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饮 料 工 业
编者按 为不断提高《饮料工业》的办刊水平和刊物质量，从2013年第8期开始，《饮料工业》杂志社
的运作将强化论文和相关信息的质量把关。为了提高期刊收录的论文质量，在加强编辑人员队伍的同时，从本
期开始特别聘请了中国食品发酵工业研究院张金泽副院长为副主编，对投稿稿件进行把关，从研究内容、实验
数据、生产实践可行性等方面进行严格审查。同时，我杂志也正在积极组建《饮料工业》杂志编委会，拟邀请各
专业专家进行审稿，力争刊登的论文质量能够逐步提高。另外，从明年开始拟实施栏目策划，针对
饮料行业热点的科研题目、产品研究动态、科技创新等内容进行集中专题报道，欢迎相关科
研院校、上下游产业链企业与本杂志社合作开展、共同策划。
期望我们的点滴改变和不断努力，能让《饮料工业》杂志越办越好，搭建一个供饮料行业
及相关产业人士互相交流学习的良好科技平台。
响应面优化枣核中多酚的微波辅助提取工艺研究
朱沛沛，郝 欢
（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西 汉中 723001）
Optimization of Microwave-assisted Extraction Technology of Polyphenols from Jujube Seed by
Using Response Surface Analysis
Zhu Pei-pei，Hao Huan
（College of Chemistry and Environmental Science of Shaanxi University of Technology，Hanzhogn Shaanxi 723001）
Abstract：Mainly evaluate the optimum extract conditions of polyhenols from jujube seed in this paper，the extraction
technologies were optimized by using 3 factors and 3 levels Box-Behnken central combination design based on the results
of single -factor tests. The ethanol volum fraction，microwave time and ratio of material as influence facters and the
extraction ratio of polyphenols as response values. The results showed that the optimum extraction conditions were ethanol
volum fraction of 62%，microwave treatment of 4 min，ratio of solid of solvent 1 ∶27g/mL，microwave temperature of
60℃，microwave power of 300W. The extraction rate of polyphenols from jujube seed under the optimum conditions reach
9.2980 mg/g.
Key words：Jujube seed；Polyhenols；Microwave-assist Extraction
中图分类号：TS209 文献标识码：A 文章编号：1007-7871（2013）08-0001-04
摘要：主要研究枣核中多酚的最佳提取条件，在单因素实验的基础上，选取乙醇体积分数、微波时间和料液比为影响因
子，枣核多酚提取率为响应值，采用 Box-Behnken中心组合进行三因素三水平的优化实验，回归分析结果表明微波辅助
提取枣核多酚的最佳工艺条件为：乙醇体积分数 62%，微波时间 4min，料液比 1∶27g/mL，微波温度 60℃，微波功率
300W，在此条件下，枣核中多酚的提取率为 9.2980mg/g。
关键词：枣核；多酚；微波辅助提取
[收稿日期] 2013-04-23
[作者简介]朱沛沛（1991-），女，本科在读，陕西渭南人，研究方向：精细化工。E-mail:zhupeipei0309@163.com
试验报告与理论研究
红枣是鼠李科枣属植物枣的果实，作为药食
两用的水果，其营养及药理保健作用人尽皆知。
我国是红枣的种植大国，拥有世界上 98%以上的
种植面积，而且种植历史悠久，资源丰富[1]。红枣
的开发利用主要集中于枣肉，而其深加工过程的
副产物枣核绝大多数以废弃物的形式丢弃，浪费
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资源且对环境造成一定的污染[2]。有研究表明枣核
中含有多种活性成分，其中皂苷、黄酮类和多酚
类化合物含量较高。多酚素有“第七营养素”之称，
作为保健品及药品的重要成分其具有显著的抑菌、
抗突变、抗肿瘤、抗病毒、降血糖、降血脂、防
辐射、清除自由基、抗衰老及增强机体免疫力等
作用[3-7]，已经广泛应用于食品、饲料、日用化工及
医药等领域。目前，枣核中多酚的提取研究报道
甚少，本试验以枣核为原料，研究了微波辅助提
取枣核多酚的条件，在单因素的基础上通过响应
面法对枣核多酚的提取工艺进行优化，旨在为枣
核的合理开发利用提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
枣核（汉中某农贸市场购买红枣，手动去核机
取核，干燥粉碎过 60 目筛，阴凉干燥处密封备
用）；枣肉及枣皮 试验备用粉末；没食子酸 中
国药品生物制品检验所；无水乙醇、酒石酸钾钠、
硫酸亚铁 西安蓝翔化工有限公司；氢氧化钠、
磷酸二氢钾 成都思科华生物技术有限公司。
1.2 仪器与设备
WF-2000微波快速反应系统 上海屹尧分析
仪器有限公司；Cary50 型紫外可见分光光度计
美国瓦里安；WF117 中草药粉碎机 天津天斯特
仪器有限公司；SHZ-D9（Ⅲ）循环水式真空泵巩义市
予华仪器有限公司；G-200电子天平 日本 AND；
1.3 方法
1.3.1 没食子酸标准曲线的绘制
精密称取 1.000g没食子酸，移入 100mL的容
量瓶中，用体积分数为 50%的乙醇定容，精密量
取 2mL上述溶液移入 100mL容量瓶中，加 4mL水
和 10mL酒石酸亚铁溶液，用 pH 7.4 的 PBS缓冲
液定容至 100mL，量取 0、 1.0、 2.0、 3.0、 4.0、
5.0、6.0、7.0、8.0mL 分别移入 9 个 50mL 容量瓶
中，用体积分数为 50%的乙醇定容至刻度线，用
1cm比色皿于 544nm处测吸光度，绘制标准曲线，
得标准曲线回归方程：y=12.394x-0.0037，式中：
y-吸光度值，x-没食子酸标准溶液，mg/mL相关系
数 r=0.9996，在测定范围内线性关系良好。
1.3.2 枣核多酚提取工艺
枣核粉末 粉碎 过 60 目筛 加入乙醇 微波提取
抽滤 离心 取上清液
1.3.3 枣核多酚提取液最大吸收波长的确定
按照 1.3.2的工艺进行提取，将在一定工艺参
数条件下得到的枣核多酚提取液的上清液精密量
取 1.00mL移入 100mL的容量瓶中，用体积分数为
50%的乙醇定容至刻度线，按照 1.3.1的方法分步
加入分析纯，摇匀静置 5min，空白对照后，在
200～600nm 范围内测定最大吸收波长，测定结果
显示枣核的乙醇提取液在 542.00nm处有明显的吸
收峰，与没食子酸标准品的最大吸波长测定结果
基本一致，证实枣核中确实含有多酚。
1.3.4 枣核多酚含量的测定
用移液管精密量取 1.00mL提取液离心后的上
清液，按照 1.3.1的操作方法测定吸光度，代入标
准曲线方程中计算提取液中多酚浓度 C，按下式计
算多酚提取率：
多酚提取率/（mg/g）= C×V×Qm×V0
式中：C-测定液多酚浓度；V-测定液体积；
Q-测定液稀释总倍数；m-枣核粉末的一次提取质
量；V0-测定前比色皿中提取液的体积。
2 结果与分析
2.1 红枣不同部位多酚含量的测定
分别称取 1.000g 的枣核、枣肉及枣皮粉末，
设定微波功率 300W，微波温度 60℃，微波时间
4min，料液比 1∶20（g/mL），乙醇体积分数 50%，在
此条件下进行微波提取，计算提取率，每组试验
进行三次，求得平均提取率，结果如表 1所示。
表 1 红枣不同部位多酚提取率
Table 1 The polyphenol extraction yield from different positions of
red jujube
红枣部位 枣核 枣肉 枣皮
多酚提取率 /（mg/g） 8.3644 9.9588 11.8741
由表 1可知，枣皮中多酚含量最高，枣核中
多酚的含量也相当可观，枣核通常作为红枣深加
工的副产物被人们当做废弃物处理，浪费资源也
污染环境，因此可对枣核加以合理利用，开发枣
核中多酚的药用价值，拓宽其应用范围，为枣核
开辟一条合理利用的新途径值得探索。
2.2 单因素实验设计及结果分析
2.2.1 单因素实验设计
在微波功率 300W，微波温度 60℃，微波时间
3min，料液比 1∶20（g/mL）的试验条件下，分别测定
体积分数为 40、50、60、70、80%的乙醇提取剂
对枣核多酚提取率的影响。
在乙醇体积分数 50%，微波温度 60℃，微波
时间 3min，料液比 1∶20（g/mL）的实验条件下，分
别测定微波功率为 100、200、300、400W、500W
时对枣核多酚提取率的影响。
在微波功率 300W，微波温度 60℃，乙醇体积
分数 50%，料液比 1:20（g/mL）的试验条件下，分别
测定微波时间为 2、3、4、5、6min时对枣核多酚
提取率的影响。
在微波功率 300W，微波温度 60℃，微波时间
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3min，乙醇体积分数 50%的实验条件下，分别测
定料液比为 1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30（g/mL）时
对枣核多酚提取率的影响。
2.2.2 单因素实验结果及分析
表 2 不同提取条件对枣核多酚提取率的影响
Table 2 Effcts of different extract conditions on extractive rate of
polyphenols from jujube seed
乙醇体积分数对
提取率的影响
微波功率对提
取率的影响
微波时间对提
取率的影响
料液比对提
取率的影响
乙醇体
积分数 /
（%）
提取率 /
（mg/g）
微波
功率 /
（W）
提取率 /
（mg/g）
微波
时间 /
（min）
提取率 /
（mg/g）
料液比 /
（g/mL）
提取率 /
（mg/g）
40 7.4138 100 6.8796 2 7.2452 1:10 6.3881
50 7.7681 200 7.2014 3 7.9236 1:15 7.2764
60 8.1924 300 7.8091 4 8.3003 1:20 8.0035
70 7.8903 400 8.2316 5 7.6815 1:25 8.2768
80 7.6039 500 7.6783 6 7.4285 1:30 8.0457
2.2.2.1 乙醇体积分数对枣核多酚提取率的影响
由表 2可知，随着乙醇体积分数的增大，枣
核多酚提取率先增后减，乙醇体积分数为 60%提
取率最大，可能是因为枣核多酚的极性更接近体
积分数为 60%乙醇的极性，根据相似相容原理可
知，体积分数为 60%可以促进多酚的溶解，乙醇
体积分数过大多酚提取率反而降低，故选择体积
分数为 60%的乙醇较合适。
2.2.2.2 微波功率对枣核多酚提取率的影响
由表 2 可知，微波功率在 100~400W 的范围
内，枣核多酚的提取率显著提高，400W时提取效
果最佳。多酚在小功率微波辐射作用下溶解不完
全，微波功率增大，增强了枣核细胞内压，细胞
膜在强压下破裂，提取物溶解于提取剂中。微波
功率过大，反应产生的热效应使得部分多酚提取
物分解变质，提取率下降，故选择 400W为较佳微
波反应功率。
2.2.2.3 微波时间对枣核多酚提取率的影响
由表 2可知，随着微波反应时间的延长，枣
核多酚提取率先增大后减小，微波提取 4min时提
取率最大。微波反应时间短，反应产生的微波辐
射能不足以改变细胞结构和细胞膜电位变化，多
酚的溶解受阻；微波反应时间过长提取剂挥发严
重，反而影响多酚的溶解，同时增大提取成本。
综合考虑微波时间为 4min较合适。
2.2.2.4 液料比对枣核多酚提取率的影响
由表 2可知，枣核多酚提取率随着料液比的
增大而增大，当料液比为 1∶25（g/mL）时提取率最
大，此时原料表面与提取剂之间的浓度差不再是
影响提取率的主要因素。大于此液料比，提取率
有所下降，可能是因为枣核中其他杂质也竞相溶
解，此时的提取物品质较差，所以选择 1 ∶25（g/
mL）为较佳液料比。
3 提取工艺优化
3.1 响应面优化设计
在单因素基础上，根据 Box-Benhnken中心组
合试验设计原理，固定微波温度 60℃，微波功率
400W，选择乙醇体积分数、微波时间、料液比三
个因素为影响因子，多酚提取率为响应值，进行
三因素三水平响应面试验优化设计，试验因素及
水平设计见表 3。
表 3 Box-Behnken试验因素设计水平表
Table 3 The factors and levels of Box-Behnken design
因 素
水 平
-1 0 1
X1（乙醇体积分数/（%） 50 60 70
X2（微波时间/（min） 3 4 5
X3（料液比/（g/mL）） 1∶20 1∶25 1∶30
3.2 响应面实验结果与讨论
响应面实验的 15个试验点中，1~12为析因试
验，13~15为零点试验，设定微波温度 60℃，微波
功率 300W，按表 3进行试验，试验结果见表 4。
表 4 响应面实验结果表
Table 4 Results of the response surface test
试验 X1 X2 X3 提取率 /（%）
1 -1 -1 0 7.1124
2 -1 1 0 8.3862
3 1 -1 0 7.8471
4 1 1 0 8.3917
5 0 -1 -1 6.8247
6 0 -1 1 7.2742
7 0 1 -1 8.2643
8 0 1 1 8.8195
9 -1 0 -1 7.1182
10 1 0 -1 8.2941
11 -1 0 1 8.3089
12 1 0 1 8.8643
13 0 0 0 9.1244
14 0 0 0 9.1683
15 0 0 0 9.1429
采用软件 RSREG对表 4中的结果进行多元回
归分析，回归分析结果见 5，回归方程的方差分析
见表 6。
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表 5 回归分析结果表
Table 5 Results of regression analysis
方差
来源
自由度 平方和 均方 F值
Pr>F 显著性
DF SS MS F
X1 1 0.762983 0.762983 10.45372 0.023123 *
X2 1 2.883961 2.883961 39.51351 0.001497 **
X3 1 0.955446 0.955446 13.09068 0.01525 *
X1X1 1 0.683303 0.683303 9.362021 0.02811 *
X1X2 1 0.132933 0.132933 1.821334 0.235038
X1X3 1 0.096534 0.096534 1.322631 0.302137
X2X2 1 2.250218 2.250218 30.83051 0.002604 **
X2X3 1 0.002793 0.002793 0.038269 0.852606
X3X3 1 1.194848 1.194848 16.37075 0.0098863 **
模型 9 8.462416 0.940268 12.88273 0.00583
残差 5 0.364934 0.072987
总离差 14 8.82735
注： P<0.05为显著，标注为 *；P<0.01为极显著，标注为 **
表 6 回归方程的方差分析
Table 6 Variance analysis of regression equation
方差来源 自由度 离差平方和 R2 F值 Pr>F
一次项 3 4.602390 0.5214 21.02 0.0029
二次项 3 3.627765 0.4110 16.57 0.0050
交互项 3 0.232261 0.0263 1.06 0.4436
总和 14 8.462416 0.9587 12.88 0.0058
由表 5可知，一次项均达到了 0.05显著统计
水平，X2即微波时间对枣核多酚提取率的影响达
到了 0.01的极显著水平，因此在提取过程中要严
格控制好微波时间。一次项中各因子对枣核多酚
提取率影响顺序为 X2（微波时间）>X3（料液比）>X1
（乙醇体积分数）。交互项对枣核多酚提取率影响
不显著，各交互项对枣核多酚提取率的影响顺序
为 X1X2>X1X3>X2X3，可以看出各影响因子对枣核多
酚提取率的影响不是简单的线性关系。
由表 6可知，回归模型已达 0.01 显著统计水
平，相关系数 r=0.9791，说明此模型与实际拟合较
好，因此回归方程可以代替试验真实点对结果进
行分析，试验中 97.91%的因变量变化均可用自变
量变化来解释，除了试验所选取的三个因素外，
枣核多酚提取率还受其他因素影响，同时试验系
统误差及偶然误差无法避免，但方程已达 0.01显
著统计水平，故可用该回归方程对枣核多酚的提
取过程进行分析预测，软件分析所得回归方程
为：
Y=9.1452+0.308825X1+0.600413X2+0.345588X3-
0.430187X12 -0.1823X1X2 -0.15535X1X3 -0.780662X22 +
0.026425X2X3-0.568862X32
上述方程分别对 X1、X2、X3求偏导并令其等
于 0，解方程组，得 X1=0.231526，X2=0.362269，
X3=0.280554。将解得 X值回代入表 3变量条件中
解得最佳工艺条件：乙醇体积分数 62.32%、微波
时间 4.36min、料液比 1:26.40（g/mL），软件预测最
佳提取率为 9.34（mg/g）。考虑到实际生产操作的方
便性，分别取乙醇体积分数 62%、微波时间 4min、
料液比 1∶27（g/mL），设定微波温度 60℃，微波功率
300W，进行三次平行验证试验，提取率分别为
9.2983、9.3011、9.2947mg/g，取其平均提取率为
9.2980mg/g为此条件下的提取率，与预测值相比误
差 0.4321%，说明此模型的预测结果科学可靠，故
确定乙醇体积分数 62%、微波时间 4min、料液比
1∶27（g/mL），微波温度 60℃，微波功率 300W为最
佳提取工艺条件。
4 结论
4.1 通过响应面实验优化了枣核中多酚的微波提
取工艺，得到最佳提取工艺条件：乙醇体积分数
62%、微波时间 4min、料液比 1∶27（g/mL），微波温
度 60℃，微波功率 300W，此条件下枣核多酚提取
率为 9.2980mg/g。
4.2 响应面预测模型结果真实可靠，可作为科学
试验的计算辅助软件推广使用，加大其在天然产
物提取及研究方面的应用范围；微波提取高效快
捷，提取率高，在天然产物的提取领域有一定的
发展前景。
参 考 文 献
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进展[J]. 农产品加工，2009（1）：52-54．
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