全 文 ：《食品工业》2015 年第36卷第 9 期 16
工艺技术
微波辅助提取安梨皮渣中多酚类物质工艺优化
崔蕊静，赵玉华，常学东*
河北科技师范学院食品科技学院（秦皇岛 066004）
摘 要 试验以安梨皮渣为原料, 研究了微波辅助和常规溶剂法浸提安梨皮渣中的多酚物质的工艺条件。通过单
因素试验和正交试验, 研究了微波功率、微波处理时间、溶剂浓度、料液比及浸提时间等因素对多酚浸提量的影
响, 结果表明, 按料液比1︰30 (g/mL) 加入50%乙醇, 微波功率540 W处理50 s, 再于60 ℃水浴浸提20 min, 安梨皮渣中
多酚类物质的提取量可达9.322%, 比直接采用50%乙醇60 ℃提取40 min所得多酚类物质量5.227 mg/g高出78.43%; 对
两种方法提取的多酚类物质紫外扫描结果显示, 微波处理对多酚类物质的分子结构无破坏作用。
关键词 安梨皮渣; 多酚类物质; 微波辅助提取; 乙醇浸提
Optimization for the Processes of Extracting Polyphenols from Ann
Pears Assisted with Microwave
Cui Rui-jing, Zhao Yu-hua, Chang Xue-dong*
College of Food Science and Technology, Hebei Normal University of Science and
Technology (Qinhuangdao 066004)
Abstract Use Ann pear peel as the raw material, to study the extraction of polyphenols with the technology of microwave-assisted
and conventional solvent. The effect of microwave power, microwave time, solvent concentration, solid-liquid ration and
leaching time on polyphenols extraction quantity were investigated by single factor and orthogonal experiment. The result
indicated that when according to the solid-liquid ratio 1∶30 (g/mL) add to 50% ethanol, microwave power 540 W for
50 s, ethanol for 20 min in 60 ℃. Under this condition, the fl avonoids yield was 9.322%, which was 78.43% higher than
that of directly extract in 50% ethanol for 40 min, the polyphenols extraction quantity of it was 5.227 mg/g. The ultraviolet
spectroscopic result of two polyphenols extraction quantity indicated that the effect of microwave was non-destructive
for molecular structure of polyphenols.
Keywords Ann pear peel; polyphenols; microwave-assisted extraction; ethanol digestion
*通讯作者；基金项目：唐山市科技计划项目“安梨规范化栽
培与精深加工产业化技术研究与示范（13120205A）”
安梨，俗称酸梨，是冀东北、京、津、辽西等地
燕山山脉的栽培品种之一。安梨营养丰富、风味独
特。现市场上安梨加工品品种较少，但目前河北省燕
山地区安梨的年产量近3 000万 kg，若用来加工，约
有2 000万 kg果肉可加工安梨酒、安梨醋、安梨膏、
安梨茶等新型加工品，约有600~900万 kg皮渣产生，
安梨皮渣大多被当作肥料、饲料甚至垃圾处理，即污
染了环境，又浪费了大量安梨，附加值很低。研究表
明，安梨具有提高免疫力，祛脂降压，化痰止咳等功
效，安梨残渣中含有许多多酚物质，主要成分是绿原
酸，根皮素等[2]。多酚的抗氧化功能可以对心血管病
等慢性病起到预防作用，还具有抗癌、抗辐射、抗
菌、降血脂、抗衰老、保护神经和提高机体免疫力等
对人类健康有益的作用[3]。在食品中可以应用在口香
糖中抑制口臭，香肠制作中可以用作抗氧化剂，保持
香肠质量，在化妆品中起抗皱作用，防晒作用，美白
作用，收敛保湿作用。
目前，果蔬中天然多酚的提取方法主要有两种[4]：
溶剂提取法和沉淀法。其中溶剂提取法简单可靠，针
对所提取多酚的溶解性，选择合适的有机溶剂是溶剂
提取多酚的关键；沉淀法由于沉降剂的选择性较强[5]，
且一般用于多酚提取的沉降剂的价格比较昂贵，提取
率较低。因此，试验选用微波辅助提取技术对安梨皮
渣的多酚物质进行提取，并和常规溶剂浸提方法进行
比较，以寻找一条操作简便、污染少、副产物少、提
取率高的提取方法。
1　材料与方法
1.1　试验材料与试剂
安梨皮渣：实验室制作安梨汁的下脚料；甲醇、
乙醇、酒石酸亚铁、丙酮、醋酸乙酯、氯仿、香草
醛、浓盐酸、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、三氯化铁、
硫酸亚铁、酒石酸钾钠，氢氧化钠、磷酸氢二钠、磷
酸二氢钾、硫酸亚铁等均为分析纯；(+)-儿茶素标准
样品；没食子酸标准样品。
1.2　主要仪器与设备
723分光光度计：上海分析仪器厂；UV-2201紫
外可见分光光度计：日本岛津公司；WD-900B格兰
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仕微波炉：顺德格兰仕电器公司；气浴恒温震荡器：
江苏金坛医疗器械公司；恒温水浴锅：常州国华仪器
厂；R-201旋转蒸发浓缩仪：上海申胜生物技术有限
公司。
1.3　安梨皮渣多酚类物质的测定方法
1.3.1　测定方法
准确吸取1 mL试液，转移至25 mL容量瓶中，加
蒸馏水4 mL和酒石酸亚铁溶液5 mL，充分混合，再加
pH 7.5的缓冲溶液至刻度，用10 mm比色杯，在波长
540 nm处，以试剂空白溶液作参比，测吸光度A。
1.3.2　标准曲线的建立
配制5.0 g/L没食子酸标准液：准确称取没食子酸
标准样品0.5 g，加蒸馏水溶解并移入100 mL容量瓶中
定容，在6只100 mL容量瓶中分别加入5.0 g/L 没食子
酸标准样品0，1，2，3，5和10 mL，加入蒸馏水定容
至100 mL，各吸取1 mL，按1.3.1方法测定，以吸光度
为x轴，没食子酸标准液浓度为y轴，绘制标准曲线如
图1，并得到回归方程，y=1.845 1x＋0.004 2，相关系
数0.999 7。
图1　没食子酸标准曲线
1.3.3　结果计算
安梨皮渣多酚含量W=CV/M （1）
式中：W-多酚含量，mg/g；C-安梨皮渣多酚质
量浓度，mg/mL；V-提取液的体积，mL；M-安梨皮
渣质量，g。
2　结果与分析
2.1　溶剂提取条件的筛选
2.1.1　提取剂的选择
称取安梨皮渣粉末1 g，控制料液比为1︰15（g/
mL），分别加入蒸馏水、无水乙醇、50%乙醇、甲
醇、50%甲醇，60 ℃水浴浸提40 min，过滤，滤液定
容至25 mL，吸取1 mL，测吸光度（测3次），计算多
酚含量，结果见表1。
表1　不同溶剂对安梨皮渣多酚提取量的影响
溶剂种类
水 水乙醇 50%乙醇 甲醇 50%甲醇
多酚含量/
mg·g-1 0.741
eD 1.980dC 4.681aA 2.055cB 3.967bA
注: 表中小写字母不同者之间表示差异达5%显著水平, 大写字母表
示差异达1%显著水平。
结果表明，不同溶剂提取安梨皮渣中多酚物质
的差异较大，其中50%乙醇和50%甲醇浸提量较高，
而水、无水乙醇和甲醇浸提量较低。经LSR（新复极
差）检验，各处理间差异均达极显著水平，故选择乙
醇作为浸提剂。
2.1.2　乙醇体积分数的确定
称取安梨皮渣粉末1 g，控制料液比为1︰15（g/
mL），分别加入到体积分数30%，50%，70%，
90%乙醇和无水乙醇中，60 ℃水浴浸提40 min，过
滤，滤液定容至25 mL，吸取1 mL，测吸光度（测3
次），计算多酚含量，结果见表2。
表2　乙醇体积分数对多酚提取量的影响
乙醇体积分数/% 无水乙醇20 40 60 80
多酚含量/
mg·g-1 1.082
eE 2.731cC 5.258aA 3.406bB 1.973dD
注: 表中小写字母不同者之间表示差异达5%显著水平, 大写字母表
示差异达1%显著水平。
结果表明，乙醇体积分数60%以下，随乙醇体积
分数的增高，提取量逐渐增大，当超过60%时，提
取量反而减少。因在乙醇体积分数低时，安梨皮渣
中的多酚物质不能被乙醇溶液完全提取，这时乙醇
溶液浓度增加，多酚物质提取量随之增加而增高，
当乙醇体积分数达到一定时，多酚物质被乙醇溶液
完全提取，这时提取量达到一个最大值，这时的乙
醇体积分数是最佳提取浓度，当乙醇体积分数继续
增加，高浓度的乙醇可能会导致多酚物质结构发生
变化，提取量反而降低。经LSR检验，各处理间差异
均达极显著水平，因此乙醇体积分数为60%时提取
量最高。
2.1.3　料液比的确定
称取安梨皮渣粉末1 g，按料液比1︰5，1︰10，
1︰15，1︰20和1︰25（g/mL）加入60%乙醇，其它
条件同上，结果见表3。
表3　不同料液比对多酚提取量的影响
料液比/ (g·mL-1)
1∶5 1∶10 1∶15 1∶20 1∶25
多酚含量/
mg·g-1 1.621
cC 3.836bB 5.184aA 5.197aA 5.265aA
注: 表中小写字母不同者之间表示差异达5%显著水平, 大写字母表
示差异达1%显著水平。
结果表明，料液比在1︰5~1︰15（g/mL）之间，
随着料液比的增加，提取量也逐渐增加，超过1︰15
（g/mL）之后，提取量趋于平缓。因当料液比较低
时，安梨残渣中的多酚类物质不能被乙醇溶液提取干
净，仍有多酚物质残留在安梨残渣中，因此随着料液
比的增加，多酚类物质的提取量也随之增加，而当安
梨残渣中的多酚类物质已经被提取较完全，料液比再
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增加提取量也是趋于平缓，通过LSR新复极差检验，
除料液比1︰15，1︰20和1︰25（g/mL）之间没有显
著差异外，其余处理间有显著差异，综合考虑，当料
液比为1︰15（g/mL）为宜。
2.1.4　浸提时间的确定
称取安梨皮渣粉末1 g，按1︰15（g/mL）的料液
比加60%乙醇溶液，70 ℃下分别水浴浸提20，30，
40，50和60 min，结果见表4。
表4　浸提时间对多酚提取量的影响
浸提时间/min
20 30 40 50 60
多酚含量/
mg·g-1 3. 643
cC 4. 296bB 4.942aAB 5.115aA 5.142aA
注: 表中小写字母不同者之间表示差异达5%显著水平, 大写字母表
示差异达1%显著水平。
结果表明，随浸提取时间的延长，提取量逐渐增
加，超过40 min提取量增加不明显，经LSR新复极差
检验，20，30和40 min各处理之间差异极显著，40，50
和60 min之间差异不显著，故浸提时间确定为40 min。
2.1.5　浸提温度的影响
称取安梨皮渣粉末1 g，按1︰15（g/mL）的料
液比，用60%的乙醇在温度分别为40 ℃，50 ℃，60
℃，70 ℃和80 ℃水浴提取40 min，结果见表5。
表5　浸提温度对多酚提取量的影响
浸提温度/℃
40 50 60 70 80
多酚含量/
mg·g-1 2.316
cC 3. 944bB 5.025aAB 5.107aA 4.721aA
注: 表中小写字母不同者之间表示差异达5%显著水平, 大写字母表
示差异达1%显著水平。
结果表明，温度对安梨皮渣多酚的浸提量有较
大影响，40 ℃~60 ℃时，随温度的升高，多酚物质
提取量逐渐增加，上升较快，超过60 ℃后，多酚提
取量趋于平缓，继续升高温度，高温可能会导致安
梨残渣中的多酚物质结构发生变化，也可能是温度
高，乙醇沸腾，致使物料不能充分浸泡在乙醇中，
导致提取量不再增加或提取量的降低，所以最佳提
取温度为60 ℃。
2.1.6　最佳浸提条件的选择
在单因素试验基础上，以料液比、提取时间、提
取温度和乙醇体积分数试验因素，以提取量为指标进
行正交试验，结果见表6。
通过正交试验和方差分析结果表明，影响安梨
皮渣多酚类物质浸提量的因素主次顺序为：A＞D＞
B＞C，即料液比对安梨皮渣多酚浸提效果影响最
大，其次为乙醇体积分数和浸提时间，提取时间影
响最小。最优组合是A3B2C2D2，即安梨皮渣中酚类物
质提取最佳工艺条件为：料液比为1︰15（g/mL），
提取温度为60 ℃，提取时间为40 min，乙醇体积分
数为60%，按此最佳工艺条件提取，提取量最多可达
5.227 mg/g。
表6　正交试验设计及结果分析
序
号
因素 提取量/
mg·g-1A 料液比/(g·mL-1)
B 温度/
℃
C 提取时间/
min
D 乙醇体积
分数/%
1 1(1∶10) 1(50) 1(30) 1(50) 3.237
2 1 2(60) 2(40) 2(60) 4.473
3 1 3(70) 3(50) 3(70) 4.035
4 2(1∶12) 1 2 3 4.448
5 2 2 3 1 4.159
6 2 3 1 2 4.847
7 3(1∶15) 1 3 2 5.225
8 3 2 1 3 5.076
9 3 3 2 1 4.710
K1 3.915 4.303 4.387 4.035
K2 4.485 4.569 4.544 4.848
K3 5.004 4.531 4.473 4.520
R 1.089 0.266 0.157 0.813
2.2　微波辅助处理提取条件的优化
2.2.1　料液比的筛选
称取1 g安梨皮渣粉末，按料液比1︰15，1︰20，
1︰25，1︰30，1︰35和1︰40 （g/mL）分别加入50%
的乙醇溶液，经微波功率360 W处理50 s后，再60 ℃
水浴浸提20 min，过滤浸提液，测定多酚含量，结果
见表7。
表7　不同料液比对多酚提取量的影响
料液比/(g·mL-1)
1∶15 1∶20 1∶25 1∶30 1∶35
多酚含量/
mg·g-1 5.366
cC 6.391bB 7.764aA 8. 1250aA 8.397aA
注: 表中小写字母不同者之间表示差异达5%显著水平, 大写字母表
示差异达1%显著水平。
结果表明，溶剂用量对安梨皮渣多酚提取量的影
响较大，料液比小于1︰25（g/mL），随料液比的增
大，浸提量逐渐增加，超过1︰25（g/mL）后，提取
量反而减小。因料液比小不利于多酚物质转移到提取
液中，同时微波加热的负荷小，容易造成提取液在加
热过程中发生暴沸，提取不完全；料液比大，有利于
多酚物质转移到提取液中，多酚物质提取率虽较高，
但浓缩时间却延长，能耗也高。经LSR新复极差检
验，料液比在1︰25（g/mL）以内，各处理之间差异
显著，超过1︰25（g/mL）后，各处理之间差异不显
著。综合考虑，确定料液比1︰25（g/mL）为最佳料
液比。
2.2.2　微波功率的筛选
称取1 g安梨皮渣粉末，按1︰25（g/mL）料液比
加入50%的乙醇，微波功率分别为180，360，540，
720和900 W，处理50 s后，其余操作同2.2.1，结果见
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表8。
结果表明，多酚提取量随微波功率的提高而增
加，当超过720 W含量降低。这是因为微波功率较
低，微波对细胞膜的破坏作用较小，分子运动不剧
烈，故多酚浸出量较低；随着微波功率不断增加，微
波对细胞的破壁作用和加热作用，加速了细胞内有效
成分的快速溶出，多酚浸出量随之增加；但当微波功
率过大时，使乙醇暴沸，造成提取剂不能很好的与物
料接触，提取剂不能有效的进入细胞，使多酚浸出率
降低。经LSR新复极差检验，微波功率360和540 W间
差异不显著，其余处理间差异极显著。综合考虑浸提
效果和成本，确定微波功率为360 W。
表8　微波功率对多酚提取量的影响
微波功率/W
180 360 540 720 900
多酚含量/
mg·g-1 6.472
cC 7.718aA 8. 053aAB 7. 126bB 6.597cC
注: 表中小写字母不同者之间表示差异达5%显著水平, 大写字母表
示差异达1%显著水平。
2.2.3　微波处理时间的筛选
称取1 g安梨皮渣粉末，按1︰25（g/mL）的料液
比加入50%的乙醇，微波功率为360 W，分别处理30，
40，50，60和70 s，其余操作同2.2.1，结果见表9。
表9　微波处理时间对多酚提取量的影响
微波处理时间/s
30 40 50 60 70
多酚含量/
mg·g-1 5.224
Ee 7.428dD 8.350cC 8.875bB 9.259aA
注: 表中小写字母不同者之间表示差异达5%显著水平, 大写字母表
示差异达1%显著水平。
结果表明，随微波处理时间的延长，多酚提取量
随之增多，这是因为微波处理对物料细胞膜的破壁作
用随着时间延长而加剧，所以多酚浸出量增多，但随
时间继续延长，细胞膜进一步破裂，有效成分溶出减
慢或不再被溶出，且浸提液中黏液质及其它杂质被溶
出，使浸出液黏度增大，从而扩散速度变慢，后续工
序过滤变困难。经LSR新复极差检验，各处理间差异
极显著。但综合考虑浸提效果和成本，确定微波处理
时间为50 s。
2.2.4　微波辅助提取多酚正交试验
单因素试验基础上，对影响安梨皮渣多酚类物质
提取量的主要因素：料液比、微波处理时间、微波功
率进行L9(34)正交试验，设计及结果见表10。
结果表明，影响安梨皮渣多酚类物质浸提量的
因素主次顺序为：B＞A＞C，即微波功率影响最大，
其次是料液比，微波处理时间影响较小。最优组合
是A3B3C1，即安梨皮渣中酚类物质提取最佳工艺条件
为：料液比为1︰30（g/mL），微波功率540 W，微波
处理时间为50 s。按此最佳工艺条件提取，提取量最
多可达9.322 mg/g。
表10　正交试验设计及结果分析
序号 因素 提取量/mg·g-1A 料液比/(g·mL-1) B 微波功率/W C 微波时间/s
1 1∶20 180 50 5.304
2 1∶20 360 60 6.736
3 1∶20 540 70 7.387
4 1∶25 180 60 5.404
5 1∶25 360 70 7.563
6 1∶25 540 50 9.301
7 1∶30 180 70 8.255
8 1∶30 360 50 8.753
9 1∶30 540 60 9.209
K1 6.48 6.32 7.79
K2 7.42 7.68 7.12
K3 8.74 8.63 7.74
R 2.26 2.31 0.67
3　结论
安梨皮渣中多酚类物质使用60%的乙醇提取的
条件是料液比为1︰15（g/mL），控制温度为60 ℃提
取40 min，按此工艺条件提取量可达5.227 mg/g；微
波辅助提取的条件优化为同样浓度的乙醇，料液比
1︰30（g/mL），微波功率540 W处理50 s后，再浸提
20 min，按此工艺条件提取量可达9.322 mg/g。可见
微波辅助提取安梨皮渣中多酚类物质，提取量提高
78.43%，且提取时间缩短了1/2。
经紫外扫描，微波辅助提取的和直接乙醇提取的
安梨皮渣中多酚类物质的紫外吸收图谱完全相同，说
明微波处理对多酚物质的结构没有破坏作用。
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