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小米多酚提取方法的研究进展

2017-02-02周义张桂芳李超楠宋雪健于果于金池张东杰

农产品加工 2017年6期
关键词:酚类微波小米

周义,张桂芳,李超楠,宋雪健,于果,于金池,张东杰

小米多酚提取方法的研究进展

周义1,张桂芳2,李超楠1,宋雪健1,于果1,于金池1,*张东杰1

(1.黑龙江八一农垦大学食品学院,黑龙江大庆163319;2.国家杂粮工程技术研究中心,黑龙江大庆163319)

小米多酚的提取方法有很多,对常规溶液提取法、微波辅助提取法与超声辅助提取法进行论述。结果表明,微波辅助提取法的提取率最高,其次是超声辅助提取法,最后是常规溶液提取法,并对小米多酚提取方法的研究进行展望。

小米;多酚;提取方法

0 引言

小米,俗称谷子,是我国主要食用的杂粮之一,产于东北、华北地区,以淮河以北至黑龙江的广大地区种植面积最大。小米富含蛋白质、氨基酸、维生素及优质的不饱和脂肪酸,具有防止动脉硬化、减少心脑血管疾病、降血压和抗癌等重要作用[1]。与其他杂粮相比,小米中富含的多酚物质包括酚酸及其衍生物、黄酮类化合物和单宁,还富含植酸、抗营养素等[2]。

近年来,多酚类物质成为国内外食品界研究的重点之一,大量的试验与研究表明多酚类物质具有独特的生理功效与药用价值,市场前景广阔[3]。在食品领域,可作为抗氧化剂、防腐剂、饮料澄清剂等天然的食品添加剂;应用于农业生产中,其可与多种微量元素螯合物处理苹果树和银杏树,使苹果增产19.8%~25.4%,银杏叶增产25.5%[4];而在医药领域,还可作为抗菌、抗病毒、抗癌的天然药物[5]。尽管多酚有诸多作用,但国内多酚的提取率相对较低,仅有30 mg/g[6],提取方法的差异对提取率的影响非常大。通过论述小米中多酚不同提取方法的优缺点、研究进展及相关展望,为进一步研究小米多酚的提取提供理论依据。

1 基于常规溶液对小米多酚的提取

常规溶液提取法是较为传统的多酚提取方法之一,具有操作简单、提取速度快、使用的溶剂易取得、无毒无害等优点,主要是利用了小米多酚易溶或可溶于水、甲醇、乙醇等溶剂的性质,从小米中提取或用乙酸乙酯等有机溶剂从水提物中分离出来。田志琴[7]应用正交试验与响应面相结合,优化试验条件为乙醇体积分数70%,萃取温度40℃,萃取时间1 h,料液比1∶13,在此工艺条件下得到小米多酚提取率为73.202 mg/100 g,接近最佳提取率。但是,这种方法的提取率偏低,不宜应用于大规模的工业生产,仅局限于实验室。

2 基于微波辅助对小米多酚的提取

微波辅助提取法是基于常规溶液提取法的优化处理,在溶液提取的同时用微波处理提取液,以达到提高多酚提取率与加快提取时间的效果。王若兰等人[8]利用单因素试验,确定乙醇体积分数65.91%,微波提取时间120 s,微波功率413.3 W,料液比1∶12.46,在此工艺条件下得到小米多酚提取率高达105.46 mg/100 g。田志琴[7]应用微波辅助提取法,其最佳试验工艺为乙醇体积分数66%,微波萃取时间120 s,微波萃取功率414 W,料液比1∶12,在此工艺条件下得到小米多酚提取率同样高达105.38 mg/100 g。研究表明,采用此方法对小米多酚进行提取时,其提取率的稳定性较高。此法也广泛应用在对其他原料的多酚提取中,邝高波等人[9]利用微波辅助提取番石榴中的多酚,试验得出其最佳提取工艺为微波功率490 W,料液比1∶21,乙醇体积分数50%,提取时间130 s,其提取率高达178±38 mg/100 g。该法具有提取率高、稳定性好的特点,故可批量生产。

3 基于超声辅助对小米多酚的提取

超声辅助提取法同微波辅助提取法原理几乎相同,仅是在溶液提取法的基础上改用超声辅助的方式将工艺进行优化。王若兰等人[10]利用此方法提取小米多酚,其优化最佳工艺参数为乙醇体积分数70%,提取时间40 min,提取温度40℃,料液比1∶14,在此方法下多酚的提取率为75.765 mg/100 g。结果表明,超声波辅助优化溶液提取法与溶液提取法的提取率相比并没有太大差异,所以超声波辅助提取法提取小米多酚的效果并不理想。高园等人[11]把此方法应用在葡萄枝条中多酚类物质的提取,在最优工艺参数为乙醇体积分数60%,料液比1∶12,提取时间30 min,提取温度20℃,最佳提取次数2次的条件下,多酚提取率为32.855 4 mg/g。研究表明,该法在葡萄枝条多酚的提取方面优于小米多酚,故该法对于原料具有一定的选择性[12]。因此,利用超声辅助提取法对小米多酚提取的工艺参数进行优化研究将是未来发展的趋势。

4 结论

微波辅助提取法对小米多酚的提取率优于超声辅助提取法和溶液提取法。目前,国内对于小米多酚提取的研究较少,且面临的主要问题是如何既安全又有效地提高小米多酚的提取率,对此提出了以下几点展望:①对已有的工艺参数进行优化来提高小米中多酚的提取率;②采用多种方法进行复合使用、避免单一化;③将对其他物质中多酚的提取方法应用于小米中,如醇法提取、酶法复合超声波辅助技术。

[1]Linda Dykes,Lloyd W Rooney.Sorghum and millet phenols and antioxidants[J].Journal of Cereal Science,2006,44:236-251.

[2]张爱霞,刘晓东,王桂荣,等.一种新型农产品营养评价方法技术的构建[J].食品科学,2013,34(19):356-359.

[3]凌关庭.有“第七类营养素”之称的多酚类物质[J].中国食品添加剂,2000(1):28-37.

[4]黄剑,孙达旺,肖守成.缩合单宁用于微量元素螯合肥料的研究[J].南京林业大学学报(自然科学版),1999,23(3):25-28.

[5]凌敏,刘丽,袁华,等.茶多酚化学及其在医药保健中的应用[J].化学与生物工程,2001(3):29-31.

[6]薛月圆,林勤保.小米中总酚提取条件的优化[J].农产品加工(学刊),2007(4):24-26.

[7]田志琴.小米多酚类活性物质的提取及抗氧化性研究[D].郑州:河南工业大学,2011.

[8]王若兰,田志琴,李东岭,等.微波辅助提取小米中多酚类活性物质的研究[J].河南工业大学学报(自然科学版),2010,31(6):15-20.

[9]邝高波,黄和.微波辅助提取番石榴多酚的研究[J].食品工业科技,2013,34(24):288-291.

[10]王若兰,田志琴,游慧,等.超声辅助法提取小米中多酚类活性物质的研究[J].粮食与饲料工业,2011,12(2):37-41.

[11]高园,房玉林,张昂,等.葡萄枝条中多酚类物质的超声波辅助提取[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2009,37(9):77-82.

[12]王若兰,田志琴,孔祥刚,等.大孔吸附树脂纯化小米酚类化合物的工艺条件研究[J].中国粮油学报,2011(10):35-38.◇

Advances in Extraction of Polyphenol from Millet

ZHOU Yi1,ZHANG Guifang2,LI Chaonan1,SONG Xuejian1,YU Guo1,YU Jinchi1,*ZHANG Dongjie1
(1.College of Food Science,Heilongjiang Bayi Agricultural University,Daqing,Heilongjiang 163319,China;2.National Coarse Cereals Engineering Research Center,Daqing,Heilongjiang 163319,China)

There are many methods of extracting polyphenol in millet.In this paper,the conventional solution extraction method,microwave-assisted extraction method and ultrasonic-assisted extraction method are discussed.The results show that the extraction rate of microwave-assisted extraction is the highest,followed by ultrasonic extraction method,and finally the conventional solution extraction method.The extraction method has been prospected.

millet;polyphenols;extraction method

TQ914

A

10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2017.03.047

1671-9646(2017)03b-0069-02

2017-03-05

周义(1992—),男,在读硕士,研究方向为农产品加工及贮藏工程。*

张东杰(1966—),男,博士,教授,研究方向为农产品加工与安全。

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