柚皮精油的提取及其对荔枝保鲜作用的研究28

柚皮精油的提取及其对荔枝保鲜作用的研究ExtractionofEssentialOilfromGoldPomeloPeelandPreservationEffectoftheOilonLitchi[摘要]以金柚皮为材料，采用均匀设计，超声波辅助方法提取精油，考察不同溶剂对精油提取的效果，同时，检测精油对荔枝的保鲜作用。结果表明，当料液比为1:9，温度55℃，时间50min时，获得柚皮精油的最高提取率是5.195%，且正己烷是柚皮精油提取的最佳溶剂。以此工艺参数获得精油用95%酒精配成5个浓度：10μL/ml、15μL/ml、20μL/ml25μL/ml、30μL/ml处理荔枝，在5℃环境里储藏，以3天为间隔，检测荔枝呼吸强度、维生素C、蛋白质、总酸、总可溶性固形物含量等生理指标，结果表明：柚皮精油处理后的荔枝外观较好，对抑制荔枝的呼吸强度、蛋白质和酸、糖、维生素C含量下降有一定效果,以25μL/ml处理效果最佳。Abstract:GoldPomelopeelasrawmaterialwasusedtoextractessentialoilbyultrasonicextractingwithuniformdesignexperiment.Extracteffectwasobservedindifferentsolvents,similarly,preservationeffectoftheessentialoilwastestedonLitchi.Theresultsfoundthatthebestextractionratewas5.195%whensolid-liquidratio1:9,temperature55℃andtime50min,moreover,hexanewasthebestsolventsofextractionofessentialoil.LitchiweretreatedbytheessentialoilofGoldPomelopeelwith95%alcoholwhichwaspreparedfor10μL/ml、15μL/ml、20μL/ml、25μL/ml、30μL/ml,thenstoragedat5℃temperature.Atthreedaysinterval,thefreshnessofthelitchiwasdeterminedbyrespirationintensity,Vc,Protein,solubletotalsugarandsolublesolidcontent.TheresultsshowedthatessentialoilofGoldPomelopeelcouldrestrainrespirationintensity,andinhibitdeclineofVc,Protein,soluble,totalsugarandsolublesolidcontentoflitchitosomedegree.Furthermore,thelitchicouldmaintainbetterlookthanwithouttreationbyessentialoilofGoldPomelo.Besides,concentrationof25μL/mlhadthebesteffectonfresh－keepingoflitchi．[关键词]金柚；精油；超声波辅助萃取；荔枝；保鲜KeyWords:GoldPomelo;EssentialOil;Ultrasound-assistedExtraction;Litchi;Preservation前言：我国柚产量位居世界首位，而市面上仅以销售鲜果和罐头为主。柚皮占整个柚子的43%~48%，除了含部分人体必需营养素外，还含有很多有益的生理活性成分，近几年来引起了一些国内外学者的关注。研究范围涉及到柚皮苷、精油、膳食纤维、果胶、色素的提取，其中精油提取这方面已有很多研究方法，据大量相关文献可知，国内已见压榨法、蒸馏法、溶剂萃取法、微波辅助萃取法、无溶剂微波提取法、超临界萃取、亚临界流体提取柚皮精油，未见超声波辅助萃取柚皮精油的研究报道。国外常见水蒸气蒸馏、同时蒸馏萃取、无溶剂微波萃取、微波辅助萃取、超声波萃取或超声波辅助萃取、超临界流体萃取、亚临界水萃取、同时蒸馏静置顶空液相微萃取植物精油，其中超声波萃取或超声波辅助萃取温度较低、时间短、得油率高、节约能源，尤其对天然产物和生物活性成分的萃取有着广阔的应用前景。据科学研究，很多植物精油具有保鲜效果，例如，曾小房等人研究了肉桂精油对甜橘贮藏保鲜的影响，结果表明：适宜的肉桂精油浓度处理可有效抑制春甜桔的呼吸强度，减少果实失重，降低烂果率；显著抑制贮藏后期果实酸、糖及维生素C含量的下降和丙二醛含量的积累，减缓膜脂过氧化作用，延缓果实的衰老进程，其中以肉桂精油浓度为15μL/L的处理保鲜效果最好，韩林等人研究了砂仁精油对草莓的保鲜效果，结果表明：砂仁精油对草莓果实具有显著的保鲜作用，其中以精油浓度80～160μg/ml处理效果最好，可有效降低草莓的腐烂指数，减缓草莓中可溶性固形物、总糖和维生素C的损失速度，延长草莓的贮藏时间。而柚皮精油主要作为香精香料应用于日化和食品工业，在保鲜上的应用未见报道。有研究表明，柚皮精油D-柠檬烯等成分有抗氧化功效，梅州金柚可以作为D-柠檬烯的重要资源。本研究将采用超声波萃取法提取柚皮精油，并考查不同精油浓度处理对荔枝低温贮藏的保鲜作用，以验证柚皮精油的保鲜效果。1材料与方法1.1材料与仪器1.1.1材料与试剂柚子：市售金柚；异丙醇、氯化钡：上海山浦化公共有限公司；草酸：上海试剂化学有司；抗坏血酸、葡萄糖：国药集团化学试剂；磷酸氢二钠：南方化工厂试剂有限公司；酚酞、邻苯二甲酸氢钾：湘中化学试剂有限公司；氢氧化钠、正己烷、95%乙醇、磷酸：湖南汇虹试剂有限公司；2,6-二氯酚靛酚：成都市科龙化工试剂厂；考马斯亮蓝G250：天津市光复精细化工所；无水乙醚：衡阳市凯信化工试剂有限公司；碳酸钠：西陇化工防伪有限公司，以上药品均为分析纯。1.1.2主要仪器旋转蒸发器：RE52-2，上海泸西分析仪器厂；型数控超声波清洗器：KQ5200DB，昆山市超声仪器有限公司；低速离心机：TD5Z，湖南凯达科学仪器有限公司；紫外分光光度计：754，上海光谱仪器有限公司；电子天平：TMP-2，湘仪电子仪器设备有限公司；恒温恒湿培养箱和电热鼓风干燥箱：北京中兴伟业仪器有限公司；数显恒温水浴锅：江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；1.2方法1.2.1工艺流程图1工艺流程图1.2.2试验方法（1）柚皮的预处理将新鲜柚子用自来水洗净，过去离子水，在室温下晾干，剥下皮层并去除依附皮内侧的白瓤，留下绿色外皮切成小块，用研钵研磨破碎，加入萃取溶剂，进行超声波辅助提取，再将粗提取精油用旋转蒸发仪真空浓缩除去杂质，放入5℃冰箱保存备用。（2）精油的提取方法采用均匀设计试验提取柚皮精油，以料液比、时间、温度为参考因素，分别选取7个水平，因素水平表如表1所示。表1U7(73)因素水平表因素水平A温度/℃B时间/sC料液比(mg:ml)呼吸强度生理指标检测总酸可溶性固形物超声波辅助提取柚皮精油处理荔枝最大提取率新鲜柚皮工艺参数优化蛋白质维生素C130301:4235501:5340701:6445901:75501101:86551301:97601501:10（3）最佳提取溶剂的选择取柚皮5g，在料液比为1:9，水浴温度35℃，提取时间50min的条件下，研究正己烷、石油醚、异丙醇、乙醚、乙酸乙酯对柚皮精油提取率的影响，结合最佳提取效果，得出最佳提取溶剂。（4）保鲜处理将新鲜荔枝随机分成等量的21份，随机抽取3份为一个实验组，把备用的柚皮精油稀释成10μL/ml、15μL/ml、20μL/ml25μL/ml、30μL/ml5个浓度梯度，随机喷涂一个实验组，剩下两组一组喷涂酒精，一组作空白对照，然后把每份荔枝放入聚乙烯薄膜袋中，3天观察一次，记录感官变化并测定5个生理指标：呼吸强度、维生素C、蛋白质、总酸、可溶性固形物含量。1.2.3测定方法（1）精油提取率的测定：%10021mmMR--提取率，%；m1——柚皮精油质量，g;m2--柚皮质量，g.（2）感官评价方法：见表2表2荔枝的感官评价评分色泽外观气味8-10全部呈红色或略带微黄鲜艳，有光泽无异味6-8多数果粒呈红色鲜艳，有光泽无异味4-6少数果粒呈红色较鲜艳无异味2-4几乎全部变褐暗淡少许腐败味0-2几乎全部发黑有霉烂有霉烂味（3）呼吸强度的测定[7]：呼吸强度采用气流法测定单位以呼吸速率(2COmg/kg·h)表示。（4）维生素C的测定：采用GB/T5009.159-20032,6-二氯酚靛酚滴定法测定。（5）蛋白质的测定：采用考马斯亮蓝G-250染色法测定[8]。（6）总酸的测定：《食品中总酸的测定》GB/T12456-2008（7）总可溶性固形物含量的测定：使用WZB手持式折光仪测定柚皮精油的折光率，重复3次，求平均值。2结果与分析2.1柚皮精油提取结果分析2.1.1柚皮精油提取工艺参数的确定通过均匀设计U7(73)试验得出，当温度为55℃、处理时间为50min，料液比为1:9时，所得柚皮精油提取率最高5.195%（见表3），此条件下温度低，精油质量较好；处理时间短，效率高；料液比较小，符合经济原则。表3U7(73)因素水平表试验号A温度/℃B时间/sC料液比(mg:ml)提取率%13571.30126265.19531753.78444440.53857130.43062621.42475310.3122.1.2最佳提取溶剂的确定从粗提取品质可知，石油醚、正己烷和乙酸乙酯提取的精油无杂质且颜色较为鲜亮，说明氧化现象较少，品质较好。而从提取率考虑，又以石油醚的提取效果最好，不同于樊荣[9]研究的正己烷所得精油得率与石油醚提取率相当的结论。因此说明超声波辅助萃取法可能对萃取溶剂有一定选择性。综合品质、得率、环境影响三个因素本实验最终采用正己烷做提取保鲜用柚皮精油。见下表。表4不同溶剂对柚皮精油提取率的影响溶剂柚皮精油提取率%粗提取精油品质正己烷1.199橘黄石油醚16.522黄色异丙醇9.695深棕黄乙醚7.103橘黄有杂质2.2保鲜结果分析2.2.1感官评价由表5可知,随着储藏时间的延长,各组的得分均呈下降趋势。两个对照组和30μL/ml处理组变化幅度较大(10分至1-2分)，处理组除了30μL/ml处理组下降幅度最小(10分至4-5分)，且两个对照组在储藏达15天后均有发霉现象，说明适量的柚皮精油能抑制荔枝褐变且有一定抑菌效果，其中20μL/ml处理组对荔枝的保鲜效果最好,感官评价组对其有保鲜效果的认可度最高，10μL/ml、15μL/ml、25μL/ml处理组次之。表5不同精油浓度对荔枝感官评价的影响2.2.2生理指标结果及分析（1）柚皮精油处理对呼吸强度的影响呼吸作用是荔枝果实采后生命的主要表现，利用可溶性糖、有机酸等有机成分维持果实的生命，因此呼吸作用的结果必然会使果实贮存的营养物质减少，从而导致果实衰老劣变[10]。如图2所示，存放三天以后空白组的呼吸强度明显高于乙酸乙酯3.005橘黄精油浓度(μL/ml)贮存时间/d03691215101087764151088764201088775251096665301095541空白1096442酒精1096442其他处理实验组，贮存末期也高于多数实验组，而酒精对照组也最先出现呼吸高峰，其中20μL/ml、25μL/ml、30μL/ml处理组呼吸强度波动小，说明呼吸作用明显被抑制，结果以20μL/ml、25μL/ml、30μL/ml处理组效果最佳。图2柚皮精油处理对呼吸强度的影响（2）柚皮精油处理对维生素C含量的影响维生素C含量是衡量果实营养成分的一个重要指标。从图3中可以看出，随着贮藏时间的延长，从整体来看维生素C含量呈下降趋势，其中10μL/ml、15μL/ml、20μL/ml处理组在末期的维生