郭文娟

（山西省食品工業(yè)研究所，太原 030024）

·基礎(chǔ)研究·

杏仁種皮中多酚類物質(zhì)的提取研究

郭文娟*

（山西省食品工業(yè)研究所，太原 030024）

杏仁種皮中含有膳食纖維、多酚類物質(zhì)和黃酮類物質(zhì)等。采用乙醇溶劑提取杏仁種皮中的多酚類物質(zhì)，在單因素的基礎(chǔ)上，通過正交試驗(yàn)確定最佳提取工藝條件。最佳提取工藝條件為：乙醇體積濃度50%、提取溫度80℃、提取時(shí)間1 h、料液比1 g∶15 mL，總多酚提取率達(dá)到90.35%。

杏仁種皮；多酚類物質(zhì)；提取

杏仁是山西省重要的干果之一。杏仁在加工過程中會(huì)產(chǎn)生大量的杏仁種皮，一般被作為廢棄物或者下腳料處理。杏仁種皮中含有膳食纖維、多酚類物質(zhì)、黃酮類物質(zhì)、果膠和色素等，尤其是多酚類物質(zhì)是植物的次生代謝產(chǎn)物，具有清除機(jī)體內(nèi)自由基、抗脂質(zhì)氧化、延緩機(jī)體衰老、預(yù)防心血管疾病、防癌、抗輻射等生物活性功能。深入開展對(duì)廢棄種皮的研究，對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品的綜合開發(fā)和資源利用有重要的意義。本試驗(yàn)研究采用乙醇溶劑提取杏仁種皮中的多酚類物質(zhì)，初步探討各種因素對(duì)提取多酚物質(zhì)的影響。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

干燥杏仁，購自山西省農(nóng)科院，經(jīng)熱水去皮法（熱燙溫度70℃，熱燙時(shí)間3 min，低溫烘干） 制得杏仁種皮。

1.2 主要試劑及儀器

無水乙醇（分析純），天津市北方天一化學(xué)試劑廠；無水碳酸鈉（分析純），南京化學(xué)試劑一廠；沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品，成都科龍化工試劑廠；福林酚，Sigma公司。

HH-8電熱恒溫水域鍋，江蘇金壇市新航儀器廠；SSW型電熱恒溫水槽，上海博迅事業(yè)有限公司；Sartrius電子天平，北京賽多利斯天平有限公司；粉碎機(jī)，上海微型電機(jī)廠；可見分光光度計(jì)WFJ 2100型，尤尼柯（上海）儀器有限公司；臺(tái)式離心機(jī)TGL-16G，上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 提取工藝及要點(diǎn)

1.3.2 操作要點(diǎn)

a）粉碎：粉碎要均勻，粒度控制在1mm以下。

b）乙醇浸提：在不同乙醇體積濃度、浸提溫度、浸提時(shí)間和料液比條件下浸提。

c） 真空抽濾：真空度為0.095 MPa～0.1 MPa之間，約為1 min。

d） 離心：將濾液在3000 r/min，離心20 min。

1.4 多酚測(cè)定方法及含量計(jì)算

1.4.1 標(biāo)準(zhǔn)液和待測(cè)樣液的配制

沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)液：準(zhǔn)確稱取沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品44.3 mg，用蒸餾水溶解后移入100 mL容量瓶中，定容至刻度備用。

7.6 g/100 mL碳酸鈉溶液：準(zhǔn)確稱取碳酸鈉7.6 g，用蒸餾水溶解并移入100 mL容量瓶，定容至刻度備用。

待測(cè)樣液：取濃縮后多酚粗品1 mL，稀釋到5 mL，再取稀釋液1 mL按1.4.2的方法測(cè)定多酚含量。

1.4.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別取沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液0.0 mL、0.2 mL、0.4 mL、0.8 mL、1.2 mL、1.6 mL、2.0 mL 于 10 mL容量瓶中，分別加1 mL蒸餾水、0.5 mL福林酚試劑、1.5 mL 7.6 g/100mL的碳酸鈉溶液，最后用水定容至10 mL，搖勻，放置1 h。然后在760 nm波長處測(cè)定其吸光度值，以沒食子酸溶液質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，見圖1。計(jì)算得吸光度D（λ） 對(duì)質(zhì)量濃度ρ的線性回歸方程為：D （λ） =11.518 ρ-0.016 2，R2=0.999 4。

圖1 沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線

1.4.3 杏仁種皮總多酚含量的測(cè)定方法

準(zhǔn)確稱取1.0 g杏仁種皮，放入索式提取器中，用體積濃度50%乙醇進(jìn)行提取并測(cè)定總多酚含量，重復(fù)3次，求平均值。按1.4.2的方法、條件測(cè)定，測(cè)得試驗(yàn)所用材料（杏仁種皮）的總多酚含量為0.629 5 mg/g。

式中：D（λ） ——測(cè)得吸光度值；

V——提取液體積，mL；

M——樣品重量，g；

5——稀釋倍數(shù)。

1.4.4 杏仁種皮總多酚提取率的計(jì)算方法

因索氏提取法操作復(fù)雜，成本高昂，一般工業(yè)上多采取溶劑法提取多酚類物質(zhì)。本試驗(yàn)以總多酚提取率為指標(biāo)，初步探討提取最佳工藝條件。

總多酚提取率（%）=（提取液中總多酚含量/0.629 5 mg/g）

1.5 杏仁種皮中多酚類物質(zhì)提取單因素試驗(yàn)

1.5.1 乙醇濃度的選擇

分別以體積濃度40%、50%、60%、70%、80%、90%的乙醇為提取溶劑，料液比為1g∶25mL、在60℃的條件下提取2 h。將粗提液過濾、離心、濃縮、稀釋、測(cè)定其總酚含量，重復(fù)3次，確定乙醇的體積濃度。

1.5.2 提取溫度的選擇

以體積濃度50%的乙醇為提取溶劑，料液比為1 g∶25 mL，分別在40℃、50℃、60℃、70℃、80℃下提取2 h，以總多酚提取率為指標(biāo)確定提取溫度。

1.5.3 提取時(shí)間的選擇

以體積濃度50%的乙醇為提取溶劑，料液比為1g∶25mL，在60℃分別提取0.5 h、1 h、2 h、3 h、4 h，以總多酚提取率為指標(biāo)確定提取時(shí)間。

1.5.4 料液比的選擇

以體積濃度50%的乙醇為提取溶劑，提取溫度為60℃，分別選擇料液比1 g∶10 mL、1 g∶15 mL、1 g∶20 mL、1 g∶25 mL、1 g∶30 mL提取 2 h，以總多酚提取率為指標(biāo)確定料液比。

1.6 杏仁種皮中多酚類物質(zhì)提取正交試驗(yàn)

在以上單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化試驗(yàn)，對(duì)乙醇體積濃度、提取溫度、提取時(shí)間和料液比4個(gè)因素分別設(shè)三個(gè)水平，采用L9（34）表作正交試驗(yàn)，確定最佳提取工藝。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 乙醇體積濃度對(duì)提取率的影響（見圖2）

從圖2中可以看出，隨著乙醇體積濃度的升高，多酚的提取率下降，當(dāng)乙醇體積濃度為50%時(shí)提取率達(dá)到最高；隨后乙醇體積濃度增加，提取率下降幅度增大。這可能是因?yàn)橐恍┐既苄噪s質(zhì)和親脂性成分溶出量增加，這些成分和多酚類物質(zhì)競爭同乙醇-水分子的結(jié)合，從而導(dǎo)致多酚提取率下降。因此選擇體積濃度為50%的乙醇作為提取溶劑。

2.1.2 溫度對(duì)提取率的影響（見圖3）

由圖3可知，隨著溫度的升高，多酚的提取率逐漸升高，在50℃稍有降低，在70℃提取率達(dá)到最高，隨后提取率無明顯變化，且有下降趨勢(shì)，可能因?yàn)殡S著溫度的升高，導(dǎo)致熱敏性多酚物質(zhì)的氧化，因此最佳提取溫度為70℃。

2.1.3 提取時(shí)間對(duì)提取率的影響（見圖4）

由圖4可知，隨著時(shí)間的延長，多酚提取率發(fā)生一些波動(dòng)。提取時(shí)間從0.5 h到2 h，提取率急劇上升并達(dá)到最高，隨后降低。這可能是因?yàn)樵诩訜岬那闆r下提取時(shí)間過長，引起多酚類物質(zhì)的氧化，同時(shí)考慮降低成本和能耗，因此選擇2 h為最佳提取時(shí)間。

2.1.4 料液比對(duì)提取率的影響（見圖5）

從圖5中可以看出，料液比值太小不利于濃縮，能耗較高；太大則不能將有效成分提取完全。料液比為1 g∶20 mL時(shí)提取率最高，之后隨著料液比值的減小，提取率變化不明顯。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

在以上單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化試驗(yàn)，對(duì)乙醇體積濃度、溫度、時(shí)間、料液比四個(gè)因素分別設(shè)三個(gè)水平，采用L9（34）表作正交試驗(yàn)。因素水平表見表1，正交試驗(yàn)結(jié)果見表2，方差分析結(jié)果見表3。

表1 杏仁種皮中多酚物質(zhì)提取工藝因素水平表

表2 正交試驗(yàn)方案及結(jié)果分析

表3 杏仁種皮中多酚類物質(zhì)提取正交試驗(yàn)方差分析

由表2、3可以看出，影響杏仁種皮多酚類物質(zhì)提取的各因素主次順序?yàn)锳＞C＞D＞B，即乙醇體積濃度＞提取時(shí)間＞料液比＞提取溫度，乙醇溶液提取優(yōu)化結(jié)果是A2B3C2D1。由于C1與C2提取量非常接近，從節(jié)省時(shí)間考慮，最優(yōu)組A2B3C1D1，即乙醇體積濃度50%、提取溫度80℃、提取時(shí)間1 h、料液比1 g∶15 mL。驗(yàn)證試驗(yàn)得出多酚提取率為90.35%。

3 討論

3.1 提取溶劑對(duì)多酚提取的影響

水雖是植物多酚的良好溶劑，但并非最適合多酚的提取。因?yàn)槎喾釉谥参矬w內(nèi)通常與蛋白質(zhì)、多糖以氫鍵和疏水鍵形式形成穩(wěn)定的分子復(fù)合物，多酚分子間也是如此。這種現(xiàn)象對(duì)于分子量大、氫鍵數(shù)量多的多酚尤為突出。所以在提取時(shí)，提取溶劑不僅要求對(duì)多酚具有很好的溶解性，而且具有氫鍵斷裂的作用。因此，有機(jī)溶劑和水的復(fù)合體系（有機(jī)溶劑占體積濃度為50%～70%）最適合多酚的提取，有機(jī)溶劑的提取能力順序?yàn)椋罕迹家掖迹技状迹急妓臍溥秽?。但是甲醇及丙酮不僅價(jià)格高，而且毒性較大，因此工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的溶劑主要是水或水和乙醇的混合溶劑。從提取效率和安全角度考慮，本試驗(yàn)采用水和乙醇的混合溶劑提取，試驗(yàn)證明50%乙醇溶液提取比較完全，提取率高。

3.2 去皮方法對(duì)多酚提取的影響

去除杏仁種皮是提取多酚物質(zhì)的第一步，去皮方法對(duì)提取率有一定的影響，試驗(yàn)證明，堿液去皮對(duì)多酚提取影響較大，提取率下降大約50%?？赡苁且?yàn)閴A液中的氫氧化鈉對(duì)多酚有破壞，因此影響提取率較大；熱水去皮影響效果較小，可能是因?yàn)槿テ囟群吞崛囟缺容^接近，因此影響提取率效果較小。

3.3 粉碎度對(duì)提取率的影響

杏仁種皮經(jīng)過干燥和粉碎后，粒度小于1 mm左右，組織內(nèi)部的多酚物質(zhì)容易擴(kuò)散出來。如果粉碎過細(xì)，不僅極難過濾，而且色素等其他雜質(zhì)溶出過多，影響多酚類物質(zhì)含量的測(cè)定。據(jù)資料顯示，粉碎度對(duì)多酚提取率的影響不大，同時(shí)方差分析結(jié)果也表明粉碎度對(duì)提取效果影響不顯著。因此，提取時(shí)不必粉碎過細(xì)。

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Study on extracting polyphenol compounds from almond skin

GUOWen-juan*
（Shanxi province food industryresearch institute，Taiyuan 030024，China）

Almond skin contains dietaryfiber，polyphenols and flavonoids， etc.Phenolic compounds were extracted from almond skin by solvent，based on single factor analysis an orthogonal experiment method was adopted to determine the optimum technology parameter.They were as follows：concentration of ethanol 50%,extraction temperature 80℃，extraction time 1h and the ratioofalmond skin toextractant1 g∶15 mL， and the extraction rate was 90.35%.

almond skin； phenolic compounds；extract

TS201.2+4

A

1673-6004（2011）03-0043-04

*郭文娟，女，1982年出生，2009年畢業(yè)于山西省農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品加工專業(yè)，碩士，助理工程師。

2011-07-05