摘 要：以石榴籽為原料，利用超聲輔助萃取方法對石榴籽多酚的提取工藝進行研究。依據(jù)單因素試驗結果，利用響應面法進行優(yōu)化。結果表明：石榴籽多酚最佳提取工藝條件為石榴籽和提取液（70%乙醇）比例1.0∶30.5、超聲功率300€E鞼、溫度42.7€E懟妗⑹奔？5.5€E韒in，石榴籽多酚的得率為4.78%。

關鍵詞：石榴籽；多酚；提取工藝

中圖分類號：S665.4 文獻標識碼：A DOI編碼：10.19440/j.cnki.1006-9402.2023.03.008

石榴種植范圍廣泛，其副產(chǎn)物石榴籽占果實總質量的12.54%。目前，石榴籽基本處于廢棄狀態(tài)，未能充分二次利用，造成了大量的資源浪費和環(huán)境污染。據(jù)研究，石榴籽中含有較多的多酚成分[1]，多酚是一類強抗氧化劑，有助于改善關節(jié)彈力和皮膚彈性，強化動脈、靜脈和毛細血管，幫助改善大腦功能。在食品、醫(yī)藥及化妝品等方面都具有潛在的開發(fā)價值[2]。

以超聲波輔助法提取石榴籽中的多酚，既增加了石榴的附加價值，又可變廢為寶，解決環(huán)境污染問題。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 石榴（購于衡水超市），將石榴籽剝離、去汁、干燥、粉碎，過篩備用。

1.2 主要試劑 乙醇、無水碳酸鈉、沒食子酸、福林酚試劑，均為分析純，購于天津市大茂化學試劑廠。

1.3 主要儀器 LD-500小型粉碎機，長沙市長宏制藥機械廠；LVO-1B（6050）真空干燥箱，上海龍躍儀器設備有限公司；XH-300A祥鵠電腦微波超聲波組合合成/萃取儀，北京祥鵠科技有限公司；UV-5500紫外可見分光光度計，上海元析儀器有限公司。

1.4 試驗方法

1.4.1 多酚標準曲線的制作 吸取沒食子酸的標準溶液0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 mL，分別裝于25 mL容量瓶中，用蒸餾水定容。分別吸取不同濃度的標準溶液1 mL，加入1.25 mL福林酚試劑，暗處理6 min，迅速加入3.75 mL 15%碳酸鈉溶液，蒸餾水定容到20 mL，暗反應90 min，760 nm下測定吸光度。

1.4.2 單因素試驗 以不同料液比（1∶25、1∶30、1∶35、1∶40、1∶45）、超聲功率（100、200、300、400、500 W）、提取溫度（30、40、50、60、70 ℃）、提取時間（5、10、15、20、25 min）4個因素進行單因素試驗[3]。

1.4.3 響應面試驗設計 依據(jù)Box-Behnken Design實驗原理，運用Dexign Expert設計響應面試驗。以料液比、超聲功率、提取溫度、提取時間四因素三水平共計29個試驗點組合試驗[4]。試驗因素與水平見表1。

2 結果與分析

2.1 標準曲線的確定 由圖1可知，得到回歸方程是：Y=215.57X+0.061 6，R2=0.994 8，具有良好的線性關系。

2.2 單因素試驗結果

2.2.1 料液比的確定 由圖2可知，得率整體呈上升趨勢，隨著料液比增大，石榴籽多酚提取越多，當料液比大于1∶30時，大部分石榴籽多酚被提取，但趨勢上升緩慢，因此，將最佳料液比定為1∶30。

2.2.2 超聲波功率的確定 隨著超聲功率增大，會加快石榴籽多酚的浸出，但高于300 W時，多酚得率下降。因此確定提取的超聲波功率是300 W。

2.2.3 提取溫度的確定 由圖4可知，在溫度升高過程中，多酚的滲透速度變快，得率呈現(xiàn)出上升趨勢；當溫度處于40 ℃，得率上達到峰值；如果溫度過高，該物質的結構產(chǎn)生破壞。所以，確定石榴籽多酚提取溫度為40 ℃。

2.2.4 提取時間的確定 由圖5可知，當提取時間增加，提取更充分；高于15 min后，得率降低，其原因可能在于，多酚易被氧化。提取時間過長時，對多酚結構會有一定影響，因此，確定提取時間為15 min。

2.3 響應面的試驗結果

2.3.1 響應面試驗 通過響應面Box-Behnken Design模型進行回歸分析。結果見表2 。

2.3.2 方差分析 應用Design-Expert 軟件對試驗數(shù)據(jù)處理，結果如表3。 根據(jù)方差分析，得到回歸方程：Y=4.62+0.071A+0.31B+0.39C+0.18D+2.500E-003AB+0.023AC-7.500E-003AD-0.018BC+0.018BD-0.26CD-0.41A2-0.098B2-0.67C2-0.66D2。該模型的重復相關系數(shù)R2=0.935 3，矯正系數(shù)AdjR2 =0.870 6，說明實驗的實際數(shù)值與理論預測數(shù)擬合程度比較好，模型R＜0.000 1，說明該模型極其顯著，可以進行實驗，失擬項R=0.057 8＞0.05，則表明實驗誤差較小。

因素B超聲功率的P＜0.01，說明因變量和自變量之間有顯著的線性關系。二次項A2、C2、D2 的P都小于0.01，表明采用超聲波輔助法提取石榴籽中的多酚，料液比、提取溫度和提取時間這3個因素對石榴籽多酚的得率均有極顯著的影響。

2.3.3 響應面的曲面分析 通過 Design-Expert 軟件，做出響應面曲線圖和等高線圖，結果見圖5。響應面的坡度越大說明該因素對石榴籽多酚得率影響越大，橢圓形的等高線圖說明兩因素之間交互作用顯著。響應曲面上的最高點就是石榴籽多酚提取工藝中的最佳提取工藝，在這一點石榴籽多酚的得率最高。

2.3.4 確定最優(yōu)值和回歸模型的驗證試驗 通過Design-Expert軟件分析，根據(jù)設計的響應面進行試驗，得出料液比30.492、超聲功率300 W、溫度42.651 ℃、時間15.507 min時石榴籽多酚的得率最優(yōu)，此時石榴籽的多酚得率為4.888%。

考慮到實際試驗，所以取料液比為30.5、超聲功率300 W、溫度42.7 ℃、時間15.5 min進行驗證，提取得率為4.78%，與預測值相近。

3 結論

通過超聲波輔助法從石榴籽中提取多酚物質，采取單因素試驗和響應面法優(yōu)化的方法，最終得到石榴籽多酚提取的最佳工藝條件為：石榴籽和 70%乙醇提取液比例（料液比）為1.0∶30.5、超聲功率300 W、超聲波提取溫度為42.7 ℃、提取時間為15.5 min，石榴籽的多酚得率為4.78%，與模型預測值相差很少，工藝的重復性好。

參考文獻

[1] 馬梅芳，張丹丹，張 波．石榴籽化學成分及藥理作用研究進展[J]．食品與藥品，2020，22（05）：434-437．

[2] 韓高偉，高子怡，趙二勞．石榴籽中提取多酚的研究進展[J]．化學工程與裝備，2019（04）：244-245．

[3] 李白存．石榴籽多酚類物質的功能及提取工藝[J]．化學與生物工程，2015，32（05）：11-13．

[4] 鄧 娜，喬 沈，高 芯，等．響應面試驗優(yōu)化石榴皮多酚提取工藝及石榴不同部位多酚的抗氧化活性分析[J]．食品科學，2016，37（06）：39-43．