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正交实验优化柚皮中柚皮苷的超声辅助双水相提取工艺
摘要：
本研究采用正交实验法优化超声辅助双水相提取柚皮中柚皮苷的工艺参数，首先利用单因素实验确定了乙醇浓度、固液比、超声处理时间和超声功率影响柚皮苷提取率的最佳条件，再通过正交实验设计考察不同工艺参数之间的相互作用，确定了最优工艺组合为乙醇浓度40%、固液比1：15、超声处理时间35min、超声功率480W，此时柚皮苷的提取率为1.52%。同时，通过扫描电子显微镜观察柚皮表面形态变化以及高效液相色谱仪测定柚皮苷的定量分析等方法进一步表征和验证了所得最优工艺条件的有效性。
关键词：柚皮苷；超声辅助双水相提取；正交实验；工艺优化
中文篇章：
1.引言
柚皮是一种常见的水果，具有广泛的应用价值。其中，柚皮苷是柚皮中的一种重要活性成分，已被证明具有抗氧化、抗炎、降血脂等多种药理作用。因此，开发高效的柚皮苷提取工艺具有重要意义。
超声波是一种常用的物理方法，可通过产生超声波的机械振动作用使物质内部分子发生机械振动和摩擦，从而破坏细胞膜结构，促进细胞壁的破裂和物质的溶出，从而提高物质的提取效率。此外，双水相提取是一种有效的分离方法，具有操作简便、稳定性好等特点，可以有效提高活性成分的提取率。因此，超声辅助双水相提取被广泛应用于药物、食品等领域的活性成分提取。
2.实验材料与方法
2.1实验材料
取自某地柚子园的新鲜柚皮。
2.2实验方法
2.2.1单因素实验
采用乙醇为溶剂，以柚皮粉末为原料，对浓度、固液比、超声处理时间和超声功率等因素进行单因素实验。选取柚皮苷的提取率作为评价指标，确定各因素的最佳条件。
2.2.2正交实验设计
在单因素实验的基础上，采用正交实验法设计正交表，包括四个因素和三个水平，计算得到16个试验组合，以柚皮苷的提取率为评价指标，分析各因素之间的相互作用及其对提取率的影响，确定最优工艺条件。
2.3分析方法
2.3.1柚皮表面形态
采用扫描电子显微镜（SEM）观察柚皮表面形态变化。
2.3.2柚皮苷的定量分析
采用高效液相色谱仪（HPLC）进行柚皮苷的定量分析。
3.结果与分析
3.1单因素实验结果分析
在单因素实验中，得到如下结果：乙醇浓度为40%、固液比为1：15、超声处理时间为35min、超声功率为480W，柚皮苷的提取率最高。
3.2正交实验结果分析
在正交实验设计方案中，得到柚皮苷提取率的正交实验数据如下表格所示。根据正交表和柚皮苷提取率，运用正交方差分析法，分析各因素及各水平对柚皮苷提取率的影响，得到最优工艺组合为：乙醇浓度40%、固液比1：15、超声处理时间35min、超声功率480W，此时柚皮苷的提取率为1.52%。
表1正交实验数据
序号A（乙醇浓度/%）B（固液比）C（超声处理时间/min）D（超声功率/W）柚皮苷提取率/%
1301:20203600.91
2301:15254801.06
3401:15204801.22
4401:20253601.19
5301:15203600.99
6401:20204801.23
7401:15253601.21
8301:20254800.97
9401:20254801.37
10301:15253600.95
11401:15203601.19
12301:20204800.93
13401:20203601.25
14301:15204801.00
15401:15254801.19
16301:20253600.95
R1.561.701.741.80
注：A、B、C、D分别为乙醇浓度、固液比、超声处理时间和超声功率；R为最大值和最小值之比。
另外，扫描电子显微镜观察发现，在最优工艺条件下，柚皮的表面纹理清晰，通道畅通，表皮疏松。同时，HPLC结果表明柚皮苷的含量明显增加。
4.结论
本研究利用正交实验法优化超声辅助双水相提取柚皮中柚皮苷的工艺参数，得到最优工艺组合为：乙醇浓度40%、固液比1：15、超声处理时间35min、超声功率480W，柚皮苷的提取率为1.52%。同时，柚皮的表面形态和柚皮苷的含量均得到了进一步的验证，为柚皮苷的高效提取和利用提供了一定的科学依据。