超临界二氧化碳萃取桔核中柠檬苦素的工艺研究

                      作者：杨军, 余德顺, 范菊娣, 罗喜荣

【摘要】  目的探讨超临界CO2萃取桔核中柠檬苦素的优化工艺条件。方法采用响应曲面法考察萃取压力、萃取温度、夹带剂用量对柠檬苦素萃取量的影响。结果优化萃取条件为：萃取压力30 MPa，萃取温度52℃，夹带剂用量1.8 ml/g。结论该方法简便准确，预测性好。

【关键词】  桔核; 柠檬苦素; 超临界CO2萃取; 响应曲面法

柠檬苦素(limonin)及其类似物是存在于芸香科和楝科植物中的四环三萜类次生代谢产物，尤其在柑桔属中含量较丰富，以种子中含量最高。柠檬苦素的生物活性与其高度氧化的三萜醇类诱导体结构相关，具有C-14、C-15位向的环氧化物特征，可抑制由化学物质引起的肝癌、结肠癌、乳腺癌、口腔癌和皮肤癌等多种肿瘤，具有镇痛、抗炎、抗焦虑、改善睡眠、解毒、驱虫等作用，所体现出的功能性在医药中具有很大的开发潜力[1]。当前国内已有医药企业正在申报柠檬苦素1类中药新药。

　　有研究表明，加工处理过程会使柠檬苦素类似物的结构发生变化，甚至造成活性丧失。影响柠檬苦素活性和稳定性的因素主要有温度、pH值及与光和空气接触的时间等。在45～80℃柠檬苦素的降解速率依次升高，80℃时每天的降解速率是45℃时的1.4倍[2]。目前柠檬苦素的主要提取方法有热提取法和浸泡提取法，但存在工艺流程长、费时、耗费溶剂、重现性差、提取效率低等不足，且所用丙酮、二氯甲烷等溶剂有毒，易对环境和操作人员造成危害[3]。超临界CO2萃取技术具有步骤简单、选择分离效果好、提取率高、产物无溶剂残留、有利于热敏性物质的萃取等优点，已广泛应用于香料及中草药成分的提取。本文采用Box-Behnken响应曲面法对超临界CO2萃取桔核中柠檬苦素工艺进行优化，寻找最佳工艺条件，为进一步规模化提取柠檬苦素奠定基础。

　　1 材料与仪器

　　桔核购于成都荷花池药材市场，破碎成20目颗粒备用;柠檬苦素标准品(美国Sigma公司);4L超临界萃取装置(自行研制);HP1100高效液相色谱仪(美国惠普公司);所用化学试剂均为分析纯。

　　2 方法

　　2.1 柠檬苦素的提取采用Box-Behnken响应曲面设计法，以萃取压力、萃取温度、夹带剂用量[夹带剂体积(ml)/桔核原料重量(g)]为自变量，以柠檬苦素萃取量(mg/g)为响应指标设计3因素3水平实验方案，实验因素编码及水平设计见表1。

　　取桔核粉200 g置于超临界萃取器，设定萃取时间为1 h，CO2流量为20 L/h,解析压力为5MPa，解析温度为60℃。当达到预定温压条件，启动夹带剂泵，定量打入95%乙醇，萃取过程中从解析器收集萃取液，实验结束后滤去桔核油减压回收乙醇，真空干燥得黄绿色固体。

　　表1 实验因素编码及水平

　　因素编码水平-101萃取压力/MPaX1222732萃取温度/℃X2405060夹带剂用量/ml·g-1X311.52

　　2.2 柠檬苦素含量的测定[4]标准品的配制：准确称取柠檬苦素标准品2.0 mg，用甲醇溶解定容至10 ml配制成0.2 mg/ml的标准溶液。

　　色谱条件：色谱柱为C18柱，流动相为乙腈∶甲醇∶磷酸缓冲液(0.03 mol/L)= 10∶40∶39(V/V)，流速1.0 ml/min，检测波长210 nm，柱温为室温，进样量为20 μl。

　　以标样的保留时间和峰面积进行定性、定量计算萃取物中柠檬苦素含量及萃取量(Y)。Y=萃取物中柠檬苦素含量(mg)/桔核原料重量(g)

　　3 结果与讨论

　　3.1 实验结果及模型方程的建立柠檬苦素的超临界CO2提取响应曲面实验设计方案与实验结果见表2。表2 实验设计方案及结果

　　利用Minitab 15软件对表2实验数据进行多元回归拟合，得响应曲面二次多元回归模型：Y=-40.440 4+2.388 7X1+0.414 9X2+6.047 5X3-0.046 1 X12-0.005 3X22 - 1.37X32 +0.007X1X2+0.04X1X3-0.042 5 X2X3

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