全 文 ：微波辅助提取苹果皮中原花青素的工艺研究
扶庆权 (南京晓庄学院生物化工与环境工程学院，江苏南京 211171)
摘要 ［目的］优化微波辅助提取苹果皮中原花青素的工艺。［方法］采用微波辅助技术提取苹果皮中原花青素。在单因素试验的基础
上，采用 L16 ( 4
5 )正交试验设计，研究乙醇浓度、提取温度、提取时间、料液比和微波功率对苹果皮原花青素得率的影响。［结果］在苹果
皮原花青素得率的各影响因素中，影响程度依次为:料液比 ＞乙醇浓度 ＞提取温度 ＞微波功率 ＞提取时间。微波辅助提取苹果皮原花
青素的最佳工艺条件为:以50%乙醇为提取溶剂，采用料液比为1∶ 5 g /ml，在80 ℃和120 W时提取5 min，此条件下原花青素得率为2． 86
mg /g。［结论］研究可为提高苹果皮的利用率和工业化生产高附加值的原花青素提供理论依据。
关键词 微波辅助;苹果皮;原花青素; 提取
中图分类号 S661． 1; TS255． 1 文献标识码 A 文章编号 0517 －6611( 2012) 35 －17277 －04
Study on Extraction Technology of Procyanidins from the Apple Pericarp Assisted by Microwave
FU Qing-quan ( School of Biochemical and Environmental Engineering，Nanjing Xiaozhuang University，Nanjing，Jiangsu 211171)
Abstract ［Objective］To optimize technique for extracting procyanidins from apple pericarp assisted by microwave． ［Method］Procyanidins
from the apple pericarp was extracted by microwave-assisted method． Based on single factor test，the effect of ethanol concentration，extraction
temperature，microwave time，solid / liquid ratio( W/V)，microwave power on the extraction rate of procyanidins from the apple pericarp was stud-
ied according to L16 ( 4
5 ) orthogonal test． ［Result］The results showed that factors influencing the extraction of procyanidins from the apple peri-
carp by microwave-assisted method were in the order as follows: solid / liquid ratio( W/V) ＞ ethanol concentration ＞ extraction temperature ＞ mi-
crowave power ＞ microwave time，the optimum extracting conditions of procyanidins from the apple pericarp by microwave-assisted were adding
ten times amount 50% ethanol and extracting for 5 minutes at 80 ℃ and 120 W power by microwave，the extraction rate of procyanidins was 2． 86
mg / g under the above optimal extracting conditions． ［Conclusion］The study will provide theoretical basis for improving apple pericarp utilization
rate and producing procyanidins with high added value．
Key words Microwave assistant; Apple pericarp; Procyanidins; Extraction
作者简介 扶庆权( 1975 － ) ，男，河南光山人，工程师，讲师，在读博士，
从事肉制品质构及食品添加剂应用方面的研究，E-mail: fu-
qingquan@ 126． com。
收稿日期 2012-09-20
原花青素(Procyanidins，PC)是植物中广泛存在的一大
类天然多酚化合物的总称，它是由不同数量的儿茶素或表儿
茶素缩合而成［1］。现代研究表明，原花青素具有抗氧化［2］、
清除氧自由基［3］、抗肿瘤［4］、保护心脑血管和预防高血压［5］、
抗炎［6］、抗诱变［7］等多种药理活性作用。目前，原花青素广
泛应用于保健食品、药品和化妆品领域［2］。微波萃取技术是
将被萃取的原料浸于选定的溶剂中，通过微波反应器发射微
波能，使原料中的化学成分迅速溶出的技术和方法［4 －5］。微
波萃取法具有操作简单、提取时间短、提取效率高、清洁无污
染、应用范围广等优点，因此该技术广泛应用于大分子生物
活性物质的提取。
苹果有着很好的营养价值和特殊的保健作用［8］，我国的
苹果资源十分丰富。目前，人们主要食用苹果果肉，而果皮
大都作为废料处理，既浪费了资源又给环境造成一定的污
染［9］。如果从果皮中提取其有效成分，既综合利用了资源，
增加了苹果产业的附加值，又减少了环境的污染，具有一定
的经济意义和价值［10］。苹果成熟后，原花青素主要存在于
果皮中［11］，而有关苹果皮中原花青素提取的研究国内外报
道甚少。笔者通过正交试验优化苹果皮中原花青素的提取
工艺条件，为提高苹果皮的利用率和工业化生产高附加值的
原花青素提供理论依据。
1 材料与方法
1． 1 材料 苹果皮，南京晓庄学院水果超市购买的山东红
富士苹果，削皮后将皮晒干粉碎备用。主要试剂:原花青素
标准品，中国药品生物制品检定所;无水乙醇、甲醇、正丁醇，
南京化学试剂有限公司;盐酸、硫酸铁铵，上海国药集团化学
试剂有限公司;以上化学试剂均为分析纯。主要仪器设备:
电子天平，日本岛津公司;7230G可见分光光度计，上海精密
科学有限公司;HH-4 型数显恒温水浴锅，国华电器有限公
司;GZX-9070MBE数显鼓风干燥箱，上海博讯实业有限公司
医疗设备厂;SHB-III循环水式多用真空泵，郑州长城科工贸
有限公司。
1． 2 方法
1． 2． 1 原花青素最大吸收波长的选择。准确移取 0． 2 ml标
准储备液于 10 ml 比色管中，加入 1． 0 ml 甲醇溶液，再加入
6． 0 ml正丁醇 －盐酸溶液(95 /5，V /V)和 0． 2 ml 2%硫酸铁
铵溶液，摇匀后，置沸水浴 95 ℃加热 40 min，然后迅速冷却，
将反应液用紫外可见分光光度计扫描，以确定最大吸收
波长。
1． 2． 2 原花青素标准曲线的绘制。准确称取干燥至恒重的
标准品 5 mg，定容于 25 ml的容量瓶，制得浓度为 0． 2 mg /ml
的标准液。分别移取 0、0． 2、0． 4、0． 6、0． 8、1． 0、1． 2 ml 用
70%乙醇稀释定容至 10 ml，制成浓度为 0、0． 004、0． 008、
0． 012、0． 016、0． 02、0． 024 mg /ml标准使用液。分别吸取 0． 2
ml置于 7支 10 ml具塞比色管中，各加入 1． 0 ml甲醇溶液，
再加入 6． 0 ml正丁醇 －盐酸溶液(95 /5，V /V)和 0． 2 ml 2%
硫酸铁铵溶液，摇匀后，置沸水浴 95 ℃加热 40 min，然后迅
速冷却，以甲醇代替标准品溶液作空白对照，在波长 550 nm
处测定吸光度，绘制标准曲线。
1． 2． 3 原花青素含量计算。公式如下:
得率 = C × V ×N1 000 W ×100%
安徽农业科学，Journal of Anhui Agri． Sci． 2012，40(35):17277 － 17280 责任编辑 李菲菲 责任校对 况玲玲
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2012.35.030
式中，V，试样定容体积(ml) ;C，试样中原花青素浓度
(mg /ml) ;N，稀释倍数;W，试样质量(g)。
1． 2． 4 单因素试验
1． 2． 4． 1 乙醇浓度对原花青素得率的影响。准确称取苹果
皮粉末 5份各 2 g 分别置于圆底烧瓶中，各加入浓度 40%、
50%、60%、70%、80%的乙醇溶液 20 ml，摇匀后移入微波反
应器中，调节微波功率和时间，于 120 W、80 ℃条件下提取 3
min，趁热过滤，滤液于 3 000 r /min离心 10 min，取一定量上
清液按照绘制标准曲线的方法测定其吸光度值。
1． 2． 4． 2 提取温度对原花青素得率的影响。准确称取苹果
皮粉末 5份各 2 g分别置于圆底烧瓶中，各加入 60%乙醇溶
液 20 ml，摇匀后移入微波反应器中，调节微波功率120 W，分
别在微波温度 40、50、60、70、80 ℃条件下提取 3 min，趁热过
滤，滤液于 3 000 r /min离心 10 min，取一定量上清液按照绘
制标准曲线的方法测定其吸光度值。
1． 2． 4． 3 微波功率对原花青素得率的影响。准确称取苹果
皮粉末 5份各 2 g分别置于圆底烧瓶中，各加入 60%乙醇溶
液 20 ml，摇匀后移入微波反应器中，调节微波温度 80 ℃，分
别于 40、60、80、100、120 W条件下提取 3 min，趁热过滤，滤液
于 3 000 r /min离心 10 min，取一定量上清液按照绘制标准曲
线的方法测定其吸光度值。
1． 2． 4． 4 提取时间对原花青素得率的影响。准确称取苹果
皮粉末 5份各 2 g分别置于圆底烧瓶中，各加入 60%乙醇溶
液 20 ml，摇匀后移入微波反应器中，调节微波功率和时间，
于120 W、80 ℃条件下分别提取1、3、5、7、9 min，趁热过滤，滤
液于 3 000 r /min离心 10 min，取一定量上清液按照绘制标准
曲线的方法测定其吸光度值。
1． 2． 4． 5 料液比对原花青素得率的影响。准确称取苹果皮
粉末 5份各 2 g分别置于圆底烧瓶中，各加入 60%乙醇溶液
10、20、30、40、50 ml，摇匀后移入微波反应器中，调节微波功
率和时间，于 120 W、80 ℃条件下提取 3 min，趁热过滤，滤液
于 3 000 r /min离心 10 min，取一定量上清液按照绘制标准曲
线的方法测定其吸光度值。
1． 2． 5 正交试验设计。在单因素试验基础上，对影响苹果
皮原花青素提取效果的主要因素乙醇浓度、提取温度、提取
时间和料液比进行 L16(4
5)试验，因素水平见表 1。
表 1 L16(4
5)正交试验因素水平设计
水平
因素
乙醇浓度
(A)∥%
提取温度
(B)∥℃
微波功率
(C)∥W
提取时间
(D)∥min
料液比
(E)∥g /ml
1 40 50 60 3 1∶ 5
2 50 60 80 5 1∶ 10
3 60 70 100 7 1∶ 15
4 70 80 120 9 1∶ 20
1． 2． 6 数据处理。采用 EXCEL2003和 ORINGIN8． 0对所有
数据进行处理。
2 结果与分析
2． 1 原花青素紫外可见分光光度计扫描结果 由图 1 可以
看出，原花青素溶液在 550 nm处有最大吸收峰，故选择测定
波长为 550 nm。
图 1 原花青素紫外可见分光光度扫描结果
2． 2 原花青素标准曲线的绘制 用最小二乘法做线性回归，
由图 2可知，原花青素含量与吸光度值之间的一元线性回归方
程为 y =3．162 8x +0． 003 2，其中 y为吸光度值，x为原花青素
含量(mg)，R2 = 0． 999 3。结果表明，原花青素测定浓度在
0． 003 7 ～0． 024 0 mg /ml内与吸光度呈良好的线性关系。
图 2 原花青素标准曲线
2． 3 苹果皮原花青素提取单因素试验
2． 3． 1 乙醇浓度对原花青素得率的影响。由图 3 可知，随
着乙醇浓度的增加，原花青素的得率也逐渐增大，当乙醇浓
度达到 60%时得率达最大值，乙醇浓度继续增加得率反而降
低。这可能是由于乙醇浓度过高，某些脂溶性物质也随着溶
出，这些成分阻碍乙醇和水的结合，导致原花青素提取得率
下降。
图 3 乙醇浓度对原花青素得率的影响
2． 3． 2 提取温度对原花青素得率的影响。由图 4 可知，随
着提取温度的升高，原花青素得率逐渐增大，当温度达到 70
℃时，得率达到最大值，温度继续增加，得率反而下降。这可
87271 安徽农业科学 2012 年
能是由于原花青素在较高温度下易于氧化破坏，导致原花青
素提取得率下降。
图 4 提取温度对原花青素得率的影响
2． 3． 3 提取时间对原花青素得率的影响。由图 5 可知，随
着浸提时间的增加，原花青素得率逐渐增大，当提取时间增
加到 3 min时得率最高，时间继续延长，得率反而下降。这可
能是由于原花青素在溶液中受热时间过长，其酚羟基结构受
到破坏，导致原花青素提取得率下降。
图 5 提取时间对原花青素得率的影响
2． 3． 4 料液比对原花青素得率的影响。由图 6 可知，随着
料液比的增加，原花青素得率逐渐大，当料液比为 1∶ 10 g /ml
时，得率达到最大值，再继续增加料液比，得率反而下降。说
明一定的料液比能够将原花青素完全溶出，再增大料液比造
成资源的浪费。
图 6 料液比对原花青素得率的影响
2． 3． 5 微波功率对原花青素得率的影响。由图 7 可以看
出，随着微波功率的不断增加，原花青素得率先增加后降低，
在微波功率为 100 W时达到最大值，此后可能由于微波功率
增大导致原花青素遭到破坏，得率反而下降。
2． 4 正交试验结果 由表 2的极差分析可知，影响苹果皮
图 7 微波功率对原花青素得率的影响
原花青素的因素顺序依次为 E ＞ A ＞ B ＞ C ＞ D，即料液比 ＞
乙醇浓度 ＞提取温度 ＞微波功率 ＞提取时间。表 2 直观分
析可知，最佳提取工艺为 E1A2B4C4D2，即以 50%乙醇为提取
溶剂，采用料液比为 1∶ 5 g /ml，在 80 ℃和 120 W 下提取 5
min，此时原花青素提取得率最高。按最佳组合做平行试验，
测定苹果皮中原花青素得率为 2． 86 mg /g。
表 2 正交试验结果
试验
号
因素
乙醇浓度
(A)∥%
提取温度
(B)∥℃
微波功率
(C)∥W
提取时间
(D)∥min
料液比
(E)∥g /ml
得率
mg /g
1 40 50 60 3 1∶ 5 2． 23
2 40 60 80 5 1∶ 10 2． 78
3 40 70 100 7 1∶ 15 2． 62
4 40 80 120 9 1∶ 20 2． 42
5 50 50 80 7 1∶ 20 2． 34
6 50 60 60 9 1∶ 15 2． 53
7 50 70 120 3 1∶ 10 1． 11
8 50 80 100 5 1∶ 5 1． 03
9 60 50 100 9 1∶ 10 0． 84
10 60 60 120 7 1∶ 5 1． 85
11 60 70 60 5 1∶ 20 0． 54
12 60 80 80 3 1∶ 15 0． 76
13 70 50 120 5 1∶ 15 0． 59
14 70 60 100 3 1∶ 20 0． 45
15 70 70 80 9 1∶ 5 1． 52
16 70 80 60 7 1∶ 10 0． 89
K1 2． 99 4． 46 3． 77 4． 08 7． 20
K2 5． 59 3． 91 3． 69 4． 23 3． 87
K3 3． 99 4． 03 4． 22 3． 98 2． 79
K4 3． 45 4． 51 4． 34 3． 73 2． 16
Rj 0． 32 0． 24 0． 17 0． 13 1． 26
3 结论
在苹果皮原花青素的微波辅助提取试验中，影响苹果皮
原花青素得率的因素顺序依次为料液比 ＞乙醇浓度 ＞提取
温度 ＞功率 ＞提取时间。通过正交试验，获得苹果皮原花青
素的提取工艺条件为:以 50%乙醇为提取溶剂，采用料液比
为 1∶ 5 g /ml，在80 ℃和120 W下提取5 min，此条件下原花青
素得率为 2． 86 mg /g。
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16 －18．
(上接第 17185页)
种植了垂柳、桃花、迎春等;其他几所高校因为水面较大，所
以植物种类都比较简单，如南京医科大学，滨水植物只是简
单种植了垂柳和金叶女贞，水生植物基本没有。再如南京工
程学院，也是因为天印湖水面较大，岸边也只是种植了一些
垂柳和草坪，部分水面种植了荷花等水生植物，滨水景观非
常单调，没有形成景观层次，植物群落也不够完善，造成滨水
区景观的缺憾;一味追求形式美，局限于工程要求，以简单的
人工绿化代替河岸自然植被;表现在滨水区植物景观的配置
和设计上:滨水绿化层次极其单调，大面积人工草皮覆盖了
河堤，一排高大的行道树沿河排列，仅此而已，原本丰富多样
的生境反被破坏殆尽。
4． 2 植物造景没有前瞻性 江宁大学城中的大部分高校为
了建设前期能有较好的绿化效果，植物的种类和数量都偏
多。随着时间的推移，植物生长过快，植物与植物之间的间
距都明显偏小，显得很拥挤。再加上后期的养护管理不到
位，植物配置显得很凌乱，没有整体感。后期增加的一些植
物品种，也没有考虑到整体的效果，只是一味地在数量上“有
空就栽”，给整体的造景效果带来一些负面影响。
4． 3 封闭的硬质人工驳岸破坏了生态系统 垂直陡峭的人
工砌体及驳岸，使滨水区景观成为冷冰冰的缺乏生活情趣的
冷漠空间，把人与水分隔开来，使其可望而不可及，改变了自
然形成的江河岸线的自然特征和重要的生态功能。如南京
医科大学和江苏经贸职业技术学院，河道两岸采用浆砌毛石
驳岸和花岗岩栏杆或者铸铁栏杆围合，这种简单生硬的驳岸
处理方式限制了贯穿的水系在校园景观中所应有的生态保
护和环境净化的作用，对于丰富而多样的校园滨水景观生态
系统的形成造成严重的影响。
5 结论及建议
生态驳岸应把滨水区植被与堤内植被连成一体，构成一
个完整的河流生态系统。生态驳岸的坡脚要具有高空隙率、
多鱼类巢穴、多生物生长带、多流速变化，为鱼类等水生动物
和其他两栖类动物提供栖息、繁衍和避难场所。生态河堤上
繁茂的绿树草丛可以为陆上昆虫、鸟类等提供觅食、繁衍的
场所，进入水中的柳枝、根系还为鱼类产卵、幼鱼避难、觅食
提供了场所。
造景植物的配置在兼顾形式美的同时，要注重其生态要
求，遵循自然水岸植被群落的组成、结构等规律。在水平结
构上，采用多树种混交林的形式。在垂直结构上，采用林冠
层、下木层、灌木层和地被层多层次组合的形式。这样，群落
的生态效益更好，更能适宜鸟类等动物的生存，成为野生动
物栖息地。由于滨水植物种类较为单调，部分河道水质污染
严重，缺乏科学有效的治理手段。利用滨水湿地植物可以净
化水质，这种方法相对于普通的污水处理具有成本低、效果
长、多效兼顾等特点。
生态型的校园水景不仅是校园环境中的靓丽风景，其丰
富多彩的生物、生境既能给师生们带来恬静、清新的自然美
感，同时也为鱼类、鸟类、水禽、两栖动物、无脊椎动物、水生
植物以及微生物等多种生物提供了栖息生存的环境。在校
园水景中，水、水岸、湿地等都为各类生物的生存提供了必要
的生境和直接的食物来源。水支持植物、鱼类及两栖类幼体
的生长，植物又涵养水分，吸收和降解污染物，维持生境，同
时还能直接为动物提供食物，动物排出的粪便又能为植物吸
收利用或被微生物分解，以促进水体的自净，促成水景生态
系统的平衡。校园水景的设计充分考虑生境的多样性，增强
校园水景生态系统的稳定性。对校园内景观湖泊进行整修，
包括湖岸、亲水性护坡修建，湖底清淤，湖水置换及岸边绿
化;使湖水连通、亲水性景观建设与湖水曝气充氧有机结合，
以强化景观水体的自净功能;在景观水体大力开展水生动植
物养殖，以恢复景观湖泊的自然生态功能［8］。
滨水植物造景的历史虽然很悠久，但其理论积累和实践
应用研究却不多，到目前为止，国内外对滨水植物的应用研
究多限于传统水生花卉(如荷花、睡莲等)方面的研究，虽然
它们在一定程度上都对滨水植物的应用进行过一定的探索，
但对喜水、喜湿的乔灌木涉及不多，对其种类、生态特性和栽
培措施等知之甚少，在实践中结合造景的研究也非常少，从
而导致造景过程中存在较大的盲目性，科学性和艺术性也就
荡然无存。因此，在城市滨水景观再次复兴的同时，创造新
颖的滨水植物景观还有很多需要思考的问题。
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