苹果多酚的提取工艺探讨

苹果多酚的提取工艺探讨

徐竟一,王勇

徐竟一；王勇（河南工业职业技术学院，南阳473009）

摘要：苹果多酚是苹果中的一类功能性成份，特别在未成熟苹果中含量特别丰富。很多研究表明苹果多酚可作为一种优越的抗氧化剂，其表现出的生理活性比茶多酚还高100倍以上。介绍了苹果多酚的组成成份，从未成熟苹果中制取苹果多酚的工艺。

关键词：苹果多酚；植物多酚；儿茶素；提取

中图分类号：TS255文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）10-0132-03

0引言

多酚类是具有苯环并结合有多个羟基化学结构的总称，包括有黄酮类、单宁类、酚酸类以及花色苷类等。植物多酚一般是作为二次代谢产物，广泛存在于植物的组织中，不同品种其构成的多酚种类有所不一样。

1材料与方法

1．1材料市售苹果

食用级酒精，分析纯级盐酸，福林试剂（自制），Vc（分析纯）

1．2器材

722-可见分光光度计上海欣茂仪器有限公司

M-1000真空旋转蒸发器ETELA上海爱明仪器有限公司

JJ-1精密增力电动搅拌器常州国华电器有限公司

SS250-A食物粉碎机佛山市方胜电器有限公司

H-H-2恒温水浴锅金坛市杰瑞尔电器有限公司

AL204电子天平梅特勒-托利多仪器有限公司

全塑不锈钢循环水真空泵

1．3方法

1.3.1有机溶液提取法将苹果清洗干净，放入高速搅拌器中，加入适量Vc和蒸馏水，组织捣碎，并分装于三角瓶（250ml）中，用塑料膜封口，放入水浴锅中搅拌提取。多次过滤，所得上清液于旋转蒸发中浓缩，回收酒精。所得浓缩物为粗提取物。

1.3.2多酚类物质总量的测定原理：过量酒石酸铁在多酚溶液中与多酚反应生成稳定的紫褐色络合物，溶液颜色的深浅与溶液中多酚的含量成正比。因此可通过比色法定量测定多酚。

试剂：①酒石酸铁溶液：称取硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）1g和含4个结晶水的酒石酸钾钠（C4H4O6NaK·4H2O）5g,混合后加蒸馏水溶解，定容到1000mL。②pH值7.5的磷酸盐缓冲液：称取磷酸氢二钠（Na2HPO4·12H2O）60.2g和磷酸二氢钠（NaH2PO4·2H2O）5.00g，混合后加蒸馏水溶解，定容到1000mL。

操作方法：吸取样品试液1mL放在25毫升容量瓶中，加入蒸馏水4mL和酒石酸铁溶液5mL，摇匀，再加入pH值7.5的磷酸盐缓冲液稀释至刻度，以蒸馏水代替样品试液，加入同样的试剂作空白，选择540nm波长和1cm的比色杯测定吸光值。

2结果与分析

2．1有机溶液萃取法的单因子提取条件

2.1.1提取剂的选择准确称取粉碎的苹果糊状物三份，每份50g，分别加入浓度为70%的甲醇、乙醇、丙酮，在50℃下浸提两小时，过滤并收集浸提液，于真空旋转蒸发器上回收有机溶液，浓缩样品。定容到100mL，测定总酚含量，使用不同提取溶剂的结果。

2.1.2乙醇浓度对吸光值的影响

2.1.3准确称量粉碎的苹果糊状物10份，每份50g，分别加入不同浓度乙醇各150mL，在50℃条件下浸提6h,过滤并合并提取液，真空条件下旋转蒸发回收有机溶剂，浓缩样品，定容100mL,乙醇浓度对吸光值的影响，其测定结果。

实验结果表明浓度为40%时，多酚类物质处于游离状态又增加了组织的通透性，浸提得率最高。当高于此浓度后醇溶性杂质、色素、亲脂性强的成分溶出量增加，这些成分与多酚类化合物竞争同乙醇-水分子结合，同时组织的通透性下降，从而导致多酚的提取得率下降。

2.1.4料液比对提取得率的影响精确称取50g苹果糊置于250mL三角瓶中加入不同体积的乙醇-水溶液，浸提、过滤、合并浸提液真空条件下于旋转蒸发器上回收酒精，浓缩样品并定容至100mL，用福林法测定苹果多酚的含量。

实验结果表明，随着料液比的增加，乙醇水混合体系对苹果多酚的提取得率先呈上升趋势，然后又下降。在料液比为1:10时提取得率达到最高。植物多酚与植物组织中的蛋白质，生物碱，多糖等物质复合形成复合物，这给多酚的提取造成了一定的困难。而有机溶剂是这种结合反应的有效抑制剂。有机溶剂与水的混合液可打断多酚类物质与蛋白质、多糖等物质的结合键，有利于多酚的浸提。所以随着料液比的增加苹果多酚浸提率也增加。当料液比增加到一定比例时，酚类物质的提取得率达到最高，随后又有减小的趋势，可能是由于酚类物质易于氧化，随着料液比的增加，势必造成浸提液的用量增加，乙醇的回收时间长，在高温下多酚的稳定性下降，引起多酚的氧化，致使浸提得率下降。同时料液比过大也会造成溶剂和能源的浪费，并给后续工作带来困难。

2.1.5浸提时间对提取得率的影响精确称取50g苹果糊状物于250ml三角瓶中，加入乙醇水溶液，充分混匀，于50℃下浸提，每隔一段时间，过滤合并浸提液，回收乙醇，定容至100ml，用福林法测定苹果多酚的含量。浸提时间对吸光值的影响。

实验结果表明，在8h,10h的提取得率达到最高。但随着时间的延长，苹果中多酚提取得率又有所下降。可能是由于酚类物质本身的还原性所致。酚类物质都含有酚羟基，多酚分子中的多个酚羟基可以作为H供体，如没食子酸和儿茶素的B环的结构其还原性更强，易于被空气中的氧气所氧化。另外在苹果组织水溶液状态下易于在多酚氧化酶催化下加速氧化，其机理是酚羟基离解，生成氧负离子，多酚分子进一步失去氢，生成邻醌。多酚在直接或间接的日光作用下黄烷醇及其聚合物A环发生醌甲基化，此反应反复进行，使多酚氧化。在氧气及光照条件下，随着浸提时间的增长，多酚提取得率先增加后减少。因此苹果多酚的浸提最佳时间为4-10h为宜，且添加NaHSO3等化学物质，保护多酚类物质，避免其氧化。

2.1.6浸提次数对吸光值的影响精确称取50g苹果糊状物4份于250mL三角瓶中加入乙醇水溶液，浸提次数分别为1，2，3，4次，过滤合并浸提液，回收乙醇，定容至100mL，用福林法测定苹果多酚的含量。浸提次数对吸光值的影响，其结果见图5。

实验结果表明，苹果中酚类物质的提取得率随着提取次数的增加而增加，经三次提取后其提取得率不再增加，并趋于定值。表明用乙醇水混合液对苹果多酚经3次提取后可溶性多酚及部分结合多酚已完全提出。在第一次浸提时，苹果组织内外多酚浓度达到扩散平衡后，组织中的多酚不再外渗，更换浸提液后，再次达到平衡，从而降低苹果组织液中多酚的浓度，提高了提取得率.但随着浸提次数的增加，多酚浸提得率不再增加。

2.1.7浸提温度对吸光值的影响精确称取4份苹果糊状物，每份50g，置于250mL三角瓶中，加入适量水与乙醇混合液，分别在30℃、55℃、70℃、90℃下进行浸提。过滤合并浸提液，真空旋转蒸发回收乙醇，将浓缩液定容至100mL，用福林法测定多酚的含量。浸提温度对吸光值的影响。

不同浸提温度对苹果多酚浸出率的影响如图6所示。整体上来说，苹果多酚的浸出率随着温度的升高而提高，但超过50℃后，苹果多酚的浸出率提高的速度明显减缓。这可能是因为苹果多酚的浸出属固-液萃取，是一个动态平衡过程，苹果多酚从苹果中解离出来需要吸收一定的能量来克服化学作用力的束缚，所以总的来说温度高有利于苹果多酚的浸出，随着温度的升高，苹果多酚在溶剂中的溶解度及扩散系数均会增大。但由于高温同样会加速苹果多酚的氧化，所以当浸提温度超过50℃后，苹果多酚浸出率的提升速度明显减缓。因此可以认为苹果多酚的浸提温度不宜超过50℃。

2.2有机溶剂浸提条件的优化

2.2.1浸提工艺设计根据以上的分析，在单因素实验的基础上，选取四个因素条件进行正交实验。以苹果多酚的率为指标，研究浸提时间（A），浸提温度（B），浸提料液比（C），乙醇浓度（D）四因素对苹果多酚提取得率的影响。

2.2.2提取工艺精确称取苹果糊状物9分，每份50g，置于250mL三角瓶中，按正交设计实验浸提条件，提取过滤合并滤液，于真空条件下浓缩回收酒精，浓缩样品，定容，福林法测定苹果多酚的含量。结果见表2。

2.2.3正交实验分析在正交实验中，可以用极差大小来判断，凡极差大的就是主因素。由极差分析的结果可知，各因素的主次顺序为C>D>B>A，即料液比>乙醇浓度>浸提时间>浸提温度，最佳浸提条件为A1B3C3D2，即浸提温度为55℃，浸提温度为3小时，浸提料液比为1：5，乙醇浓度为40%。在此条件下浸提得率最高。

2.2.4优选浸提工艺的重复性试验

为了进一步考察上述优选条件和提高实验结果的准确性，将理论上得到的最优处理组合进行了3次重复试验。我们可以看到在最优条件下，苹果多酚有着较高的浸提率。

2．3讨论与结论水虽是植物多酚的良好溶剂，但并非最适合多酚的提取。因为多酚类物质在植物组织中通常与蛋白质、多糖以氢键和疏水键形成稳定的化合物，多酚分子间也如此，单宁类化合物尤其如此，所以在多酚提取时提取试剂不仅要求对多酚具有很好的溶解性，而且具有断裂氢键的能力，有机溶剂的提取能力顺序为:丙醇<乙醇<甲醇<丙酮。其中最多的应用浸提体系是丙酮-水体系。根据国内外研究表明，提取介质有水、丙醇、乙醇、甲醇，有些介质中加入酸来调节介质的pH，从而提高浸提得率。通过单因素及正交实验得出了最优化工艺条件:浸提温度为55℃，浸提温度为三小时，浸提料液比为1：5，乙醇浓度为40%.在此条件下浸提得率为0.77%，浸提三小时基本可以浸提出游离多酚和部分结合多酚。料液比为1：5时，多酚浸提得率达到最高值，高于此比例，在工业生产中不经济。乙醇作为浸提溶剂可以除去一些亲水性的蛋白质、粘液质、果胶、淀粉和部分多糖及其他水溶性杂质；另外乙醇有防腐作用，乙醇在40%浓度条件下能延缓多种物质的水解作用，增强溶质的稳定性。食用酒精价格便宜，来源方便，毒性小，回收方便。因此，选用食用酒精作为苹果多酚浸提剂，并优化了工艺参数。

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