荔枝皮多酚提取工藝研究

周秋艷　唐方華　程杏安　林金鶯　鄭志鵬

摘要 通過單因素試驗(yàn)與正交試驗(yàn)研究荔枝皮多酚的最佳提取工藝。結(jié)果表明，荔枝皮多酚的最佳提取工藝如下：提取溫度70 ℃，乙醇濃度60%，料液比1∶7，第1次提取時(shí)間40 min，在此提取工藝條件下荔枝皮多酚提取物的平均得率為13.70%，荔枝皮多酚的平均含量為5.40%。

關(guān)鍵詞 荔枝皮多酚;提取工藝;正交試驗(yàn);多酚含量

中圖分類號(hào) R284文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2019）21-0189-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.21.056

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 Pericarp

ZHOU Qiuyan1，TANG Fanghua1，CHENG Xingan2 et al

（1.Extraction and Fermentation Laboratory of Nuspower Greatsun（Guangdong） Biotechnology Co.，Ltd.，Guangzhou，Guangdong 510900;2.Zhongkai University of Agriculture and Engineering，Guangzhou，Guangdong 510550）

Abstract The extraction process of polyphenols from litchi pericarp was studied by using single factor experiment and orthogonal experiment.The results showed the optimal process parameters were as follows：extract temperature 70 °C，ethanol concentration 60%，solidliquid ratio of 1∶7，the first extraction time of 40? min.Under these extraction process parameters，the average yield of polyphenols extract from litchi pericarp was 13.70%，and the average content of polyphenols in litchi pericarp was 5.40%.

Key words Litchi pericarp polyphenols;Extraction process;Orthogonal experiment;Polyphenol content

基金項(xiàng)目 廣東省高校省級(jí)重大項(xiàng)目“荔枝廢棄物多酚提取及產(chǎn)品微膠囊化和功能性研究”;廣州市南博鄉(xiāng)村振興研究院農(nóng)業(yè)生物資源精細(xì)化生產(chǎn)與綜合利用協(xié)同創(chuàng)新中心項(xiàng)目。

作者簡介 周秋艷（1988—），女，廣西柳州人，碩士，從事天然產(chǎn)物方面的研究。

收稿日期 2019-05-20

荔枝（Litchi chinensis Sonn.）為無患子科荔枝屬常綠喬木植物的果實(shí)，在我國主要產(chǎn)地為廣東、廣西、福建、海南等。據(jù)報(bào)道，我國荔枝種植面積為53.33余萬hm2，年產(chǎn)量約200萬t[1]。目前人們對(duì)荔枝的研究主要在荔枝保鮮貯藏技術(shù)方面[2-3]，對(duì)荔枝加工也進(jìn)行了一些研究，但主要集中在荔枝果肉的加工利用，加工的產(chǎn)品有荔枝干、荔枝飲料、荔枝罐頭、荔枝酒等[4-6]，但在荔枝加工過程中荔枝果皮、荔枝果核一般作為廢棄物而丟棄，降低了荔枝的綜合利用率，造成資源的極大浪費(fèi)，還會(huì)污染環(huán)境。荔枝果皮、果肉和果核均含有多酚物質(zhì)，為荔枝主要功能成分之一，據(jù)報(bào)道荔枝酚類物質(zhì)具有抗氧化、降血糖、抗腫瘤等重要生物活性[7-11]。另外，多酚是高等植物的次級(jí)代謝產(chǎn)物，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有多種功效，植物多酚類物質(zhì)已被證實(shí)具有較強(qiáng)的抗氧化作用[12]，能有效預(yù)防高血脂、高血糖、心腦血管等慢性疾病[13]，還具有抵抗神經(jīng)性疾病及降低癌癥風(fēng)險(xiǎn)等作用[14]，被廣泛應(yīng)用于食品、藥品、營養(yǎng)保健等領(lǐng)域[15]。

筆者通過單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)探索荔枝皮多酚類物質(zhì)的最佳提取工藝，拓寬了荔枝資源的開發(fā)利用空間，提高了其綜合利用率，旨在為荔枝的深加工利用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 原料和試劑

“淮枝”“糯米糍”“黑葉”“桂味”品種荔枝皮，取自廣州市從化區(qū)明珠市場的荔枝整果。

沒食子酸（中國食品藥品檢定研究院）、福林酚（中國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（常熟市天量儀器有限責(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 荔枝皮原料篩選

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;測定荔枝皮多酚含量（按干重計(jì)），以多酚含量為考察指標(biāo)，確定荔枝皮原料。

1.4 荔枝皮多酚提取工藝流程

新鮮荔枝皮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～-0.03 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，加入4.0? mL 7.5% Na2CO3溶液，加水定容至刻度、搖勻，室溫下放置60 min，于765 nm波長下使用紫外可見分光光度計(jì)測定吸光度（A），繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線?？瞻子谜麴s水代替沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.6 多酚含量的檢測

稱取0.2 g荔枝皮提取物干粉置于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離心10 min，將上清液轉(zhuǎn)移至10 mL容量瓶。沉淀中再加入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?？瞻子盟鏄悠?，其余操作同“1.4”。在765 nm波長下測定樣品吸光度，記錄并計(jì)算樣品提取物中多酚的含量。

1.7 荔枝皮多酚提取工藝優(yōu)化

采用溶劑萃取法提取荔枝皮多酚。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)荔枝皮提取物多酚含量的影響。

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，選取對(duì)荔枝皮提取物多酚含量影響較大的幾個(gè)因素，3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)荔枝皮多酚含量的影響，通過正交試驗(yàn)探討荔枝皮多酚的最佳提取工藝條件。

2 結(jié)果與分析

2.1 繪制沒食子酸的標(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。標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=0.011 5x+0.005 4（R2=0.998 7），標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1所示。

2.2 荔枝皮原料篩選 測定淮枝、糯米糍、黑葉、桂味4種品種荔枝皮的多酚含量（按干重計(jì)），結(jié)果見圖2。由圖2可知，“淮枝”荔枝皮的多酚含量明顯高于其他3個(gè)品種，且市面上“淮枝”荔枝的價(jià)格較低，成本低，因此“淮枝”荔枝皮為該試驗(yàn)最佳原料。

2.3 單因素試驗(yàn)

2.3.1 不同提取溫度對(duì)荔枝皮多酚含量的影響。

準(zhǔn)確稱取100 g干燥荔枝皮粉碎粗粉5份，置于恒溫水浴鍋中，提取溫度分別設(shè)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60 min，第2次提取60 min，不同提取溫度對(duì)多酚含量的影響見圖3。由圖3可知，隨著提取溫度的增加，多酚含量呈緩慢增長后降低的趨勢(shì)，最佳提取溫度為60 ℃。溫度升高能加快分子的運(yùn)動(dòng)速率，有利于提取溶劑進(jìn)入荔枝皮組織的內(nèi)部，加快多酚的溶出，但當(dāng)達(dá)到一定濃度時(shí)，達(dá)到平衡后提取多酚量不再增加，其他雜質(zhì)的溶出增加，多酚的含量會(huì)有所下降。

2.3.2 不同乙醇濃度對(duì)荔枝皮多酚含量的影響。

準(zhǔn)確稱取100 g干燥荔枝皮粉碎粗粉5份，置于恒溫水浴鍋中，乙醇濃度分別設(shè)為0、20%、40%、60%、80%，料液比1∶6（g∶mL），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，不同乙醇濃度對(duì)多酚含量的影響見圖4。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)，60%乙醇為最佳提取溶劑。當(dāng)乙醇濃度超過60%以后，隨著乙醇濃度的增加，多酚含量降低，這可能是因?yàn)橹苄晕镔|(zhì)的溶出量也逐漸增大，雜質(zhì)增多，干擾因素也隨之增加，從而使多酚含量有所減小。

2.3.3 不同料液比對(duì)荔枝皮多酚含量的影響。

準(zhǔn)確稱取100 g干燥的荔枝皮粉碎粗粉5份，置于恒溫水浴鍋中，料液比分別設(shè)為1∶6、1∶7、1∶8、1∶9、1∶10（g∶mL），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，不同料液比對(duì)多酚含量的影響見圖5。由圖5可知，多酚含量隨著料液比的增大而增加，最后趨于穩(wěn)定。為節(jié)省提取溶劑的用量、降低成本，選擇1∶7作為最優(yōu)料液比。

2.3.4 不同提取時(shí)間對(duì)荔枝皮多酚含量的影響。

準(zhǔn)確稱取100 g干燥的荔枝皮粉碎粗粉5份，置于恒溫水浴鍋中，料液比1∶6（g∶mL），提取溫度50 ℃，50%乙醇提取2次，第1次提取時(shí)間分別設(shè)為20、40、60、80、100 min，第2次提取時(shí)間60 min，不同提取時(shí)間對(duì)多酚含量的影響見圖6。由圖6可知，隨著提取時(shí)間的增加，多酚含量呈現(xiàn)先增長后降低的趨勢(shì)，60 min為第1次提取最佳時(shí)間，長時(shí)間加熱提取可能會(huì)導(dǎo)致多酚不穩(wěn)定、分解，多酚含量下降。

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、乙醇濃度、料液比和提取時(shí)間作為考察因素，每個(gè)因素?cái)M定3個(gè)水平，以多酚含量為指標(biāo)，進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)，因素與水平設(shè)計(jì)見表1，結(jié)果見表2。由表2可知，各因素對(duì)多酚含量的影響從大到小依次為B、A、C、D，其中提取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)果和從能源方面的綜合分析可知，提取工藝的最佳組合為A3B3C1D2，即提取溫度70 ℃，提取乙醇濃度60%，料液比1∶7（g∶mL），第1次提取時(shí)間40 min。

2.5 驗(yàn)證試驗(yàn)

稱取3份經(jīng)處理后的荔枝皮粗粉100 g，按照正交試驗(yàn)確定的優(yōu)選工藝條件下進(jìn)行處理。測得荔枝皮多酚提取物得率分別為13.74%、13.49%和13.88%，平均值為13.70%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為1.44%;多酚含量分別為5.38%、5.51%和5.32%，平均值為5.40%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為1.80%，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)荔枝皮多酚的提取工藝進(jìn)行研究，結(jié)果表明用溶劑浸提法提取荔枝皮多酚，提取溫度、乙醇濃度、料液比和提取時(shí)間都是影響荔枝皮多酚含量的重要因素。荔枝皮多酚提取的最優(yōu)工藝如下：提取溫度70 ℃，乙醇濃度60%，料液比1∶7，第1次提取時(shí)間40 min，各因素對(duì)荔枝皮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。

47卷21期周秋艷等 荔枝皮多酚提取工藝研究

3.2 討論

隨著荔枝種植面積的增大，荔枝產(chǎn)量的逐年增加，荔枝果皮作為荔枝深加工過程中產(chǎn)生的大宗量農(nóng)廢產(chǎn)品未能得到充分利用。為了充分合理應(yīng)用荔枝果皮，近年來人們逐漸對(duì)荔枝皮多酚提取工藝進(jìn)行研究。喬小瑞等[16]研究了荔枝殼粗多酚的提取工藝，結(jié)果表明當(dāng)料液比為13∶1，浸提體積分?jǐn)?shù)為64%，浸提時(shí)間為78 min時(shí)，荔枝殼多酚提取率為5.92%。趙文華等[17]采用萃取法聯(lián)合超聲-微波輔助提取荔枝殼中的多酚物質(zhì)，研究確定了多酚物質(zhì)最佳提取工藝條件，液固比、乙醇濃度、提取溫度、提取時(shí)間分別為20%、60%、45 ℃、10 min，此最佳提取條件下多酚物質(zhì)的提取得率為1.68%。該試驗(yàn)研究荔枝皮多酚的提取工藝，結(jié)果表明荔枝皮多酚提取物得率為13.70%，荔枝皮多酚含量高達(dá)5.40%，顯示了工藝比較理想、可靠，下一步可對(duì)荔枝皮提取物多酚的穩(wěn)定性及純化進(jìn)行深入探究，并進(jìn)一步考察工藝的穩(wěn)定性，最后從藥理活性和最終劑型等方面進(jìn)行深入考慮分析。

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