脫油蘋果籽中多酚物質(zhì)提取的研究

張玉娜 錢 方 孫 洋 牟光慶 姜淑娟 曲 雪

ZHANG Yu-na1 QIAN Fang1 SUN Yang2 MU Guang-qing1 JIANG Shu-juan1 QU Xue1

（1.大連工業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧 大連 116034；2.大連工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 大連 116034）

(1.School of Food Science and Technology,Dalian Polytechnic University,Dalian,Liaoning 116034,China;2.School of Information Science and Engineering,Dalian Polytechnic University,Dalian,Liaoning 116034,China)

中國以蘋果為原料的食品加工廠數(shù)量繁多。每年約有20%鮮蘋果用于果汁加工、10%的蘋果用于果醬加工。鮮果與產(chǎn)生果渣的比例約為5∶1，中國每年蘋果加工中排出蘋果渣有100多萬t，廢棄的蘋果籽約1～1.2萬t[1,2]。食品廠將蘋果渣（含蘋果籽）作為廢渣拋棄，蘋果渣變酸變臭、變質(zhì)腐爛，給環(huán)境造成了極大的污染，并且是一種極其嚴(yán)重的資源浪費(fèi)[3-5]。

蘋果多酚是蘋果中多酚（多羥基苯）類物質(zhì)的總稱。很多研究[6-9]表明，蘋果多酚是一種還原性極強(qiáng)的抗氧化劑，其還原性比茶多酚還高100倍以上。蘋果渣中含有大量的多酚類物質(zhì)，其含量可高達(dá)7 g/kg(鮮重計(jì))。蘋果籽約占蘋果渣的3%左右，其中醇提取物含量為10.4%，很可能含有酚類物質(zhì)和糖甙等[10-12]。研究[13-16]表明，蘋果多酚具有重要的生理活性物質(zhì)以及多種藥理功能，具有減少及清除自由基、抗氧化、抗菌、增強(qiáng)骨質(zhì)、保護(hù)軟骨、抗輻射、抗動(dòng)脈硬化、抗腫瘤等生理活性；與丁基茴香醚（BHA）、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚（BHT）、沒食子酸丙酯（PG）、叔丁基對(duì)苯二酚（TBHQ）等人工合成的抗氧化劑相比，從蘋果中提取的多酚物質(zhì)作為安全、天然、無毒的抗氧化劑，具有廣泛的應(yīng)用范圍和銷售市場，對(duì)保證食品質(zhì)量安全具有深遠(yuǎn)意義[17]。同時(shí)，蘋果多酚具有生理活性和藥理功能，在化妝品和醫(yī)藥方面也有廣闊的市場前景[18]。因此開發(fā)和利用蘋果多酚具有一定實(shí)用價(jià)值。

而目前只有從蘋果籽中提取蘋果籽油的報(bào)道，并沒有對(duì)蘋果籽中多酚進(jìn)行單獨(dú)提取或利用脫油廢渣再進(jìn)行多酚提取的報(bào)道。本研究主要對(duì)提取蘋果油的蘋果殘?jiān)M(jìn)行多酚物質(zhì)提取，以達(dá)到充分利用蘋果籽的目的。也為今后對(duì)蘋果籽中多酚物質(zhì)的研究奠定了基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

脫油蘋果籽渣：本實(shí)驗(yàn)室制備；

其他試劑：均為國產(chǎn)分析純?cè)噭?/p>

1.2 設(shè)備

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：B-Ⅱ型，上海亞榮生化儀器廠；

紫外可見分光光度計(jì)：UV-2100型，山東高密彩虹分析儀器有限公司；

電熱恒溫干燥箱：HG202-1型，南京實(shí)驗(yàn)儀器廠；

恒溫水浴鍋：DK-S22型，寧波天恒儀器廠。

1.3 多酚提取工藝

1.4 方法

1.4.1 多酚含量測定 采用Folin-Ciocalte-us法（FC法）[19]。

1.4.2 脫油蘋果籽殘?jiān)喾犹崛÷视?jì)算 按式(1)進(jìn)行：

1.4.3 提取工藝的單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì) 以多酚提取率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，根據(jù)1.3工藝，對(duì)溫度、乙醇濃度、提取時(shí)間和液料比進(jìn)行單因素試驗(yàn)，在測定某一因素最佳條件時(shí)，固定其他條件不變。

（1）提取溫度的影響：取2 g脫油蘋果籽殘?jiān)匆掖紳舛?70%、液料比 20∶1(V∶m)，分別在 35，40，45，50，55 ℃條件下提取25min。

（2）乙醇濃度的影響：取2 g脫油蘋果籽殘?jiān)?，分別使用50%，60%，70%，80%，90%的乙醇，按液料比 20∶1(V∶m)、45℃條件下提取25min。

（3）時(shí)間的影響：取2 g脫油蘋果籽殘?jiān)?，按照乙醇濃?0%、液料比 20∶1（V∶m）、45 ℃條件下分別提取5，15，25，35，45min。

（4）液料比的影響：取2 g脫油蘋果籽殘?jiān)毫媳确謩e控制在 10∶1，15∶1，20∶1，25∶1，30∶1(V∶m)，按照乙醇濃度70%、45℃條件下提取25min。

1.4.4 提取工藝的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 考慮各因素之間的交互作用，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以溫度、乙醇濃度、時(shí)間和料液比作為試驗(yàn)因子，采用四因素三水平正交設(shè)計(jì)對(duì)多酚提取條件進(jìn)行優(yōu)化，以得到多酚提取的最優(yōu)工藝[20]。本試驗(yàn)每組3個(gè)平行，1次重復(fù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 脫油蘋果籽殘?jiān)喾犹崛」に嚨膯我蛩卦囼?yàn)

2.1.1 提取溫度對(duì)多酚提取率的影響 由圖1可知，35～45℃時(shí)多酚提取率隨溫度的升高而升高，但是在45℃之后，隨著溫度升高，多酚提取率降低。故45℃為最適提取溫度。高溫有利于多酚溶出，而溫度高于45℃時(shí)提取率下降，說明多酚被氧化所致。

2.1.2 乙醇濃度對(duì)多酚提取率的影響 由圖2可知，乙醇濃度為50%～70%時(shí)提取率隨濃度的升高而升高，但是高于70%時(shí)提取率下降。乙醇濃度過高會(huì)使蘋果籽因失水而造成纖維間緊縮，影響多酚的滲出[21]。故最適乙醇濃度為70%。

2.1.3 提取時(shí)間對(duì)多酚提取率的影響 由圖3可知，5～25min時(shí)酚提取率隨時(shí)間加長而升高，但是在25min之后，隨著時(shí)間加長，提取率略有下降。多酚有強(qiáng)還原性，提取時(shí)間過長，會(huì)導(dǎo)致被提取出的多酚被氧化[22]?？梢缘贸鲎钸m提取時(shí)間為25min。

2.1.4 液料比對(duì)多酚提取率的影響 由圖4可知，多酚的提取率隨著液料比的增加呈上升趨勢，這是由于蘋果籽組織內(nèi)部與外周的多酚的濃度差異隨之增大，提高了提取率。當(dāng)液料比達(dá)到25∶1(V∶m)時(shí)多酚得率最高，說明蘋果籽組織內(nèi)部與外部之間的多酚濃度已趨于平衡，所以多酚的提取率不再增加[23]。故液料比的最適比例為25∶1(V∶m)。

2.2 脫油蘋果籽殘?jiān)喾犹崛」に嚨恼辉囼?yàn)

在單因素分析基礎(chǔ)上選取L9(34)正交表進(jìn)行正交試驗(yàn)，因素水平表見表1，結(jié)果分析見表2和表3。

圖1 溫度對(duì)多酚提取率影響Figure 1 Effectof temperature on the extraction efficiency

圖2 乙醇濃度對(duì)多酚提取率影響Figure 2 Effectof ethanol concentration on the extraction efficiency

圖3 時(shí)間對(duì)多酚提取率影響Figure 3 Effectof time on the extraction efficiency

由表2知，提取脫油蘋果籽殘?jiān)卸喾幼詈盟浇M合為A2B3C3D3。在最優(yōu)提取條件為溫度45℃、乙醇濃度80%、提取時(shí)間35 min、液料比30∶1(V∶m)下進(jìn)行3次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)并取其平均值，測定得脫油蘋果籽多酚提取率為3.094 mg/g(干重)，高于正交試驗(yàn)最優(yōu)試驗(yàn)組合（正交4組：A2B1C2D3）的提取率。因此確定A2B3C3D3為提取多酚最優(yōu)工藝組合。

圖4 液料比對(duì)多酚提取率影響Figure 4 Effectof liquid solid ratio on the extraction efficiency

表1 L9(34)正交試驗(yàn)因素水平表Table1 Factor and level of orthogonal design

由表3中F檢驗(yàn)知，各因素對(duì)蘋果多酚提取率影響均極其顯著（F>F0.05>F0.01)，影響多酚提取率的顯著程度依次為提取B（乙醇濃度）>A（溫度）>D（提取時(shí)間）>C（液料比），這與表2中的R值分析一致。

3 結(jié)論

表2 脫油蘋果籽殘?jiān)喾犹崛≌辉囼?yàn)結(jié)果分析覮Table2 Resultand analysis of orthogonal testof deoiling apple seed residue

表3 脫油蘋果籽殘?jiān)喾犹崛≌辉囼?yàn)方差分析Table3 Variance analysis of orthogonal test of deoiling apple seed residue

（1）本研究將超聲波法提取蘋果籽油的殘?jiān)M(jìn)行蘋果籽多酚提取，通過單因素分析和正交試驗(yàn)得知，提取溫度、乙醇濃度、液料比和提取時(shí)間對(duì)多酚提取率有顯著影響。脫油蘋果籽多酚提取的最優(yōu)工藝條件為提取溫度45℃、乙醇濃度80%、液料比30∶1(V∶m)、提取時(shí)間35 min，相應(yīng)得到蘋果多酚的提取率為3.094mg/g（干重）。

（2）本研究不僅充分利用了脫蘋果籽油的剩余殘?jiān)?，還提取出了應(yīng)用范圍極為廣闊的生物活性物質(zhì)——蘋果多酚。但關(guān)于蘋果籽提取的多酚物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)還有待于進(jìn)一步研究，而且蘋果籽多酚和蘋果多酚有何區(qū)別也有待研究。

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