2023年柑橘皮化学成分分析实验报告

综合化学实验

—柑橘皮化学成分分析报

告

一、实验背景

1、柑橘皮营养价值

随着人类对营养、健康意识的增强和物质文明的迅速发展，使得食品向自然、粗糙、低

热值、低盐、低脂肪、符合原物、方便等方向发展,整个社会对营养食品越来越关注。关

于柑桔果皮的营养价值与药用价值，国内外资料都有较详尽的介绍，特别是近年来，美国、

巴西、日本、中国等国科学家在柑桔果皮的营养及综合运用方面做了大量的研究，并取得了

可喜成果。柑橘皮是柑橘果实加工后余留的最大比例副产品，其内含丰富的生理活性成分以

及磷、钙、铁、锌等微量元素。其所含营养成分除氨基酸外，其余均高于果肉，特别是富含

具有一定生理活性成分如维生素C、类黄酮等物质，使柑橘皮及其提取物具有多重生理功效。

2、设计思绪

3、实验目的

(1)掌握水溶剂浸渍法提取维生素C和微量元素。

(2)掌握醇类回流法提取类黄酮成分。

(3)掌握水蒸气蒸储提取香精油成分。

(4)掌握碘量法测定维生素C含量。

(5)掌握原子吸取光谱测定金属离子。

(6)掌握紫外光谱法测定类黄酮含量。

(7)掌握建立GC混合物分离的色谱条件，并以外标法测定相关物质的含量。

二、实验原理

1、柑橘皮有效成分的提取

从天然产物中提取化学成分，常用的方法有溶剂提取法、水蒸气蒸储法及升华法。

(1)溶剂提取法

溶剂提取法是实际工作中应用最普遍的方法，根据天然产物中各化学成分的溶解性能，

选用对有效成分溶解度大而对其他成分溶解度小的溶剂，用适当的方法将有效成分尽也许完

全地从药材组织中溶解出来。溶剂提取法的基本原理是在渗透、扩散作用下,溶剂渗透入药

材组织细胞内部，溶解可溶性物质，形成细胞内外溶质的浓度差而产生渗透压，在渗透压的

作用下，细胞外的溶剂不断进入药材组织中，溶解可溶性成分,细胞内的浓溶液不断向外扩散,

如此反复，直至细胞内外溶液浓度达成动态平衡即完毕一次提取。滤出此溶液，再加入新溶

剂，使细胞内外产生新的浓度差，提取可继续进行，直至所需成分所有或大部分溶出。

溶剂提取法的关键是选择合适的溶剂，一种好的溶剂应对所提成分有较大的溶解度，而

对共存杂质的溶解度很小。良好溶剂的选择应遵循“相似相溶”的经验规律。一般说来，只

要溶剂的极性与化学成分的极性相似，化学成分就易被溶解。按照溶剂极性大小顺序以及溶

解性能不同，可将其分为水、亲水性有机溶剂、亲脂性有机溶剂三类：

水是强极性溶剂，对药材组织的穿透力大，中药中某些亲水性成分如糖类、蛋白质、氨

基酸、鞅质、有机酸盐、生物碱盐、大多数甘类、无机盐等，都可以水为提取溶剂。柑橘皮

中维C和微量元素由于其很好的水溶性，故用水作溶剂提取。

亲水性有机溶剂是指甲醇、乙醇、丙酮等极性较大且能与水互相混溶的有机溶剂，其中

乙醇最为常用。柑橘皮中的类黄酮物质在醇中有很好的溶解性,可用乙醇回流的方法提取。

亲脂性有机溶剂如石油酸、苯、乙醛、氯仿、醋酸乙酯等,此类溶剂的特点是极性小,

与水不能混溶，具较强的选择性，只能提取亲脂性成分，如挥发油、油脂、叶绿素、树脂、

某些游离生物碱及一些昔元等。

溶剂的选择要综合考虑溶剂的极性、被提取成分及共存的其他成分的性质三方面的因素

来决定，同时还应兼顾考虑溶剂是否使用安全、价廉易得、浓缩方便等特点。

（2）水蒸气蒸储

水蒸气蒸储是用来分离和提纯液态或固态有机化合物的一种方法，常用于下列几种情

况：（1）某些沸点高的有机化合物，在常压下蒸储虽可与副产品分离，但易被破坏；（2）混合

物中具有大量树脂状杂质或不挥发性杂质，采用蒸镭、萃取等方法都难于分离；（3）从较多

固体反映物中分离出被吸附的液体。

使用水蒸气蒸储这种分离方法是有条件限制的，被提纯物质必须具有以下几个条件：（1）

不溶或难溶于水；（2）与沸水长时间共存而不发生化学反映；（3）在100℃左右必须具有一

定的蒸气压（一般不小于1.33kPa）

柑橘香精油由柠檬烯,beta-旅烯等纯碳氢烯煌和高级醇类，醛类，酮类，酯类组成的含

氧化合物组成。这些成分不溶于水，沸点较高，易被空气中的氧气氧化。因此常用水蒸气蒸

储提取。

2、维生素C的测定原理

维生素C是可溶于水的无色结晶，是一种分子结构最简朴的维生素。维生素C有防治

坏血病的功能，所以在医药上常把它叫做抗坏血酸。维生素C在水溶液中易被氧化,在碱性条

件下易分解，维生素C具有较强的还原性，在酸性条件下，可被2,6-二氯靛酚氧化。其结

构如下所示:HOOH

滴定法是维生素C含量测定最重要的方法，滴定法重要有2,6-二氯靛酚滴定法和碘

量法。本实验用碘量法。

2-

碘的标定：I2+2s2O3*-2r+S,0G

硫代硫酸钠的标定：6H,+103+5If3Iz+3HQ

2-

I2+2S203-2r+SQ*

以碘酸钾为基准物，在酸性条件下与过量的碘化钾反映生成L与2s2。/反映。

3、原子吸取光谱测定金属离子

柑橘皮中的微量金属元素重要有钾、钙、铁、锌等，这些金属离子的含量测定可以原子

吸取光谱法测定。待测的柑橘皮的提取液在空气-乙焕火焰中原子化，在光路中分别测定锌对

特定波长谱线的吸取。含量计算需要先建立各个金属的标准工作曲线。

4、紫外光谱测定黄酮类化合物

黄酮类化合物是一类具有C6—C3—C6结构的酚类化合物的总称，目前已从柑橘中鉴

定出来的黄酮类化合物有60余种，最常见的为橙皮甘、柚皮昔、新橙皮甘、柚皮素芸香昔等

二氢黄酮类。橙皮昔是目前柑橘属黄酮中最重要的研究对象,橙皮甘(又称陈皮甘或桔皮昔)

为二氢黄酮甘类化合物，是橙皮素与葡萄糖和鼠李糖结合形成的昔类。由于橙皮音和Al(N

(h)3溶液在80℃反映15min后能形成黄色络合物，通过波长扫描，可测其420nm有最大

吸取,通过橙皮背对照品的系列溶液得到工作曲线后，进行样品中橙皮昔含量的测定。

5、气相色谱测定香精油

柑橘皮中具有多种香精油，其中含量最大的4种香精油分别是：柠檬烯，beta-旅烯，

芳樟醇，乙酸芳樟醇。这四种成分沸点不高，受热基本稳定，可用GC进行含量测定。

成分结构沸点

柠檬烯/0r175^177℃

155〜

Beta-旅烯

y1156c

193"19

芳樟醇

4℃

乙酸芳樟酯J1/219~220℃

三、实验仪器与试剂

仪器:滴定管（酸式、碱式）、移液管、碘量瓶、烧瓶、冷凝管、容量瓶、锥形瓶、铜壶、布

氏漏斗、抽滤瓶、圆底烧瓶、研钵、循环水式多用真空泵、spectAA220原子吸取光度

计、UV-2501PC型紫外一可见分光光度计、气相色谱仪GC-2023c

试剂：橘皮、乙醇（95%）、氯仿、碘酸钾、硫代硫酸钠、盐酸（2%）、硫酸（3M）、1426mg

/LZi?’离子储备液、橙皮音标准液等

四、实验环节

1、维生素C提取及含量测定

（1）柑橘皮水溶性成分的提取：新鲜柑橘皮50g称量，剪成20*20cm细条，加80m

L2%的HC1,浸泡的5小时,抽滤，再加50ml2%盐酸，浸泡0.5h,抽滤，再加51ml2%盐酸,

浸泡0.5h,抽滤，合并三次滤液，定容到250mL，移取I0mL保存用于原子吸取分析，剩

余用于维生素C测定。

(2)维生素C的含量测定

a.Na2s2O3溶液的配制(0.Olmol/L):称取约0.7895g的硫代硫酸钠结晶固体于小烧

杯内，加少量蒸储水溶解，定容于250ml容量瓶中，转移到棕色瓶中备用。

b.L溶液的配制(0.Olmo1/L)已配好。

c.碘酸钾标准溶液配制:差量法准确称取碘酸钾0.1052g,放入碘量瓶中，加20ml水，

3m13ml/L的HzSO,和10ml的10%的KI,用蒸储水稀释定容到250mL

d.硫代硫酸钠溶液的标定:用水冲洗碱式滴定管，再用少量硫代硫酸钠溶液润洗，然后

加入硫代硫酸钠至0刻度以上，排气；用移液管移取KI标准溶液25.00niL,加入3mL3M

的硫酸、10mL10%碘化钾溶液，用硫代硫酸钠滴定该碘酸钾溶液至浅黄色，加入2mL淀粉

指示剂，滴定至无色且30s内不变色；反复三次上述操作并记录数据；

e.I2溶液的标定

用移液管移取25.00mL)L溶液到碘量瓶中，用硫代硫酸钠滴定至浅黄色，加入2mL

淀粉指示剂,滴定至无色;反复三次上述操作并记录数据；

f.用标定好的碘溶液滴定样品，将240ml的维C提取液倒至锥形瓶中，滴定前加入2mL

淀粉指示剂，滴定至淡蓝色。

2、AAS测Zn?’

(1)标准溶液的配制:称取0.2981g氧化锌基准物，用6moi/L的HC1定容至100m1,稀释

100倍后，分别移取0.50ml、1.00ml、1.50m1、2.00ml、2.50ml上述溶液至编号为1-

5的50mL容量瓶中,稀释定容后待用。

(2)工作曲线绘制及样品含量测量：按浓度重低到高的顺序依次测定1—5号容量瓶

中不同浓度标准液的的吸光度并记录数据绘制工作曲线。标准液测定完毕后,取环节1中所

移取出的10.00mL维C提取液，用尼龙滤网抽滤该维C提取液,抽滤完毕后测定其吸光度。

3、橙皮甘的提取和含量测定

(1)乙醇回流提取橙皮首：定量20g橘皮在80ml乙醇中回流2小时，过滤,用乙醇

定容到100m1容量瓶中，备用。

(2)橙皮昔含量的测定：

储备液:称取0.0989g橙皮昔配制橙皮昔标准液(2mg/ml),用0.1M氢氧化钠：乙醇

=50：50,定容到50ml容量瓶中。将储蓄液稀释5倍至0.4mg/mL

标准曲线绘制：分别精密量取0.50ml、1.00ml、2.00ml、3.0ml、4.0ml的橙皮昔

标准储备溶液0.4mg/ml,用用0.1M氢氧化钠：乙醇=50：50定容到50ml容量瓶中。用移液

管准确移取0.25mL样品于50ml容量瓶中，用乙醇定容。

(3)将紫外一分光光度计开机预热、设立，将参比液放入比色皿中,调零。自检，波长范围为

225~400nm,扫描速度为快。基线校准。打开样品室盖，对移取编号为3的那瓶溶液进

行测定，拟定最大吸取波长为287.1Onm、361.90nm,之后按浓度由低到高的顺序，依次测定

五个标准品的吸光度并记录数据，最后测定样品的吸光度并记录。

用三号在200-70Onm内拟定最大波长。在最大波长处分别测定吸光度值，以值(y)

为横坐标、橙皮音的含量(x,mg/m1)为纵坐标作线性回归，得标准曲线。

样品含量的测定:样品液稀释100倍，在最大吸取波长处测定吸光度。

4、香精油的提取和分析

(1)水蒸气蒸储提取橘皮香精油：称取30g的柑橘皮，剪成细条状，进行水蒸气

蒸储，控制水蒸气蒸储速度，蒸储1.5h,收集100T50nli左右的储出液，将储出液转移到

分液漏斗中，用301nl氯仿萃取一次后，水层继续用20ml氯仿萃取一次，合并两次氯仿溶

液，加无水硫酸钠至溶液澄清,用氯仿定容到50ml容量瓶中。

(2)气相色谱测定香精油的含量：先进行色谱条件优化选出最优条件在进行样品及标准液

的测定，优化条件为：①柱温」恒温180℃保存lOmin；②柱温：60℃,以30℃/min的

速度升到180℃,保存Omin;③柱温：60℃,以1O℃/min的速度升到18OC,保存Omi

n;优化完毕后，选择最优条件进行样品的测定，并记录数据.

柑橘皮中含量最大的4种香精油分别是：柠檬烯,beta一芯烯，芳樟爵，乙酸芳樟醇。将

上述4中对照品配成标准溶液在GC上分离得到对照品的色谱图，样品进样,按照外标法测

定含量。

五、结果与讨论

1、维生素C含量分析及讨论

称取0.1052g碘酸钾,0.7895g硫代硫酸钠MK103=214

C=6*(1I1K103/MKI03)/(V2-V1)

相对偏差=1平均值-测量值|/平均值

表一、标定硫代硫酸钠

硫代硫酸钠

KIO3称重硫代硫酸钠初末刻度滴定体平均值(m相对偏

浓度

(g)刻度山(ml)V(ml)积(ml)ol/L)差差

2(mol/L)

0.10520.0022.5022.500.13110.076%

0.10520.0022.5222.520.13100.13100%

0.10520.0022.5122.510.13100%

表二、标定碘溶液

碘溶液体积硫代硫酸钠初末刻度体积碘溶液浓度平均浓度相对偏差

(ml)刻度(ml)(ml)(ml)(mo1/L)(mol/L)(%)

25.000.0018.5218.520.048520.08%

25.000.0018.5018.500.048570.048480.02%

25.000.0018.4618.460.048360.25%

Cl2=CNa2S2O3*V/20

相对偏差=1平均值-测量值I/平均值

碘溶液滴定Vc所用体积10.03m1Mvc=176.13m(VC)=C12*V

*Mvc=85.64mg

样品中VC含量=m（VC）/（样品）=85.64/50=1.7129（mg/g橘皮）

2、金属离子锌含量分析及讨论

1.82.3

样品浓度（mg/L）0.4670.9341.401

6835

0.1360.309

吸光度0.20300.38440.4377

37

待测液吸光度0.1765

由上图,拟合直线方程为:A=0.1679c+0.0590,则浓度c=(A—0.0590)/0.1679

所以样品中Zn"含量为:c=(0.1765-0.0590)/0.1679=0.6998(mg/L)

故丁=0丫/01(样品)=0.6998*0,25/50=0.0035(mg/g橘皮)

3、橙皮昔含量分析及讨论

A

b

先用3号0.01584mg/ml的样品测紫外吸取光谱，可得，在入=287.10nm时，Abs为

0.3977,

在即最大吸取值，所以入max=287.10nm。

测得的待测溶液如下图：

Amax=287,10nm

样品浓度(mg/ml)0.0030.007920.0150.023760.03168

9684

吸光度0.12590.22680.39770.59450.7974

待测液吸光度0.3744

A-c

由上图，样品吸光度为0.3743时，样品中橙皮甘的含量为：c=(0.3744—0.0291)/24.

012=0.0(mg/ml)

故T=C*V/m(样品)=0.0144*100*100/10=14.38(mg/g橘皮)

入=361.9nm

样品浓度(mg/m1)0.00390.007920.015840.023760.0

63168

吸光度0.06370.11910.23840.35460.4715

待测液吸光度0.2860

由上图，样品吸光度为0.3352时,橙皮昔含量为c=(0.2860—0.0041)/14.755=0.019

1(mg/ml)

故丁=。*丫/111(样品)=0.0191*100*100/10=19,1(mg/g橘皮)

(4)香精油含量分析及讨论

条件一：柱温恒温180℃,保存10分钟

•>•

111

色谱图(第三组前abcOOOO.org)

0OO

9OO

8OO

7OO

6OO

(

,

)5OO

出

西4OO

3OO

2OO

1OO

O

1234567891011

时间(min)

分析结果表

峰号峰名保留时间峰高峰面积含量

12.3151007833.62530977464.00085.0120

22.548163829.0783624370.0009.9464

33.19837026.7231837080.1255.0415

总计1208689.42636438914.125100.0000

峰参数表

峰宽斜率漂移最小面积时间变参锁定时间停止时间样品重量

570.0000.000100.0000.0000.00011.999100.0000

系统评价

峰号峰名保留时间半峰宽理论塔板数分离度拖尾因子不对称度

12.3150.499119.4370.0001.4121.836

22.5480.340310.9070.2783.8026.600

33.1980.365424.9490.92216.34721.508

有效组分未完全分离，此条件不适合

条件二：柱温：60℃,以30℃/min的速度升到180℃,保存Omin；

柱温:恒温

温度CO180

色谱图（第三组前abcOOOLorg）

1.000-

900

800：

700二

600

500-

400

300

2001

100：

0

01234567891011

时间Gin)

分析结果表

峰号峰名保留时间峰高峰面积含量

11.715588334.0001468533.1253.8144

22.1481006693.25034028908.00088.3870

33.37310646.25155569.0740.1443

43.4829899.80441123.8910.1068

53.632414061.0311243069.1253.2288

63.890134391.813697729.8751.8123

74.348132230.219964187.0002.5044

87.24067.474796.6000.0021

总计2296323.84138499916.690100.0000

峰参数表

峰宽斜率漂移最小面积时间变参锁定时间停止时间样品重量

570.0000.000100,0000.0000.00011.999100.0000

样品分离，分离效果不抱负，因素在于程序升温过快

条件三：柱温：60℃,以10℃/min的速度升到180℃,保存Omin；

柱温:恒温

温度©180

1,000-

900

800

700

600-

500-

400

300-

200

100-

0

01234567891011

时间Gin)

分析结果表

峰号峰名保留时间峰高峰面积含量

11.8821006832.37536391292.00087.8341

22.65739100.62552368.8010.1264

33.2151885.0594651.1500.0112

44.31527142.688274914.4380.6635

54.8485280.63610769.0000.0260

65.0655542.66717952.0000.0433

75.448512833.5941845531.0004.4544

86.132161700.906649394.9381.5674

96.34831627.229207650.4060.5012

107.148229735.3281292709.1253.1201

117.6481476.0006119.3000.0148

128.3651888.55225257.6000.0610

138.9151145.1438699.1000.0210

149.1651111.0001784.9000.0043

159.482109826.938460959.4061.1126

1610.282291.6432232.7000.0054

1711.1327438.25058361.1020.1409样品

完全分离，且分离效果较好

由柠檬烯、6-旅烯、乙酸芳樟酯、芳樟醇的沸点与极性可知，出峰顺序为：旅烯柠檬

烯芳樟醇乙酸芳樟酯。

bbet,T黜=mbe，a谏琉/V=0.0462*(10/50/50)=1.848*10"(g/ml)

4

bf?««=mi«M/V=0.0432*(10/50/50)=1.728*1O'(g/ml)

b芳杵产nu的/V=0.134*(10/50/50)=5.36*10-4(g/ml)

b。芳棒醉=m%芳fw/V=0.1672*(10/50/50)=6.688*10-4(g/ml)

提取的精油的GC-FI1)谱图

♦一域登(ml/min)"。~

进样展(uL):0.2

柱温:恒温

温度CC)180

色谱图(第三组刖abcOOU4.org)

0OO-

-

9OO-

-

8OO-

-

7OO-

-

6OO-

-

5OO-

-

4OQ-

-

3OO-

-

2OO

1OO

O

234567891011

时间-in)

分析结果表

隆号峰名保留时间峰高峰面积含量

11.673662264.5007936935.50024.4086

22.0981008188.56320387574.00062.6982

32.55787433.031781418.5002.4031

43.10716555.365174158.9060.5356

53.3489707.708406156.0001.2491

64.6234727.06524651.5880.0758

74.74010818.19687102.6640.2679

85.39810109.577102769.9610.3160

95.8481942.93810505.3350.0323

106.048673112.8752364683.0007.2721

116.46532515.916203083.9380.6245

126.9322096.43836935.2770.1136

137.748103.354437.4310.0013

1410.798143.474614.9000.0019

总计2519719.00132517027.000100.0000

成分B-旅烯柠檬烯芳樟醵乙酸芳樟酯

标准样峰面积2749118455364939129270

4.4381.0004.9389.125

标准样浓度(mg/mL)0.18480.17280.53960.6688

样品峰面积