汪浩明，陈 洁，黄行健，闫玉浛，许 尨，杨 芳

(1.湖北大学知行学院生物工程系，湖北 武汉 430011；2.华中农业大学食品科技学院，湖北 武汉 430070)

我国是世界上最大的苹果生产国，总产量与种植面积在全球占有重要地位[1]。苹果渣的含水量较高，极易腐烂，污染环境。如何充分利用苹果渣进行深加工已成为国内外共同关注的问题[2]。

苹果多酚是苹果中所含多酚类物质的总称[3]，主要包括黄烷醇类、羟基苯甲酸类、二氢查尔酮类、花色素和黄酮醇类[4]，尤其是在苹果表皮中多酚含量较高[5]。苹果多酚表现出的生理功能活性比茶多酚要高100倍以上，不仅具有抗衰老、抗肿瘤、防治过敏和龋齿等功能，用于油脂的抗氧化和胡萝卜汁护色也有较好效果[6]，可以添加于食品、化妆品中[7]。目前茶多酚和葡萄籽提取物已在食品、化妆品、保健品和药物中广泛应用，而苹果多酚的应用仍然有限。作者在此以乙醇为溶剂从苹果渣中提取苹果多酚，并通过单因素实验和正交实验优化了提取工艺条件，拟为苹果渣的综合利用奠定基础。

1 实验

1.1 材料、试剂与仪器

优质红富士苹果。选新鲜、无霉烂、无虫蛀的苹果清冼、切块、去核，加入1%抗坏血酸，榨汁，抽滤，得到苹果渣。

无水乙醇、无水碳酸钠，天津博迪化工股份有限公司；没食子酸乙酯，上海晶纯试剂有限公司；Folin-Ciocalteu试剂，上海蓝季科技发展有限公司；抗坏血酸，天津广成化学试剂有限公司。

JYZ-B550型榨汁机，九阳股份有限公司；AR1140型电子分析天平，佛山欧庭电器科技有限公司；SHB-Ⅲ型循环水式多用真空泵，郑州长城科工贸有限公司；WFJT200型分光光度计，尤尼柯(上海)仪器有限公司；HH-2型数显恒温水浴锅，国华电器有限公司。

1.2 方法[8]

精确称取1.00 g苹果渣于比色管中，加入20 mL 60%(体积分数，下同)乙醇混匀，于30 ℃下水浴振荡40 min，过滤，滤液用去离子水定容于100 mL容量瓶中，测定吸光度，计算多酚提取量。

固定其它条件不变，分别改变乙醇体积分数(40%、50%、60%、70%、80%)、料液比(1∶15、1∶20、1∶25、1∶30、1∶40，g∶mL)、提取温度(20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃)、提取时间(10 min、20 min、30 min、40 min、50 min)，考察各因素对苹果多酚提取效果的影响。

在单因素实验的基础上，选取提取温度、乙醇体积分数、提取时间、料液比(g∶mL，下同)为考察因素，采用4因素3水平正交实验对苹果多酚提取工艺条件进行优化。正交实验的因素与水平见表1。

1.3 多酚含量的测定

1.3.1 多酚标准曲线的绘制

准确称取0.0250 g没食子酸乙酯，用水溶解并定容至250 mL，混匀后静置。依次吸取0 mL、0.5 mL、1.0 mL、1.5 mL、2.0 mL、2.5 mL溶液于25 mL比色管中，各加入2 mL Folin-Ciocalteu试剂，摇匀，放置3 min后，加入4 mL 10%的碳酸钠溶液，定容，混匀后30 ℃恒温水浴90 min。静置冷却，于770 nm处测其吸光度，以没食子酸乙酯浓度(x)为横坐标、吸光度(y)为纵坐标绘制标准曲线，并进行回归分析[9]。拟合线性回归方程为：y=0.0971x+0.0258(R2=0.9978)。

表1 L9(34)正交实验因素和水平

1.3.2 多酚含量的测定

吸取样品溶液5.0 mL加入25 mL比色管中，再加入Folin-Ciocalteu试剂2 mL反应3 min后，加入4 mL 10%碳酸钠溶液定容，摇匀后静置，以试剂作为空白对照测定吸光度，计算多酚提取量。

2 结果与讨论

2.1 乙醇体积分数对苹果多酚提取效果的影响(图1)

图1 乙醇体积分数对苹果多酚提取量的影响

由图1可知，多酚提取量随着乙醇体积分数的增大先上升后下降，在乙醇体积分数为60%时，多酚提取量最大。这是因为，乙醇体积分数过大时，醇解反应产生的醇溶性杂质、色素、强亲脂性成分的溶出量增加[10]，并与多酚类化合物竞争与乙醇-水分子的结合，导致多酚的提取量下降。

2.2 料液比对苹果多酚提取效果的影响(图2)

图2 料液比对苹果多酚提取量的影响

由图2可知，随着料液比的减小(溶剂用量的增加)，多酚提取量先上升后下降，在料液比为1∶25时提取量达到最大。由于植物多酚与植物组织中的蛋白质、生物碱、多糖等物质形成复合物[11]，给多酚的提取带来了一定的困难。有机溶剂与水的混合液可破坏多酚类物质与蛋白质、多糖等物质的结合键，使以共价键与植物组织分子相连的酚类降解溶出[12]。因而一定范围内增大溶剂用量有利于苹果多酚的溶出，当溶剂用量增加到一定程度时，酚类物质的提取量达到最大，此后再加大溶剂用量，提取量反而有所下降。

2.3 提取温度对苹果多酚提取效果的影响(图3)

图3 提取温度对苹果多酚提取量的影响

由图3可知，提取温度为30 ℃时的多酚提取量达到最大，此后随着提取温度的升高，多酚提取量逐渐下降。这是因为，随着提取温度的升高，苹果多酚在溶剂中的溶解度及扩散系数均会增大，有利于苹果多酚的浸出，但同时会导致部分苹果多酚的氧化损耗[13]，也会使部分乙醇在高温下挥发，从而降低多酚提取量[14]。

2.4 提取时间对苹果多酚提取效果的影响(图4)

图4 提取时间对苹果多酚提取量的影响

由图4可知，提取时间从10 min延长至20 min，多酚提取量上升较快；随后升幅趋缓，30 min时提取量达到最大；此后继续延长提取时间，多酚提取量反而下降。这可能是因为，提取时间过长，提取出的部分苹果多酚会在水溶液中逐渐发生氧化分解，导致提取量下降[13,14]。

2.5 正交实验优化提取工艺条件

正交实验结果与分析见表2。

表2 L9(34)正交实验结果与分析

由表2可知，各因素对多酚提取量的影响大小依次为：提取温度>料液比>乙醇体积分数>提取时间；最佳提取条件为A2B3C3D2，即提取温度30 ℃、乙醇体积分数70%、提取时间40 min、料液比1∶25。

2.6 验证实验

将理论分析得到的最佳组合(A2B3C3D2)和实验中的最优组合(A2B3C1D2)进行3次重复性实验取平均值，比较苹果渣中苹果多酚的提取量，结果见表3。

表3 验证最佳提取工艺

由表3可知，A2B3C3D2的多酚提取量为2.982 mg·g-1，高于A2B3C1D2的多酚提取量2.879 mg·g-1，表明所确定最佳提取工艺可靠，确为：提取温度30 ℃、乙醇体积分数70%、提取时间40 min、料液比1∶25(g∶mL)。

3 结论

以乙醇为溶剂，从苹果渣中提取苹果多酚，通过单因素实验和正交实验确定苹果多酚的最佳提取工艺条件为：乙醇体积分数70%、料液比1∶25(g∶mL)、提取温度30 ℃、提取时间40 min，在此条件下，苹果多酚的提取量为2.982 mg·g-1。

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