张传越，吴沣丽，刘 洋，汪 伟，刘 丹，陈婷婷，吴鹏飞

（长江师范学院生命科学与技术学院，重庆 涪陵 408100）

荔枝壳是我国传统中药材，其中含有多酚、黄酮、抗坏血酸、多糖、胡萝卜素等多种活性成分[1]，具有很高的药用价值。植物多酚主要分布于草本植物的果皮、根、叶、中脉部位，资源丰富并可再生。植物多酚的组成结构复杂，具有抑菌、抗氧化、抗肿瘤、抗病毒、抗炎症等多种生理作用[2-3]。此外，植物多酚对高血脂方面的疾病有一定的预防作用[4]，还可以有效减小癌症风险[5]，降低神经性疾病发病率等[6]。如果将废弃的荔枝壳充分利用起来，不仅可以造福于人民，还可以提高荔枝的经济和药效价值。

根据已有荔枝壳多酚物质的研究报道，在荔枝壳多酚提取中用有机溶剂作为提取。溶剂提取法主要优点在于操作比较简单，对仪器设备要求不高，是目前国内外最常用的方法；但耗时较长、溶剂消耗较大，且生产成本相对而言比较高，对产品安全性还有一定影响[7]。近年来，通过超声波提取的技术，在研究提取植物体内有效成分时是采用较多的一种技术[8]。罗威等人[9]用超声波法提取荔枝核多酚，该方法操作简单、高效，而且荔枝核多酚提取率高，且提取的多酚具有较好的抗氧化活性。

多酚的提取一直都是一项难题，提取率很低。利用醇提法提取荔枝壳多酚，并用超声波辅助，再用正交试验法对其进行工艺优化，目的就是提高荔枝壳多酚提取率，为荔枝壳的资源化利用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

荔枝壳，来自涪陵南沱镇大红袍荔枝；没食子酸、无水碳酸钠、无水乙醇试剂均为国产分析纯，福林酚试剂为生化级试剂，

1.2 仪器与设备

紫外可见光分光度度计，北京普析通用仪器有限公司产品；KQ2200E 型超声波清洗仪，昆山市超声仪器有限公司产品；HDK-8D 型电热恒温三孔水浴锅，上海跃进医疗器械有限公司产品；TDL-5-A型离心机，上海安亭科学仪器厂产品；电子分析天平，上海舜宇恒平科学仪器有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 荔枝壳多酚提取工艺流程

荔枝壳洗净→干燥→粉碎→加入乙醇浸提→超声波辅助提取→离心过滤→上清液→分光光度计检测。

1.3.2 荔枝壳多酚测定方法及多酚提取率计算

以没食子酸为定量基准，采用福林- 酚比色法进行测定[10]。取荔枝壳多酚提取液于试管中，稀释一定倍数后，按照制作多酚标准曲线的方法测定其吸光度值，将其带入标准曲线中计算提取液中总多酚的含量，并根据提取液体积计算多酚提取率，计算公式如下：

式中：

Y总——荔枝壳多酚提取率，%；

C——提取液中多酚的质量浓度，mg/mL；

V总——提取液的总体积，mL；

m——秤取荔枝壳粉质量，mg。

1.3.3 单因素试验

以荔枝壳粉末为试验原料，荔枝壳粗多酚为测定指标，进行超声波辅助提取的单因素试验，研究乙醇体积分数（30%，40%，50%，60%，70%，80%，90%），料液比（1∶5，1∶10，1∶15， 1∶20，1∶25，1∶30），提取温度（30，40，50，60，70 ℃）和超声时间（5，10，15， 20，25，30 min） 对荔枝壳多酚提取率的影响。

1.3.4 正交试验

在单因素试验的基础上，选取料液比、超声时间和浸取温度为自变量，提取率为因变量，进行L9（34）正交试验，考查此三因素对荔枝壳多酚提取的影响，进而对提取条件进行优化

2 结果与分析

2.1 乙醇体积分数对荔枝壳多酚提取率的影响

乙醇体积分数与荔枝壳多酚提取率的关系见图1。

图1 乙醇体积分数与荔枝壳多酚提取率的关系

由图1 可知，乙醇体积分数对荔枝壳中多酚物质提取影响较大，乙醇体积分数为30%～60%时，多酚提取率与质量分数呈正相关，提取率从0.21%迅速上升至1.05%，此后，随乙醇体积分数的增加，多酚提取率反而出现下降趋势，当乙醇体积分数的增加至90%，多酚提取率缓慢下降至0.65%，可能因为乙醇体积分数过高，使得细胞壁上蛋白质变性，降低了提取率所致。因此，在后续的单因素试验中均选取体积分数为60%的乙醇作为提取溶剂。

2.2 料液比对荔枝壳多酚提取率的影响

料液比与荔枝壳多酚提取率的关系见图2。

图2 料液比与荔枝壳多酚提取率的关系

由图2 可知，随着料液比的增加，荔枝多酚提取率呈现先快速增加后趋于平缓的现象，当料液比为1∶5～1∶20（g∶mL） 时，上升趋势明显，多酚提取率从0.21%上升至1.42%，当料液比超出1∶20（g∶mL） 时，提取率上升趋势不太明显。虽然较多的溶剂可以加快整个传质过程，增大提取含量，但过大的料液比会增加提取溶剂的成本浪费资源及延长过滤时间。从节约溶剂及高提取率的角度考虑，选取1∶20（g∶mL） 作为荔枝壳多酚提取的最佳料液比。

2.3 提取温度对荔枝壳多酚提取率的影响

选取60%的乙醇提取溶剂，固定料液比1∶20（g∶mL），浸取温度依次为30，40，50，60，70 ℃，分别浸取荔枝多酚。

提取温度与荔枝壳多酚提取率的关系见图3。

图3 提取温度与荔枝壳多酚提取率的关系

由图3 可知，随着浸取温度的升高，荔枝多酚提取率呈现先增加再下降的趋势，其中，当提取温度为60 ℃时，荔枝多酚提取率最高为1.48%。提取温度在60 ℃之后，得率缓慢下降，当提取温度为80 ℃时，提取率下降至1.02%。可能是由于温度升高乙醇更易挥发，过高的提取温度会使荔枝多酚氧化分解，使得高温下荔枝多酚提取率在减小。因此，在后续的单因素试验中提取温度均选为60 ℃。

2.4 超声时间对荔枝多酚提取率的影响

超声时间与荔枝壳多酚提取率的关系见图4。

图4 超声时间与荔枝壳多酚提取率的关系

由图4 可知，随着超声时间的延长，荔枝多酚提取率呈现先增加再下降的趋势。其中，当超声时间为20 min 时，荔枝多酚提取率最高为2.22%。随着超声时间的增加，得率反而出现缓慢下降的趋势，当超声时间增加为30 min 时，提取率下降至1.92%。可能是随着超声时间的延长，溶液温度逐渐升高，荔枝多酚氧化分解所致。因此，选取超声时间为20 min作为荔枝壳多酚提取的最佳超声时间。

2.5 超声波辅助提取荔枝壳多酚的正交试验

由单因素试验可知，当料液比1∶20（g∶mL）时，荔枝壳多酚的提取率接近最大值，在此基础上增加料液比对提升提取率基本无影响，因此在正交试验中固定料液比为1∶20（g∶mL），只选取乙醇体积分数、超声温度和超声时间3 个因素作为考查对象。

正交试验见表1。

表1 正交试验

由表1 可知，本次正交试验的9 个结果中，荔枝壳多酚提取率最高的为试验5，提取率为2.50%，其水平组合为A2B3C2；荔枝壳多酚提取率最低的为试验1，提取率为1.78%，其水平组合为A1B1C1。通过R值的大小可以看出试验因素存在显著性顺序，其主次关系为RA＞RC＞RB，即影响多酚提取率的因素主要是乙醇体积分数，其次是超声温度、超声时间。通过对各因素K值大小的分析，确定各因素影响最大的水平为A2B2C2，是最优的水平组合，即体积分数为60%的乙醇溶液，超声温度为60 ℃，超声时间20 min，以此工艺条件对荔枝壳多酚进行提取，得出其提取率为2.62%。

3 结论

荔枝多酚在研究中被发现能对人心脑血管疾病，机体衰老起到预防作用，在抗癌方面也起到一定作用，植物多酚物质的提取一直是近年来的研究热点问题之一。以荔枝壳为原料，首先通过单因素试验分别考查了乙醇体积分数、料液比、提取温度、超声时间对多酚提取的影响，然后固定料液比，选取其他3 个因素进行正交试验，正交试验结果表明当乙醇体积分数为60%，超声温度为60 ℃，超声时间为20 min 时，荔枝壳多酚的提取效率最高。该试验结果可为荔枝壳的资源化利用提供科学依据。