桔皮中活性成分的提取与转化

论文摘要

目前,我国柑桔加工业主要是取其肉质,只有少数柑桔皮得以利用,而占全果15-25%的皮渣却当垃圾排放,皮渣极易霉变发臭,对人畜和农作物都极为有害,已成为重要污染源之一。因此,综合利用柑桔皮既是环保的举措,也是人类可持续发展的需要。本文采用超声辅助提取法研究了桔皮中香精油和橙皮苷的提取工艺,并采用具有工业应用价值的大孔吸附树脂对提取得到的橙皮苷进行提纯,应用紫外、红外光谱法和HPLC对橙皮苷进行分析鉴定。鉴于橙皮素和橙皮素葡萄糖苷的功能性和市场前景,本文还研究了橙皮苷通过酸水解的方式生成橙皮素和橙皮素葡萄糖苷的工艺和分离条件,并用HPLC-MS对其进行鉴定。首先对柑桔香精油的水蒸汽蒸馏提取工艺进行了探讨,对比了不同的预处理条件下提取得到的香精油的得率和成分变化。采用干桔皮直接进行水蒸气蒸馏得到的精油得率最低,添加中性盐和超声波辅助处理均可以提高香精油得率。采用超声辅助提取香精油的最佳条件是液料比为13:1,超声处理功率为80%,超声处理温度为50℃,超声处理时间是40min,此时柑桔香精油的得率为3.18%。而添加3%的中性盐NaCl时,香精油的得率可以达到2.77%,因而综合考虑,添加中性盐是一种经济有效的方法,且通过GC-MS分析得知其对香精油成分影响较小。其次以提取香精油后得到的桔皮残渣为原料提取橙皮苷,建立了碱溶酸沉提取橙皮苷的方法,并通过单因素实验和正交实验确定了最佳提取工艺:反应温度40℃、提取时间30min、碱溶pH为10.5、Ca（OH）2的浓度4g/L和液料比30:1,且在最佳工艺下提取橙皮苷的实验重复性较好。在橙皮苷的纯化工艺中,引入了大孔吸附树脂纯化技术,对树脂种类、静态吸附、动态吸附等条件进行了探讨,研究了树脂纯化橙皮苷的工艺路线,确定了DA201-B大孔树脂对橙皮苷具有较好的分离性能,可用于制备较纯的橙皮苷,其橙皮苷纯度为95.7%。最后本文以橙皮苷为底物,以甲醇为介质,利用硫酸对橙皮苷进行水解,分别优化了橙皮苷酸水解生成橙皮素和橙皮素葡萄糖苷的最佳工艺。橙皮苷酸水解生成橙皮素的最佳工艺为:底物橙皮苷的浓度为10mg/mL,酸浓度为5%（v/v）,反应温度为75℃,反应时间2h。橙皮苷酸水解生成橙皮素葡萄糖苷的最佳工艺为:底物橙皮苷的浓度为5mg/mL,酸浓度为1%（v/v）,反应温度为75℃,反应时间2h。在最优的工艺条件下,橙皮苷酸水解生成橙皮素或橙皮素葡萄糖苷的转化率分别达到90%或60%。通过化学萃取和硅胶柱色谱分离相结合的方法对反应产物进行分离,得到的橙皮素和橙皮素葡萄糖苷的用HPLC-MS进行鉴定,其纯度均达到了95%以上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 柑桔深加工及综合利用现状
• 1.2 柑桔皮中各个组分
• 1.2.1 柑桔属香精油及其应用
• 1.2.2 柑桔属中类黄酮及其应用
• 1.3 橙皮苷和橙皮素的生理活性
• 1.3.1 对心血管系统的保护作用
• 1.3.2 消炎止痛作用
• 1.3.3 降低胆固醇和血脂的研究
• 1.4 提取及纯化方法
• 1.4.1 香精油提取方法
• 1.4.2 黄酮类化合物的提取方法
• 1.4.3 黄酮类化合物的纯化方法
• 1.5 橙皮苷水解工艺
• 1.6 立题意义和目的
• 1.7 主要研究内容
• 第二章 柑桔香精油提取工艺研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验材料及设备
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 柑桔皮基本成分测定
• 2.3.2 柑桔皮预处理
• 2.3.3 提取柑桔皮香精油的办法
• 2.3.4 柑桔香精油的得率
• 2.3.5 柑桔香精油成分分析
• 2.4 结果和讨论
• 2.4.1 柑桔皮中的几个基本成分
• 2.4.2 香精油提取的工艺研究
• 2.4.3 柑桔香精油的成分测定
• 2.4.4 柑桔香精油的折光率和相对密度的测定
• 2.5 本章小结
• 第三章 橙皮苷的提取及纯化
• 3.1 引言
• 3.2 实验材料及设备
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验设备
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 橙皮苷含量的测定方法
• 3.3.2 橙皮苷的提取工艺
• 3.3.3 大孔树脂的预处理
• 3.3.4 大孔树脂的静态饱和吸附-解吸实验
• 3.4 实验结果与讨论
• 3.4.1 橙皮苷标准曲线
• 3.4.2 超声辅助提取橙皮苷单因素实验
• 3.4.3 超声辅助提取橙皮苷正交实验
• 3.4.4 重复性实验
• 3.4.5 大孔树脂选型
• 3.4.6 大孔吸附树脂纯化条件的优化
• 3.4.7 橙皮苷纯化后的鉴定
• 3.5 本章小结
• 第四章 橙皮苷酸水解工艺的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验材料及设备
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 实验设备
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 橙皮素工作曲线回归方程
• 4.3.2 橙皮素葡萄糖苷工作曲线回归方程
• 4.3.3 橙皮苷酸法水解工艺
• 4.3.4 橙皮苷水解产物的分离
• 4.3.5 应用LC-MS 对分离得到的物质进行鉴定
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 工作曲线的绘制
• 4.4.2 橙皮苷水解生成橙皮素
• 4.4.3 橙皮苷水解生成橙皮素葡萄糖苷
• 4.4.4 反应产物分离
• 4.5 应用 LC-MS 对分离产物进行鉴定
• 4.6 本章小结
• 主要结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录: 作者在攻读硕士学位期间发表的论文