裴云逸

(玉溪農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，云南玉溪653106)

花生為人們的日常食品，也是保健食品?；ㄉ伦畛Ｒ?jiàn)為呈粉白色和紅褐色2種，一般稱白皮和紅皮。花生衣中含有多種具有生理活性的多酚類物質(zhì)，對(duì)此方面近年來(lái)研究較多，主要包括花生衣紅色素、原花青素的提取，花生衣色素的抗氧化性研究，關(guān)于花生衣多酚組成的報(bào)道［1－2］，關(guān)于通過(guò)HPLC-MS技術(shù)分離鑒定出花生衣原花青素二聚體和三聚體的報(bào)道［3－4］，以及有關(guān)花生衣原花青素更詳細(xì)的報(bào)道［5］，如每100 g花生皮含兒茶素約16．1mg，原花青素二聚體約111．3 mg，三聚體約 221．3 mg，四聚體約 296．1 mg，而關(guān)于花生衣多酚的主要成分分析報(bào)道很少。

超聲輔助提取與微波輔助提取是對(duì)植物多酚類物質(zhì)提取研究較早的2種技術(shù)［6－7］，這2種提取方法具有省時(shí)、高效、節(jié)約溶劑等特點(diǎn)。超聲輔助提取主要利用了超聲波的機(jī)械振動(dòng)作用和空化作用促使有效成分進(jìn)入溶劑中;微波輔助提取主要利用微波的熱效應(yīng)使細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生急劇壓力而破裂，有效成分溢出，同時(shí)微波的電磁效應(yīng)加劇了植物細(xì)胞內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)，也有助于有效成分的浸出［8］。

筆者對(duì)2種輔助提取方法進(jìn)行對(duì)比，并就微波輔助提取采用相同功率輻射法，使得微波輔助提取以控制物料最終溫度為基本方法。植物多酚物質(zhì)含量測(cè)定多采用福林酚比色法(Folin-ciocaheu法)或酒石酸鐵法，以沒(méi)食子酸為對(duì)照。二者均用于測(cè)定具有不同光譜特征的黃酮類化合物的總含量。試驗(yàn)根據(jù)花生衣多酚的光譜特征，采用了紫外法，使得花生衣多酚的測(cè)定簡(jiǎn)潔化。

1 材料與方法

1．1 材料

1．1．1 供試原料與試劑。紅、白衣花生，玉溪本地農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)購(gòu)買;兒茶素對(duì)照品，HPLC≥98%，上海金穗生物科技有限公司;原花青素對(duì)照品，HPLC≥98%，上海金穗生物科技有限公司;無(wú)水乙醇，優(yōu)級(jí)純，天津市鳳船化學(xué)試劑科技有限公司;鹽酸，優(yōu)級(jí)純，廣東西隴化工有限公司;超純水，玉溪農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室自制。

1．1．2 主要儀器設(shè)備。超聲波清洗器，DS-3510 DTH，上海生析超聲儀器有限公司;家用微波爐，G80F20，廣東格蘭仕微波爐電器制造有限公司;紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，UV2550，島津儀器(蘇州有限公司);電子天平，BT124S、BT2202S，北京賽多利斯儀器有限公司;可調(diào)溫電熱套，SXKW，北京永光明醫(yī)藥儀器廠;家用多功能料理機(jī)，CX-301，中山市九陽(yáng)小家電有限公司。

1．2 方法

1．2．1 原料處理。秋后收新花生去殼后即可剝皮。干花生仁用少量水噴潮濕，手工剝皮，剝好的花生皮自然晾干后，用家用料理機(jī)粉碎，備用。

1．2．2 試驗(yàn)方法。通過(guò)對(duì)比紅、白花生衣多酚物質(zhì)與原花青素對(duì)照品、兒茶素對(duì)照品的光譜吸收?qǐng)D像，結(jié)合黃酮類化合物的光譜吸收?qǐng)D像特征，確定花生衣多酚物質(zhì)以原花青素和兒茶素等單體為主。因此采用以原花青素和兒茶素系列溶液在280 nm下吸收值建立標(biāo)準(zhǔn)曲線為對(duì)照的紫外法來(lái)分析所提取多酚物質(zhì)含量。采用單因素試驗(yàn)優(yōu)化超聲輔助提取和微波輔助提取條件，比較超聲輔助、微波輔助及振蕩三者提取的效果。

1．2．3 花生衣多酚物質(zhì)紫外可見(jiàn)光譜特征分析。稱取0．05～0．08 g花生衣粉，用100ml60%的乙醇溶液常溫超聲輔助提取20 min，過(guò)濾，濾液經(jīng)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)UV-2550于190～800 nm進(jìn)行光譜掃描。同時(shí)將原花青素與兒茶素的對(duì)照品用無(wú)水乙醇配制成濃度為0．01～0．30 mg/ml的溶液(該試驗(yàn)采用制作原花青素和兒茶素對(duì)照品標(biāo)準(zhǔn)曲線的系列溶液)，同法進(jìn)行光譜掃描。

1．2．4 花生衣多酚物質(zhì)含量分析方法。試驗(yàn)根據(jù)花生衣多酚物質(zhì)、原花青素和兒茶素均在280 nm處的紫外吸收特征，測(cè)定多酚物質(zhì)在這一波長(zhǎng)下的吸收值，再以原花青素或兒茶素標(biāo)準(zhǔn)曲線為對(duì)照，計(jì)算含量。原花青素和兒茶素標(biāo)準(zhǔn)曲線以下列方法制作:取原花青素或兒茶素對(duì)照品20mg，用無(wú)水乙醇配成1 mg/ml的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液20 ml，分別取儲(chǔ)備液0．1、0．5、1．0、1．5、2．0、2．5、3．0、4．0ml于10ml容量瓶中，再用無(wú)水乙醇稀釋至 10 ml，即為 0．01、0．05、0．10、0．15、0．20、0．30、0．40mg/ml的標(biāo)準(zhǔn)系列，測(cè)定各標(biāo)準(zhǔn)系列在280 nm下的吸收值，制作原花青素或兒茶素吸收標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1．2．5 超聲輔助提取與微波輔助提取條件及優(yōu)化。由于花生衣中原花青素等多酚物質(zhì)熱穩(wěn)定性較差，微波提取主要利用微波的熱特性，所以采用家用微波爐在大劑量溶劑下提取，以防提取劑升溫過(guò)高迅速蒸發(fā)或沸騰從容器溢出。微波輔助與超聲輔助提取均采用80ml溶劑提取。

1．2．5．1 提取劑選擇。據(jù)諸多報(bào)道，當(dāng)以乙醇為提取劑時(shí)60%乙醇效果較好［9－11］，所以該試驗(yàn)采用60%乙醇為提取劑。

1．2．5．2 超聲時(shí)間的影響。每次試驗(yàn)均準(zhǔn)確稱取0．080 00 g花生衣粉，用80 ml 60%乙醇在45℃水浴溫度下浸泡10 min，再在此水浴溫度下超聲輔助提取不同時(shí)間，冷卻到室溫后定容至100ml，過(guò)濾，測(cè)定吸收值。再以50℃水浴溫度同法試驗(yàn)。

1．2．5．3 超聲溫度的影響。選擇白、紅2種花生衣粉試驗(yàn)，每組試驗(yàn)以不同水浴溫度超聲輔助提取25 min，其余同“1．2．5．2”。

1．2．5．4 相同功率下微波時(shí)間或溫度的影響。將6份0．080 00 g花生衣粉分別用80 ml 60%的乙醇常溫下浸泡35min，在 100%功率(700 W)下提取 20、30、35、40、45、50 s，每次測(cè)定物料最終溫度，冷卻后定容至100 ml，過(guò)濾，測(cè)吸收值。

1．2．5．5 不同微波功率、相同微波輻射能量［以P(%)×t(s)表示］下提取效果比較。根據(jù)微波加熱原理，在微波電磁場(chǎng)下物料被加熱是因?yàn)槲锪衔瘴⒉?W=Pt)，由此設(shè)計(jì)在相同微波輻射能量下的提取試驗(yàn)。根據(jù)“1．2．5．4”的試驗(yàn)結(jié)果得出的最佳物料最終溫度，依次設(shè)計(jì)在100% ～20%微波功率下的試驗(yàn)，每次試驗(yàn)記下物料最終溫度。

1．2．5．6 微波輔助一次提取與二次提取比較。分別以100%和80%的微波功率在相同微波輻射能量下比較一次提取與二次提取的效果，其中二次提取是在一次提取冷卻到室溫后再進(jìn)行。

1．2．5．7 超聲輔助、微波輔助與振蕩提取效果比較。對(duì)同一批花生衣粉分別用80 ml 60%的乙醇按照以下超聲、微波及振蕩條件提取。

超聲輔助提取:將0．080 00 g花生衣粉用80 ml 60%乙醇在55℃下超聲提取25 min。冷卻后定容，過(guò)濾，測(cè)吸收值，以兒茶素和原花青素對(duì)照曲線計(jì)算含量。

微波輔助提取:將0．080 00 g花生衣粉用80 ml 60%乙醇在室溫(當(dāng)時(shí)冬天室溫10℃左右)下浸泡35 min，再分別以100%微波/35 s、80%微波/44 s、微波60%/58 s提取，冷卻至室溫后再以同樣方法進(jìn)行二次提取，其他處理同超聲輔助提取。

振蕩提取:將0．080 00 g花生衣粉用55～60℃的80 ml 60%乙醇浸泡10min，再振蕩提取25min，其他處理同超聲輔助提取。

2 結(jié)果與分析

2．1 花生衣多酚物質(zhì)光譜特性分析及含量分析方法確立從白、紅2種花生衣多酚物質(zhì)紫外、可見(jiàn)光譜圖像特征，可以說(shuō)明白、紅花生衣多酚物質(zhì)以原花青素及兒茶素等單體為主。首先，比較白、紅2種花生衣多酚物質(zhì)與原花青素、兒茶素溶液的紫外光譜圖像(圖1)，通過(guò)對(duì)吸收峰的選點(diǎn)檢測(cè)分析，白花生衣多酚物質(zhì)的光譜圖像與兒茶素的光譜圖像的最大吸收峰很相似，分別在212和216 nm處出現(xiàn)最強(qiáng)吸收峰;紅花生衣多酚物質(zhì)的光譜圖像與原花青素的光譜圖像的最大吸收峰很相似，分別在202和206 nm處出現(xiàn)最強(qiáng)吸收峰，而它們都在280 nm處出現(xiàn)特征吸收峰。其次，從2種花生衣多酚物質(zhì)光譜圖像看不出有較明顯的蘆丁、桷皮素等其他黃酮類化合物的光譜特征，同時(shí)它們的光譜圖像與沒(méi)食子酸的光譜圖像也僅有280 nm處特征吸收峰的相同之處，而最大吸收峰完全不同［12－14］。張姣勤通過(guò)對(duì)幾個(gè)品種花生衣多酚物質(zhì)的色譜分離圖像研究初步表明，花生衣多酚物質(zhì)含大量的兒茶素和表兒茶素，此外含有少量酚酸類，以及微量桷皮素、蘆丁等，還有一種色譜峰最高的被推斷為原花青素［15］，這與筆者通過(guò)紫外可見(jiàn)光譜分析研究結(jié)果基本一致。說(shuō)明花生衣多酚物質(zhì)中主要含原花青素及兒茶素等單體，所以計(jì)算白、紅花生衣多酚物質(zhì)的含量，可以以原花青素或兒茶素的280 nm吸收值為對(duì)照，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線來(lái)計(jì)算含量。

2．2 花生衣多酚的超聲輔助提取條件選擇 由圖2可知，當(dāng)超聲輔助提取時(shí)間25 min時(shí)，2次試驗(yàn)吸收值均最高，之后有所降低，因此選擇超聲輔助提取時(shí)間為25 min。由圖3可知，對(duì)于白、紅2種花生衣粉，當(dāng)超聲輔助的提取溫度為55℃時(shí)吸收值最高。由此可以確定超聲輔助提取花生衣多酚物質(zhì)在55℃下提取25 min效果最好。

2．3 花生衣多酚物質(zhì)的微波輔助提取試驗(yàn)結(jié)果 由圖4～5以及表1～3可以得出:相同微波功率下，微波時(shí)間與物料最終溫度呈線性關(guān)系，由此可采用微波時(shí)間控制最終溫度。不同微波功率下，以相同微波輻射能量，即P(%)×t(s)值來(lái)控制提取溫度。當(dāng)微波輔助提取溫度控制在60～68℃時(shí)，提取效果最為理想。

當(dāng)微波功率大于30%時(shí)，以相同的微波輻射能量，即相同P(%)×t(s)值下提取同體積物料時(shí)，提取效果基本相同。物料最終溫度僅有微小差異，主要是由容器(該試驗(yàn)使用100 ml燒杯)重量的差異所致容器吸熱不同而熱量損失不同引起。如果在平行試驗(yàn)中讓提取容器的類型、體積和重量盡可能一致，溫度的差異將很小;當(dāng)微波功率小于或等于30%時(shí)，物料最終溫度明顯低于前者，熱效應(yīng)降低，提取效果也減弱，可見(jiàn)微波輔助提取主要是其熱效應(yīng)的作用。

微波輔助提取時(shí)間除與微波功率有關(guān)外，還與實(shí)驗(yàn)室室溫有關(guān)，在不同室溫下，物料的初始溫度不同，通過(guò)微波加熱到最佳提取溫度范圍需要的時(shí)間不同，具體需要通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。

微波輔助二次提取比一次提取測(cè)得的含量高0．44%，所以應(yīng)采用微波輔助二次提取較為理想。

2．4 花生衣多酚物質(zhì)超聲輔助提取、微波輔助提取及振蕩提取的比較 試驗(yàn)比較結(jié)果見(jiàn)表4，用3種方法提取的效果有所差異，其中超聲輔助提取和微波輔助提取的效果均比振蕩提取要好。以兒茶素為對(duì)照時(shí)超聲輔助提取比微波輔助提取高1．26%，微波輔助提取比振蕩提取高0．12%，以原花青素為對(duì)照時(shí)超聲輔助提取比微波輔助提取高0．95%，微波輔助提取比振蕩提取高0．25%。同時(shí)以兒茶素為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)得多酚物質(zhì)含量比以原花青素為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)得含量要高。試驗(yàn)采用微波輔助提取并以兒茶素為對(duì)照測(cè)得花生衣多酚物質(zhì)含量與鄔建國(guó)等以及張姣勤采用微波輔助提取，福林酚法測(cè)得結(jié)果基本一致［15－16］。而用3種方法提取并以兒茶素為對(duì)照時(shí)測(cè)得含量均比吳克剛等采用一定濃度的乙醇直接提取，并用福林酚法要高一些［17］。

表1 相同微波輻射能量下以不同微波功率提取白花生衣多酚物質(zhì)的效果

表2 相同微波輻射能量下以不同微波功率提取紅花生衣多酚物質(zhì)的效果

表3 微波輔助提取次數(shù)對(duì)白花生衣多酚物質(zhì)提取效果影響

表4 紅花生衣多酚物質(zhì)的超聲輔助、微波輔助及振蕩提取效果比較

3 結(jié)論與討論

花生衣多酚物質(zhì)的超聲輔助和微波輔助提取都是理想的提取方法，二者各有優(yōu)缺點(diǎn)。超聲輔助提取操作過(guò)程較為復(fù)雜，比如，需要將超聲水浴加熱到指定溫度再倒入提取器中，還需要可控溫超聲提取器來(lái)控溫，同時(shí)也要將提取劑加熱到提取溫度再倒入容量瓶中，所有這些工作耗時(shí)而繁瑣。微波輔助提取在室溫下開(kāi)始，在不到1min的時(shí)間即可完成，簡(jiǎn)單而省時(shí)，但微波二次提取需要在一次提取后冷卻到室溫，再進(jìn)行第二次提取;微波輔助提取采用相同微波輻射能量法，在不同微波功率下以微波時(shí)間控制提取液最終溫度，達(dá)到相同提取效果?；ㄉ露喾游镔|(zhì)含量分析采用紫外法符合其光譜吸收特征，結(jié)果可靠。

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