杏仁种皮中多酚类物质的提取研究

杏仁种皮中多酚类物质的提取研究 2011年第3期 9月出版 食品工程 FOODENGINEERING 43 杏仁种皮中多酚类物质的提取研究 Studyonextractingpolyphenolcompoundsfromalmondskin 郭文娟 太原030024) (山西省食品工业研究所, GUOWen-juan (Shanxiprovincefoodindustryresearchinstitute,Tmyuan030024,China) 摘要杏仁种皮中合有膳食纤维,多酚类物质和黄酮类物质等.采用乙醇溶剂提取杏 仁种皮中的多酚 类物质,在单因素的基础上,通过正交试验确定最佳提取工艺条件.最佳提取工艺 条件为:乙醇体积浓 度50%,提取温度80?,提取时间1h,料液比1g:15mL,总多酚提取率达到90.35%. 关键词杏仁种皮;多酚类物质;提取 AbstractAlmondskincontainsdietaryfiber,polyphenolsandflavonoids,etc.Phenoliccomp oundswereextracted fromalmondskinbysolvent,basedonsinglefactoranalysisanorthogonalexperimentmethodwasadoptedtodete卜 minetheoptimumtechnologyparameter.Theywereasfollows:concentrationofethanol50%.extractiontemperature 80%,extractiontimelhandtheratioofalmondskintoextractantlg:15mL,andtheextractionra tewas90.35%. Keywordsalmondskin;phenoliccompounds;extract 中图分类号:TS201.2+4文献标识码:A文章编号:1673—6004(2011)03—0043—04 杏仁是山西省重要的干果之一.杏仁在加工过 程中会产生大量的杏仁种皮,一般被作为废弃物或 者下脚料处理.杏仁种皮中含有膳食纤维,多酚类 物质,黄酮类物质,果胶和色素等,尤其是多酚类 物质是植物的次生代谢产物,具有清除机体内自由 基,抗脂质氧化,延缓机体衰老,预防心血管疾 病,防癌,抗辐射等生物活性功能.深入开展对废 弃种皮的研究,对于农产品的综合开发和资源利用 有重要的意义.本试验研究采用乙醇溶剂提取杏仁 种皮中的多酚类物质,初步探讨各种因素对提取多 酚物质的影响. 1材料和方法 1.1试验材料 郭文娟,女,1982年出生,2009年毕业于山西省农业大 学农产品加工专业,硕士,助理工程师. 收稿日期:2011_07—05 干燥杏仁,购自山西省农科院,经热水去皮法 (热烫温度7O?,热烫时间3min,低温烘干)制 得杏仁种皮. 1.2主要试剂及仪器 无水乙醇(分析纯),天津市北方天一化学试 剂厂;元水碳酸钠(分析纯),南京化学试剂一厂; 没食子酸 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 品,成都科龙化工试剂厂;福林酚, Sigma公司. HH一8电热恒温水域锅,江苏金坛市新航仪器 厂;SSW型电热恒温水槽,上海博迅事业有限公 司;Sartrius电子天平,北京赛多利斯天平有限公 司;粉碎机,上海微型电机厂;可见分光光度计 wFJ2100型,尤尼柯(上海)仪器有限公司;台式 离心机TGL一16G,上海安亭科学仪器厂. 1.3试验方法 1.3.1提取工艺及要点 匿歪卜匿醒匮至垂 食品工程2011年第3期 9月出版 1_3.2操作要点 a)粉碎:粉碎要均匀,粒度控制在1nllqfl以下. b)乙醇浸提:在不同乙醇体积浓度,浸提温 度,浸提时间和料液比条件下浸提. c)真空抽滤:真空度为0.095MPa,0.1MPa 之间,约为1min. d)离心:将滤液在3000r,min,离心20rain. 1.4多酚测定方法及含量计算 1.4.1标准液和待测样液的配制 没食子酸标准液:准确称取没食子酸标准品 44.3mg,用蒸馏水溶解后移入100mL容量瓶中, 定容至刻度备用. 7.6g/100mL碳酸钠溶液:准确称取碳酸钠 7.6g,用蒸馏水溶解并移人100mL容量瓶,定容 至刻度备用. 待测样液:取浓缩后多酚粗品1mL,稀释到 5mL,再取稀释液1mL按1.4.2的方法测定多酚含 量. 1.4.2标准曲线的绘制 分别取没食子酸标准溶液0.0mL,0.2mL, 0.4mL,0.8mL,1.2mL,1.6mL,2.0mL于10mL 容量瓶中,分别加1mL蒸馏水,O.5mL福林酚试 剂,1.5mL7.6g/100mL的碳酸钠溶液,最后用 水定容至10mL,摇匀,放置1h.然后在760nm 波长处测定其吸光度值,以没食子酸溶液质量浓度 为横坐标,吸光度值为纵坐标,绘制标准曲线,见 图1.计算得吸光度D(A)对质量浓度P的线性回 归方程为:D)=11.518p一0.0162,R2=0.9994. 够(mg/g)= 式中:D(A)——测得吸光度值; —— 提取液体积,mL; 卜样品重量,g; 5——稀释倍数. 1.4.4杏仁种皮总多酚提取率的计算方法 因索氏提取法操作复杂,成本高昂,一般工业 上多采取溶剂法提取多酚类物质.本试验以总多酚 提取率为指标,初步探讨提取最佳工艺条件. 总多酚提取率(%)=(提取液中总多酚含量 /0.6295mg/g) 1.5杏仁种皮中多酚类物质提取单因素试验 1.5.1乙醇浓度的选择 分别以体积浓度40%,50%,60%,70%, 80%,90%的乙醇为提取溶剂,料液比为1g:25mL, 在6OqC的条件下提取2h.将粗提液过滤,离心, 浓缩,稀释,测定其总酚含量,重复3次,确定乙 醇的体积浓度. 1.5.2提取温度的选择 以体积浓度50%的乙醇为提取溶剂,料液比为 1g:25mL,分别在40?,50?,60?,7O?, 80cC下提取2h,以总多酚提取率为指标确定提取 温度. 1.5.3提取时间的选择 以体积浓度50%的乙醇为提取溶剂,料液比为 1g:25mL,在60?分别提取0.5h,1h,2h,3h, 4h,以总多酚提取率为指标确定提取时间. 1.5.4料液比的选择 以体积浓度50%的乙醇为提取溶剂,提取温度 为6O?,分别选择料液比1g:10mL,1g:15mL, 1g:20mL,1g:25mL,1g:30mL提取2h,以 总多酚提取率为指标确定料液比. 1.6杏仁种皮中多酚类物质提取正交试验 在以上单因素试验的基础上进一步优化试验, 对乙醇体积浓度,提取温度,提取时间和料液比4 个因素分别设三个水平,采用I_9(34)表作正交试 验,确定最佳提取工艺. 2结果与分析 2.1单因素试验结果与分析 2.1.1乙醇体积浓度对提取率的影响(见图2) 2011年第3期 9月出版 郭文娟:杏仁种皮中多酚类物质的提取研究45 褂 鑫 体积浓度,% 图2乙醇体积浓度对提取率的影响 从图2中可以看出,随着乙醇体积浓度的升 高,多酚的提取率下降,当乙醇体积浓度为50%时 提取率达到最高;随后乙醇体积浓度增加,提取率 下降幅度增大.这可能是因为一些醇溶性杂质和亲 脂性成分溶出量增加,这些成分和多酚类物质竞争 同乙醇一水分子的结合,从而导致多酚提取率下 降.因此选择体积浓度为50%的乙醇作为提取溶 剂. 2.1.2温度对提取率的影响(见图3) 时问/ll 图4提取时间对提取率的影响 由图4可知,随着时间的延长,多酚提取率发 生一些波动.提取时间从0.5h到2h,提取率急剧 上升并达到最高,随后降低.这可能是因为在加热 的情况下提取时间过长,引起多酚类物质的氧化, 同时考虑降低成本和能耗,因此选择2h为最佳提 取时间. 2.1.4料液比对提取率的影响(见图5) 80 75 70 65 6O 55 50 45 料液比幢:mL , 图5料液b匕对提取率的影响 从图5中可以看出,料液比值太小不利于浓 缩,能耗较高;太大则不能将有效成分提取完全. 料液比为1g:20mL时提取率最高,之后随着料液 比值的减小,提取率变化不明显. 2.2正交试验结果与分析 在以上单因素试验的基础上进一步优化试验, 对乙醇体积浓度,温度,时间,料液比四个因素分 别设三个水平,采用(3)表作正交试验.因素水 平表见表1,正交试验结果见表2,方差分析结果 见表3. 表1杏仁种皮中多酚物质提取工艺因素水平表 因素因素 A一乙醇浓度B一提取温度C一提取时间D一固液比水平 %?hg:mL l406011:15 2507021:20 3608031:25 表2正交试验 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 及结果分析 因素提取率试验号 ABCD% l111l61.04 2122263.98 3133350.59 4212386.1l 5223169.40 6231278.11 73l3266.65 8321375.06 9332190.20 1 1.762.142.142.21 2.342.082.402.09 K32_322.191.872.12 R0.190.O30.180.04 斟蛊趱 食品工程2011年第3期 9月出版 表3杏仁种皮中多酚类物质提取正交试验方差分析 变异来源ABCD误差总和 离差平方和(SS)0.07O.0O0.050.oo0.oo0.13 自由度(DF)222228 均方(MS)0.040.000.02O.0o0.0o F值28.480.71l8.181.0o 临界值F(0.05)=19.0 显着性显着() 由表2,3可以看出,影响杏仁种皮多酚类物 质提取的各因素主次顺序为A>C>D>B,即乙醇体 积浓度>提取时间>料液比>提取温度,乙醇溶液 提取优化结果是A:B,c2D.由于C与C提取量非 常接近,从节省时间考虑,最优组A2B,C.D..即乙 醇体积浓度50%,提取温度80?,提取时间1h, 料液比1g:15mL.验证试验得出多酚提取率为 9O.35%. 3讨论 3.1提取溶剂对多酚提取的影响 水虽是植物多酚的良好溶剂,但并非最适合多 酚的提取.因为多酚在植物体内通常与蛋白质,多 糖以氢键和疏水键形式形成稳定的分子复合物,多 酚分子间也是如此.这种现象对于分子量大,氢键 数量多的多酚尤为突出.所以在提取时,提取溶剂 不仅要求对多酚具有很好的溶解性,而且具有氢键 断裂的作用.因此,有机溶剂和水的复合体系(有 机溶剂占体积浓度为50%,70%)最适合多酚的提 取,有机溶剂的提取能力顺序为:丙醇<乙醇<甲 醇<丙酮<四氢呋喃.但是甲醇及丙酮不仅价格 高,而且毒性较大,因此工业生产中广泛应用的溶 剂主要是水或水和乙醇的混合溶剂.从提取效率和 安全角度考虑,本试验采用水和乙醇的混合溶剂提 取,试验证明50%乙醇溶液提取比较完全,提取率 高. 3.2去皮方法对多酚提取的影响 去除杏仁种皮是提取多酚物质的第一步,去皮 方法对提取率有一定的影响,试验证明,碱液去皮 对多酚提取影响较大,提取率下降大约50%.可能 是因为碱液中的氢氧化钠对多酚有破坏,因此影响 提取率较大;热水去皮影响效果较小,可能是因为 去皮温度和提取温度比较接近,因此影响提取率效 果较小. 3.3粉碎度对提取率的影响 杏仁种皮经过干燥和粉碎后,粒度小于1ITlln 左右,组织内部的多酚物质容易扩散出来.如果粉 碎过细,不仅极难过滤,而且色素等其他杂质溶出 过多,影响多酚类物质含量的测定.据资料显示, 粉碎度对多酚提取率的影响不大,同时方差分析结 果也表明粉碎度对提取效果影响不显着.因此,提 取时不必粉碎过细. 参考文献 [I]张加延.中国李杏资源及开发利用[M].北京:中国林业 出版社.1999. 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