項本平 耿曉玲 朱 平

（江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇江陰，214400）

菠蘿又名鳳梨，它是我國華南地區(qū)主要水果產(chǎn)品。在菠蘿制品生產(chǎn)過程中廢棄的菠蘿葉渣給周圍環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，但是已有研究表明，在菠蘿葉中含有多酚類化合物，多酚類化合物具有較強的清除自由基能力和抗腫瘤、抗菌、防癌、抗輻射、預(yù)防心血管疾病、延緩衰老等生物活性［1－3］。目前，對菠蘿葉多酚類化合物提取的研究較少有文獻報道。本實驗以新鮮菠蘿葉渣烘干后固體為原料，對其中多酚類化合物的提取條件進行研究，利用正交實驗設(shè)計，找出菠蘿葉渣中多酚化合物的最佳條件，從而為菠蘿葉渣變廢為寶，減少環(huán)境污染提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

菠蘿市售；沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品、乙醇、無水碳酸鈉均為分析純；福林酚試劑，上海藍(lán)源生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

DFY－500型粉碎機：上海麥尚科學(xué)儀器有限公司；UV－7504型紫外－可見分光光度計：無錫深藍(lán)科技有限公司；JM10002型電子天平：無錫深藍(lán)科技有限公司；實驗篩子20－100目：上海藍(lán)源生物科技有限公司；DHG－9003臺式電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：嘉興中新儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備

將菠蘿葉渣用去離子水沖洗干凈后，烘干，粉碎過篩20目備用。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備

精密稱量0.2500g沒食子酸，用5mL乙醇溶解，定容至 50mL，分別移取 0.5、1.0、1.5、2.5、5.0mL到50mL容量瓶中，用去離子水定容。從上述不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液中分別移取0.5mL加入到50mL容量瓶中，再分別加入30mL去離子水，混合，加入2.5mL福林酚試劑，混合，在5～8min內(nèi)，加入7.5mL 20%碳酸鈉溶液，混合，定容。將上述標(biāo)準(zhǔn)溶液在20℃條件下放置2h后，以蒸餾水為空白參比，在760nm波長處測定吸光度［4］。以標(biāo)準(zhǔn)樣品質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到濃度與吸光度關(guān)系的回歸方程為：y＝0.8967x－0.0083，R2＝0.9991。

1.3.3 菠蘿葉渣多酚的提取

采用乙醇浸提法。準(zhǔn)確稱取1g樣品，加入適量提取溶劑，用加熱回流裝置提取一定時間后過濾，濾液定容，按1.3.2方法測定吸光度，計算多酚得率。

1.3.4 試驗設(shè)計

通過單因素試驗確定影響提取效果的主要因素及水平，然后利用正交試驗對菠蘿葉渣多酚提取條件進行優(yōu)化。

1.3.5 多酚含量計算

準(zhǔn)確移取0.50mL多酚提取液于50mL容量瓶中，按照1.3.2節(jié)操作進行，在760nm波長處測定吸光度，并根據(jù)回歸方程計算提取液中菠蘿葉渣總多酚的含量（以沒食子酸計）。

式中：A1為每毫升提取液中菠蘿葉渣中總多酚含量/（mg/mL）；V1為提取液總體積/mL；m為樣品質(zhì)量/g。

2 結(jié)果與分析

2.1 乙醇濃度對菠蘿葉渣多酚提取的影響

多酚類物質(zhì)極性較大，根據(jù)相似相容原理，水、丙酮、乙醇等溶劑均可以作為提取用試劑，綜合考慮工業(yè)生產(chǎn)成本及提取效率安全性、經(jīng)濟性等方面，本實驗采用乙醇、水混合體系作為提取溶劑。

圖1 乙醇濃度對多酚提取的影響

準(zhǔn)確稱取1.0g樣品，按液料比25∶1（mL/g）加入乙醇，乙醇濃度分別為35%、45%、55%、65%、75%、85%，于25℃浸提35min后過濾，測定多酚含量，不同乙醇濃度對多酚總量提取的影響見圖1，當(dāng)乙醇濃度為55%時，多酚的提取量達(dá)到最大為8.41mg/g。隨乙醇濃度繼續(xù)增加，多酚提取量反而下降，當(dāng)乙醇濃度增加到85%時，多酚提取量僅有4.77mg/g，這可能與浸提溶劑極性相似程度有關(guān)，因此，選擇55%乙醇作為后續(xù)試驗的溶劑濃度。

2.2 粉碎細(xì)度對多酚提取的影響

將菠蘿葉烘干篩分成100目、80目、60目、50目、40目、30目、20目待用，準(zhǔn)確稱取不同細(xì)度的1.0g菠蘿葉粉末，以液料比25∶1（mL/g）加入體積分?jǐn)?shù)為55%乙醇，于25℃加熱35min后，過濾留上清液。提取液總多酚含量測定方法同1.3.2。

圖2 細(xì)度對多酚提取的影響

由圖2可以看出，細(xì)度為20目時，多酚提取量最低為7.83mg/g，細(xì)度為40目時，多酚提取量達(dá)到8.40mg/g，粉碎細(xì)度對菠蘿葉渣多酚提取量的影響不明顯，細(xì)度達(dá)到40目后趨于平緩，因此，選擇40目作為后續(xù)試驗的菠蘿葉渣細(xì)度。

2.3 提取時間對多酚提取的影響

準(zhǔn)確稱取1.0g菠蘿葉粉末（40目）按液料比25∶1（mL/g）加入體積分?jǐn)?shù)為55%乙醇，于35℃溫度下浸提15min、35min、55min、75min、95min、115min后過濾，提取液總多酚含量測定結(jié)果見圖3。

圖3 浸提時間對多酚提取的影響

如圖3所示，多酚的提取量隨提取時間的不斷延長而增加，當(dāng)時間達(dá)到55min后，提取量的變化不再明顯，趨于平緩，可見提取時間達(dá)到55min左右，菠蘿葉渣多酚的溶出已經(jīng)接近于飽和，因此選取55min作為后續(xù)提取時間。

2.4 料液比對多酚提取的影響

準(zhǔn)確稱取1.0g粉碎度為40目的菠蘿葉粉末，分別以25∶1、30∶1、35∶1、40∶1、45∶1、50∶1的液料比加入體積分?jǐn)?shù)為55%的乙醇，于35℃溫度下浸提55min，過濾留上清液。提取液總多酚含量測定方法同上，測定結(jié)果表明，隨著液料比的增加，菠蘿葉渣多酚的提取量不斷增加，當(dāng)液料比增加到35∶1時，趨于平緩，提取量達(dá)到10.56mg/g，考慮到實際生產(chǎn)成本，選取35：1作為最佳提取的液料比，見圖4。

圖4 料液比對多酚提取的影響

2.5 溫度對多酚提取的影響

準(zhǔn)確稱取1.0g粉碎度為40目的菠蘿葉粉末，采用不同的提取溫度即25、35、45、55、65、75℃，固定乙醇濃度為55%，提取時間為55min，提取液料比為35∶1，研究不同提取溫度對菠蘿葉渣中多酚提取量的影響，結(jié)果見圖5。如圖5所示，隨著提取溫度的升高，多酚提取量增加，當(dāng)提取溫度為55℃時，多酚提取量達(dá)到最大為12.21mg/g，此時再增加提取溫度，多酚提取量開始下降，這可能與多酚的熱穩(wěn)定性有關(guān)。

圖5 溫度對多酚提取的影響

2.6 正交試驗優(yōu)化菠蘿葉渣多酚提取條件

根據(jù)以上單因素試驗結(jié)果，設(shè)計四因素三水平的正交試驗L9（34），對影響菠蘿葉渣多酚提取量的影響較大的因素乙醇濃度、提取時間、液料比、提取溫度進行研究（細(xì)度對多酚提取的影響最小，不考慮在內(nèi)），以便進一步優(yōu)化多酚提取條件。正交試驗設(shè)計和試驗結(jié)果分別見表1和表2。

表1 L9（34）正交試驗設(shè)計因素及水平

表2 L9（34）正交試驗結(jié)果

根據(jù)上述表格，通過極差分析，可以看出四個因素中對多酚提取率影響大小順序為溫度＞液料比＞乙醇濃度＞時間。由k值大小可知，提取菠蘿葉渣中多酚物質(zhì)的最佳工藝條件為A1B2C2D2，即提取溫度為45℃，乙醇濃度為55%，提取時間為55min，液料比35∶1（mL/g）。

3 結(jié)論

（1）通過對正交試驗結(jié)果分析可知提取溫度和液料比對菠蘿葉渣中多酚的提取影響比較大，在以后的研究中應(yīng)該重點研究提取溫度和液料比對多酚提取的影響。

（2）本實驗通過單因素試驗和正交試驗，優(yōu)化得出了菠蘿葉渣中提取多酚的最佳條件：提取溫度45℃、乙醇濃度55%、提取時間55min、液料比35∶1（mL/g），細(xì)度60目，采用此最佳提取工藝進行試驗，獲得的菠蘿葉渣中多酚提取量達(dá)到12.45（mg/g）。

［1］徐一菲，周燦芳，萬忠，等.菠蘿產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析［N］.廣東科技報，2010－2－26.

［2］楊禮富，謝貴水.菠蘿加工廢料——果皮渣的綜合利用［J］.熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)，2002，22（4）：69－70.

［3］金瑩，孫愛東.植物多酚的結(jié)構(gòu)及生物學(xué)活性的研究［J］.中國食物與營養(yǎng)，2005（9）：27－30.

［4］李俶，沈佩儀，等.Hartley方法優(yōu)化菠蘿皮渣多酚化合物提取工藝［J］.食品科學(xué)，2011，32（4）：131－133.