全 文 ：第 31卷第 5期 河南工业大学学报(自然科学版) Vol.31, No.5
2010年 10月 JournalofHenanUniversityofTechnology(NaturalScienceEdition) Oct.2010
收稿日期:2010-06-01
基金项目:集美大学创新团队基金项目(2006A002)
作者简介:熊何健(1968 ),男 ,江西东乡人 , 副研究员 , 研究方向
为食品化学与营养.
文章编号:1673-2383(2010)05-0025-05
山竹多酚的分离制备及清除自由基活性研究
熊何健 ,吴国宏 ,王莉芳 ,乔小瑞
(集美大学 生物工程学院 ,福建 厦门 361021)
摘要:通过响应面法试验设计 ,优化山竹外果皮中多酚类物质的提取工艺 ,并对其清除自由基
活性进行了研究.多酚浸提的最佳工艺参数为:乙醇溶液体积分数 60%、液料比 18∶1、浸提时
间 66min,在此条件下 ,多酚浸出率为 11.38%.提取液经 XDA— 7大孔树脂柱层析纯化 ,得山
竹多酚 ,样品多酚含量为 87.19 % ,其清除 DPPH、羟基自由 、超氧阴离子自由基 IC50值分别
为:4.67mg/L、41.4 mg/L和 27.0mg/L.
关键词:山竹;多酚;制备;自由基
中图分类号:TS201.1　　　　文献标志码:B
0　引言
山竹(GarciniamangostanaL)又名山竹子 、莽
吉柿 、凤果 ,为藤黄科藤黄属的一种种间杂交的异
源多倍体果树 ,原产于马来群岛 ,是一种典型的热
带水果[ 1] ,主要分布于泰国 、越南 、马来西亚 、印
度尼西亚 、菲律宾等东南亚国家 ,我国台湾 、福建 、
广东和云南也有引种 [ 2] .山竹果实可食部分占
29% ～ 45%,含有蛋白质 、脂肪 、多种维生素及丰
富的矿物质元素 ,其中柠檬酸含量 0.63%、维生
素 C为 12mg/kg、可溶性固形物 16.8 %,有机酸
0.63 %[ 1] .山竹外果皮呈黑紫红色 ,切片晒干后
可作药用 ,一直作为泰国传统医药 ,用于腹痛 、腹
泻 、痢疾 、感染性创伤 、化脓 、慢性溃疡 、白带 、淋病
等疾病的治疗[ 3] .
山竹前期研究多集中在山竹的栽培 [ 4-5] 、营
养成分 、无机元素 、风味成分的分析 [ 3, 6]及山竹果
壳中红色素的利用等方面 [ 7, 8] .近年来的研究表
明 ,占单果鲜重 52% ～ 68%的山竹外果皮中 ,含
有氧杂蒽酮 、单宁酸和原花青素等一系列多酚类
化合物 , 具有抗氧化 、抑制肿瘤等诸多生理活
性 [ 9-11] ,有较高的开发利用价值.作者以山竹外果
皮为原料 ,多酚为目标组分 ,通过单因素试验和响
应面分析法等建立山竹外果皮中多酚类物质的分
离制备工艺 ,并对其清除自由基活性进行检测 ,为
山竹多酚的工业化生产与应用提供依据.
1　材料与方法
1.1　材料和试剂
山竹:购于厦门集美 ,收集外果皮 ,干燥 , 0 ℃
以下储藏备用.
没食子酸 、DPPH、福林-酚试剂:sigma公司;
羟自由基 、超氧阴离子自由基检测试剂盒:南京建
成生物工程研究所;XDA— 7大孔树脂:西安蓝晓
科技有限公司;其他试剂均为分析纯.
1.2　方法
1.2.1　工艺流程
山竹外果皮※粉碎※溶剂浸提※浸提液真空
浓缩※浓缩液※树脂吸附※有机溶液洗脱※洗脱
液真空浓缩※冷冻干燥※山竹多酚.
1.2.2　提取条件的选择
干燥山竹外果皮粉碎 ,过 40目筛.各取 2.00
g山竹皮粉末 ,乙醇溶液超声波浸提 ,超声频率 40
kHz,超声功率 100 W收集浸提液 ,测定浸提液中
多酚含量 ,计算多酚浸出率 ,比较不同浸提条件对
多酚浸出效果的影响.
浸出率(%)= 浸出液中多酚含量(g)原料质量(1-水分含量)(g)×100%.
DOI :10.16433/j.cnki.issn1673-2383.2010.05.004
26　 河南工业大学学报(自然科学版) 第 31卷
1.2.3　大孔吸附树脂纯化
山竹外果皮粉末经溶剂浸提后 ,浸提液真空
浓缩回收溶剂 ,浓缩液上 XDA— 7大孔树脂柱
(200mm×28 mm)吸附 ,吸附速率 2 BV/h,吸附
完成后用 2 BV蒸馏水洗脱 ,然后用 60%乙醇溶
液常温洗脱 ,洗脱速率 4BV/h,收集洗脱液 ,真空
浓缩 ,冷冻干燥.
1.2.4　多酚含量的测定[ 12]
福林 -酚试剂分光光度法 ,样品中多酚含量
以没食子酸计.以没食子酸质量浓度为横坐标 ,吸
光度值为纵坐标 ,绘制标准曲线 ,所得回归方程
为:Y=0.009 4X+0.003 7(R2 =0.999 7).
1.2.5　样品清除自由基活性测定
清除 DPPH活性:分光光度法 [ 13] .
DPPH清除率(%)=A空白 -A样品A空白 ×100%.
清除 O-2 · 、· OH自由基活性:按照检测试
剂盒检测方法测定.
清除率(%)=A空白 -A样品A空白 ×100%.
2　结果与分析
2.1　浸提液体积分数对多酚浸出率的影响
分别用 0、20%、40%、60%、80%乙醇溶液作
为浸提液超声浸提山竹外果皮 ,分析浸提液体积
分数对多酚浸出率的影响 ,结果见图 1.
图 1　浸提液体积分数对多酚浸出率的影响
　　由图 1可知 ,随着乙醇体积分数的增加多酚
提取率不断提高 ,当乙醇体积分数达到 60%左右
时提取率达到最大值 ,浸提液体积分数进一步提
高 ,多酚提取率反而降低 ,这与山竹外果皮中多酚
类物质的构成与极性有关.
2.2　浸提时间对多酚浸出率的影响
分别采用不同浸提时间 (30 min、45 min、60
min、75 min、90 min)对原料进行超声波浸提处
理 ,分析浸提时间对山竹壳多酚提取率的影响 ,结
果见图 2.
图 2　浸提时间对山竹壳多酚浸出率的影响
　　由图 2可知 , 60 min时多酚类物质基本达到
浸出平衡 ,继续延长时间 ,多酚浸出率增加缓慢 ,
同时 ,浸提时间过长 ,山竹壳中的杂质成分溶解也
随之增加 ,将会影响多酚的纯化.
2.3　液料比对多酚浸出率的影响
分别采用液料比 9∶1、12∶1、15∶1、18∶1、21∶1、
24∶1对原料进行超声波浸提处理 ,分析浸提液料
比对山竹壳多酚提取率的影响 ,结果见图 3.
图 3　液料比对多酚浸出率的影响
　　由图 3可知 ,液料比达到 18∶1时 ,原料中的
多酚物质已基本溶出 ,继续增加溶剂的用量 ,浸出
率趋于稳定 ,生产中过大的料液比也会造成后续
浓缩时能耗增加和溶剂的浪费.
2.4　浸提条件的响应面法优化
在单因素试验的基础上 ,采用响应面分析法
(ResponseSurfaceAnalysis, 简称 RSA),并根据
Box-Benhnken中心组合原理 ,设计 3因素 3水平
的响应面分析试验 ,对浸提条件进行优化.
2.4.1　分析因素的选取以及响应面试验结果
以液料比 X1(15∶1、18∶1、21∶1)、浸提时间
X2(45 min、60 min、75min)和浸提液体积分数 X3
(50%、60%、70%)3个因素为自变量 ,以多酚浸
出率 Y为响应值进行试验 ,试验结果见表 1.
2.4.2　试验模型的建立和最优化分析
利用 DesignExpert7.0软件对表 1试验数据
进行多元回归拟合 ,获得响应值多酚浸出率 Y对
自变量液料比 X1、浸提时间 X2和浸提液体积分
数 X3的二次多项回归模型方程为:
Y=-19.67 +1.9933X1 +0.25533X2 +
0.15950X3 -5.6111E-003X1X2 +3.9167E-003
X1X3 +5.5E-004X2X3 -0.0507X21 -1.4056E-
第 5期 熊何健等:山竹多酚的分离制备及清除自由基活性研究 27　
003X22 -2.31250E-003X23.
回归方程中各变量对响应值影响的显著性由
F检验判定 , P值越小 ,则相应变量的显著程度越
高 ,回归分析结果列于表 2.
表 1　响应面分析试验结果
试验号 X1 X2 /min X3 /% Y/%
1 -1(15∶1) -1(45) 0(60) 9.8
2 1(21∶1) -1(45) 0(60) 10.89
3 -1(15∶1) 1(75) 0(60) 10.95
4 1(21∶1) 1(75) 0(60) 11.03
5 -1(15∶1) 0(60) -1(50) 10.92
6 1(21∶1) 0(60) -1(50) 10.9
7 -1(15∶1) 0(60) 1(70) 10.37
8 1(21∶1) 0(60) 1(70) 10.82
9 0(18∶1) -1(45) -1(50) 10.87
10 0(18∶1) 1(75) -1(50) 11.18
11 0(18∶1) -1(45) 1(70) 10.44
12 0(18∶1) 1(75) 1(70) 11.08
13 0(18∶1) 0(60) 0(60) 11.38
14 0(18∶1) 0(60) 0(60) 11.5
15 0(18∶1) 0(60) 0(60) 11.44
表 2　回归模型方差分析表
方差来源 自由度 平方和 均方和 F P
X1 1 0.32 0.32 17.52 0.008 6＊＊
X2 1 0.63 0.63 34.33 0.002 1＊＊X3 1 0.17 0.17 9.21 0.028 9＊
X1 X2 1 0.26 0.26 13.96 0.013 5＊X
1
X
3 1 0.055 0.055 3.02 0.142 6X2 X3 1 0.027 0.027 1.49 0.276 6
X1 X1 1 0.77 0.77 42.07 0.001 3＊＊X2 X2 1 0.37 0.37 20.21 0.006 4＊＊
X3 X3 1 0.20 0.20 10.18 0.021 8＊
模型 9 2.63 0.29 16.00 0.003 5＊＊
残差 5 0.091 0.018
失拟检验 3 0.084 0.028 7.79 0.115 9
纯误差 2 7.200E-003.600E-003
注:＊表示在 5%的显著性水平通过检验;＊＊表示在 1%的极
显著性水平通过检验.
　　由表 2可知 , 3个试验因子中对响应值影响
的主次顺序为 X2 >X1 >X3 ,即浸提时间 >液料
比 >浸提液浓度 , X1 、X2、X21 、X22对响应值的影响
达到极显著水平 , X3 、X1X2 、X23对响应值的影响也
达到显著水平 ,表明试验因子对响应值不是简单
的线性关系 ,二次项和交互项对响应值都有很大
关系.
模型 P=0.003 5,表明该二次多项回归模型
高度显著.失拟检验 P=0.115 9>0.05 ,不显著 ,
无失拟因素存在 ,模型充分拟合试验数据 , R2 =
0.966 4,说明预测值和实测值之间具有高度的相
关性 ,因此可用此模型对试验进行分析和预测.
响应指标对应于因素 X1、X2、X3水平构成的
一个三维空间图 ,可以直观地反映各因素对响应
值的影响 ,从因素交互作用的等高线及响应面图
(图 4、图 5、图 6)可以分析出它们之间的相互作
用.由图 4 ～图 6可知 ,在所选范围内存在极值.
运用 SAS软件确定模型因素的最佳水平 ,理论最
优条件为乙醇 体积分数 57.76%, 液 料比
18.26∶1 ,浸提时间 65.69 min,模型预测的最大浸
出率11.52%.考虑实际操作的局限性 ,将理论值
修正为乙醇体积分数 60%,液料比 18∶1,浸提时
间 66 min,在此条件下进行浸提试验 ,多酚浸出率
为 11.38%±0.05%(n=3),与理论值的误差为
1.48%,表明模型能较好地预测实际浸出率.
利用响应面优化得到的最佳浸提条件浸提山
竹外果皮原料 ,浸提液浓缩 ,经 XDA-7大孔吸附
树脂纯化 ,洗脱液浓缩 、冻干 ,得山竹多酚 ,多酚含
量为 87.19%.
图 4　液料比和浸提时间对多酚浸出率影响的等高线图和响应面图(X3 =60%)
28　 河南工业大学学报(自然科学版) 第 31卷
2.5　山竹多酚清除自由基活性
1, 1-二苯基 -2-三硝基苯肼(DPPH)是一
种稳定的以氮为中心的脂质自由基 , DPPH清除
活性通常作为天然抗氧化剂初期筛选的检测指
标 [ 14-15] .超氧阴离子自由基(O-2 · )、羟自由基
(·OH)是生物体内两种重要的氧自由基 , O-2 ·
是多种自由基中间体的母体 , · OH的氧化活性
极强 ,能与活细胞中任何生物大分子发生反应 ,引
起脂质过氧化 、DNA损失和多糖的降解等 ,对机
体危害极大 ,对 O-2 ·和· OH的清除能力是抗氧
化物质活性检测的重要指标[ 16-18] .
配制一定浓度经柱层析纯化的山竹果皮多酚
样品的水溶液 ,检测其清除 DPPH、羟自由基和超
氧阴离子自由基活性 ,结果见图 7、图 8和图 9.
图 7　山竹多酚清除 DPPH自由基活性
　　山竹多酚表现出良好的自由基清除活性 ,且
随质量浓度的增加清除作用增强 ,存在明显的量
效关系.根据自由基清除曲线的趋势线方程 ,计算
山竹多酚清除自由基 IC50值 ,结果见表 3.
第 5期 熊何健等:山竹多酚的分离制备及清除自由基活性研究 29　
表 3　山竹多酚清除自由基 IC50值
DPPH 自由基 羟自由基 超氧阴离子自由基
IC50 /(mg· L-1) 4.67 41.4 27.0
3　结论
利用响应面法对山竹外果皮中多酚类物质浸
提的关键因子进行了优化 ,建立了浸出率与液料
比 、浸提时间和浸提液体积分数的二次多项式回
归方程 ,对 3因素及其交互作用进行了分析 ,得出
多酚浸提的优化条件为乙醇溶液体积分数 60%、
液料比 18∶1、浸提时间 66 min,在此条件下进行浸
提试验 ,多酚浸出率为 11.38%.
多酚浸提液经大孔吸附树脂纯化处理后 ,冷
冻干燥得山竹多酚产品 ,多酚含量为 87.19%.产
品具有较强的清除自由基活性 ,对 DPPH、羟基自
由 、超氧阴离子自由基清除活性 IC50值分别为
4.67mg/L、41.4mg/L和 27.0 mg/L.
参考文献:
[ 1] 　刘世彪 ,彭小列 ,田儒玉.世界热带五大名
果树 [ J] .生物学通报 , 2003, 3(3):11-13.
[ 2] 　刘全儒 ,于明.几种热带果实的食用部 [ J] .
生物学通报 , 2003 , 38(1):10.
[ 3] 　刘彦波 ,刘金平 ,赵岩 ,等.山竹果皮及果蒂
无机元素成分的分析 [ J] .特产研究 , 2006
(4):60-62.
[ 4] 　余其杰.山竹子的栽培 [ J] .热带作物科技 ,
1990, 4:27-30.
[ 5] 　RukayahA, ZabedahM.Studiesonearly
growthofmangosteen(GarciniamangostanaL)
[ J] .ActaHorticulturae, 1992, 292:93-100.
[ 6] 　辛广 ,张平 ,张雪梅.山竹果皮与果肉挥发
性成分分析 [ J] .食品科学 , 2005(8):
291-293.
[ 7] 　范润珍 ,彭少伟 ,林宏图.山竹壳色素的提
取及其稳定性研究 [ J] .食品科学 , 2006
(10):358-361.
[ 8] 　胥秀英 ,王阿丽 ,郑一敏 ,等.山竹果壳中红
色素的提取及其应用研究 [ J] .食品科学 ,
2006(3):173-174.
[ 9] 　JungH, SuB, KelerW, etal.Antioxidant
xanthonesfromthepericarpofGarciniaman-
gostana(Mangosteen)[ J] .JAgricFood
Chem, 2006, 54(6):2077-2082.
[ 10] NakataniK, NakahataN, ArakawaT, etal.
Inhibitionofcyclooxygenaseandprostaglan-
dinE2synthesisbygammamangostin, axan-
thonederivativeinmangosteen, inC6ratgli-
omacels[ J] .Biochempharmacol, 2002,
63 (1):73-79.
[ 11] 于立梅 ,赵谋明 ,崔春 ,等.山竹壳中原花青
素提取分级及抗氧化活性的研究 [ J] .食品
与机械 , 2007, 23(4):60-64.
[ 12] 凌关庭.抗氧化食品与健康 [ M] .北京:化
学工业出版社 , 2004:342-343.
[ 13] 熊何健 ,郑建华 ,吴国宏 ,等.荔枝多酚的分
离制备及清除 DPPH活性 [ J] .食品科学 ,
2006, 27(7):86-88.
[ 14] MolyneuxP.Theuseofthestablefreeradical
diphenylpicrylhydrazyl(DPPH)Forestima-
tingantioxidantactivity[ J] .SongklanakarinJ
SciTechnol, 2004, 26 (2):211-219.
[ 15] 何云核 ,胡丰林 ,陆瑞利 ,等.中国亚热带常
见园林植物清除 DPPH自由基活性研究
[ J] .园艺学报 , 2003, 30(5):563-567.
[ 16] 张昊 ,任发政.羟基和超氧自由基的检测研
究进展 [ J] .光谱学与光谱分析 , 2009, 29
(4):1093-1099.
[ 17] 吴娜 ,沈谦 ,蔡光明.巴马火麻仁木脂素酰
胺类提取物的鉴定及清除自由基活性的研
究 [ J] .化学学报 , 2009, 67(7):700-704.
[ 18] 熊何健 ,庞杰 ,谢主兴.太子参提取物体外
抗氧化活性研究 [ J] .南开大学学报:自然
科学版 , 2009, 42(6):37-41.
(下转第 70页)
70　 河南工业大学学报(自然科学版) 第 31卷
neseChemicalLeteers, 2003, 13:1221
1224.
[ 14] 徐三魁 ,王向宇 ,粱丽珍 ,等.液相还原法制
备新型 Ru/C催化剂的研究 [ J] .稀有金属
材料与工程 , 2007, 36(6):1063 1066.
[ 15] 徐三魁 ,王向宇 ,粱丽珍 ,等.葡萄糖加氢制
山梨醇 Ru/C催化剂活性及 TPR研究 [ J] .
河南工业大学学报:自然科学版 , 2006, 27
(2):67 69.
STUDYONRu/CCATALYSTSFORHYDROGENATIONOFGLUCOSEBY
SUPERCRITICALDEPOSITION
XUSan-kui1, 2 , ZHANGYun-feng1 , LILi-min2 , ZOUWen-jun1
(1.SchoolofMaterialEngineering, HenanUniversityofTechnology, Zhengzhou450007 , China;
2.DepartmentofChemistry, ZhengzhouUniversity, Zhengzhou450052, China)
Abstract:Inthisarticle, wepreparedaRu/CcatalystbysupercriticalCO2 depositionbyusingRuCl3 asthe
activeprecursorandactivatedcarbonasthecarier, andcharacterizedtheactivityoftheRu/Ccatalystbycat-
alytichydrogenationofglucose.Wealsostudiedtheefectsofthetypesofthecosolvent, thecosolventamount
andthesupercriticalCO2 presureoncatalyticactivity, andcharacterizedthesurfacemorphologyandtheRu
distributionofthecatalystbySEM.TheresultsshowedthatthesupercriticalCO2 depositiontechnologycould
efectivelyimprovetheactivityoftheRu/Ccatalysts.TheRu/Ccatalystpreparedundertheconditionsof
methanolcosolvent2 mLandsupercriticalCO2 pressure12.0 MPahadthehighestactivity, whichwas1.48
timesthatofthecatalystpreparedbywaterimpregnationmethod.TheSEMresultsshowedthatRuwasuni-
formlydistributedonthesurfaceofactivatedcarbon.
Keywords:supercriticalfluid;activatedcarbon;Rucatalyst;glucose;catalyticactivity
(上接第 29页)
PREPARATIONOFPOLYPHENOLSFROMGARCINIAMANGOSTANA
PERICARPANDFREERADICALSCAVENGINGACTIVITY
XIONGHe-jian, WUGuo-hong, WANGLi-fang, QIAOXiao-rui
(BioengineeringColege, JimeiUniversity, Xiamen361021, China)
Abstract:Thearticleadoptedtheresponsesurfacemethodology(RSM)tooptimizethepreparationprocessof
polyphenolsfromGarciniamangostanapericarp, andstudiedthefreeradicalscavengingactivityofpolyphe-
nols.Theresultsshowedthattheoptimalextractionconditionsofpolyphenolswereasfolows:ethanol60%
(V/V), liquidtomaterialratio18︰ 1, andextractiontime66 minutes.Undertheoptimalconditions, the
extractionrateofpolyphenolswas11.38%.TheextractwaspurifiedbyXDA-7 macroporousresincolumnto
obtaintheGarciniamangostanapolyphenolswiththecontentof87.19%.TheIC50 valuesofthepolyphenols
inscavengingfreeradicals, suchasDPPH, hydroxylfreeradical, andsuperoxideanionfreeradicalwere4.67
mg/L, 41.4 mg/Land27.0mg/Lrespectively.
Keywords:Garciniamangostana;polyphenols;preparation;freeradical