利用蘋(píng)果渣提取多酚物質(zhì)的工藝的探討

王振強(qiáng)，王振偉

（黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 開(kāi)封 475004）

0 引言

蘋(píng)果渣是加工蘋(píng)果汁的廢棄物，約占蘋(píng)果總重的36%，含有豐富的多酚物質(zhì)。 研究表明，多酚是目前公認(rèn)的對(duì)自由基具有卓越清除能力的天然抗氧化劑，其清除率可達(dá)98%以上，能夠較好地保護(hù)機(jī)體免受氧化損傷[1]。 多酚能夠健齒、防齲，殺菌、抗病毒，改善腸道微生物結(jié)構(gòu)，降脂、減肥，防止動(dòng)脈粥樣硬化，抗癌、抗突變，改善肌體的免疫力，具有抗衰老、清熱降壓、消臭解毒之功效。 21 世紀(jì)，隨著全球進(jìn)入老齡化社會(huì)，多酚的生產(chǎn)順應(yīng)了社會(huì)發(fā)展和人們追求回歸自然的需要，有著廣闊的市場(chǎng)前景和研究?jī)r(jià)值[2]。

1 材料、設(shè)備與方法

1.1 材料

蘋(píng)果渣（蘋(píng)果經(jīng)過(guò)榨汁處理后制備而成）、樹(shù)脂（ADS-5、ADS-7 、ADS-8、ADS-17、ADS-21，天津南大和成科技有限公司）、無(wú)水乙醇（天津化學(xué)試劑有限公司）、甲醇（天津四通化工廠）、硫酸（天津市凱通化學(xué)試劑有限公司）、碳酸鈉（天津市凱通化學(xué)試劑有限公司）、氫氧化鉀（天津市四通化工廠）、氯化鈉（天津市北方化玻購(gòu)銷(xiāo)中心）、水楊酸（理德斯普化學(xué)試劑有限公司）、雙氧水（天津市天大化工試驗(yàn)廠）、EDTA（天津四通化工廠）、半乳糖醛酸（SIGMA試劑公司）、沒(méi)食子酸（天津市科秘歐化學(xué)試劑開(kāi)發(fā)中心）、乙腈（天津市科密歐化學(xué)試劑開(kāi)發(fā)中心）、鎢酸鈉（天津塘沽濱?；ぶ评潆娖鲝S）、鉬酸鈉（天津化學(xué)試劑四廠）、三氯乙酸（上海三愛(ài)思試劑有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

ESJ205-4 型電子天平（沈陽(yáng)龍騰電子稱(chēng)量?jī)x器有限公司）、RE-52AA 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海亞榮生化儀器廠）、DZF-6020 型真空干燥箱（上海恒科技有限公司）、WH-4 型多功能振蕩器（天津市威華實(shí)驗(yàn)儀器廠）、中空纖維濾膜（天津膜天膜工程技術(shù)有限公司）、SP―2102UV 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（上海光譜儀器有限公司）、微量進(jìn)樣器（上海安亭微量進(jìn)樣器廠）、LXJ64-01 離心機(jī)（河北省吳橋電機(jī)廠）、PHS-3C 型pH 計(jì)（上海理達(dá)儀器廠）、FJ-200 高速分散均質(zhì)機(jī)（上海標(biāo)本模型廠）、水浴鍋（北京市長(zhǎng)風(fēng)儀器儀表公司）、HJ-6 多頭磁力加熱攪拌器（天津市國(guó)華儀器廠）、SSI PC2000 型高效液相色譜儀（天津蘭博儀器設(shè)備有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 多酚提取工藝流程

蘋(píng)果→榨汁→提取→含多酚提取物→樹(shù)脂吸附→分級(jí)洗脫→洗脫液→HPLC 檢測(cè)→濃縮→凍干→多酚物質(zhì)。

1.3.2 蘋(píng)果渣制備

新鮮蘋(píng)果經(jīng)過(guò)榨汁機(jī)榨汁，得到濕渣。 再經(jīng)過(guò)真空干燥，放置于室溫下備用。

1.3.3 提取劑的選擇

（1）取5g 干果渣2 份，在室溫下，分別加入50 mL 80%的甲醇和50 mL 水，并置于WH-4 型多功能振蕩器上，搖動(dòng)3 h 后，3 000 r/min 離心10 min。（2）分別取離心上清液（記錄體積）0.1 mL，再用水補(bǔ)足4 mL，測(cè)定其中含有的多酚量。 比較不同提取劑對(duì)果渣中多酚量的影響。

1.3.4 溫度的選擇

取5g 干果渣，加入100 mL 水，在80℃下，置于WH-4 型多功能振蕩器上，搖動(dòng)3h 后，3000 r/min 離心10 min，取離心上清液0.2 mL，用水補(bǔ)足4 mL，測(cè)其總酚含量。 比較不同溫度（室溫，80℃）對(duì)多酚提取的影響。

1.3.5 pH 值的選擇

取40 g 干果渣兩份，分別加水600 mL，調(diào)節(jié)pH值，一份為1.8，另一份為3.3，溫度同為70℃，均置于WH-4 型多功能振蕩器上，搖動(dòng)2.5 h 后，2 000 r/min 離心10 min， 分別取其上清液 （記錄體積）0.3 mL，再用水補(bǔ)足4 mL，測(cè)定其中含有的多酚量。 同時(shí)，把各自的濾渣續(xù)到600mL，調(diào)節(jié)到原來(lái)的pH 值，置于WH-4 型多功能振蕩器上，搖動(dòng)1.5 h 后，操作如前，分別測(cè)定其中含有的多酚量。通過(guò)兩次提取測(cè)得的總酚量，比較不同酸度[pH（1.8，3.3）]對(duì)多酚提取的影響。

1.3.6 樹(shù)脂吸附總酚量值的測(cè)定

讓上清液經(jīng)過(guò)ADS-21 吸附柱，流速10 mL/min，記錄流出液的體積，并測(cè)定其中的總酚量，得出其未吸附率。根據(jù)此值，計(jì)算出該樹(shù)脂應(yīng)吸附酚的量。同時(shí)，將洗脫液在真空中濃縮，測(cè)定其中的含酚量，得出其吸附率。

1.3.7 過(guò)柱溫度的選擇

取1.3.5 方法中第一次pH 值3.3 離心后的上清液20 mL 及ADS-5 樹(shù)脂50g ，分別在常溫和60℃下過(guò)柱60 min，記錄流出液的體積，并測(cè)定其中的總酚含量。 通過(guò)計(jì)算其未吸附率，比較說(shuō)明過(guò)柱溫度對(duì)蘋(píng)果渣中多酚提取的影響[3]。

1.3.8 多酚的測(cè)定

（1）基本原理。 多酚指標(biāo)是利用強(qiáng)氧化劑使酚氧化后的顏色變化或氧化劑被還原后的顏色變化而進(jìn)行測(cè)定的，此法是近年來(lái)AOAC 規(guī)定測(cè)定酚的一種方法[4]。

（2）pH 值和溫度對(duì)多酚的影響。 取多酚液1mL，調(diào)成不同的pH（1.5，3.5，5.5，6.7，7.5，9.5），并在室溫和80℃下用酚比色法分別測(cè)定其700nm 時(shí)的吸光值，比較pH 和溫度對(duì)多酚抗氧化活性的影響[5]。

（3）用HPLC 法檢 測(cè) 多 酚 成 分。 HPLC 方法檢測(cè)為逐級(jí)梯度洗脫過(guò)程：0～15% B 液保持45 min，15%～30%B 液保持15 min，30%～50%B 液保持5 min，50%～100%B 液保持5 min。 在進(jìn)樣前，需用流動(dòng)相平衡10 min 柱子，注入樣品量均為25 μL，檢樣波長(zhǎng)為280 nm。

2 結(jié)果與討論

2.1 提取果渣條件的確定

2.1.1 提取劑的選擇

分別以水和甲醇為提取劑， 提取蘋(píng)果渣中的多酚，比較不同提取劑對(duì)果渣中多酚量的影響，結(jié)果如表1 所示。

表1 不同提取劑提取的酚量Table 1 Drawing phenols of different extractants

從表1 可以看出，在相同的溫度（室溫）下，同量的干果渣（5g），用甲醇提取的效果更好一些，因此選用甲醇為提取劑。

2.1.2 提取溫度的選擇

分別在室溫和70℃條件下提取蘋(píng)果渣中多酚，比較不同溫度對(duì)果渣中多酚提取的影響，結(jié)果如表2所示。

表2 不同溫度下提取的酚量Table 2 Drawing phenols of different temperatures

從表2 可以看出，在相同的提取劑（水）及pH值（3.0）下，作用于同量的果渣（5g），溫度對(duì)果渣的提取影響較大。 從理論上說(shuō)，溫度越高，提取的酚量就越多。 但溫度過(guò)高，會(huì)破壞多酚的成分。 因此，在一般情況下， 溫度控制在100℃以?xún)?nèi)。 實(shí)驗(yàn)選取70℃作為提取溫度。

2.1.3 pH 提取值的選擇

分別在pH 值為1.8 和3.3 條件下提取蘋(píng)果渣中的多酚，比較不同pH 值對(duì)蘋(píng)果渣中多酚提取的影響，結(jié)果如表3 所示。

表3 不同pH 值條件下提取的酚量Table 3 Drawing phenols of different pH values

由表3 可以看出，在相同的提取劑（水）及相同的溫度（70℃）條件下，分兩次提取同量（40g）的干渣，不管從每次結(jié)果比較還是從整體結(jié)果看來(lái)，pH值等于1.8 提取的多酚量都比pH 值為3.3 提取的量多。 這就說(shuō)明，pH 值越低，對(duì)多酚的提取越有利[6]。 蘋(píng)果渣中的多酚主要是酸性多酚，酸性條件下易于提取，因此選取pH 值為1.8。

2.1.4 樹(shù)脂類(lèi)型的選擇

分別用不同類(lèi)型的樹(shù)脂作為吸附劑，從果渣中吸附提取多酚物質(zhì)，比較吸附效果，結(jié)果如表4 所示。

表4 多酚洗脫液濃縮后的含酚量Table 4 Phenol content after being concentrated by polyphenols eluent

吸附率越大，未吸附率越小，說(shuō)明樹(shù)脂對(duì)多酚的吸附能力越強(qiáng)。 從表4 可看出，ADS-8 樹(shù)脂的吸附能力最強(qiáng)，其次是ADS-7、ADS-5、ADS-21 樹(shù)脂，吸附能力最弱的是ADS-17 樹(shù)脂。實(shí)驗(yàn)選用ADS-8 吸附樹(shù)脂來(lái)從果渣中吸附提取多酚物質(zhì)。

2.1.5 過(guò)柱溫度的選擇

分別采用20℃和60℃過(guò)柱溫度，從果渣中吸附提取多酚物質(zhì)，比較吸附效果，結(jié)果如表5 所示。

表5 各種溫度下所得的多酚量Table 5 Polyphenols obtained of different temperatures after flowing pillars

從表5 可以看出，隨著溫度的升高，未吸附率也在增加。這說(shuō)明溫度越高，對(duì)于吸附越不利。但隨著溫度的升高，樹(shù)脂吸附更能快速達(dá)到平衡。 考慮到高溫吸附要增加能耗，不但吸附率較低，而且高溫下樹(shù)脂的顏色明顯加深，長(zhǎng)時(shí)間高溫吸附對(duì)樹(shù)脂及多酚均不利，故一般情況下選用20℃為吸附溫度。

2.2 HPLC 法檢測(cè)結(jié)果比較

圖1 以甲醇為B 液果皮的分析圖譜Fig. 1 Analysis atlas of B liquid pericarp of carbinol

用HPLC 法檢測(cè)多酚成分，結(jié)果如圖1～圖3 所示。 圖4 為實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在280 nm 波長(zhǎng)下測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)樣分析圖譜。

圖2 以甲醇為B 液的果肉分析圖譜Fig. 2 Analysis atlas of B liquid pulp of carbinol

把圖1～圖3 與圖4 對(duì)照，可以看出，果皮主要檢出的多酚成分為：原花色素苷B1；咖啡酸；р-香豆酸，櫟精。 果肉主要檢出的多酚成分有：原花色素苷B1；咖啡酸；花色素-3-葡萄糖苷；櫟精-3-鼠李糖苷。 果籽主要檢出的多酚成分有：原花色素苷B1，咖啡酸；花色素-3-，葡萄糖苷；о-香豆酸。 并且果肉和果籽中的多酚成分比果皮中所含的多酚成分多。

圖3 以甲醇為B 液果籽的分析圖譜Fig. 3 Analysis atlas of B liquid seed of carbinol

圖4 標(biāo)準(zhǔn)樣分析圖譜Fig. 4 Standard sample analysis atlas

3 結(jié)論

（1）用甲醇提取得到的總酚量占總渣重的0.0778%，用水提取的量為0.0434%，因而用甲醇作為提取劑的效果更好。 從相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，提取溫度實(shí)際應(yīng)控制在70℃左右，pH 值應(yīng)控制在1.8 左右。

（2）實(shí)驗(yàn)選用中極性吸附樹(shù)脂ADS-8 樹(shù)脂，它的吸附率可達(dá)到49%，比其他類(lèi)型的樹(shù)脂吸附量都大。 過(guò)柱溫度為20℃時(shí)，未吸附率為10.24%，則吸附率應(yīng)為89.76%，達(dá)到了較高的吸附率。

（3） 由HPLC 法檢測(cè)多酚成分的結(jié)果可知，果皮、果肉、果籽中含有的多酚成分不完全相同，果肉及果籽中的多酚成分比果皮中的多。

[1] 馬惠玲，岳田利. 不同類(lèi)型蘋(píng)果渣有效成分的變化及其利用對(duì)策[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2003(4)：120-122.

[2] 武會(huì)娟. 蘋(píng)果渣的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J]. 飼料研究，2003（4）：29-31.

[3] 馬惠玲，岳田利. 由蘋(píng)果渣制備LM 果膠、膳食纖維的工藝研究[J]. 食品發(fā)酵與工業(yè)，2003(8)：95-97.

[4] 武長(zhǎng)柱. 蘋(píng)果多酚的功效研究及應(yīng)用展望[J]. 彭城職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999（4）：56-58.

[5] 唐傳核，彭志英. 蘋(píng)果多酚的開(kāi)發(fā)應(yīng)用[J]. 中國(guó)食品添加劑，2001（2）：41-45.

[6] 梁峙. 蘋(píng)果多酚的功效研究及應(yīng)用[J]. 農(nóng)牧產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，1998（6）：18-20.