2023年12月14日发(作者：诺基亚手机最新消息)

正交试验法优化苹果皮中原花青素的提取工艺研究　扶庆权　（南京晓庄学院生物化工与环境工程学院，南京摘２１　１　１７１）　要：对苹果皮中原花青素的提取工艺条件进行了优化，在单因素的基础上，采用Ｌ　（３　）正交试验　设计，研究乙醇浓度、料液比、提取时间和提取温度对苹果皮中原花青素得率的影响。结果表明，对苹果皮　原花青素得率的影响顺序是：乙醇浓度＞料液比＞提取时间＞提取温度，有机溶剂提取苹果皮原花青素的最　佳１二艺条件是：乙醇浓度６０％，料液比ｌ：１０（ｇ／ｍＬ），提取温度６５℃，提取时间１２０ｒａｉｎ，原花青素得率达　到２．８２ｍｇ／ｇｆ皮。　关键词：苹果皮；原花青素；提取；正交试验　中图分类号：ＴＳ２５５．１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—２５１３（２０１１）０５—０ｌ１２—０５　Ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｐｒｏｃｙａｎｉｄｉｎｓ　ｆｒｏｍ　ａｐｐｌｅ　ｐｅｒｉｃａｒｐ　ｂｙ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ＦＵ　Ｑｉｎｇ－ｑｕａｎ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｍｅｎｔａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｘｉａｏｚｈｕａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａ．ｊｉｎｇ　２１　１　１７１）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｐｒｏｃｙａｎｉｄｉｎｓ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｅ　ｐｅｒｉｃａｒｐ　ｗａｓ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｓｉｎｇｌｅ　ｆａｃｔｏｒ　ｔｅｓｔ．ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｅｔｈａｎｏｌ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ，ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｓｏｌｉｄ／ｌｉｑｕｉｄ　ｒａｔｉｏ（ｇ／ｍＬ）ｏｎ　ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｐｒｏｃｙａｎｉｄｉｎｓ　ｗａｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｋ（３　）　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｔｅｓｔ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｏｒｄｅｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆａｃｔ０ｒｓ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ｂａｔｈ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗｅｒｅ：ｅｔｈａｎｏｌ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ＞ｓｏｌｉ／ｌｄｉｑｕｉｄ　ｒａｔｉｏ（　ｍＬ）　＞　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ＞ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｐｒｏｃｙａｎｉｄｉｎｓ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｅ　ｐｅｒｉｃａｒｐ　ｂｙ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｔｅｓｔ　ｗｅｒｅ：ａｄｄｉｎｇ　１０％（ｖ／ｖ）ｏｆ　６０％ａｌｃｏｈｏｌ　ａｎｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ　ｆｏｒ　１２０　ｍｉｎｕｔｅｓ　ａｔ　６５％．Ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｒｏｃｙａｎｉｄｉｎｓ　ｗａｓ　２．８２ｍｇ／ｇ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ａｂｏｖｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｐｐｌｅ　ｐｅｒｉｃａｒｐ；ｐｒｏｃｙａｎｉｄｉｎｓ；ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　原花青素（Ｐｒｏｃｙａｎｉｄｉｎｓ，ＰＣ）是植物中广泛　压　、抗炎　、抗诱变　等多种药理活性作用。　目前，原花青素广泛应用于保健食品、药品和化　妆品领域　。　我国苹果资源十分丰富，有着很好的营养价　存在的一大类天然多酚化合物的总称，它是由不　同数量的儿茶素或表儿茶素缩合而成　¨。现代研　究表明，原花青素具有抗氧化　、清除氧自由　基　引、抗肿瘤　、保护心脑血管和预防高血　收稿日期：２０１１一Ｏ８—２２　值和特殊的保健作用　。目前，人们主要食用果　作者简介：扶庆权（１９７５一），男，讲师，硕士，主要从事肉制品质构及食品添加剂应用方面的研究。　肉，而果皮大都作为废料处理，既浪费了资源又　给环境造成一定的污染　Ｊ。如果从果皮中提取其　０．Ｏ０８ｍｇ／ｍＬ、０．０１２ｍｇ／ｍＬ、０．０１６ｍｇ／ｍＬ、　有效成分，既综合利用了资源，增加了苹果产业　的附加值，又减少了环境的污染，具有一定的经　济意义和价值¨　。苹果成熟后，原花青素主要存　在于果皮中…　，而有关苹果皮中原花青素提取的　研究国内外报道甚少。本文通过正交试验优化苹　果皮中原花青素的提取工艺条件，为提高苹果皮　０．０２ｍｇ／ｍＬ、０．０２４ｍｇ／ｍＬ标准使用液。分别吸　取０．２ｍＬ置于７支１０ｍＬ具塞比色管中，各加入　１．０ｍＬ甲醇溶液，再加入６．０ｍＬ正丁醇一盐酸溶　液（９５／５，ｖ／ｖ）和０．２ｍＬ　２％硫酸铁铵溶液，摇　匀后，置沸水浴９５￣Ｃ加热４０ｍｉｎ，然后迅速冷却，　以甲醇代替标准品溶液作空白对照，在波长　５５０ｎｍ处测定吸光度，绘制标准曲线。　１．３．３原花青素含量计算　的利用率和工业化生产高附加值的原花青素食品　添加剂提供理论依据。　１材料与方法　１．１材料与试剂　苹果皮：南京晓庄学院水果超市购买；原花　青素标准品：中国药品生物制品检定所；无水乙　醇：南京化学试剂有限公司；甲醇：南京化学试　剂有限公司；正丁醇：南京化学试剂有限公司；　盐酸：上海国药集团化学试剂有限公司；硫酸铁　铵：上海国药集团化学试剂有限公司；以上化学　试剂均为分析纯。　１．２仪器和设备　电子天平：日本岛津公司；７２３０Ｇ可见分光　光度计：上海精密科学有限公司；ＨＨ一４型数显　恒温水浴锅：国华电器有限公司；ＧＺＸ一　９０７０ＭＢＥ数显鼓风干燥箱：上海博讯实业有限公　司医疗设备厂；ＳＨＢ—ＩＩＩ循环水式多用真空泵：　郑州长城科工贸有限公司。　１．３方法　１．３．１原花青素最大吸收波长的选择　准确移取０．２ｍＬ标准储备液于１０ｍＬ比色管　中，加入１．ＯｍＬ甲醇溶液，再加入６．０ｍＬ正丁醇　一盐酸溶液（９５／５，ｖ／ｖ）和０．２ｍＬ　２％硫酸铁铵　溶液，摇匀后，置沸水浴９５￣（２加热４０ｍｉｎ，然后　迅速冷却，将反应液用紫外可见分光光度计扫　描，以确定最大吸收波长。　１．３．２原花青素标准曲线的绘制　准确称取干燥至恒重的标准品５ｍｇ，定容于　２５ｍＬ的容量瓶，制得浓度为０．２ｍｇ／ｍＬ的标准　液。分别移取０ｍＬ、０．２ｍＬ、０．４ｍＬ、０．６ｍＬ、　０．８ｍＬ、１．０ｍＬ、１．２ｍＬ用７０％乙醇稀释定容至　１０ｍＬ，制成浓度为０ｍｇ／ｍＬ、０．００４ｍｇ／ｍＬ、　得率（％）＝　×ｌＯ０　Ｖ：试样定容体积ｍＬ；Ｃ：试样中原花青素　浓度ｍｇ／ｍＬ；Ｎ：稀释倍数；Ｗ：试样质量ｇ。　１．３．４单因素试验　１．３．４．１　乙醇浓度对原花青素得率的影响准确　称取苹果皮粉末６份各２ｇ分别置于圆底烧瓶中，　各加入浓度４０％、５０％、６０％、７０％，８０％、　９０％的乙醇溶液２０ｍＬ，摇匀，置６０℃水浴中回　流提取４０ｒａｉｎ，趁热过滤，滤液于３０００ｒ／ｍｉｎ离心　ｌＯｍｉｎ，取一定量上清液按照绘制标准曲线的方法　测定其吸光度值。　１．３．４．２提取温度对原花青素得率的影响准确　称取苹果皮粉末６份各２ｇ分别置于圆底烧瓶中，　各加入７０％乙醇溶液２０ｍＬ，摇匀，分别在４０℃、　５０ｃＩ＝、６０℃、７０℃、８０℃、９０ｃｃ水浴中回流提取　４０ｒａｉｎ，趁热过滤，滤液于３０００ｒ／ｍｉｎ离心１０ｍｉｎ，　取一定量上清液按照绘制标准曲线的方法测定其　吸光度值。　１．３．４．３提取时间对原花青素得率的影响准确　称取苹果皮粉末６份各２ｇ分别置于圆底烧瓶中，　各加入７０％乙醇溶液２０ｍＬ，摇匀，６ＯｃＣ水浴分　别回流提取４０ｍｉｎ、６０ｒａｉｎ、８０ｍｉｎ、１０００ｍｉｎ、　１２００ｍｉｎ、１４Ｏｍｉｎ，趁热过滤，滤液于３０００ｒ／ｒａｉｎ　离心１０ｒａｉｎ，取一定量上清液按照绘制标准曲线　的方法测定其吸光度值。　１．３．４．４料液比对原花青素得率的影响　准确称取苹果皮粉末６份各２ｇ分别置于圆底　烧瓶中，各加入７０％乙醇溶液１０ｍＬ、２０ｍＬ、　３０ｍＬ、４０ｍＬ、５０ｍＬ、６０ｍＬ，摇匀，６０℃水浴分　别回流提取４０ｒａｉｎ，趁热过滤，滤液于３０００ｒ／ｍｉｎ　离心１０ｍｉｎ，取一定量上清液按照绘制标准曲线　的方法测定其吸光度值。　生Ｃｈｉｎ　ａ　Ｆ勤ｏｏｄ　Ａ　ｔｉｉｖｅｓ　墅堡　：＝二　：：＝＝　２．２原花青素标准曲线的绘制　用最小二乘法做线性回归，由图２可知，原　ｌ＿３．５正交试验设计　在单因素试验基础上，对影响苹果皮原花青　素提取效果的主要因素乙醇浓度、提取温度、提　取时间和料液比进行Ｌｑ（３　）试验，因素水平见　花青素含量与吸光度值之间的一元线性回归方程　为Ｙ＝３．１６２８ｘ＋０．００３２，其中：ｙ：吸光度值，Ｘ：　表１。　表１　Ｌ　（３　）实验设计的因素水平表　Ｔａｂｌｅ　１　ｔｈｅ　ｆａｃｔｏｒ　ａｎｄ　ｌｅｖｅｌ　ｔａｂｌｅ　ｏｆ　Ｌ９（３　）　１．３．６数据处理　采用ＥＸＣＥＬ２００３和ＯＲＩＮＧＩＮ８．０对所有数据　《　米　进行处理。　０　Ｏ　Ｏ　Ｏ　Ｏ　Ｏ　０　０　０　∞傩　嘶　∞∞　叭Ｏ　２结果与分析　２．１　原花青素紫外可见分光光度计扫描结果　紫外可见分光光度计扫描结果见图１。由图１　可以看出，原花青素溶液在５５０ｎｍ处有最大吸收　峰，故选择测定波长为５５０ｎｍ。　ｏ．０９　Ｏ．Ｏ８　ｏ．０７　０　Ｏ６　０．０５　Ｏ．ｏ４　０．Ｏ３　Ｏ　０２　０，Ｏ１　４００　４５０　５００　５５０　６００　波长（ｎｍ）　图１　原花青素紫外可见分光光度扫描结果　Ｆｉｇ．１　Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ　ａｎｄ　ｖｉｓｉｂｌｅ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｙａｎｉｄｉｎｓ　原花青素含量（ｍｇ），Ｒ　＝０．９９９３。结果表明原　花青素测定浓度在０．００３７～０．０２４０ｍｇ／ｍＬ内与吸　光度呈良好的线性关系。　０　０．ｏ０５　０，０１　０．０ｌ５　０．Ｏ２　０．０２５　０．Ｏ３　浓度Ｃ（ｍｇ／ｍＬ）　图２原花青素标准曲线　—　一瓣　０　０　Ｏ　Ｆｉｇ．２　Ｔｈｅ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｙａｎｉ８　ｄｉｎｓ　７　６　２．３　苹果皮原花青素提取单因素试验结果　２．３．１　乙醇浓度对原花青素得率的影响　１．１　１．Ｏ　０．９　４０　５Ｏ　６０　７０　８０　９０　乙醇浓度（％）　图３　乙醇浓度对原花青素得率的影响　Ｆｉｇｕｒｅ　３　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｅｔｈａｎｏｌ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｐｒｏｃｙａｎｉｄｉｎｓ　由图３可知，随着乙醇浓度的增加，原花青　素的得率也逐渐增大，当乙醇浓度达到７０％时得　率达最大值，随着乙醇浓度继续的增加得率反而　降低，这可能是由于乙醇浓度过高，某些脂溶性　Ｏ　５　ｒ１ｊ》曼　盯帮一　物质也随着溶出，这些成分阻碍乙醇和水的结　合，导致原花青素提取得率下降。　２．３．２提取温度对原花青素得率的影响　由图５可知，随着浸提时间的增加，原花青　素得率逐渐增大，当提取时间增加到１２０ｍｉｎ时得　率最高，随着时间继续延长，得率反而下降，这　可能是由于原花青素在溶液中受热时间过长，其　４　）　５　）　５）　７）　９）　温窆　Ｃ）　图４提取温度对原花青素得率的影响　Ｆｉｇｕｒｅ　４　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｎ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｐｒｏｃｙａｎｉｄｉｎｓ　由图４可知，随着提取温度的升高，原花青　素得率逐渐增大，当温度达到６０ｏＣ时，得率达到　最大值，随着温度继续增加，得率反而下降，这　可能是由于原花青素在较高温度下易于氧化破　坏，导致原花青素提取得率下降。　２．３．３提取时间对原花青素得率的影响　０－８　０・７　鼍０．６　｜曼　ｉ【｛Ｌ　难　Ｏ．５　０．４　４Ｏ　６０　８０　１００　１２０　１４０　时间（ａｒｉｎ）　图５提取时间对原花青素得率的影响　Ｆｉｇ．５　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　ｏｎ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｐｒｏｃｙａｎｉｄｉｎｓ　酚羟基结构受到破坏，导致原花青素提取得率下　降。　２．３．４料液比对原花青素得率的影响　１＿８　１．６　１－４　亳毫　　。　・。　。－８　。・６　０．４　ｌ：５　ｌ：１０　ｌ：１５　１：２０　ｌ：２５　１：３０　料液比　图６料液比对原花青素得率的影响　Ｆｉｇ．６　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｍａｔｅｒｉａｌ／ｌｉｑｕｉｄ　ｒａｔｉｏ　ｏｎ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｐｒｏｃｙａｎｉｄｉｎｓ　由图６可知，随着料液比的增加，原花青素　得率逐渐大，当料液比为１：１０时，得率达到最　大值，再继续增加料液比，提取得率反而下降，　说明一定的料液比能够将原花青素完全溶出，再　增大料液比造成资源的浪费。　２．４正交实验结果　正交试验结果如表２。由表２的极差分析可　知，影响苹果皮原花青素的因素顺序依次为Ａ＞　Ｄ＞Ｃ＞Ｂ，即乙醇浓度＞料液比＞提取时间＞提　取温度。表２直观分析可知，最佳提取工艺为Ａ．　Ｄ＇Ｃ　Ｂ　，即以６０％乙醇为提取溶剂，采用料液比　为１：１０（ｇ／ｍＬ），在６５℃下回流提取２ｈ，此时　原花青素提取得率最高。按最佳组合做平行实　验，测定苹果皮中原花青素得率为２．８２ｍｇ／ｇ。　表２正交实验结果　Ｔａｂｌｅ　２　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　Ｌ９（３　）ｏｒｔｈｏｇｏｎａｉ　ｔｅｓｔ　［４］岛丽爽，曹栋．脱脂葡萄籽中低聚原花青素的提取［Ｊ］．尢　３　结论　在苹果皮原花青素的回流提取试验中，影响　苹果皮原花青素得率的因素顺序依次为乙醇浓度　＞料液比＞提取时间＞提取温度。通过正交试　验，获得苹果皮原花青素的提取工艺条件为：以　６０％乙醇为提取溶剂，采用料液比为１：１５（ｇ／　ｍＬ），在６５℃下回流提取２ｈ，此条件下总黄酮得　率２．８２ｍｇ／ｇ。　参考文献－　［１］戚向阳，陈维军，王小红，等．苹果巾原花青素的提取分离　研究［Ｊ］．中国食品学报，２００１，１（１）：３０—３４．　１２］崔介奋，孙培龙，马新．原花青素的研究进展［Ｊ］．食品科　技，２００３，（２）：９２～９５．　锡轻工大学学报，２００１，２０（２）：２０８—２１２．　［５］李春阳，许时婴，程建青．葡萄籽原花青素降低小鼠血清中　鹏固醇作用的研究［Ｊ］．食品研究与开发，２００５，２６（６）：　４０—４５．　［６］壬旭光，梁统，阁克元．原花肯素对佐剂性关节炎大鼠腹腔　巨噬细胞ｉＮＯＳ表达的影响［Ｊ］．中国药科大学学报，２００６，　３７（３）：２６３—２６５．　［７］凌钾群．莲房原花青素及其生物、药理活性研究：［博ｈ学　位论文］．湖北省武汉市：华中农、Ｉ　大学，２００１，３４—５４．　［８］吴琼英，周卫靖．　果中原花青素的提取及其抗氧化性研究　ｌ　Ｊ］．食品科技，２００６（１２）：４２—４５．　［９］　晓莉，杨中平，朱新华．苹果渣的开发利用途径［Ｊｊ．农　机化研究，２００２（４）：１７５一ｌ７７．　［１Ｏ］王丽，李化，张钟．微波辅助提取　果皮ｌｆＩ的多酚类物质　［Ｊ］．实验报告与理论研究，２００７，１０（６）：４２—４５．　［１１］乜兰春，孙建设，吕霞．苹果不同．铺种果实原花青素禽挝　及其动态变化［Ｊ］　植物资源与环境学报，２００４，１３　（１）：１６—１８．　［３］吕丽爽．葡萄籽中低聚原化青素提取：Ｉ　艺初探［Ｊ］．食　［　艺科技，２００２，２３（１）：ｌ７—２２．