冬瓜皮多酚提取工艺研究范文

《包装与食品机械杂志》2015年第一期

1试验方法

1．1标准曲线的绘制(1)没食子酸标准溶液的配制。精确称取0．1100g一水合没食子酸，用蒸馏水溶解并定容至100mL容量瓶中，即为没食子酸标准储备液，此溶液质量浓度为1000mg•L－1;精密吸取5．00mL没食子酸标准储备液于100mL容量瓶中并用蒸馏水定容，配制成50mg•L－1没食子酸标准使用液。(2)没食子酸标准曲线的建立。精确吸取标准使用液0，1．00mL，2．00mL，4．00mL，6．00mL，8．00mL，10．00mL，分别置于7个25mL容量瓶中，依次加入1mLFolin-Ciocalteu试剂，4mL10%(w/v)碳酸钠溶液，并用蒸馏水定容至刻度，充分混匀后在室温下静置90min，于765nm波长处测定吸光度［9－10］。以没食子酸标准质量浓度C(mg•L－1)为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制标准曲线得回归方程A=0．1117C+0．0371，R2=0．9960。

1．2冬瓜皮多酚提取及含量的测定准确称取1．0g已粉碎样品，按一定体积分数的乙醇、液料比、提取温度、提取时间进行水浴提取后［11］，过滤，精确吸取1．00mL滤液按1．2．1．2的方法在波长765nm处测定其吸光度，并根据标准曲线按下式计算样品中多酚提取量(以没食子酸计)。

1．3单因素试验选取液料比、提取温度、提取时间、乙醇溶剂体积分数作为影响因素，研究液料比40∶1、60∶1、80∶1、100∶1、120∶1;提取温度40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃;提取时间15min、30min、45min、60min、75min、90min、105min、120min、150min;乙醇体积分数30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%作为考察因素，以冬瓜皮中多酚提取量为评价指标，进行单因素试验，考察各因素对多酚提取效果的影响。

1．4响应曲面法优化试验设计综合单因素的试验结果，根据Box-Behnken设计原理，以液料比(A)、提取温度(B)、提取时间(C)以及乙醇体积分数(D)为自变量，多酚提取量(Y)为响应值，设计四因素三水平的响应面试验，试验因素水平编码设计及自变量水平见表1。采用响应面分析法对提取条件进行优化，并利用Design-Exper8．0．6统计软件对试验数据进行处理。

2试验结果与分析

2．1单因素试验结果分析

2．1．1液料比对多酚提取效果的影响准确称取1．0g样品，分别按液料比40∶1、60∶1、80∶1、100∶1、120∶1加入体积分数为70%的乙醇溶液，在70℃水浴条件下提取30min，测其吸光度，平行试验重复3次。用Excel软件计算多酚提取量及其标准差，并绘制图1。由图1可知，随着液料比逐渐增大，提取液中多酚含量在不断增加，当液料比为80∶1时，多酚含量达到最大，随着液料比的继续增大，提取液中多酚含量呈现下降趋势。这可能是因为液料比为80∶1时，多酚的溶解度达到饱和［12］，从而影响其进一步溶出，提取率降低。因此，从提取效果、提取成本等方面综合考虑，液料比80∶1较为合适。

2．1．2温度对多酚提取效果的影响准确称取1．0g样品，按液料比100∶1加入体积分数为70%的乙醇溶液，分别在40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃条件下水浴提取30min，测其吸光度，平行试验重复3次。用Excel软件计算多酚提取量及其标准差，并绘制图2。试验结果由图2可知，随着温度的逐渐增加，多酚提取量在不断增大，当温度为80℃时，多酚含量达到最大。但是，当温度大于80℃时，提取效果随温度的增高急剧下降。温度过高会使部分溶剂挥发同时可能使多酚类物质发生氧化或降解［13］，从而造成提取率下降。因此，提取温度选择80℃效果较好。

2．1．3提取时间对多酚提取效果的影响准确称取1．0g样品，按液料比100∶1加入体积分数为70%的乙醇溶液，在70℃水浴条件下分别提取15min、30min、45min、60min、75min、90min、105min、120min、150min，测其吸光度，平行试验重复3次。用Excel软件计算多酚提取量及其标准差，并绘制图3。由图3可知，提取时间在90min以内，多酚含量随着提取时间的增加而增大，此时体系已达到平衡状态;当提取时间继续延长，多酚含量反而下降。原因可能是随着时间的延长，冬瓜皮中多酚物质溶出率减小，被氧化的量增加，提取率降低。因此，初步确定90min为较好提取温度。

2．1．4乙醇体积分数对多酚提取效果的影响准确称取1．0g样品，按液料比100∶1分别加入体积分数为30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%的乙醇溶液，在70℃水浴条件下提取30min，测其吸光度，平行试验重复3次。用Excel软件计算多酚提取量及其标准差，并绘制图4。乙醇体积分数对多酚提取含量的影响如图4所示。随着乙醇浓度的增加，提取液中多酚的含量也随着增加，当乙醇体积分数为70%时，提取液中多酚含量达到最大，之后便逐渐减小。原因可能是乙醇浓度过高时，一些脂溶性物质溶出，导致多酚物质的提取量降低［14］，此外，高浓度乙醇可能使细胞内蛋白质凝固，影响多酚物质的溶出［15］。故乙醇体积分数选择70%左右。

2．2响应面结果分析

根据中心组合试验设计原理，在单因素的基础上，采用四因素三水平共29个试验点进行响应面试验分析，其中标准序1～24为析因试验，25～29为中心试验，用来估计试验误差。具体试验方案及结果见表2。

2．2．1模型的建立通过Design－Expert8．0．6软件对表2中试验数据进行多元回归分析，分析结果见表3、表4。由表3可以得出:该模型F=30．16，P＜0．0001，表明模型回归效果极显著;失拟项F=1．21，P=0．47＞0．05，差异不显著，表明方程对试验拟合良好，试验误差较小。由表4可知:该模型决定系数R2=0．9629，表明模型的拟合程度良好;变异系数为1．84，说明试验重复性较好。分析可知，模型中一次项C，交互项AB、BC、CD，二次项A2、D2、C2对响应值Y影响极显著(P＜0．01);交互项AC对响应值Y影响显著(P＜0．05)，其余项均不显著(P＞0．05)。对表2数据进行回归分析，剔除不显著相，得到冬瓜皮多酚提取量Y对液料比A、提取温度B、提取时间C以及乙醇体积分数D的标准回归方程如下。

2．2．2响应面分析根据冬瓜皮多酚提取量的回归方程所得显著交互项的响应面图，见图5。由图5可知，随着液料比的增加、提取时间的延长、乙醇体积分数的增加，多酚提取量先增大后减小;随着提取温度的增高，多酚提取量在不断下降，但下降趋势不明显。

2．2．3最佳提取条件的确定及验证通过DesignExpert8．0．6软件分析得出提取的最佳方案为:液料比73．17∶1、提取温度70．29℃、提取时间87．23min、乙醇体积分数69．71%，提取多酚含量的预测值为6．42mg/g。考虑到实际情况，将最优条件修正为液料比73∶1、提取温度70℃、提取时间87min、乙醇体积分数70%进行验证试验，重复6次，得到多酚提取量平均值为6．32mg/g(预测值为6．42mg/g)，该试验值与理论预测值接近，重复性好，证实了此模型的可靠性。

3结束语

冬瓜皮作为一种潜在的再利用资源，含有丰富的对人体有益成分，具有很好的开发利用前景。本试验以冬瓜皮为原料，在单因素的基础上，采用响应面法优化多酚提取工艺，并建立了二次项数学模型，优化最佳提取工艺。结合实际情况，将最佳提取工艺条件修正为:液料比73∶1、提取温度70℃、提取时间87min、乙醇体积分数70%。回归分析和验证试验表明了该方法的合理性和可行性，并为天然抗氧化功能冬瓜副产品的进一步开发利用提供了科学依据。

作者：李娜李瑜谷文荣单位：河南农业大学食品科学技术学院