荔枝核多酚提取工藝研究

周秋艷 唐方華 劉劍清 陳偉鴻 陳浩明

摘要?在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用正交試驗(yàn)對(duì)荔枝核多酚的提取工藝進(jìn)行研究。結(jié)果表明，荔枝核多酚的最佳提取工藝條件如下：提取溫度60 ℃，乙醇濃度70%，料液比1∶8（g∶mL），第1次提取時(shí)間60 min。在最佳提取工藝條件下，荔枝核多酚提取物的平均得率為18.51%，荔枝核多酚的平均含量為31.36%，

關(guān)鍵詞?荔枝核多酚;提取工藝;正交試驗(yàn);多酚含量

中圖分類號(hào)?TS209文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?A

文章編號(hào)?0517-6611（2019）20-0182-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.20.049

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Study on the Extraction Process of Polyphenols from Litchi Seed

ZHOU Qiu?yan1，TANG Fang?hua1，LIU Jian?qing2 et al?（1.Extraction and Fermentation Laboratory of Nuspower Greatsun（Guangdong） Biotechnology Co.，Ltd.，Guangzhou，Guangdong 510900;2.Guangzhou Nanyang Polytechnic College，Guangzhou，Guangdong 510925）

Abstract?Based on the single factor experiment，the extraction process of polyphenols from litchi seed was studied by orthogonal experiment.The results showed that the optimal process conditions were as follows：extract temperature of 60 ℃，ethanol concentration of 70%，solid?liquid ratio of 1∶8，the first extraction time of 60 min.Under the optimum extraction process parameters，the average yield of polyphenols extract from litchi seed was 18.51%，and the average content of polyphenols from litchi seed was 31.36%.

Key words?Polyphenols from litchi seed;Extraction process;Orthogonal experiment;Polyphenol content

植物多酚（polyphenols） 為廣泛存在于植物體內(nèi)的次生代謝產(chǎn)物，是對(duì)植物的生長(zhǎng)代謝起著重要作用的一類具有多個(gè)酚羥基化合物，主要分布于植物的根、皮、葉中。植物多酚在狹義上定義為單寧或者鞣質(zhì)，在廣義上指的是酚類小分子化合物，包括花青素、兒茶素、沒食子酸等[1]。植物多酚類物質(zhì)已被證實(shí)除了抗氧化作用外[2]，由于其本身多樣、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，同時(shí)也具有許多其他生物活性，如抗腫瘤作用[3]、抗炎作用[4]、抑菌作用[5]、預(yù)防老年癡呆[6]、預(yù)防心血管疾病[7]及調(diào)節(jié)腸道菌群[8]等功效，目前人們已經(jīng)從茶葉、葡萄、石榴、菜籽等原料中提取出多酚類物質(zhì)，并將其廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、食品等領(lǐng)域[9]。荔枝核是無患子科常綠喬木荔枝（Litchi chinensis Sonn.）的干燥成熟種子，約為荔枝果重的13%左右，是一種傳統(tǒng)的中藥，包含酚酸類、黃酮類、脂肪酸、揮發(fā)性成分以及鞣質(zhì)類等[10]成分。多酚物質(zhì)作為荔枝核的主要成分之一，已有文獻(xiàn)報(bào)道具有多種生物活性，如抗氧化、降血糖、抗腫瘤、抗病毒等功效[11-14]。近年來，雖然荔枝加工得到一定發(fā)展，但在加工的同時(shí)產(chǎn)生的約占鮮果質(zhì)量40%的荔枝果皮和荔枝果核被當(dāng)作廢棄物處理，因此減少荔枝采后損失、提高加工利用率和產(chǎn)品附加值已成為荔枝產(chǎn)業(yè)發(fā)展中迫切需要解決的問題。筆者對(duì)從荔枝核中的提取多酚類物質(zhì)的工藝進(jìn)行了研究，以多酚含量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過單因素試驗(yàn)以及正交試驗(yàn)優(yōu)化荔枝核多酚的提取工藝參數(shù)，旨在為荔枝的深加工提供思路，為提高荔枝的綜合利用價(jià)值奠定基礎(chǔ)。

1?材料與方法

1.1?原料和試劑

1.1.1?原料?！盎粗Α薄芭疵佐佟薄昂谌~”“桂味”品種荔枝核，取自廣州市從化區(qū)明珠市場(chǎng)的荔枝整果。

1.1.2?試劑。沒食子酸（中國(guó)食品藥品檢定研究院）、福林酚（中國(guó)食品藥品檢定研究院）、95%乙醇（分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠）、甲醇（分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠）、碳酸鈉（分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠）。

1.2?主要儀器與設(shè)備

DMF-10A多功能搖擺式粉碎機(jī)（浙江溫嶺市銘大藥材機(jī)械設(shè)備有限公司）、DMF-4B手提式高速中藥粉碎機(jī)（浙江溫嶺市銘大藥材機(jī)械設(shè)備有限公司）、2WAJ阿貝折射儀（上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司）、LT-1002電子天平（常熟市天量?jī)x器有限責(zé)任公司）、ATX224分析天平（島津制作所）、TD-5M離心機(jī)（山東博科科學(xué)儀器有限公司）、SP-752PC紫外分光光度計(jì)（上海光譜儀器有限公司）、5L旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海大顏儀器設(shè)備有限公司）、EXRE-2002旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（鞏義市宇翔儀器有限公司）、DHG-9240A電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）、DZF-6053真空干燥箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）。

1.3?荔枝核原料的篩選

將4種品種荔枝“淮枝”“糯米糍”“黑葉”“桂味”的皮、果肉、核進(jìn)行分離，冷藏保存，備用;檢測(cè)荔枝核多酚含量（按干重計(jì)），以多酚含量為指標(biāo)，確定荔枝核原料。

1.4?荔枝核多酚的提取工藝流程

荔枝核多酚的提取工藝流程如下：新鮮荔枝核60 ℃烘8 h、粉碎成粗粉→水或乙醇提取→提取液過300目，除渣→濾液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮（60 ℃，-0.09～-0.03 MPa）→濃縮液干燥（60 ℃，-0.09～-0.06 MPa）。

1.5?沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

準(zhǔn)確稱?。?.110±0.010）g 沒食子酸，用蒸餾水溶解，然后定容至100 mL，即為沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液。準(zhǔn)確量取1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液置于100 mL容量瓶中，定容至刻度，搖勻，濃度分別為10、20、30、40、50 μg/mL，即為沒食子酸工作液。準(zhǔn)確量取1.0 mL沒食子酸工作液置于刻度試管中，分別加入5.0 mL 10%福林酚試劑，搖勻，反應(yīng)3～8 min后，加入4.0mL 7.5% Na2CO3溶液，加水定容至刻度、搖勻，室溫下放置60 min，于765 nm波長(zhǎng)下，使用紫外可見分光光度計(jì)測(cè)定吸光度值（A），繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。空白用蒸餾水代替沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.6?多酚含量的檢測(cè)

稱取0.2 g荔枝核提取物干粉置于10 mL離心管中，加入70 ℃預(yù)熱過的70%甲醇溶液5 mL，攪拌均勻，立即移入70 ℃水浴10 min，冷卻至室溫，3 500 r/min轉(zhuǎn)速離心10 min，將上清液轉(zhuǎn)移至10 mL容量瓶。沉淀物中再加入5 mL70%甲醇溶液，重復(fù)以上操作。合并提取液定容至10 mL，搖勻，再準(zhǔn)確量取1.0 mL置于100 mL容量瓶中，搖勻，待測(cè)?？瞻子盟鏄悠?，其余操作參照“1.4”部分標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制方法。在波長(zhǎng)765 nm下測(cè)定樣品吸光度，記錄并計(jì)算樣品提取物中多酚的含量。

1.7?荔枝核多酚提取工藝優(yōu)化

采用溶劑萃取法提取荔枝核多酚。通過單因素試驗(yàn)考察提取溫度、乙醇濃度、料液比、提取時(shí)間等因素對(duì)荔枝核提取物多酚含量的影響進(jìn)行研究。

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，選取對(duì)荔枝核提取物多酚含量影響較大的各個(gè)單因素，每個(gè)因素3個(gè)水平設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，探究各提取條件對(duì)荔枝核多酚含量的影響，通過正交試驗(yàn)探討最佳提取工藝條件。

2?結(jié)果與分析

2.1?沒食子酸的標(biāo)準(zhǔn)曲線

以沒食子酸濃度（μg/mL）為橫坐標(biāo)，以吸光度（A）為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。沒食子酸的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=0.011 5 x+0.005 4（R2=0.998 7），標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1。

2.2?荔枝核原料篩選

檢測(cè)4種品種“淮枝”“糯米糍”“黑葉”“桂味”荔枝核的多酚含量（折干計(jì)），結(jié)果見圖2。由圖2可知，“淮枝”“糯米糍”荔枝核的多酚含量明顯高于其他2個(gè)品種，雖然“糯米糍”荔枝核的多酚含量稍高于“淮枝”荔枝核，但市售“淮枝”荔枝的價(jià)格明顯低于“糯米糍”荔枝，考慮到成本問題，“淮枝”荔枝核為該試驗(yàn)最佳原料。

2.3?單因素試驗(yàn)

2.3.1?不同提取溫度對(duì)荔枝核多酚含量的影響。

準(zhǔn)確稱取100 g干燥的荔枝核粉碎粗粉5份，置于恒溫水浴鍋中，提取溫度分別為30、40、50、60、70 ℃，料液比1∶6（g∶mL），50%乙醇提取2次，第1次提取時(shí)間60 min，第2次提取時(shí)間60 min，研究不同提取溫度對(duì)多酚含量的影響。由圖3可知，隨著提取溫度的增加，多酚含量先增加后降低。這是由于隨著溫度的升高，分子運(yùn)動(dòng)速率也會(huì)加快，有利于提取溶劑進(jìn)入荔枝核組織的內(nèi)部，加快多酚物質(zhì)的溶出，但溫度過高，可能會(huì)使多酚分解，因此60 ℃為最佳提取溫度。

2.3.2?不同乙醇濃度對(duì)荔枝核多酚含量的影響。

準(zhǔn)確稱取100 g干燥的荔枝核粉碎粗粉5份，置于恒溫水浴鍋中，乙醇濃度分別為0、20%、40%、60%、80%，料液比1∶6，提取溫度50 ℃，提取2次，第1次提取時(shí)間60 min，第2次提取時(shí)間60 min，研究提取乙醇濃度對(duì)多酚含量的影響。由圖4可知，隨著乙醇濃度的增加，多酚含量呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)。這是因?yàn)橹参矬w內(nèi)的水溶性多酚分布在細(xì)胞液泡中，而非水溶性多酚類物質(zhì)存在于細(xì)胞壁上，且多與蛋白質(zhì)、多糖類等物質(zhì)以氫鍵結(jié)合。低體積分?jǐn)?shù)的乙醇溶液可以進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，而高體積分?jǐn)?shù)的乙醇會(huì)引起蛋白質(zhì)變性，阻止多酚類物質(zhì)的傳質(zhì)過程，從而降低多酚含量，故60%乙醇為最佳提取溶劑。

2.3.3?不同料液比對(duì)荔枝核多酚含量的影響。

準(zhǔn)確稱取100 g干燥的荔枝核粉碎粗粉5份，置于恒溫水浴鍋中，料液比分別為1∶6、1∶7、1∶8、1∶9、1∶10，提取溫度50 ℃，50%乙醇提取2次，第1次提取時(shí)間60 min，第2次提取時(shí)間60 min，研究不同料液比對(duì)荔枝核多酚含量的影響。由圖5可知，多酚含量隨著料液比的增加呈現(xiàn)先急劇增加后逐漸增加的趨勢(shì)。增加液料比，可以加快整個(gè)溶媒的傳質(zhì)過程，提高提取率，但若液料比過大則不僅會(huì)浪費(fèi)能源，而且延長(zhǎng)濃縮時(shí)間，因此最佳料液比為1∶7。

2.3.4?不同提取時(shí)間對(duì)荔枝核多酚含量的影響。

準(zhǔn)確稱取100 g干燥的荔枝核粉碎粗粉5份，置于恒溫水浴鍋中，料液比1∶6，提取溫度50 ℃，用50%乙醇提取2次，第1次提取時(shí)間分別為20、40、60、80、100 min，第2次提取時(shí)間60 min，研究第1次提取時(shí)間對(duì)荔枝核多酚含量的影響。由圖6可知，隨著提取時(shí)間的增加，多酚含量呈先增加后降低的趨勢(shì)，第1次提取時(shí)間為60 min時(shí)，多酚含量最高。這可能是因?yàn)樵跊]有抗氧化劑的溶液系統(tǒng)內(nèi)，長(zhǎng)時(shí)間提取會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，從而引起多酚類物質(zhì)的氧化分解，綜合考慮第1次提取時(shí)間以60 min最佳。

2.4?正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，選取提取溫度、提取乙醇濃度、料液比和提取時(shí)間作為考察因素，每個(gè)因素3個(gè)水平，以多酚含量為指標(biāo)，進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表?結(jié)果見表2。由表2可知，各因素對(duì)荔枝核多酚含量的影響從大到小依次為B、A、C、D，其中乙醇濃度的影響最大，而提取時(shí)間的影響最小。根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合能源方面綜合分析，確定提取工藝的最佳組合為A3B3C3D2，即提取溫度60 ℃，乙醇濃度70%，料液比1∶8，第1次提取時(shí)間為60 min。

2.5?驗(yàn)證試驗(yàn)

稱取3份經(jīng)處理后的荔枝核粗粉100 g，按照正交試驗(yàn)結(jié)果確定優(yōu)選工藝條件，測(cè)得荔枝核多酚提取物得率分別為18.54%、18.68%和18.30%，平均值為18.51%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為1.03%;多酚含量分別為31.74%、31.37%和30.96%，平均值為31.36%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為1.24%，此結(jié)果表明該提取工藝穩(wěn)定、可行。

3?結(jié)論與討論

3.1?結(jié)論

該試驗(yàn)通過對(duì)荔枝核多酚提取工藝進(jìn)行研究，結(jié)果表明用溶劑浸提法提取荔枝核多酚，提取溫度、乙醇濃度、料液比和提取時(shí)間都是影響荔枝核多酚含量的重要因素。荔枝核多酚的最優(yōu)提取工藝為提取溫度60 ℃，乙醇濃度70%，料液比1∶8（g∶mL），第1次提取時(shí)間60 min，各因素對(duì)荔枝核提取物多酚含量的影響從大到小依次為乙醇濃度、提取溫度、料液比、提取時(shí)間。

3.2?討論

荔枝核作為傳統(tǒng)中藥，其中多酚物質(zhì)為主要化學(xué)成分之一，具有抗氧化、降血糖、抗腫瘤、抗病毒等功效，可應(yīng)用于食品、藥品、營(yíng)養(yǎng)保健等領(lǐng)域，因此荔枝核多酚的提取分離已逐漸成為研究熱點(diǎn)。目前已有一些學(xué)者對(duì)荔枝核多酚的提取工藝進(jìn)行了研究，如羅威等[15]采用超聲波輔助提取荔枝核多酚，得到最優(yōu)提取工藝參數(shù)：超聲波功率148 W，超聲波處理時(shí)間1.9 min，液料比10.6∶?乙醇體積分?jǐn)?shù)54.95%，提取時(shí)間60 min，在此提取參數(shù)下多酚含量為26.33 mg/kg。熊何健等[10]用5倍稀釋、體積分?jǐn)?shù)70%的丙酮溶液在45 ℃下對(duì)荔枝核浸提2次，每次3 h，在此條件下浸提，浸提液經(jīng)濃縮、凍干得到荔枝核粗提物，產(chǎn)物得率為19.81%，多酚含量為16.71%。該研究通過單因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)探究荔枝核多酚的提取工藝，結(jié)果顯示雖然獲取的荔枝核提取物得率稍低于熊何健等[10]的研究結(jié)果，但多酚含量明顯較高，說明此提取工藝是可行的、理想的。

關(guān)于荔枝核多酚的穩(wěn)定性試驗(yàn)、荔枝核多酚的進(jìn)一步分離純化以及相應(yīng)產(chǎn)品的開發(fā)等，還有待深入研究和探討。

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