香榧假種皮中總多酚的超聲提取工藝研究

鮑建峰，吳曉琴

（浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，浙江杭州310029）

香榧假種皮中總多酚的超聲提取工藝研究

鮑建峰，吳曉琴*

（浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，浙江杭州310029）

對(duì)香榧假種皮中總酚提取工藝條件進(jìn)行了研究，采用正交實(shí)驗(yàn)L9（34）考察了乙醇濃度、提取時(shí)間、料液比、提取功率等因素對(duì)香榧假種皮多酚類(lèi)物質(zhì)提取效果的影響。確定了超聲法提取香榧假種皮多酚類(lèi)化合物的最佳工藝條件為：乙醇濃度30%、提取時(shí)間40min、料液比1∶25、超聲功率200W，在此條件下提取兩次，總酚得率為14.65mg/g。與傳統(tǒng)的熱回流法相比，超聲提取法具有提取效率高、所需時(shí)間短、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，亦可用于其他類(lèi)似樣品的提取分析。

香榧，超聲，多酚，正交實(shí)驗(yàn)

香榧（Torreya grandis）系裸子植物，紅豆杉科榧屬常綠喬木，為我國(guó)特有的珍貴經(jīng)濟(jì)干果類(lèi)樹(shù)種，是榧樹(shù)的變異類(lèi)型經(jīng)過(guò)人工培養(yǎng)得到的優(yōu)良品種，也是迄今為止唯一一種人工培育的榧屬品種［1-2］。香榧分布在北緯27～32°亞熱帶丘陵地區(qū)，浙江省紹興市是我國(guó)香榧的主要生長(zhǎng)地，其中諸暨市種植面積最廣、產(chǎn)量品質(zhì)最佳，有“中國(guó)香榧之鄉(xiāng)”之稱(chēng)。香榧因其果實(shí)營(yíng)養(yǎng)豐富，并且色、香、味俱全而馳名中外［3］。近年來(lái)，由于在榧樹(shù)中發(fā)現(xiàn)了具有強(qiáng)抗癌活性物質(zhì)紫杉醇，使香榧得到了極大的關(guān)注［4］。香榧果實(shí)假種皮占整個(gè)鮮果重量的一大部分，在加工過(guò)程中被丟棄處理，而研究表明香榧假種皮含有一定的木質(zhì)素類(lèi)、二萜類(lèi)、揮發(fā)油等化合物［5-7］，而其他活性成分的研究還鮮見(jiàn)報(bào)道，有待于進(jìn)一步的探索。本文重點(diǎn)研究了香榧外種皮中多酚類(lèi)物質(zhì)的超聲提取工藝，優(yōu)化了技術(shù)參數(shù)，為香榧假種皮的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用奠定一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

香榧假種皮 采自諸暨楓橋（品種），晾干備用；福林酚試劑及其他實(shí)驗(yàn)室常用試劑 均為分析純。

HF-2B超聲循環(huán)提取機(jī) 北京弘祥隆生物技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司；紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，XYJ-B臺(tái)式離心機(jī)，粉碎機(jī)等常用設(shè)備。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 提取溫度的選擇 根據(jù)文獻(xiàn)及初步摸索，證明溫度對(duì)整體提取效果影響不顯著，故采用40℃的統(tǒng)一條件進(jìn)行其他提取參數(shù)的研究探討。

1.2.2 提取溶劑的選擇 準(zhǔn)確稱(chēng)取25.0g假種皮粉末，置于提取容器中，分別加入0%、10%、30%、 50%、70%的乙醇溶液，按料液比1∶20，在功率400W的條件下超聲處理30min，將粗提液離心過(guò)濾，定容，測(cè)定溶液中總酚含量，確定最佳提取溶劑。

1.2.3 提取時(shí)間的選擇 選擇50%的乙醇作為提取液，按料液比1∶20，提取功率為400W的提取條件下，分別超聲提取10、20、30、40、50min，將粗提液離心過(guò)濾后定容，測(cè)定總酚含量，確定最佳提取時(shí)間。

1.2.4 料液比的選擇 選擇料液比分別為1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30，50%乙醇，提取功率400W作用下超聲提取30min，粗提液經(jīng)離心過(guò)濾后定容，測(cè)定溶液中總酚含量，確定最佳料液比。

1.2.5 提取功率的選擇 選擇100、200、300、400、500W的5個(gè)功率，50%乙醇，按料液比1∶20，超聲提取30min，粗提液經(jīng)離心過(guò)濾后，測(cè)定提取液中總酚含量，確定最佳提取功率。

1.2.6 正交實(shí)驗(yàn) 在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇適當(dāng)參數(shù)，利用4因素3水平正交實(shí)驗(yàn)，對(duì)香榧假種皮中多酚提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，找出最佳提取工藝。

1.2.7 總酚測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制 根據(jù) Cai Y.Z（2004）［8］，準(zhǔn)確稱(chēng)取沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)品0.0100g，用蒸餾水溶解并定容至100mL，配成100μg/mL沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)品溶液。在試管中分別加入上述標(biāo)準(zhǔn)液0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30mL，分別用水調(diào)至2.0mL，再加入已稀釋過(guò)的福林酚試劑1mL，振蕩搖勻后靜置3～4min，分別加入20%Na2CO3溶液1.0mL，最后加入蒸餾水5.0mL，搖勻后室溫避光放置2h，同時(shí)做空白對(duì)照，在760nm下測(cè)定其吸光度。由所取標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)量和吸光度數(shù)據(jù)經(jīng)處理分析得出回歸方程，y= 0.0155x-0.0127，R2=0.9995，見(jiàn)圖1。

圖1 沒(méi)食子酸含量標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)

1.2.8 樣品中總酚的測(cè)定 樣品經(jīng)一定比例稀釋后，取0.2mL于試管中，加入蒸餾水至2.0mL，同標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)繪制相同方法依次加入福林酚試劑，Na2CO3溶液后定容放置，在760nm下測(cè)定吸光度，將吸光度代入標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)方程，求得樣品中總酚含量。

總酚得率的計(jì)算公式如下：

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 提取溶劑對(duì)香榧假種皮總酚得率的影響根據(jù)1.2.2的方法對(duì)提取溶劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖中可以看出，隨著提取溶劑中乙醇濃度的升高，總酚溶出量有所增加，但當(dāng)乙醇濃度到達(dá)一定濃度后，總酚得率不再增加，甚至出現(xiàn)下降的情況，故而本實(shí)驗(yàn)選取的乙醇濃度范圍為30%～70%。

圖2 乙醇濃度對(duì)總酚提取率的影響

2.1.2 提取時(shí)間對(duì)總酚得率的影響 提取時(shí)間對(duì)香榧假種皮中總酚得率的影響見(jiàn)圖3，由圖中可以明顯看出，隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng)總酚得率有比較大幅度的增加，但是隨著時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)，其增幅慢慢下降，考慮到成本和耗時(shí)的綜合因素，選取提取時(shí)間在30～40min左右為佳。

圖3 提取時(shí)間對(duì)總酚得率的影響

2.1.3 料液比對(duì)總酚得率的影響 根據(jù)1.2.4的方法對(duì)料液比進(jìn)行研究，結(jié)果見(jiàn)圖4，總酚得率隨著料液比的增加而升高，但是溶劑量越大，溶解的雜質(zhì)也就越多，損耗也越大，綜合考慮提取時(shí)選用1∶20左右的料液比進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

圖4 料液比對(duì)總酚得率的影響

2.1.4 提取功率對(duì)總酚得率的影響 根據(jù)1.2.5的方法對(duì)香榧假種皮中總酚提取的功率因素進(jìn)行探索，結(jié)果見(jiàn)圖5。隨著設(shè)定的提取功率增加，總酚得率呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，但是超過(guò)200W后，得率上升得比較緩和，考慮到能耗的綜合因素，選取提取功率在200～400W之間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2.2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，選取以上乙醇濃度、提取時(shí)間、料液比、提取功率4個(gè)因素，應(yīng)用4因素3水平的正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)香榧假種皮中總酚提取的工藝作進(jìn)一步的優(yōu)化研究。因素水平設(shè)置見(jiàn)表1，實(shí)驗(yàn)安排及結(jié)果如表2，方差分析見(jiàn)表3，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)完成。

圖5 提取功率對(duì)總酚得率的影響

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表

由表2的直觀(guān)分析可以看出，極差R反映了4個(gè)因素對(duì)總酚提取率的影響主次順序?yàn)榱弦罕龋疽掖紳舛龋咎崛r(shí)間＞提取功率。并得出超聲輔助提取香榧假種皮中總酚的最佳工藝條件為A1B2C3D1，即乙醇濃度30%，提取時(shí)間40min，料液比1∶25，提取功率為200W。

表2 正交實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果

為了進(jìn)一步判斷實(shí)驗(yàn)誤差與條件是否影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將正交結(jié)果的數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，由于D項(xiàng)R值最小，可以合并為誤差項(xiàng)。從表3的方差分析可知，料液比對(duì)香榧假種皮中總酚得率結(jié)果有顯著性影響（p＜0.05），其次分別是乙醇濃度和提取時(shí)間，但這兩因素均未顯示出差異性（p＞0.05）。

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在以上最佳組合條件下提取兩次，香榧假種皮中總酚的提取率可以達(dá)到14.65mg/g（提取一次的得率為10.89mg/g），證明正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確科學(xué)。

表3 正交實(shí)驗(yàn)方差分析

3 結(jié)論

3.1 超聲波是一種機(jī)械波，超聲提取技術(shù)非常適用于天然產(chǎn)物的提?。?］。與傳統(tǒng)的煎煮法、熱回流法、溶劑浸提法相比，超聲提取具有以下特點(diǎn)：提取溫度低，無(wú)需加熱或者加熱溫度較低，從而做到更加有效地保護(hù)活性成分不受破壞；適用性較廣，很多天然產(chǎn)物都可以用超聲提取來(lái)完成；提取時(shí)間短，因此大大降低了能耗和成本。此外超聲提取操作性較強(qiáng)，還具有一定的殺菌作用，保護(hù)提取液不變質(zhì)。

3.2 本實(shí)驗(yàn)利用超聲輔助的方法提取香榧假種皮中多酚類(lèi)物質(zhì)，通過(guò)單因素和正交實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)4個(gè)因素的影響順序?yàn)榱弦罕龋疽掖紳舛龋咎崛r(shí)間＞提取功率，得到最佳提取工藝條件為：提取溶劑30%乙醇，提取時(shí)間40min，料液比1∶25，提取功率200W，在以上條件下提取兩次，香榧假種皮總多酚得率可達(dá)到14.65mg/g。

［1］黎章矩，駱成方，程曉建，等.香榧種子成分分析及營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)［J］.浙江林學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，22（5）：540.

［2］陳力耕，王輝，童品璋.香榧的主要品種及其開(kāi)發(fā)價(jià)值［J］.中國(guó)南方果樹(shù)，2005，34（5）：33.

［3］王向陽(yáng)，修麗麗.香榧的營(yíng)養(yǎng)和功能成分綜述［J］.食品研究與開(kāi)發(fā)，2005，26（3）：20.

［4］呂陽(yáng)成，宋進(jìn)，駱廣生.香榧假種皮中紫杉醇的檢定［J］.中藥材，2005，28（5）：370.

［5］周大錚，易楊華，鄒崢嶸，等.香榧假種皮的二萜類(lèi)成分［J］.中草藥，2002，33（10）：877-878.

［6］周大錚，易楊華，毛士龍，等.香榧假種皮中的木脂素成分［J］.藥學(xué)學(xué)報(bào)，2004，39（4）：269-271.

［7］王貝貝，羅金岳.香榧外種皮的超臨界CO2萃取及化學(xué)成分分析［J］.南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，32（4）：91-93.

［8］Cai Y Z，Luo Q，Sun M，et al.Antioxidant activity and phenolic compounds of112 traditionalChinese medicinal associated with anticancer［J］.Life Science，2004，74：2157 -2184.

［9］萬(wàn)水昌，王志祥，樂(lè)龍，等.超聲提取技術(shù)在中藥及天然產(chǎn)物提取中的應(yīng)用［J］.西北藥學(xué)雜志，2008，23（1）：60.

Study on ultrasonic extraction of total polyphenols from aril of Torreya grandis cv.merrilli

BAO Jian-feng，WU Xiao-qin*
（College of Biosystems Engineering and Food Science，Zhejiang University，Hangzhou 310029，China）

Ultrasonic extraction of polyphenols from aril of Torreya grandis cv.merrilli was optimized by L9（34）orthogonal experiment.The effects of extracting solvent concentration，extracting time，ultrasonic power and the ratio of material to liquor on the extraction yield were investigated.The optimum ultrasonic extraction conditions were as follow：the concentration of ethanol was 30%，the extracting time was 40min，the ratio of solid to liquid was 1∶25 and the ultrasonic power was 200W.Compared with the reflux，it showed many advantages such as higher extraction yield，shorter time，more convenient to operate.This method also could be used to distill and analyze other kinsmanship materials.

Torreya grandis；ultrasonic；polyphenols；orthogonal test

TS201.1

B

1002-0306（2010）11-0293-03

2009-10-15 *通訊聯(lián)系人

鮑建峰（1985-），男，在讀碩士，研究方向：天然產(chǎn)物研究與開(kāi)發(fā)。