 15 20 25 30 35
二氧化碳流量/kg·h-1
图 4 二氧化碳流量对柠檬苦素提取率的影响
Fig.4 Effects of CO2 flow rate on limonoids
extraction rate







/g·
kg
-1
82
第 12 卷 第 7 期
在一定流量范围内,随 CO2流量增加,物料有
效扩散系数增加, 使得流体相的传质阻力显著降
低;但当流量过大时,使 CO2与物料的接触时间缩
短,萃取率反而下降。 在相同条件下,当 CO2流量
为 20 kg / h时,萃取所得柠檬苦素提取率最高。
3.1.6 萃取温度对金柑柠檬苦素提取率的影响
在萃取压力 30 MPa,CO2 流量 20 kg/h, 夹带剂
90%乙醇 50 mL,萃取 2 h 条件下,考察萃取温度
对金柑柠檬苦素提取率的影响,结果见图 5。
由图 5 得出,随着温度的升高,柠檬苦素提取
率相应增加,当萃取温度 50 ℃时,提取率达到最
大值。温度升高,有利于增加超临界 CO2的溶解度
和提高扩散系数,利于萃取;温度过高,减少了超临
界 CO2的密度,导致溶解能力降低,不利于萃取[14]。
3.2 响应面法优化超临界二氧化碳萃取金柑中
柠檬苦素的提取工艺
3.2.1 响应面(RSM)试验设计 根据 Box-Behnken
中心设计原理 [15],综合单因素试验结果,以萃取温
度、萃取时间和萃取压力 3 个因素为自变量,以柠
檬苦素提取率为响应值,设计 3 因素 3 水平试验,
见表 2。
3.2.2 响应面法优化超临界二氧化碳萃取柠檬苦
素的工艺 设计 17 个试验点,其中 12 个析因点,
5个零点。 所有试验重复 3次,取平均值。 响应面
分析方案及结果见表 3。
30 35 40 45 50 55 60
萃取温度/℃
7
6
5
4
3
2
1
0







/g·
kg
-1
图 5 萃取温度对柠檬苦素提取率的影响
Fig.5 Effects of temperature on limonoids
extraction rate
B(萃取温度/℃) 45 50 55
C(萃取时间/h) 1.5 2.0 2.5
A(萃取压力/MPa) 25 30 35
-1 0 1
因素
水平
表 2 试验设计因素和水平
Table 2 Design table of factors and levels
试验序号 A(萃取压力/MPa) B(萃取温度/℃) C(萃取时间/h) Y 柠檬苦素提取率/g·kg-1
1 0 1 1 5.50
2 0 -1 -1 4.32
3 0 0 0 6.90
4 -1 0 -1 4.65
5 -1 1 0 4.84
6 0 -1 1 5.27
7 0 1 -1 4.61
8 -1 0 1 5.22
9 -1 -1 0 4.71
10 1 -1 0 5.87
11 0 0 0 6.85
12 1 0 1 6.70
13 1 0 -1 5.46
14 0 0 0 6.87
15 0 0 0 6.89
16 1 1 0 5.86
17 0 0 0 6.81
表 3 响应面法设计及试验结果
Table 3 Design and experimental results of RSM
超临界二氧化碳萃取金柑中柠檬苦素工艺条件优化及数学模型研究 83
中 国 食 品 学 报 2012 年第 7 期
3.3 模型的建立及显著性检验
利用 Design-Expert 软件对表 3 数据进行二
次回归拟合,得到金柑柠檬苦素提取率(Y)对萃取
压力(A)、萃取温度(B)和萃取时间(C)的回归模
型:
Y=-135.44+1.20A+4.32B+13.21C-1.40AB+
0.067AC-6.00BC-0.019A2-0.042B2-3.50C2
采用 ANOVA 分析响应面的回归参数, 验证
回归模型及各参数的显著度,结果见表 4。
方差来源 平方和 SS 自由度 DF 均方 MS F 值 P 显著性
模型 14.22 9 1.58 413.65 <0.0001 **
A 2.50 1 2.50 653.70 <0.0001 **
B 0.051 1 0.051 13.40 0.0081 **
C 1.67 1 1.67 435.86 <0.0001 **
AB 4.9×10-3 1 4.9×10-3 1.28 0.2947
AC 0.11 1 0.11 29.37 0.0010 **
BC 9.0×10-4 1 9.0×10-4 0.24 0.6423
A2 0.97 1 0.97 254.70 <0.0001 **
B2 4.76 1 4.76 1245.84 <0.0001 **
C2 3.23 1 3.23 845.19 <0.0001 **
残差 0.027 7 3.8×10-3
失拟检验 0.022 3 7.2×10-3 5.63 0.0642
纯误差 5.1×10-3 4 1.3×10-3
总误差 14.25 16
表 4 响应面二次回归方程方差分析
Table 4 Analysis of variance for response surface quadratic regression equation
注:* 代表 p<0.05,显著;*** 代表 p<0.01,极显著。
由表 4 方差分析可知,此模型的 p<0.0001,响
应面回归模型达到高度显著水平。 模型失拟项表
示模型预测值与实际值不拟合的概率 [16]。 模拟失
拟项 P=0.0642>0.05,模拟失拟项不显著,说明所
选模型适宜。 该方程的相关系数 R2=0.9981,说明
模型相关度很好。 变异系数(CV)反应模型的置信
度,CV值越低,模型的置信度越高。 本试验的 CV
值为 1.08%, 说明该模型方程能够很好地反映真
实的试验值, 可用此模型对柠檬苦素提取率进行
分析和预测。
对上述回归模型系数的逐项显著性检验结果
表明,萃取压力(A)、萃取温度(B)和萃取时间(C)
的一次项和二次项影响极显著;交互项中 AC(P=
0.001)影响极显著,其它两项影响不显著。 此结果
表明萃取压力、 萃取温度和萃取时间对柠檬苦素
提取率影响效应明显, 且萃取压力和萃取时间对
柠檬苦素提取率有交互作用。
3.4 响应面交互作用分析与优化
通过 Design-Expert 软件绘制响应面曲线图,
为进一步研究相关变量之间的交互作用以及确定
最优点提供可视化分析。 响应面图形是响应值对
各输入因子构成的三维空间的曲面图。 响应面分
析的等高线图可直观地反映各因素对响应值的影
响及最佳参数和各参数之间的相互作用 [17]。 图 6~
图 8 分别显示 3 组试验参数以柠檬苦素提取率为
响应值的趋势图。
等高线图可以直观地反映两变量交互作用的
显著程度,圆形表示两因素交互作用不显著,而椭
圆形与之相反[18]。 由图 6可知,萃取温度和萃取压
力交互作用显著, 柠檬苦素提取率随着萃取压力
和萃取温度的升高呈先上升后下降趋势。 提取率
对萃取压力的变化比对萃取温度的变化敏感。 由
图 7 可知,萃取时间和萃取温度交互作用不显著,
当提取时间超过 2 h 时, 柠檬苦素提取率不再显
著增加。 由图 8 可知,等高线曲线比较密集,曲线
比较陡,说明萃取压力和萃取时间交互作用显著,
对柠檬苦素提取率的影响显著。
84
第 12 卷 第 7 期
25.00 27.50 30.00 32.50 35.00
55.00
52.50
50.00
47.50
45.00
7.1
6.475
5.85
5.225
4.6
55.00
52.50
50.00
47.50
45.00 25.00
27.50
30.00
32.50
35.00





/g·
kg
-1
B:温度/℃ A:压力/MPa
B:


/℃
A:压力/MPa
(a) (b)
柠檬素含量/g·kg-1
图 6 Y=F(压力 A,温度 B)对柠檬苦素提取率影响的响应面图和响应等高线图
Fig.6 Response surface plot and contour plot of the effects of A and B on the limonoids extraction rate
2.50
2.25
2.00
1.75
1.50
7
6.3
5.6
4.9
4.2
2.50
2.25
2.00
1.75
1.50 45.00 57.50 50.00 52.50 55.0045.00
57.50
50.00
52.50
55.00





/g·
kg
-1
柠檬素含量/g·kg-1
C:时间/h B:温度/℃
B:温度/℃
C:


/h
图 7 Y=F(温度 B,时间 C)对柠檬苦素提取率影响的响应面图和响应等高线图
Fig.7 Response surface plot and contour plot of the effects of B and C on the limonoids extraction rate
(a) (b)
7.2
6.55
5.9
5.25
4.6
2.50
2.25
2.00
1.75
1.50 25.00
30.00
32.50
35.00
27.50





/g·
kg
-1
C:时间/h A:压力/MPa
2.50
2.25
2.00
1.75
1.50
柠檬素含量/g·kg-1
25.00 27.50 30.00 32.50 35.00
A:压力/MPa
C:


/h
图 8 Y=F(压力 A,时间 C)对柠檬苦素提取率影响的响应面图和响应等高线图
Fig.8 Response surface plot and contour plot of the effects of A and C on the limonoids extraction rate
超临界二氧化碳萃取金柑中柠檬苦素工艺条件优化及数学模型研究
(a) (b)
85
中 国 食 品 学 报 2012 年第 7 期
3.5 回归模型的验证
由图 6a、 图 7a和图 8a中响应面立体图可以
看出,响应值存在最大值。通过软件分析、计算,当
柠檬苦素提取率最大预测值为 7.08 g/kg 时,萃取
压力为 32.84 MPa,萃取温度为 50.09 ℃,萃取时间
为 2.15 h。
为检验模型预测的准确性, 在萃取压力 33
MPa,萃取温度 50 ℃,萃取时间 2.2 h的条件下,做
验证试验。重复 5次试验,所得柠檬苦素平均提取
率为 7.02 g/kg,与预测结果吻合。由此表明优化的
回归模型与实际情况相符,回归模型可靠。
4 结论
利用响应面法对超临界二氧化碳萃取金柑中
柠檬苦素的关键因子进行了优化, 建立了柠檬苦
素提取率与 3 个关键因子 (萃取压力、 温度及时
间)的二次多项式回归模型,经验证其合理可靠。
利用模型的响应面及其等高线对柠檬苦素提取率
的关键因子及其相互作用进行分析, 得出最佳柠
檬苦素提取条件是:萃取压力 33 MPa,萃取温度
50 ℃,萃取时间 2.2 h。 在此条件下柠檬苦素最大
提取率为 7.02 g/kg。
参 考 文 献
[1] 徐建国, 林大盛. 宁波金柑东渡日本史考[J]. 中国农史, 1999, 18(1): 97-101.
[2] 唐巧玉, 周毅峰, 朱玉昌, 等. 金橘皮中黄酮类物质的提取及其体外抗氧化活性的研究[J]. 农业工程学报, 2008,
24(6): 258-261.
[3] 黎继烈, 刘宗敏, 钟海雁, 等. 金柑总黄酮对小鼠胃肠吸收功能的影响[J]. 中南林业科技大学学报, 2007, 27(2):
79-82.
[4] 孟鹏. 金柑的研究现状及其开发前景[J]. 农产品加工·学刊, 2009,(11): 35-37.
[5] M. kumar, R.K. Upreti. In vitro effect of azadirachin on aerobic bacteria of rat intestine [J]. Bull. Environ. Contam,
Tosicla, 2003, 70(6): 1205-1212.
[6] Matsuda H, Yoshikawa M, linuma M, et al. Antinociceptive and antiinflammatory activities of limonin isolated from
the fruit of Evodea rutaecarpa var,bodinieri[J]. Planta Med, 1998, 64(4): 339-342.
[7] Poulose SM, Harris ED, Patil BS. Antiproliferative effects of citrus Limonoids against human neuroblastoma and
colonic adenocarcinoma cells[J]. Nutrition and Cancer, 2006, 56(1): 103-112.
[8] 罗水忠, 潘利华, 何建军, 等. 柑橘籽中柠檬苦素的提取与抑菌性研究[J]. 农产品加工·学刊, 2006, (10): 105-
107.
[9] Braddock R.J.,R.B. Charles. Extraction parameters and capillary electrophoresis analysis of limonin glucoside and
phlorin in citrus by prodects[J]. Agric. Food Chem., 2001, 49: 5982-5988.
[10] 田庆国,丁霄霖. 测定橘核中柠檬苦素类似物的分光光度法[J]. 分析测试学报, 1999, 18(5): 45-47.
[11] Subramaniam B, Rajewski R A, Snavely K. Pharmaceutical processing with supercritical carbon dioxide[J]. J Pharm
Sci, 2000, 86(8): 885-890.
[12] IIIes H G, Daood S, Perneczki L, et al. Extraction of coriander seed oil by CO2 and propane at super-and sub-
critical conditions[J]. J Supercrit Fluid, 2000, 17(2): 177-186.
[13] 罗登林, 聂英, 钟先锋, 等. 超声强化超临界 CO2 萃取人参皂苷的研究[J]. 农业工程学报, 2007, 23 (6): 256-
258.
[14] 张怡, 赵扬帆, 郑宝东. 超临界 CO2萃取姬松茸酚类物质的研究[J]. 食品科学, 2008, 24(10): 110-114.
[15] 张弛. 六西格玛实验设计[M]. 广州:广州经济出版社, 2003: 289-307.
[16] Rastogi N K, Rashmi K R. Optimization of enzymatic liquefaction of mango pulp by reponse methodology [J]. Eur
Food Res Technol, 1999, 209:57-62.
[17] 朱磊, 王振宇, 周芳. 响应面法优化微波辅助提取黑木耳多糖工艺研究[J]. 中国食品学报, 2009, 9(2): 53-60.
[18] 代文亮, 程龙, 陶文沂, 等. 响应面法在紫杉醇产生菌发酵前体优化中的应用[J]. 中国生物工程杂志, 2007, 27
(11): 66-72.
86
第 12 卷 第 7 期
鹰嘴豆可提取抗肿瘤蛋白质和多肽
中科院新疆理化技术研究所资源化学研究室的科研人员研制出一种从鹰嘴豆豆瓣中提取
天然抗肿瘤活性蛋白质和多肽的方法。 相关研究成果日前获国家发明专利授权。
目前,肿瘤已成为仅次于心脑血管疾病的第二大杀手,寻找高效、低毒的抗肿瘤药物成为
世界范围内相关研究的热点之一。 生物活性肽是一类天然存在于动、植物和微生物等生物体内
的多功能化合物。 动、植物蛋白质经过蛋白酶解以及人工化学合成、生物工程等方法也可获得
生物活性肽。 目前,生物体内已发现了几百种肽,它们是机体完成各种复杂生理活性必不可少
的参与者。
鹰嘴豆属于豆科豌豆族鹰嘴豆属,在新疆有着 2500 年的生长历史,是维吾尔医常用药材,
已被收载到卫生部《药品标准》维吾尔药分册和《维吾尔药志》中。 虽然鹰嘴豆用药历史悠久,但
其功能因子不清楚,特别是具有生物活性的多肽类化合物的研究尚为空白。
此次研发的从鹰嘴豆豆瓣中提取天然抗肿瘤活性蛋白质和多肽的方法, 通过磷酸缓冲溶
液提取、硫酸铵沉淀、除盐和离心等步骤,即可得到能抑制结肠癌细胞活性的蛋白质和多肽。 这
为维吾尔药食两用植物鹰嘴豆的生物活性物质基础研究以及相应的产品开发提供了依据。
据研究人员介绍,该方法提取过程简单,又不易使蛋白质和多肽失活,制备的多肽生物活
性高、无毒性、热稳定性好,易于扩大规模生产,可降低提取过程的成本,是提取制备生物活性
蛋白质和多肽的理想方法之一。 通过该方法获得的蛋白质和多肽,可用于制备功能食品或药品
添加剂。
(消息来源:中国科学报)
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!

Technical Parameter Optimization and Mathematical Model for Extraction of Limonin from
the Kumquat by Supercritical Carbon Dioxide Fluid
Meng Peng1,2 Zheng Baodong1*
(1Food Science College of Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002
2Fujian Inspection and Research Institute for Product Quality, Fuzhou 350002)
Abstract In order to optimize the extraction technology of Limonin from the Kumquat with supercritical CO2, based
on the single -factor experiment, a quadratic -multinomial -mathematial model was established by Response Surface
Methodology (RSM). The applicability of the model and interaction involved factors on extraction of limonin was verified.
The results indicated that when the pressure of 33 MPa, temperature of 50 ℃, exaction time of 2.2 h, the highest exac-
tion rate of limonin was 7.02 g/kg. Under the optimum condition, the results showed the model fitted well the experimen-
tal data and the model was fesdible.
Key words Kumquat; Limonin; supercritical CO2; response surface methodology(RSM)
超临界二氧化碳萃取金柑中柠檬苦素工艺条件优化及数学模型研究 87