響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化真空氣流細(xì)胞破壁提取蕉柑落果辛弗林工藝

劉謀泉，孔美蘭，劉志聰，張福平，陳德賓

（1.韓山師范學(xué)院生命科學(xué)與食品科技學(xué)院，廣東 潮州 521041；2.廣東富味制果廠有限公司，廣東 汕頭 515011）

響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化真空氣流細(xì)胞破壁提取蕉柑落果辛弗林工藝

劉謀泉1，孔美蘭1，劉志聰1，張福平1，陳德賓2

（1.韓山師范學(xué)院生命科學(xué)與食品科技學(xué)院，廣東 潮州 521041；2.廣東富味制果廠有限公司，廣東 汕頭 515011）

為開發(fā)利用蕉柑落果資源，提高蕉柑落果中辛弗林的提取率，并盡量保護(hù)蕉柑組織形態(tài)完整，對質(zhì)構(gòu)保護(hù)液質(zhì)量濃度以及真空氣流細(xì)胞破壁技術(shù)的4 個影響因素進(jìn)行考察；并采用Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計及響應(yīng)面分析對真空氣流細(xì)胞破壁技術(shù)的工藝條件進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明，質(zhì)構(gòu)保護(hù)最佳處理工藝為：首先在質(zhì)量濃度0.3 g/100 mL的海藻酸鈉溶液中浸泡20 min，接著在質(zhì)量濃度0.15 g/100 mL的氯化鈣溶液中浸泡60 min；真空氣流細(xì)胞破壁前處理最佳工藝為：泄壓溫度100 ℃、壓力差116 kPa、停滯時間21 min、泄壓3 次。此時辛弗林提取率為69.42%，破果率為33.21%；相比直接進(jìn)行亞臨界水提取對照組，破果率下降了12.07%，辛弗林提取率增加了26.94%。

蕉柑；生理落果；真空氣流細(xì)胞破壁；辛弗林

劉謀泉， 孔美蘭， 劉志聰， 等. 響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化真空氣流細(xì)胞破壁提取蕉柑落果辛弗林工藝［J］. 食品科學(xué)， 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

蕉柑（Citrus tankan）又名桶柑、招柑，我國廣東、福建、廣西、臺灣栽培較多［1］。跟其他種類柑橘一量，在蕉柑果實(shí)發(fā)育過程中，會產(chǎn)生大量的生理落果［2-3］。目前，對于這些落果的開發(fā)利用十分不足，僅有少量幼果被烘干制成枳實(shí)，作為中藥使用［4-5］。研究表明，多數(shù)柑橘類幼果中含有辛弗林、橙皮苷等活性物質(zhì)，在升壓、抗氧化、清除自由基、抑菌等方面有著重要的生理作用［6-8］。其中辛弗林屬于一種生物堿，具有收縮血管、提高血壓和較強(qiáng)的擴(kuò)張氣管和支氣管的作用，還能夠促進(jìn)新陳代謝、增加熱量消耗，提高能量水平、氧化脂肪，是一種天然興奮劑，無副作用，能夠緩解因肥胖引起的輕度和中度抑郁癥［9-11］。

目前辛弗林的提取工藝有煎煮法、熱回流法、有機(jī)溶劑浸提法等，存在耗時長、提取率低、有機(jī)溶劑回收利用難弊端，制約了我國傳統(tǒng)優(yōu)勢資源的現(xiàn)代化發(fā)展［12-14］。真空氣流細(xì)胞破壁技術(shù)是新鮮植物量品在密閉加壓條件下進(jìn)行加熱，窗體頂端通過瞬間減壓，原料細(xì)胞內(nèi)的水分突然氣化，發(fā)生閃蒸，在水變成水蒸氣的過程，物料細(xì)胞體積猛增，細(xì)胞壁因壓力巨變而破碎，此技術(shù)特點(diǎn)為植物細(xì)胞破壁率高、破壁完全，并且不改變藥材的物理形狀［15］。由于細(xì)胞壁的破碎，使內(nèi)部的有效成分更易被溶劑溶出，此技術(shù)對植物細(xì)胞破壁率高，可達(dá)90%以上［16］。此技術(shù)主要應(yīng)用在中草藥有效成分提取研究［17］，在水果活性成分提取前處理中的應(yīng)用鮮有報道。

本研究采用質(zhì)構(gòu)保護(hù)液對蕉柑落果整果進(jìn)行浸泡處理后，采用真空氣流細(xì)胞破壁技術(shù)對蕉柑進(jìn)行細(xì)胞破壁前處理，然后采用亞臨界水提取蕉柑辛弗林，提取后的蕉柑大部分果形完整，可以作為廣式?jīng)龉希_(dá)到提高產(chǎn)品附加值和綜合利用的目的，同時為其他品種柑橘落果的加工利用提供了參考。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

蕉柑為廣東省潮安縣鳳凰鎮(zhèn)豐收果園收集的5月份柑橘落果，果實(shí)直徑1.5～2.5 cm，經(jīng)韓山師范學(xué)院生物學(xué)系張福平研究員鑒定為蕉柑。將蕉柑落果進(jìn)行清洗并瀝干水分，保鮮袋包裝于4 ℃冷藏備用。

甲醇、乙腈（均為色譜純） 美國Sigma公司；辛弗林標(biāo)準(zhǔn)品（分析純） 中國食品藥品檢定研究院；其余試劑均為分析純。

1.2儀器與設(shè)備

1200高效液相色譜儀 美國Agilent公司；FD-03型真空冷凍干燥實(shí)驗(yàn)設(shè)備 聯(lián)友冷凍設(shè)備有限公司；Genpure超純水設(shè)備 德國TKA公司；亞臨界提取釜、真空氣流細(xì)胞破壁機(jī)組（圖1） 廣東富味制果廠有限公司（自制）。

圖1　真空氣流細(xì)胞破壁裝置示意圖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藝

工藝流程：蕉柑落果→挑選→清洗→瀝干→質(zhì)構(gòu)保護(hù)液處理→真空氣流細(xì)胞破壁處理→亞臨界水提取→測定。

真空氣流細(xì)胞破壁預(yù)處理基本流程：關(guān)閉1號氣流泄壓閥，根據(jù)泄壓后的壓力將真空罐抽真空到指定真空度；接著將質(zhì)構(gòu)保護(hù)液處理過的蕉柑落果置于反應(yīng)罐中，快速升溫至泄壓溫度；接著通過4號壓力閥調(diào)節(jié)壓力至相對壓力0.05 MPa，保持該溫度和壓力一定時間后，打開1號氣流泄壓閥，快速泄壓，重復(fù)上述步驟進(jìn)行泄壓次數(shù)的實(shí)驗(yàn)。在研究質(zhì)構(gòu)保護(hù)液的過程中，真空氣流細(xì)胞破壁的工藝條件固定在壓力差100 kPa、泄壓溫度100 ℃、停滯時間10 min、泄壓1 次。

亞臨界提取基本流程：在前期研究基礎(chǔ)上，確定以超純水為提取劑，將真空氣流細(xì)胞破壁處理好的蕉柑落果放入提取柱中，首先預(yù)熱器預(yù)熱超純水，當(dāng)溫度達(dá)到140 ℃后，通過壓力泵按液固比3∶1把水壓入提取柱中；系統(tǒng)壓力達(dá)到5 MPa，繼續(xù)萃取5 min后萃取結(jié)束［18-20］。

1.3.2蕉柑落果中辛弗林總含量測定

參照王嘉林［21］的方法略有修改，精密稱取蕉柑落果250 g，切碎，采用冷凍干燥法測定蕉柑落果干物質(zhì)含量為11.13 g/100 g；將蕉柑凍干品進(jìn)行粉碎處理并過60 目篩，精確稱取蕉柑粉末3.126 7 g，置于500 mL平底燒瓶中，加250 mL甲醇，稱質(zhì)量，水浴回流3 h后，冷卻，再稱質(zhì)量，用甲醇補(bǔ)足減少質(zhì)量，搖勻過濾，精密量取續(xù)濾液10 mL，蒸干，殘渣加水10 mL使其溶解，通過聚酰胺柱（60～80 目，填料質(zhì)量2.5 g，內(nèi)徑1.5 cm，干法裝柱），收集濾液，用25 mL水洗脫，收集洗脫液，濾液與洗脫液合并，轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，加甲醇至刻度，搖勻。經(jīng)高效液相色譜儀分析檢測辛弗林含量，進(jìn)量前量品通過0.45 μm的微濾膜過濾，即可測定蕉柑落果凍干品中辛弗林總含量，根據(jù)其干物質(zhì)含量，最終計算出蕉柑鮮果中辛弗林總含量為0.254 1 mg/g。

1.3.3蕉柑落果中辛弗林提取率及破果率的計算

精密稱取150 g蕉柑落果，經(jīng)質(zhì)構(gòu)保護(hù)液浸泡以及真空氣流細(xì)胞破壁處理后，采用亞臨界水提取辛弗林。將結(jié)構(gòu)完整的蕉柑取出并稱質(zhì)量；將余下的提取液以3 000 r/min速率離心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，殘渣加水10 mL使其溶解，后續(xù)處理方法同1.3.2節(jié)，按式（1）、（2）計算蕉柑落果辛弗林提取率和破果率。

式中：ρ為提取液辛弗林的質(zhì)量濃度/（mg/mL）；V為提取液的體積/mL；m為蕉柑落果的質(zhì)量/g；A為1.3.1節(jié)中蕉柑落果辛弗林總含量/（mg/g）。

式中：m1、m分別為果形完整果實(shí)質(zhì)量/g和蕉柑落果質(zhì)量/g。

1.3.4質(zhì)構(gòu)保護(hù)液質(zhì)量濃度對辛弗林提取率和破果率的影響

精確稱取7 份質(zhì)量均為150 g的蕉柑落果，分別在質(zhì)量濃度為0、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60 g/100 mL的海藻酸鈉溶液中浸泡20 min，然后按1.3.1節(jié)工藝進(jìn)行真空氣流細(xì)胞破壁前處理及亞臨界水提取辛弗林，確定海藻酸鈉浸泡液的最佳質(zhì)量濃度；另取7 份相同質(zhì)量的蕉柑落果，在上述選定的最佳海藻酸鈉質(zhì)量濃度條件下浸泡20 min，接著在質(zhì)量濃度分別為0.00、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35 g/100 mL的氯化鈣溶液中浸泡60 min，然后在1.3.1節(jié)工藝條件下進(jìn)行辛弗林提取，確定氯化鈣溶液的最佳質(zhì)量濃度。

1.3.5真空氣流細(xì)胞破壁技術(shù)單因素試驗(yàn)

精密稱取150 g蕉柑落果，在最適質(zhì)構(gòu)保護(hù)液浸泡處理后，對真空氣流細(xì)胞破壁影響因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)，亞臨界水提取條件如1.3.1節(jié)工藝進(jìn)行，以辛弗林提取率和蕉柑破果率為指標(biāo)，試驗(yàn)設(shè)計見表1。

表1　真空氣流細(xì)胞破壁技術(shù)單因素試驗(yàn)設(shè)計Table 1 Single-factor designs for cell wall breakdown by vacuum ari current

1.3.6真空氣流細(xì)胞破壁處理工藝條件的優(yōu)化

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇泄壓溫度、壓力差、停滯時間、泄壓次數(shù)進(jìn)行四因素三水平Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計［22］。以辛弗林提取率為響應(yīng)值，試驗(yàn)因素與水平見表2。

表2　Box-Behnken試驗(yàn)因素與水平Table 2 Coded levels for indepdent variables used in Box-Behnken design

1.4數(shù)據(jù)分析

2　結(jié)果與分析

2.1質(zhì)構(gòu)保護(hù)液質(zhì)量濃度對辛弗林提取率和破果率的影響

為了防止蕉柑在亞臨界條件下組織結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?fù)p壞，無法用作涼果原料，本研究采用海藻酸鈉作為外部成膜保護(hù)劑，金屬鈣離子作為組織內(nèi)部質(zhì)構(gòu)保護(hù)劑和海藻酸鈉成膜強(qiáng)化劑，通過雙層保護(hù)技術(shù)對亞臨界水提取前進(jìn)行整體保護(hù)。

圖2　海藻酸鈉（A）和氯化鈣（B）質(zhì)量濃度對辛弗林提取率和破果率的影響Fig.2 Effects of different tissue protectants on the extraction yield of synephrine and the percentage of broken fruits

如圖2A所示，隨著海藻酸鈉質(zhì)量濃度的增加，辛弗林提取率及破果率顯著下降（P＜0.05）；當(dāng)海藻酸鈉質(zhì)量濃度超過0.3 g/100 mL時，曲線趨于平緩，辛弗林提取率及破果率變化不顯著。原因可能是隨著海藻酸鈉質(zhì)量濃度的升高，蕉柑落果表面形成的膜厚度和密度也相應(yīng)增大，既阻障了辛弗林的溶出，也使蕉柑組織形態(tài)不易被破壞，但當(dāng)海藻酸鈉質(zhì)量濃度達(dá)到一定程度后，其在表面形成的膜的厚度不再增大，對破果率影響趨于穩(wěn)定。因此選擇海藻酸鈉質(zhì)量濃度為0.3 g/100 mL較為適宜。

由圖2B可知，隨著氯化鈣質(zhì)量濃度的增加，辛弗林提取率顯著降低（P＜0.05），而氯化鈣質(zhì)量濃度大于0.15 g/100 mL后，破果率以及辛弗林提取率趨于穩(wěn)定，變化不再顯著。原因是溶液中Ca2+置換海藻酸鈉中部分H+和Na+形成海藻酸鈣凝膠，蕉柑組織變硬，對組織內(nèi)辛弗林的溶出速率有一定的影響；同時蕉柑組織不易被破壞。因此選擇氯化鈣質(zhì)量濃度為0.15 g/100 mL比較適宜。

2.2真空氣流細(xì)胞破壁工藝單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1泄壓溫度對辛弗林提取率和破果率的影響

圖3　真空氣流細(xì)胞破壁泄壓溫度對辛弗林提取率和破果率的影響Fig.3 Effects of decompression temperature on the extraction yield of synepfrine and the percentage of broken fruits

如圖3所示，隨著泄壓溫度的升高，辛弗林提取率和破果率顯著上升（P＜0.05）；當(dāng)泄壓溫度超過110 ℃時，辛弗林提取率增加較緩慢，而破果率曲線更加陡峭。原因可能是，在一定的壓力作用下，隨著溫度上升，蕉柑組織細(xì)胞破壁效果越來越顯著，辛弗林提取率穩(wěn)步上升；當(dāng)溫度超過110 ℃時，細(xì)胞破壁加速了蕉柑組織的破壞速率，破果率急劇上升。綜合考慮溫度對二者的影響，真空氣流細(xì)胞破壁技術(shù)的泄壓溫度在110 ℃左右比較適宜。

2.2.2壓力差對辛弗林提取率和破果率的影響

由圖4可知，隨著真空氣流細(xì)胞破壁壓力差的增大，辛弗林提取率顯著增加（P＜0.05）；當(dāng)壓力差超過110 kPa時，辛弗林提取率隨著壓力差的增加顯著下降（P＜0.05）。另一方面，破果率隨著壓力差的增加而持續(xù)顯著增大（P＜0.05）。原因可能是隨著壓力差的增大，細(xì)胞破壁率持續(xù)增大，有利于細(xì)胞內(nèi)辛弗林的溶出，同時蕉柑組織結(jié)構(gòu)受到破壞；當(dāng)壓力差超過110 kPa時，過高的壓力差破壞了辛弗林的結(jié)構(gòu)，引起辛弗林提取率明顯下降。因此，壓力差在110 kPa左右比較適宜。

圖4　真空氣流細(xì)胞破壁壓力差對辛弗林提取率和破果率的影響Fig.4 Effects of pressure difference on the extraction yield of synepfrine and the percentage of broken fruits

2.2.3停滯時間對辛弗林提取率和破果率的影響

圖5　真空氣流細(xì)胞破壁停滯時間對辛弗林提取率和破果率的影響Fig.5 Effects of retention time on the extraction yield of synepfrine and the percentage of broken fruits

由圖5可知，隨著停滯時間的延長，辛弗林提取率和破果率顯著升高（P＜0.05）。從圖5中曲線走勢來看，停滯時間在20 min內(nèi)，辛弗林提取率隨著停滯時間延長而急劇上升，曲線較陡，當(dāng)超過20 min后，提取率曲線偏平緩，上升幅度大大降低；而破果率在停滯時間20 min以內(nèi)時，曲線較平緩，當(dāng)超過20 min后，破果率趨于陡峭。這可能是隨著停滯時間的延長，蕉柑整體溫度更均一，細(xì)胞壁變得更軟，在泄壓時細(xì)胞壁較易被破壞，辛弗林溶出速率加快；同時隨著細(xì)胞壁被破壞程度的加大，細(xì)胞間的接合力相對減小，破果率也隨著上升。綜上所述，停滯時間選擇在20 min左右最為適宜。

2.2.4泄壓次數(shù)對辛弗林提取率和破果率的影響

圖6　真空氣流細(xì)胞破壁泄壓次數(shù)對辛弗林提取率和破果率的影響Fig.6 Effects of number of decompression cycles on the extraction yield of synepfrine and the percentage of broken fruits

如圖6所示，辛弗林提取率隨著泄壓次數(shù)從1 次增加至5 次，辛弗林提取率增加顯著（P＜0.05），但是增加幅度不大，只增加了13%；另一方面，當(dāng)泄壓超過2 次后，破果率隨著泄壓次數(shù)的增加而急劇增加（P＜0.05），僅3 次泄壓就比2次泄壓破果率增加了24%，而5次泄壓后破果率則高達(dá)86%。因此，真空氣流細(xì)胞破壁泄壓2 次左右比較適宜。

2.3真空氣流細(xì)胞破壁工藝響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

2.3.1響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計與結(jié)果及方差分析

表3　響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計及結(jié)果Table 3 Program and experimental results for response surface methodology

試驗(yàn)設(shè)計及結(jié)果見表3，采用Design-Expert 7.0軟件對表3試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多項式逐步回歸量合，得到以辛弗林提取率為響應(yīng)值的回歸方程：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。

對回歸方程進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)，由表4可見，試驗(yàn)得到的二次多項式模型具有高度顯著性（P＜0.000 1），且失量項P=0.243 8＞0.05（不顯著），其相關(guān)系數(shù)R2=0.950 9和校正決定系數(shù)R2Adj=0.901 8，說明模型與試驗(yàn)值量合程度較好，可用于優(yōu)化真空氣流細(xì)胞破壁工藝條件的研究。從表4可知，除泄壓溫度和停滯時間的交互項外，泄壓溫度、壓力差、停滯時間、泄壓次數(shù)的一次項、二次項、交互項對辛弗林提取率的影響均達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。

表4　辛弗林提取率回歸方程的方差分析Table 4 Analysis of variance of the regression equation for synephrine yield

2.3.2響應(yīng)面分析

圖7　各因素交互作用對辛弗林提取率影響的響應(yīng)面圖Fig.7 Response surface graphs showing the effect of interactions among various factors on the extraction yield of synephrine

由圖7可知，在所考察的因素范圍內(nèi)，辛弗林提取率隨著壓力差、停滯時間、泄壓溫度、泄壓次數(shù)的變化均呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢。分析原因可能是：蕉柑組織細(xì)胞在上述4 個因素的作用下，可加快其細(xì)胞破壁率，有利于辛弗林的溶出，從而在一定量上提高辛弗林的提取率；而進(jìn)一步提高相應(yīng)條件時，辛弗林提取率有所下降。

2.3.3最優(yōu)工藝條件的確定

用Design-Expert 7.0軟件對真空氣流細(xì)胞破壁條件進(jìn)行優(yōu)化，得到最佳工藝條件為：泄壓溫度100 ℃、壓力差116.1 kPa、停滯時間20.7 min、泄壓3 次，此條件下辛弗林理論提取率為71.00%。為檢驗(yàn)所得結(jié)果的可靠性，采用上述優(yōu)化條件進(jìn)行蕉柑落果的的真空氣流細(xì)胞破壁預(yù)處理，考慮實(shí)際操作便利，將前處理工藝參數(shù)設(shè)置為泄壓溫度100 ℃、壓力差116 kPa、停滯時間21 min，泄壓3 次，進(jìn)行3 次平行實(shí)驗(yàn)，得到辛弗林提取率平均值為（69.42±0.59）%，與理論預(yù)測值無顯著差異。因此，基于響應(yīng)面法所得的優(yōu)化真空氣流細(xì)胞破壁工藝參數(shù)準(zhǔn)確可靠，具有實(shí)用價值。

2.4質(zhì)構(gòu)保護(hù)處理及真空氣流細(xì)胞破壁技術(shù)對蕉柑落果辛弗林提取率和破果率作用分析

圖8　質(zhì)構(gòu)保護(hù)處理和真空氣流細(xì)胞破壁技術(shù)對辛弗林提取率（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

為了評價質(zhì)構(gòu)保護(hù)處理及真空氣流細(xì)胞破壁技術(shù)對蕉柑落果辛弗林提取率和破果率的影響，將蕉柑落果分為兩部分，一部分在最佳質(zhì)構(gòu)保護(hù)液浸泡處理后在2.3.3節(jié)最優(yōu)真空氣流細(xì)胞破壁條件下進(jìn)行破壁處理，然后再進(jìn)行亞臨界水萃取，作為實(shí)驗(yàn)組；另一部分直接進(jìn)行亞臨界水萃取，作為對照組。由圖8A可見，真空氣流細(xì)胞細(xì)胞破壁處理過的蕉柑落果顯著高于未進(jìn)行真空氣流細(xì)胞破壁組（P＜0.05），辛弗林提取率由42.48%提高到69.42%，提高了26.94%；由圖8B得知，真空氣流細(xì)胞破壁處理組的破果率為33.21%，而未進(jìn)行真空氣流細(xì)胞破壁組為45.28%，處理組破果率下降了12.07%，相比辛弗林提取率的提高還是比較低。由此可見，采用真空氣流細(xì)胞破壁技術(shù)前處理后的蕉柑落果可以提高辛弗林的提取率，同時通過質(zhì)構(gòu)保護(hù)降低了破果率。提取過辛弗林的蕉柑66.79%的果形保持完整，可以作為廣式?jīng)龉脑?，達(dá)到綜合利用的目的。

3　結(jié) 論

通過單因素試驗(yàn)，確定在質(zhì)量濃度0.3 g/100 mL的海藻酸鈉溶液中浸泡20 min，接著在質(zhì)量濃度0.15 g/100 mL的氯化鈣溶液中浸泡60 min，對于提高辛弗林提取率，降低蕉柑落果破果率的效果最佳。

通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)，確定了真空氣流細(xì)胞破壁前處理最佳條件為泄壓溫度100 ℃、壓力差116 kPa、停滯時間21 min、泄壓3 次，在此條件下，得到辛弗林提取率為69.42%，破果率為33.21%；相比未進(jìn)行真空氣流細(xì)胞破壁對照組，辛弗林提取率增加了26.94%，同時破果率降低了12.07%，有一定的應(yīng)用價值。提取過辛弗林的蕉柑落果66.79%組織結(jié)構(gòu)完好，可以作為廣式?jīng)龉脑?，達(dá)到了綜合利用的目的，提高了蕉柑落果的經(jīng)濟(jì)附加值。

［1］ 高寅. 蕉柑醋酸及乳酸菌發(fā)酵的研究［D］. 廣州: 華南理工大學(xué)，2012: 6.

［2］ 周鳴謙， 王仁才. 超臨界CO2萃取柑橘落果中的辛弗林［J］. 中國食品學(xué)報， 2013， 13（3）: 78-83.

［3］ 胡國元. 柑桔落花落果與使用生長調(diào)節(jié)劑的研究初報［J］. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2003（3）: 43-44. DOI:10.3969/j.issn.1006-060X.2003.03.021.

［4］ 蔡逸平， 陳有根， 范催生， 等. 中藥枳殼、枳實(shí)類原植物調(diào)查及商品藥材的鑒定［J］. 中國中藥雜志， 1999， 24（5）: 259-262. DOI:10.3321/ j.issn:1001-5302.1999.05.001.

［5］ 王男麒， 彭良志， 邢飛， 等. 柑橘落果落花的營養(yǎng)元素含量及其脫落損耗［J］. 園藝學(xué)報， 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: 浙江大學(xué)， 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］ 蘇東林， 單楊， 李高陽. 柑橘皮里功能性物質(zhì)種類及其提取工藝的研究進(jìn)展［J］. 現(xiàn)代食品科技， 2007， 23（3）: 90-94. DOI:10.3969/ j.issn.1673-9078.2007.03.030.

［13］ 周鳴謙. 柑橘落果活性成分含量及其萃取方法研究［D］. 長沙: 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2008: 6.

［14］ 張曉斌， 張克才. 果皮果渣中提取果膠聯(lián)產(chǎn)辛弗林新工藝［J］. 糧食科技與經(jīng)濟(jì)， 2012， 37（4）: 53-59. DOI:10.3969/ j.issn.1007-1458.2012.04.020.

［15］ 劉謀泉， 孔美蘭. 普魯蘭多糖在氣流膨化熱帶果蔬脆片中運(yùn)用的初步探討［J］. 食品與發(fā)酵工業(yè)， 2008， 34（9）: 15-18.

［16］ 孫長波， 石磊嶺， 涂建飛， 等. 真空氣流細(xì)胞破壁技術(shù)對桑葉中有效成分提取的影響［J］. 食品科學(xué)， 2013， 34（10）: 327-330. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201310072.

［17］ 王艷， 李晶， 張鐵軍， 等. 真空氣流植物細(xì)胞破壁技術(shù)在靈芝藥材提取前處理中的應(yīng)用［J］. 天津中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報， 2008， 27（2）: 84-86.

［18］ 薄采穎， 鄭光耀， 高麗萍， 等. 亞臨界水提取協(xié)同大孔樹脂純化楊樹芽總黃酮［J］. 林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè)， 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］ 趙超. 超聲強(qiáng)化亞臨界水提取枸杞多糖的研究［D］. 廣州: 華南理工大學(xué)， 2014: 6.

［21］ 王嘉林. 親水作用色譜測定木香順氣丸中辛弗林的含量［J］. 中國藥事， 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.

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）

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.

Citrus tankan； abscising fruits； vacuum air current for plant cell wall breakdown （VAPB）； synephine

10.7506/spkx1002-6630-201608013

TS255.1

A

1002-6630（2016）08-0074-07

2015-07-01

廣東省重大科技專項（2010A080403004）；廣東普通高校工程技術(shù)開發(fā)中心項目（GCZX-A1415）；2014年中央財政支持地方高校發(fā)展專項（粵財教［2014］276號）；廣東順大食品調(diào)料有限公司委托項目（韓合［2012］161號）

劉謀泉（1975—），男，高級工程師，碩士，研究方向?yàn)檗r(nóng)副產(chǎn)品精深加工。E-mail：liumouquan@163.com

引文格式：