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)大學食品學院，遼寧 大連 116034；2.大連工業(yè)大學信息科學與工程學院，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，并且是一種極其嚴重的資源浪費[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7 g/kg(鮮重計)。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、增強骨質(zhì)、保護軟骨、抗輻射、抗動脈硬化、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，具有廣泛的應用范圍和銷售市場，對保證食品質(zhì)量安全具有深遠意義[17]。同時，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用價值。

而目前只有從蘋果籽中提取蘋果籽油的報道，并沒有對蘋果籽中多酚進行單獨提取或利用脫油廢渣再進行多酚提取的報道。本研究主要對提取蘋果油的蘋果殘渣進行多酚物質(zhì)提取，以達到充分利用蘋果籽的目的。也為今后對蘋果籽中多酚物質(zhì)的研究奠定了基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

脫油蘋果籽渣：本實驗室制備；

其他試劑：均為國產(chǎn)分析純試劑。

1.2 設備

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：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，南京實驗儀器廠；

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 脫油蘋果籽殘渣多酚提取率計算 按式(1)進行：

1.4.3 提取工藝的單因素試驗設計 以多酚提取率為評價指標，根據(jù)1.3工藝，對溫度、乙醇濃度、提取時間和液料比進行單因素試驗，在測定某一因素最佳條件時，固定其他條件不變。

（1）提取溫度的影響：取2 g脫油蘋果籽殘渣，按乙醇濃度 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脫油蘋果籽殘渣，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）時間的影響：取2 g脫油蘋果籽殘渣，按照乙醇濃度70%、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脫油蘋果籽殘渣，液料比分別控制在 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設計 考慮各因素之間的交互作用，在單因素試驗的基礎上，以溫度、乙醇濃度、時間和料液比作為試驗因子，采用四因素三水平正交設計對多酚提取條件進行優(yōu)化，以得到多酚提取的最優(yōu)工藝[20]。本試驗每組3個平行，1次重復。

2 結(jié)果與討論

2.1 脫油蘋果籽殘渣多酚提取工藝的單因素試驗

2.1.1 提取溫度對多酚提取率的影響 由圖1可知，35～45℃時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℃時提取率下降，說明多酚被氧化所致。

2.1.2 乙醇濃度對多酚提取率的影響 由圖2可知，乙醇濃度為50%～70%時提取率隨濃度的升高而升高，但是高于70%時提取率下降。乙醇濃度過高會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 提取時間對多酚提取率的影響 由圖3可知，5～25min時酚提取率隨時間加長而升高，但是在25min之后，隨著時間加長，提取率略有下降。多酚有強還原性，提取時間過長，會導致被提取出的多酚被氧化[22]?？梢缘贸鲎钸m提取時間為25min。

2.1.4 液料比對多酚提取率的影響 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。當液料比達到25∶1(V∶m)時多酚得率最高，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 脫油蘋果籽殘渣多酚提取工藝的正交試驗

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

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

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

圖3 時間對多酚提取率影響Figure 3 Effectof time on the extraction efficiency

由表2知，提取脫油蘋果籽殘渣中多酚最好水平組合為A2B3C3D3。在最優(yōu)提取條件為溫度45℃、乙醇濃度80%、提取時間35 min、液料比30∶1(V∶m)下進行3次驗證實驗并取其平均值，測定得脫油蘋果籽多酚提取率為3.094 mg/g(干重)，高于正交試驗最優(yōu)試驗組合（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)正交試驗因素水平表Table1 Factor and level of orthogonal design

由表3中F檢驗知，各因素對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 脫油蘋果籽殘渣多酚提取正交試驗結(jié)果分析覮Table2 Resultand analysis of orthogonal testof deoiling apple seed residue

表3 脫油蘋果籽殘渣多酚提取正交試驗方差分析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渣進行蘋果籽多酚提取，通過單因素分析和正交試驗得知，提取溫度、乙醇濃度、液料比和提取時間對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)、提取時間35 min，相應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渣，還提取出了應用范圍極為廣闊的生物活性物質(zhì)——蘋果多酚。但關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。

1 籍保平,尤希風,張博潤.蘋果渣發(fā)酵生產(chǎn)飼料蛋白的工藝研究[J].生物工程進展,1999,19(5):30～32.

2 于修燭,李志西,杜雙奎.蘋果籽油脂肪酸組成分析初報[J].西北農(nóng)林科技大學學報(自然科學版),2003,31(1):155～156.

3 洪慶慈,汪海峰,楊曉蓉,等.蘋果籽營養(yǎng)成分測定[J].食品科學,2004,25(7):148～151.

4 秦蓉.利用蘋果渣發(fā)酵生產(chǎn)奶牛蛋白飼料及應用的研究[D].西安:西北大學,2004:3～7.

5 Anouar E P,Kosinova D,Kozlowski R,et al.New aspects of the antioxidant properties of phenolic acids:a combined theoretical and experimental approach[J].Physical Chemistry Chemical Physics,2009（11）:7 659～7 668.

6 彭雪萍,馬慶一,劉艷芳,等.蘋果廢渣中天然抗氧化物的提取、分離及活性研究[J].食品工業(yè)科技，2006,27(11):111～113.

7 徐竟一,王勇.蘋果多酚的抗氧化性研究[J].廣西輕工業(yè),2011(5):13～14.

8 馮麗,宋曙輝,趙霖,等.植物多酚及其提取方法的研究進展[J].中國食物與營養(yǎng),2007(10):39～41.

9 郝少莉,仇農(nóng)學,王宏.蘋果渣中多酚物質(zhì)的提取技術研究[J].西北農(nóng)業(yè)學報,2006,15(2):152～155.

10 孫攀峰,郭峰,高騰云.干蘋果渣對奶牛產(chǎn)奶量及乳成分的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學,2010(7):107～108.

11 凌關庭.抗氧化食品與健康[M].北京:化學工業(yè)出版社,2004:163～168.

12 孫健霞,孫愛東,白衛(wèi)濱.蘋果多酚的功能性質(zhì)及應用研究[J].中國食物與營養(yǎng),2004(10):38～41.

13 唐傳核,彭志英.蘋果多酚的開發(fā)與應用[J].中國食品添加劑,2001(2):41～44.

14 Yinrong L,Yeap F L.Antioxidant and radical scavenging activities of plyphenols from apple pomace[J].Food Chemistry,2000,68(1):81～85.

15 戚向陽,王小紅,容建華.不同蘋果多酚提取物清除·OH效果的研究[J].食品工業(yè)科技,2001,22(4):7～9.

16 Yanggaida A,Kanda T,Tanabe M,et al.Inhibitory effects of apple polyphenols and related compounds on cariogenic factors ofmutans streptococci[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2000,48(11):5 666～5 671.

17 金瑩,孫愛東.蘋果多酚體外抗氧化作用的研究[J].食品與機械,2006,22(3):76～79.

18 郭嬌嬌,方敏,林利美,等.蘋果多酚的提取及抗氧化活性研究[J].食品科學,2011,32(20):95～98.

19 郭娟,艾志錄,崔建濤,等.蘋果渣中多酚物質(zhì)的福林法測定[J].食品工業(yè)科技,2006,27(2):178～180.

20 林維宣.試驗設計方法[M].大連:大連海事大學出版社,1995:134～167.

21 Chodak D A,Tomasz T,Tuszyński T.Antioxidant activity of apples-an impact of maturity stage and fruit part[J].Scientiarum Polonorum,2011,10(4):443～454.

22 Jocelyn A,Ozgal F G,Dennis J.The role of abscisic acid in heat stress-induced secondary dormancy in apple seeds[J].Hort Science,1991,26(2):175～177.

23 劉成梅,游海.天然產(chǎn)物有效成分的分離與應用[M].北京:化學工業(yè)出版社,2003:1～2.