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酶法提取葡萄藤茎中多酚物质含量的比较研究



全 文 :酿酒科技 2015年第7期(总第253期)·LIQUOR-MAKING SCIENCE & TECHNOLOGY 2015 No.7(Tol.253)
DOI:10.13746/j.njkj.2014510
基金项目:北京市属高等学校人才强教计划资助项目(PXM2014_014306_000051);北京市教育委员会科技计划面上项目专项资助课题(SQKM201210858001);
北京市属高等学校教学名师资助项目(PXM2014_014306_000075);北京电子科技职业学院院内重点课题(YZKB2013008)。
收稿日期:2014-12-08
作者简介:李浡(1973-),女,副教授,博士,研究方向为食品生物技术。
通讯作者:李双石。
优先数字出版时间:2015-05-13;地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20150513.1102.004.html。
酶法提取葡萄藤茎中多酚物质含量的比较研究
李 浡,李双石,兰 蓉,章宇宁,郭 珊
(北京电子科技职业学院,北京 100029)
摘 要: 采用纤维素酶、果胶酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、β-葡聚糖酶和复合酶提取葡萄藤茎中的多酚物质,利用
高效液相色谱法测定阿魏酸、绿原酸、槲皮素、白藜芦醇、没食子酸、鞣花酸等多酚物质的含量,比较分析不同酶法
的提取效果。结果表明,不同酶法提取所得多酚物质含量各不相同,均富含白藜芦醇和绿原酸,含量分别为4.31~
9.08 mg/g和5.01~5.62 mg/g。复合酶的提取效果最佳,提取的白藜芦醇、没食子酸、阿魏酸、槲皮素和鞣花酸的含
量均高于其他酶的提取方法。
关键词: 高效液相色谱法; 多酚; 葡萄藤茎
中图分类号:TS262.6;TS261.9;O657.72 文献标识码:A 文章编号:1001-9286(2015)07-0038-03
Comparison of the Content of Polyphenols Extracted from
Grape Vine by Different Enzymic Treatment
LI Bo, LI Shuangshi, LAN Rong, ZHANG Yuning and GUO Shan
(Beijing Polytechnic College, Beijing 100029, China)
Abstract:The content of polyphenols (ferulic acid, chlorogenic acid, quercetin, resveratrol, gallic acid, ellagic acid) extracted from grape vine
by enzymic treatment (cellulose, pectase, pepsin, papain, β-Glucanase, composite enzyme) were detected by HPLC, and the extracting effects
of enzymic treatment by different enzyme were compared.The results showed that the content of polyphenols extracted from grape vine by dif-
ferent enzymic treatment was different, however, both chlorogenic acid and resveratrol were rich and their content were 4.31~9.08 mg/g and
5.01~5.62 mg/g respectively. Enzymic treatment by composite enzymes had the best extracting effects and more resveratrol, gallic acid, feru-
lic acid, quercetin and ellagic acid were extracted than that by other enzymic treatment.
Key words: HPLC; polyphenol; grape vine
每年世界葡萄总产量中80 %用于酿酒,中国的葡萄
酒生产的发展速度相当惊人,年平均增长率达到11 %以
上。由于葡萄酒的大量生产和消费,产生了大量的葡萄
酿酒后的副产物——葡萄酒渣,即葡萄皮渣、籽和葡萄藤
茎等葡萄酒生产废弃物的混合物。国内外大量研究表
明,葡萄酒渣中含有大量的有益成分,如有机酸、多酚、黄
酮、维生素等物质[1]。多酚物质是羟基直接连接在苯环
上的酚类及聚合物的总称。它们具有多种生理功能和药
理作用,如抗氧化性、消除体内自由基、抗衰老、降血脂、
降血压、预防心血管疾病、抗癌防癌、抑菌等作用[2]。葡
萄藤茎中的多酚类物质的分离提取已成为研究热点内容
之一[3]。
多酚物质的提取方法很多,包括酶法、溶剂浸提法、
微波提取法、超声提取法等。
考虑到超声、微波的方法在扩大生产规模时的局限
性,酶处理方法在成本和使用上更加简便,对设备和工艺
的要求也相对较少[4]。酶反应条件温和,选择性强,近年
来许多水解酶已被应用于葡萄酒渣中生物活性物质的提
取研究中[5]。根据文献报道[4,6-9],多数采用纤维素酶、果
胶酶、鞣酸酶和复合酶等提取葡萄皮、籽和藤茎中的多酚
物质。
赤霞珠(Cabrnet Sauvignon)是最常见的酿酒用红葡
萄品种,本研究采用赤霞珠葡萄藤茎为原材料,利用纤维
素酶、果胶酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、β-葡聚糖酶和复
合酶提取葡萄藤茎中的多酚物质,使用高效液相色谱法
测定其相应的含量,将不同酶的提取效果进行比较,选择
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最佳的提取条件,为葡萄藤茎中多酚物质的提取工艺优
化提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂及仪器
样品:将赤霞珠葡萄藤茎样品于烘箱烘干后,研碎,
过60目筛即得供试原材料葡萄藤茎样品。
试剂及耗材:阿魏酸、绿原酸、槲皮素、白藜芦醇、没
食子酸、鞣花酸标准品,上海如吉生物科技发展有限公
司;果胶酶,美国Sigma Aldrich Fluka公司;纤维素酶,天
津利华酶制剂厂;胃蛋白酶,北京芳草医药工业研制公
司;木瓜蛋白酶,北京奥博星生物技术有限责任公司;β-
葡聚糖酶,海源叶生物科技有限公司。乙腈(色谱纯)、冰
醋酸(色谱纯),北京化工厂;水为超纯水。
仪器设备:Agilent 1200高效液相色谱分析仪,美国
安捷伦公司;Hypersil C18柱(5 μm,250 mm×4.6 mm i.d)。
1.2 实验条件
流动相:A:乙腈,B:1 %冰醋酸的水溶液;采用梯度
洗脱程序:0~8.0 min,20 % A;8.0~12.0 min,30 % A;
12.0~22.0 min,40 % A;22.0~32.0 min,12 % A;流速:
1.0 mL/min;柱温为:25℃;检测波长:280 nm。
1.3 标准溶液的配制
准确称取标准品没食子酸、槲皮素、白藜芦醇、鞣
花酸、阿魏酸、绿原酸各 10.0 mg,用甲醇溶解配制成
1 mg/mL的标准贮备液,备用。
1.4 样品的制备
1.4.1 不同酶法提取样品
将胃蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、木瓜酶、β-葡聚糖
酶各 0.0010 g以 1∶1000的比例分别与葡萄藤茎粉末
1.000 g用 60 %vol乙醇溶液均匀混合,将混合液放入
60℃恒温水浴锅中酶解 90 min之后,再将其在 30℃下
浸提 0.5 h,重复 2次,之后用布氏漏斗进行抽滤,即得不
同酶法提取的葡萄藤茎多酚样品。
1.4.2 复合酶提取法
取纤维素酶和果胶酶(质量比为2∶1)共0.0010 g以1
∶1000的比例分别与葡萄藤茎粉末 1.000 g用 60 %vol乙
醇溶液均匀混合,处理步骤同上,即得复合酶提取的葡萄
藤茎多酚样品。
2 结果与分析
2.1 标准曲线和检测限的测定
优化液相色谱流动相梯度洗脱条件,对没食子酸、槲
皮素、白藜芦醇、鞣花酸、阿魏酸、绿原酸等混标溶液进行
分析。配制不同浓度的混合标准品,分别进样,测定后得
出混标色谱图结果见图1。作这6种标准品的标准曲线,
得到的回归方程、线性相关系数及最低检测限见表1。
2.2 加标回收率和精密度的测定
为了测定方法的准确性,在样品中加入标准样品,测
定加标回收率以及精密度,结果见表2。
2.3 样品的测定
液相色谱法测定复合酶提取葡萄藤茎中多酚物质的
含量,结果见图2、表3。
3 讨论
酶法提取产品安全性高,生产条件温和,但由于细胞
壁成分复杂,选用单一的酶往往不能达到很好的提取效
率,因此根据不同细胞壁成分选用合适的酶对提取率的
提升非常关键 [6]。本研究分别采用 6种生物酶(纤维素
酶、果胶酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、β-葡聚糖酶和复合
酶)提取葡萄藤茎中的多酚物质,并利用HPLC技术检测
6种多酚组分(阿魏酸、绿原酸、槲皮素、白藜芦醇、没食
子酸、鞣花酸)的含量。由表 3可知,不同酶法提取葡萄
藤茎中多酚物质的组成相类似,含量最高的物质为白藜
注:1—绿原酸;2—没食子酸;3—鞣花酸;4—阿魏酸;5—白藜
芦醇;6—槲皮素
图1 多酚混合标准品色谱图
表1 多酚标准品的线性回归方程,相关系数及最低检测限
标准品
阿魏酸
绿原酸
槲皮素
白藜芦醇
没食子酸
鞣花酸
标准曲线
Y=737.14x-402.85
y=247.78x+18.05
Y=440.85x-54.37
Y=30.57x+40.70
Y=1171.76x+16.28
Y=22.01x-1.79
相关
系数
0.9995
0.9998
0.9953
0.9953
0.9999
0.9999
最低检测限
(mg/L)
0.020
0.020
0.005
0.020
0.002
0.005
线性范围
(mg/L)
0.1~100.0
1.0~500.0
0.02~10.0
1.0~500.0
0.01~10.0
0.02~20.0
表2 加标回收率及精密度测定
标准品
阿魏酸
绿原酸
槲皮素
白藜芦醇
没食子酸
鞣花酸
样品量
(mg)
0.16
0.69
0.06
5.08
0.13
0.18
加标量
(mg)
0.10
0.50
0.10
5.00
0.10
0.10
实测值
(mg)
0.25
1.17
0.15
10.01
0.22
0.27
加标回收率
(%)
94.6
96.3
94.5
98.5
95.4
95.1
RSD
(%)
1.3
1.5
1.7
2.1
1.6
1.3
李 浡,李双石,兰 蓉,章宇宁,郭 珊·酶法提取葡萄藤茎中多酚物质含量的比较研究 39
酿酒科技 2015年第7期(总第253期)·LIQUOR-MAKING SCIENCE & TECHNOLOGY 2015 No.7(Tol.253)
芦醇(4.31~9.08 mg/g)和绿原酸(5.01~5.62 mg/g),其
次为没食子酸(1.38~2.32 mg/g)和阿魏酸(1.03~1.42 mg/
g),含量最低的是槲皮素(0.50~0.79 mg/g)和鞣花酸
(0.14~0.29 mg/g)。
由表 3结果同时可看出,应用不同的生物酶进行酶
解,对多酚组分含量也存在一定的影响。如β-葡聚糖酶
和纤维素酶都比较适合用来提取绿原酸,复合酶对于提
取白黎芦醇效的果较好。总体来说,应用的6种酶中,复
合酶的提取效果最佳,其中白藜芦醇、没食子酸、阿魏酸、
槲皮素和鞣花酸的含量均大于其他酶法提取测得的多酚
物质含量。提取几种多酚成分效果不理想的酶是胃蛋
白酶。
本研究对不同酶法提取多酚物质及相关的成分进行
分析研究,为葡萄酒渣中葡萄藤茎废弃物的开发和利用
提供了参考依据。
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注:1—绿原酸;2—没食子酸;3—鞣花酸;4—阿魏酸;5—白藜
芦醇;6—槲皮素
图2 复合酶提取葡萄藤茎中多酚物质的色谱图
表3 不同酶法提取葡萄藤茎中多酚物质含量 (mg/g)
酶解法
胃蛋白酶
木瓜蛋白酶
纤维素酶
果胶酶β-葡聚糖酶
复合酶
绿原酸
5.53
5.01
5.62
5.49
5.83
5.49
阿魏酸
1.17
1.20
1.03
1.33
1.16
1.42
槲皮素
0.20
0.21
0.24
0.21
0.14
0.29
白藜
芦醇
6.90
8.16
7.13
8.23
4.31
9.08
没食
子酸
1.38
1.71
1.69
1.89
1.83
2.32
鞣花酸
0.55
0.62
0.67
0.71
0.62
0.75
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