于志彬,馬玉青,遲建,田益玲
(河北農業(yè)大學食品科技學院,河北 保定 071001)
燕麥中多酚類物質提取條件的研究
于志彬,馬玉青,遲建,田益玲*
(河北農業(yè)大學食品科技學院,河北 保定 071001)
以燕麥為原料,采用酒石酸鐵比色法測定多酚含量,研究燕麥多酚的提取條件。通過試驗對影響燕麥中多酚提取效果的各因素進行研究,結果表明:提取效果最好的試劑為甲醇,燕麥總多酚提取的最佳工藝條件為:甲醇濃度為85%(體積分數),提取溫度80℃,提取時間15 min,料液比1∶7(g/mL)。
燕麥;多酚;提取
酚類化合物廣泛存在于植物食品中,植物多酚(Plant Polyphenol)又名植物單寧(Vegetable Tannin),為植物體內的復雜酚類次生代謝物。國內外研究表明,燕麥中含有多種天然抗氧化物,如各種酚類化合物(包括阿魏酸、香草酸、芥子酸和香豆酸等酚酸的衍生物)、燕麥生物堿、黃酮類、植酸類化合物及甾醇都對人體具有一定的保健作用[1],多酚可用在保健食品中,通過清除人體內過多的氧自由基而起到強身健體的功效;也可用于普通食品中,作為抗氧化劑延長食品的貨架期[2]。本試驗對燕麥中多酚提取條件的研究,確定最佳提取工藝條件,以期為燕麥天然抗氧化劑的開發(fā)提供理論參考。
燕麥:河北康希燕麥食品有限公司;甲醇、乙醇、丙酮、正己烷、四氫呋喃、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉、亞硫酸鐵、酒石酸鉀鈉:天津化學試劑公司,均為分析純;沒食子酸對照品:科翔生物有限公司。
UV1100分光光度計:上海天美科學儀器有限公司;TGL-18B-C高速臺式離心機:上海安亭;小型高速中藥粉碎機:浙江溫嶺市銘大藥材機械設備有限公司。
1.3.1 樣品預處理
將燕麥米中的壞粒、雜物等挑選后,在中藥粉碎機中粉碎后過200目篩。
1.3.2 標準曲線的繪制
準確稱取沒食子酸0.500 g,加蒸餾水溶解并移入100 mL容量瓶中,配制成5.0 g/L沒食子酸原液。分別移取 5.0 g/L 沒食子酸原液 0、1、2、3、5、10 mL,加蒸餾水定容至 100 mL,分別配制成濃度為 0、50、100、150、250、500 mg/L工作曲線標準液。各吸取1 mL試液于25mL容量瓶中,加蒸餾水4mL和酒石酸亞鐵溶液5mL(酒石酸亞鐵配制),充分混合,再加pH值7.5磷酸鹽緩沖液(緩沖液配制)至刻度,以試劑空白溶液作參比,在波長540 nm處測吸光度A[3]。
1.3.3 正交試驗確定最佳提取參數
本研究采用正交試驗確定燕麥多酚最佳提取參數。正交試驗因素水平見表1。
表1 燕麥多酚提取因素水平表L9(34)Table1 FactorsandvaluesofexploitationofpolyphenolinoatL9(34)
利用1.3.2中配制的工作曲線標準液,繪制燕麥多酚類物質的標準曲線,其線性回歸方程為Y=0.04+0.1551X(式中:X為燕麥多酚濃度,(g/L);Y為吸光度),回歸系數R=0.9994。
2.2.1 溶劑種類的影響
根據資料,在對多酚類物質提取中常用的有機溶劑有四氫呋喃(極性參數 4.2)、甲醇(極性參數 6.6)、乙醇(極性參數 5.2)、丙醇(極性參數 3.9)和丙酮(極性參數5.4)。本試驗將上述有機溶劑分別采用體積分數為50%的對燕麥多酚類物質進行提取,結果如圖1所示。
由圖1可以看出,在相同提取條件下隨著有機溶劑極性參數的增加,對燕麥中的多酚類提取率越高。因此,在燕麥多酚提取中選擇甲醇為有機提取溶劑。
2.2.2 甲醇濃度對燕麥多酚提取的影響
甲醇作為燕麥最佳有機提取劑,本研究考察了60%、70%、80%和90%的甲醇溶液對燕麥中的多酚進行提取,結果如圖2所示。
由圖2可知,隨著甲醇濃度的提高,燕麥多酚的提取量明顯增加,但是當甲醇濃度達到90%后提取增加率明顯減緩,考慮到提取成本問題,提取燕麥多酚類物質甲醇的濃度以90%為宜。
2.2.3 溫度對燕麥多酚提取的影響
在不同溫度下,采用體積分數為90%的甲醇對燕麥中的多酚類物質進行提取,結果見圖3。
由圖3可知,隨著提取溫度的升高,燕麥多酚的提取量逐漸增加,而當溫度達到80℃達到了最高點。這是因為高溫可以提高溶質中多酚的擴散速率,分子運動速度加快,鍵更容易斷裂,多酚的滲透、溶解、擴散速度也加快,而酚類物質更容易從原料中浸出[2];但是當溫度繼續(xù)升高,多酚的氧化速度增加,這樣使提取出的多酚類物質被氧化而表現出明顯的降低,故選擇80℃為浸提溫度。
2.2.4 時間對燕麥多酚提取的影響
用體積分數為90%的甲醇、在溫度為80℃的條件下對燕麥多酚進行提取,提取時間分別為10、20、30和40 min,結果如圖4所示。由圖4可知:提取時間越長,燕麥多酚的提取量越高。但當提取時間增加到20 min后,提取量急劇下降。這可能是在一定范圍內,延長浸提時間,有利于燕麥中多酚物質的浸出,但若浸提時間過長,可能會引起多酚物質的縮合,或者被空氣中的氧氣氧化,造成提取量反而降低[2]。所以,選擇浸提的時間為20 min。
2.2.5 料液比對燕麥多酚提取的影響
用體積分數為90%的甲醇,在80℃條件下水浴20 min,對燕麥多酚類物質進行提取,提取的料液比分別是 1∶5、1∶10、1∶15 和 1∶20(g/mL),結果見圖 5。
由圖5可知,隨著料液比的增加,燕麥多酚的提取量呈上升趨勢。當料液比1∶5的時候,燕麥多酚的提取量最多。因此,1∶5為燕麥多酚類物質提取的合適料液比。
燕麥多酚提取量受料液比、提取時間、提取溫度和試劑濃度4個因素交叉影響,因此在單因素試驗的基礎上,采用L9(34)正交設計進行正交試驗,結果見表2。
表2 L9(34)正交試驗極差分析Table2 The experiment results of ultramicro L9(34)and differential analysis
從表2中可知,對燕麥中多酚類物質提取,在確定溶劑的情況下,提取溫度>提取時間>料液比>甲醇濃度。根據效應曲線圖可知燕麥中多酚的最佳提取條件是甲醇濃度85%,提取溫度80℃,提取時間15 min,料液比 1∶7(g/mL)。
通過試驗,可以看出:燕麥多酚類物質的提取,甲醇的提取量是最大的;燕麥多酚類物質最佳提取條件是甲醇濃度85%(體積分數),提取溫度80℃,提取時間 15 min,料液比 1∶7(g/mL)。
[1]修嬌,馬濤,韓立宏,等.燕麥保健功能及其應用[J].食品科學,2005,26(增刊):109-111
[2]魯曉翔,趙晨光,連喜軍.板栗殼多酚提取條件及其抗氧化性研究[J].食品研究與開發(fā),2008(3):32-36
[3]朱登祥,尉連玲,侯志敏.葡萄籽中多酚類物質提取工藝研究[J].安徽農業(yè)科學,2008,36(17):7068-7070
A Study on the Extraction of Polyphenols in Oat
YU Zhi-bin,MA Yu-qing,CHI Jian,TIAN Yi-ling*
(College of Food Science,Agricultural University of Hebei,Baoding 071001,Hebei,China)
A new extracting technique for polyphenol from oat was conducted using oat as raw material.The content of polyphenol in oat had been measured by tartrate-Fe method.To optimize the conditions for the extraction of polyphenols from oat,extraction was studied by single factor experiment.Thus,the feasible conditions for extraction of oat polyphenol were determined to be methanol concentration 85%at 80℃for 15 min and the ratio of solid to liquid as 1∶7(g/mL).This study provided a good-way for the exploitation and using of the by product of the oat.
oat;polyphenol;extraction process
河北省科技支撐計劃項目(07221015)
于志彬(1978—),女(漢),講師,本科,從事食品安全研究。
*通訊作者:田益玲(1974—),女(漢),副教授,碩士,從事糧油深加工及食品添加劑的開發(fā)與研究。
2009-08-03