全 文 ：中国农业科学 2013,46(21):4569-4577
Scientia Agricultura Sinica doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2013.21.020

收稿日期：2013-02-01；接受日期：2013-08-21
基金项目：农业部公益性行业科研专项（201303076）、中国农业科学院基本科研业务费预算增量项目（2013ZL015）、国家“863”计划子课题
（NC2010KA0006）
联系方式：李珍，E-mail：lizhen198834@163.com。通信作者哈益明，Tel：010-62815972；E-mail：hayiming@sina.com


响应面优化苹果皮渣多酚超声提取工艺研究
李 珍，哈益明，李 安，李伟明，王 锋，李庆鹏
（中国农业科学院农产品加工研究所/农业部农产品加工与质量控制重点实验室，北京 100193）

摘要：【目的】研究超声波辅助乙醇提取苹果皮渣多酚的最佳工艺条件。【方法】以工厂榨汁后的苹果皮渣为
原料，在单因素试验的基础上，选取提取时间、超声功率、提取温度、料液比为自变量，多酚的提取率为响应值，
根据响应面 Box-Benhnken 试验设计原理，采用四因子三水平的分析法模拟得到二次多项式回归方程的预测模型，
优化苹果皮渣多酚超声提取工艺。【结果】回归模型具有高度显著性，方程对试验拟合较好，可以对苹果皮渣多酚
得率进行很好的分析和预测；各因子对提取率的影响大小依次是提取温度＞料液比＞提取功率＞提取时间；响应
面分析图表明提取时间和超声功率交互作用不显著，提取温度和超声功率交互作用极显著，料液比的主效应大于
温度；超声波辅助乙醇提取苹果皮渣的最佳工艺条件为超声时间 10 min，提取温度 65℃，超声功率 503 W，料液
比 1﹕30。【结论】多酚的提取率达 4.53 mg·g-1，与预测值 4.55 mg·g-1基本一致。
关键词：苹果皮渣; 多酚；超声波；响应面

Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction Technology of
Polyphenols from Apple Pomace by Response
Surface Methodology
LI Zhen, HA Yi-ming, LI An, LI Wei-ming, WANG Feng, LI Qing-peng
(Institute of Agro-food Science & Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Agro-product Processing,
Ministry of Agriculture, Beijing 100193)

Abstract: 【Objective】The objective of this study is to optimize ultrasound-assisted ethanol extraction of polyphenols from
apple pomace. 【Method】Residues from juice extraction of apple were used in this paper. On the basis of single-factor test, the
response surface methodology was used to investigate the effects of processing parameters, including extraction time, temperature,
ultrasound power and solvent/material ratio. The extraction rate of polyphenols was chosen as response value, mathematical model
was established by implementing four factors and three levels. 【Result】 The model was of great difference, and the established
regression equation for polyphenols yield had an excellent goodness of fit. Therefore the polyphenols from apple pomance could be
analyzed and predicted by the model. Factors influencing the extraction of polyphenols from the apple pomace were in the order as
follows: extraction temperature＞solvent/material ratio＞ultrasound power＞extraction time. The response surface plots showed that
the interaction between extraction time and ultrasound power was not significant, while the interaction between extraction
temperature and ultrasound power was outstanding, and the main effect of solvent/material ratio was greater than the temperature.
The optimum technological conditions were extraction time of 10 min, extraction temperature of 65 , ultrasonic power of 503 W, ℃
solvent/material ratio of 1﹕30(g·mL-1).【Conclusion】The extraction ratio of apple polyphenols was up to 4.53 mg·g-1, which is
highly consistent with the predictive value of 4.55 mg·g-1.
Key words: apple pomace; polyphenols; ultrasound assisted; response surface methodology
4570 中 国 农 业 科 学 46卷

0 引言
【研究意义】苹果多酚是一类具有生物活性的天
然产物，主要集中在果皮和果籽中，具有抗氧化等功
能，但在榨汁过程中随果皮进入果渣中。中国作为苹
果生产和加工大国，除 30%左右的苹果皮渣用作肥料、
饲料外，每年 10—15万吨浪费掉[1]，不仅造成资源的
浪费，同时也对环境造成污染。因此，开展苹果皮渣
中多酚物质的提取、分离，开发出一种经济可行的多
酚生产技术，不但可以提高苹果深加工产品的附加值，
延长苹果加工产业链，而且还可以变废为宝，减轻环
境污染，具有重要的经济和社会意义。【前人研究进
展】苹果多酚是苹果中具有苯环并结合有多个羟基化
学结构物质的总称，主要包括黄烷-3-醇类、黄酮醇类、
羟基苯甲酸类、二氢查耳酮、花色苷等五类[2-3]，具有
清除自由基、抗癌、抗氧化、抗动脉硬化、预防高血
压、抗衰老等多种生理功能[4-9]。与其他常见多酚相比，
苹果多酚具有更强的功能特性，甚至比茶多酚的活性
高 10 倍以上，其对 DPPH 自由基和超氧阴离子自由
基的清除能力分别是 VC 和 VE的 2—3 倍和 10—30
倍[10]。常规提取苹果多酚的方法为乙醇热回流浸提
法，Yeap 和 Lu[11]、孙建霞等[12]报道了提取苹果多酚
的最佳工艺；Reis等[13]利用分级提取的方法依次用水、
甲醇、丙酮在室温条件下提取苹果渣多酚，成本低、
适用性强，但甲醇、丙酮对人体有害，不适合工业化
生产；白雪莲等[14]采用微波辅助提取苹果渣中多酚物
质，研究了微波功率、提取时间、乙醇体积分数和料
液比 4因素的影响，多酚得率为 0.62 mg·g-1，此方法
具有省时、选择性好、对环境无污染等优点，但提取
率低，也不适用于工业化生产。超声波提取因操作简
单快速，提取率高，不破坏生物结构而显示出明显优
势。王贤萍等[15]通过正交试验，研究了超声波辅助水
处理条件下苹果多酚的提取效果，提取率仅为 2.38
mg·g-1。刘婧琳等[16]采用乙酸为提取剂，结合超声波
辅助提取，但乙酸极性较强，易破坏酚类的结构。而
徐怀德等[17]、孙红男[18]报道的超声提取苹果多酚参数
从提取时间、溶剂浓度、料液比以及超声功率等具体
参数上差异很大，超声波辅助提取所采用的溶剂以及
工艺参数尚不能达到工业化生产水平，需进一步优化。
【本研究切入点】尽管苹果多酚的功能活性已经得到
了充分的研究证实，但从皮渣中提取分离多酚、开发
多酚产品以及揭示功能作用机理还需进一步的研究。
因此，开发出一种经济可行、环保无害、提取率高的
多酚提取工艺和生产技术，对提高苹果深加工产品的
附加值具有实际意义和应用价值。【拟解决的关键问
题】本研究通过响应面进一步优化苹果皮渣中多酚的
提取工艺条件，选用对人体和环境无毒无害且易回收
利用的乙醇为溶剂，利用超声波辐射产生的空化和震
动作用，缩短提取时间，减少提取溶剂用量和提取次
数，降低生产成本，以期为多酚提取的工业化生产和
后续的功能性研究提供理论依据。
1 材料与方法
本试验于2012年8—11月在中国农业科学院农产
品加工研究所实施完成。
1.1 材料与试剂
干燥苹果皮渣，国投中鲁果汁股份有限公司山西
分公司提供；没食子酸标准品，阿拉丁试剂；
Folin-Ciocalteu显色剂，北京市双翔达生化试剂公司；
碳酸钠、无水乙醇，国药集团公司。以上化学试剂等
均为分析纯。
1.2 试验方法
1.2.1 多酚提取 提取液：准确称取 5.0 g苹果皮渣，
以一定的料液比加入 60%乙醇水溶液。在一定温度、
功率下超声提取一定时间后抽滤。滤液转入 200 mL
容量瓶，定容，精密吸取样品液 2.5 mL，置 25 mL容
量瓶中稀释 10 倍，然后按标准曲线制作法测定吸光
度，计算多酚含量。
1.2.2 没食子酸标准曲线制作 Folin-Ciocalteus（FC）
法[18]：配制 0、10、20、30、40、50 μg·mL-1的没食子
酸标准溶液，分别取上述不同浓度的没食子酸标准溶
液 0.5 mL加入 1.0 mL FC试剂, 5 min后加入 2 mL
Na2CO3(75 g·L-1)溶液，水浴 50℃下保持 5 min，冷却，
然后用分光光度计测定溶液在 740 nm处的吸光值。所
得标准曲线为没食子酸浓度 C和吸光度值 A的关系，
根据所得数据，得到线性回归方程为：A=0.018C+
0.0339（R2=0.9943）。
1.2.3 提取率的计算
提取率（mg·g-1）=
W
NVC 

式中：C为测量液总酚浓度（μg·mL-1）；V为粗提液
体积（mL）；N为稀释倍数；W为原料重量（g）。
1.2.4 单因素试验 以 60%乙醇溶液为溶剂，料液
比为 1﹕30，超声功率 500 W，提取温度 60℃，分别
将提取时间设为 1、3、5、7、10、13 min，考察提取
时间对多酚提取率的影响；提取时间设为 10 min，料
21期 李珍等：响应面优化苹果皮渣多酚超声提取工艺研究 4571

液比 1﹕30，提取温度 60℃，设置超声功率为 300、
400、500、600、700 W，考察功率对多酚提取率的影
响；提取时间 10 min，料液比 1﹕30，超声功率 500 W，
提取温度分别为 30、40、50、60、70、80℃，考察温
度对多酚提取率的影响；提取时间 10 min，超声功率
500 W，提取温度 60℃，设置料液比分别为 1﹕15、1﹕
20、1﹕25、1﹕30、1﹕35、1﹕40，考察料液比对多
酚提取率的影响。每个处理重复 3次。
1.2.5 响应曲面优化试验设计 在单因素试验的基
础上，根据响应面 Box-Behnken 设计原理，选取提取
时间 X1、超声功率 X2、提取温度 X3、料液比 X4共 4
个对多酚提取影响显著的因子，以多酚提取率为响应
值，采用 4因子 3水平的响应面分析法，得到二次回
归方程，并找出最佳工艺参数[19-20]。试验设计如表 1。

表 1 Box-Behnken 响应面设计试验因子与水平
Table 1 Variables and levels in response surface design
水平/因子
Level/Factor
X1提取时间
Extraction time (min)
X2超声功率
Ultrasound power (W)
X3提取温度
Extraction temperature (℃)
X4料液比
Solid-liquid (g·mL-1)
-1 7 400 50 1:25
0 10 500 60 1:30
1 13 600 70 1:35

2 结果
2.1 单因子试验结果
2.1.1 超声提取时间对苹果皮渣总酚提取率的影响
由图 1-A可以看出，苹果皮渣总酚提取率随着提取时
间的延长而升高，当提取时间达到 10 min时提取率达
到最大值，此后随着时间的延长总酚提取率稍有下降。
由 Fick扩散定律可知[21]，总酚提取率与提取时间成正
比，在一定范围内，超声时间越长提取率越高，但增
高幅度有所下降。同时，由于超声的热效应，温度以
0.25℃·min-1的速率上升，长时间的超声处理导致热敏
感组分的转化降解以及溶剂挥发导致乙醇体积分数降
低，反而降低了提取率。因此，本试验选择超声提取
时间为 10 min。

3.00
3.20
3.40
3.60
3.80
4.00
4.20
4.40
4.60
200 300 400 500 600 700 800
超声功率 Ultrasound power (W)
3.00
3.20
3.40
3.60
3.80
4.00
4.20
4.40
4.60
1 3 5 7 10 13
提取时间 Extraction time (min)
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
20 40 60 80 100
提取温度 Extraction temperature (℃)
3.00
3.20
3.40
3.60
3.80
4.00
4.20
4.40
4.60
4.80
5.00
1:15 1:20 1:25 1:30 1:35 1:40
料液比 Soid-liquid (g·mL-1)
A B
C D


图 1 不同处理对苹果皮渣总酚提取率的影响
Fig. 1 Effects of different treatments on the extraction of apple polyphenols
4572 中 国 农 业 科 学 46卷

2.1.2 超声提取功率对苹果皮渣总酚提取率的影响
由图 1-B可知，超声频率为 28 kHz，功率变化范围在
300—500 W内，多酚提取率先增大，在 500 W时达
到最大值，随后提取率下降。超声波在提取溶液中产
生的空化效应和机械作用可以有效破碎植物细胞壁，
使有效成分呈游离状态并溶入提取溶剂，因此，一定
功率时可促进多酚的提取。当功率过高时，多酚会在
超声的作用下分解，同时也会使更多的脂溶性物质溶
入提取液中，影响总酚提取率。
2.1.3 提取温度对苹果皮渣总酚提取率的影响 由
图 1-C可知，苹果皮渣多酚提取率随提取温度的升高
先增加后趋于平稳，在温度达到 60℃时，继续升高温
度多酚提取率变化不明显。这是由于高温可使细胞壁
渗透性增强，同时增加提取物的溶解度和扩散系数，
降低溶剂的黏度，从而提高提取率。然而，超声的热
效应使提取温度随时间的延长而逐渐上升，温度过高
会引起酚类化合物的降解、内部的氧化还原及聚合反
应，同时容易造成溶剂挥发损失及苹果渣中其他成分
的溶解度增大，从而影响总酚含量的测定。
2.1.4 料液比对苹果皮渣总酚提取率的影响 由
图 1-D 可知，在相同提取条件下，随着料液比的增
大，从细胞内到溶剂之间扩散的浓度梯度增大，多
酚提取率不断增加，当料液比达到 1﹕30 后，进一
步增加溶剂量时，可能是因为苹果皮渣中一些其他
物质如多糖溶解，妨碍了多酚的提取分离，导致提
取率下降。料液比增大在一定程度上提高传质推动
力，但从提取效果、减少溶剂用量、降低能耗等方
面综合考虑，溶剂用量也不宜过大。因此，选取最
佳料液比为 1﹕30。
2.2 响应曲面优化试验
2.2.1 二次响应面回归模型的建立与分析 响应面
设计与结果见表 2，表中 1—24号是析因试验，25—

表 2 响应面试验设计与结果
Table 2 Response surface experimental design and results
序号
Code
X1提取时间
Extraction time (min)
X2超声功率
Ultrasound power (W)
X3提取温度
Extraction temperature (℃)
X4料液比
Solid-liquid (g·mL-1)
提取率
Polyphenols extraction rate (mg·g-1)
1 0.00 1.00 0.00 -1.00 3.81
2 0.00 -1.00 0.00 -1.00 3.57
3 0.00 1.00 1.00 0.00 4.19
4 -1.00 0.00 1.00 0.00 4.26
5 1.00 1.00 0.00 0.00 3.79
6 -1.00 -1.00 0.00 0.00 3.82
7 -1.00 1.00 0.00 0.00 3.90
8 1.00 0.00 1.00 0.00 3.85
9 0.00 0.00 -1.00 1.00 3.49
10 0.00 1.00 -1.00 0.00 3.57
11 0.00 0.00 -1.00 -1.00 3.94
12 0.00 -1.00 -1.00 0.00 4.04
13 -1.00 0.00 0.00 1.00 3.54
14 0.00 -1.00 0.00 1.00 3.64
15 1.00 -1.00 0.00 0.00 4.02
16 0.00 1.00 0.00 1.00 3.45
17 0.00 0.00 1.00 1.00 3.91
18 0.00 -1.00 1.00 0.00 4.25
19 -1.00 0.00 0.00 -1.00 3.34
20 1.00 0.00 -1.00 0.00 3.72
21 0.00 0.00 1.00 -1.00 4.21
22 1.00 0.00 0.00 -1.00 4.22
23 1.00 0.00 0.00 1.00 3.32
24 -1.00 0.00 -1.00 0.00 3.54
25 0.00 0.00 0.00 0.00 4.35
26 0.00 0.00 0.00 0.00 4.62
27 0.00 0.00 0.00 0.00 4.45
28 0.00 0.00 0.00 0.00 4.49
29 0.00 0.00 0.00 0.00 4.56
21期 李珍等：响应面优化苹果皮渣多酚超声提取工艺研究 4573

29号是中心试验。29个试验点为分析因点和零点，其
中析因点为自变量取值在 X1、X2、X3、X4 所构成的
三维顶点；零点为区域的中心点，零点试验重复 5次，
用以估计试验误差。
应用 Design Expert 进行回归拟合分析，可得到
提取条件与总酚提取率之间的二次多项式模型为：
Y= 4.49+0.043X1-0.053X2+0.20X3-0.14X4-0.077X1X2
-0.15X1X3-0.28X1X4+0.10X2X3-0.11X2X4+0.038X3X4
-0.39X12-0.30X22-0.18X32-0.50X42。式中，Y为苹果
皮渣总酚提取率的预测值；X1、X2、X3、X4 分别
代表提取时间、超声功率、提取温度、料液比的编
码值。
由表 3 可知，回归模型具有高度的显著性（P＜
0.0001），失拟性具有不显著性（P=0.1872＞0.05），
R2=0.9198，RAdj2 =0.8395,说明方程对试验拟合较好。
回归方程各项方差分析表明，因素 X3、X4、X1X4、
X12、X22、X32、X42 对苹果皮渣总酚提取率有极其显
著的影响（P＜0.01），因子 X1X2、X1X3、X2X3、X2X4、
X3X4对苹果皮渣多酚提取率影响不显著（P＞0.05）。
各因子对苹果皮渣总酚提取率的影响依次是 X3（提取
温度）＞X4（料液比）＞X2（提取功率）＞X1（提取
时间）。
2.2.2 两因子间交互作用分析 响应面分析图见图
2。各图是由响应值和各试验因子构成间的立体曲面
图，显示了提取时间、超声功率、提取温度和料液比
中任意两个变量取零水平时，其余两个变量对苹果皮
渣总酚提取率的影响。
图 2-A为料液比为 1﹕30、提取温度为 60℃时，

表 3 回归方程系数显著性检验表
Table 3 Test of significance for regression equation coefficients
方差来源
Source
自由度
df
平方和
Sum of squares
均方
Mean square
F值
F value
P值
P value
显著性
Significance
回归模型Model 14 3.66 0.26 11.46 ＜0.0001 ***
X1 1 0.023 0.023 0.99 0.3374 *
X2 1 0.033 0.033 1.45 0.2487 *
X3 1 0.47 0.47 20.50 0.0005 ***
X4 1 0.25 0.25 11.05 0.0050 ***
X1X2 1 0.024 0.024 1.05 0.3224 *
X1X3 1 0.087 0.087 3.81 0.0712 *
X1X4 1 0.30 0.30 13.25 0.0027 ***
X2X3 1 0.042 0.042 1.84 0.1964 *
X2X4 1 0.046 0.046 2.02 0.1767 *
X3X4 1 5.625×10-3 5.625×10-3 0.25 0.6274 *
X12 1 0.99 0.99 43.19 ＜0.0001 ***
X22 1 0.58 0.58 25.34 0.0002 ***
X32 1 0.22 0.22 9.58 0.0079 ***
X42 1 1.62 1.62 70.99 ＜0.0001 ***
残差 Residual 14 0.32 0.023
失拟性 Lack of Fit 10 0.28 0.028 2.58 0.1872
纯误差 Pure Error 4 0.043 0.011
总差 Cor Total 28 3.98
R2 0.9198
RAdj2 0.8395
S/N 11.653
*差异不显著（P＞0.05），**差异显著（P＜0.05），***差异极显著（P＜0.01）
*No significant different (P＞0.05), **Significant different (P＜0.05), ***Extremely significant different (P＜0.01)
4574 中 国 农 业 科 学 46卷

提取时间和超声功率对多酚提取率的交互作用。可知，
当超声功率一定时，随着提取时间的延长，多酚提取
率先增大，但时间超过一定值时，多酚得率呈下降趋
势。当提取时间一定时，随料液比的增大，多酚提取
率先增大后减小。由其等高线为圆形可知两者交互作
用不显著。
图 2-B显示超声功率 500 W、料液比 1﹕30时，
提取时间和提取温度对多酚提取率的交互作用。在低
功率范围内，随着提取时间的延长，多酚提取率增大，
当功率超过一定值时，提取率减小。当提取时间一定
时，随温度的升高，多酚提取率不断增大，最终趋于
平缓。

4.62
4.39
4.17
3.94
3.71
600
550
500
450
400 7
8.5
10
11.5
13
总
酚
提
取
率
Po
ly
ph
en
ol
s e
xt
ra
ct
io
n
ra
te
(m
g·
g-
1 )
超声功率
Ultrasound power (W)
提取时间
Extraction time (min)
4.70
4.40
4.10
3.80
3.50
70
65
60
55
50 7
8.5
10
11.5
13
提取温度
Extraction temperature (℃)
提取时间
Extraction time (min)
4.70
4.33
3.95
3.58
3.20
35
32.5
30
27.5
25 7
8.5
10
11.5
13
料液比
Soid-liquid (g·mL-1)
提取时间
Extraction time (min)
4.70
4.40
4.10
3.80
3.50
70
65
60
55
50 400
450
500
550
600
提取温度
Extraction temperature (℃)
超声功率
Ultrasound power (W)
4.70
4.35
4.00
3.65
3.30
35
32.5
30
27.5
25 400
450
500
550
600
料液比
Soid-liquid (g·mL-1)
超声功率
Ultrasound power (W)
4.70
4.38
4.05
3.73
3.40
35
32.5
30
27.5
25 50
55
60
65
70
料液比
Soid-liquid (g·mL-1)
提取温度
Extraction temperature (℃)
总
酚
提
取
率
Po
ly
ph
en
ol
s e
xt
ra
ct
io
n
ra
te
(m
g·
g-
1 )
总
酚
提
取
率
Po
ly
ph
en
ol
s e
xt
ra
ct
io
n
ra
te
(m
g·
g-
1 )
A B
C D
E F


图 2 任意两变量对总酚提取率影响的响应曲面图
Fig. 2 Response surface plots for the effects of any two variables on extraction rate of polyphenols
21期 李珍等：响应面优化苹果皮渣多酚超声提取工艺研究 4575

图 2-C显示，在超声功率 500 W、提取温度 60℃
时，料液比和提取时间对多酚提取率的交互作用。料
液比一定时，随着提取时间的延长，多酚提取率先增
大后趋于平缓。当提取时间一定时，随料液比的增大，
多酚提取率呈先增大后减小的趋势。
图 2-D显示，在提取时间为 10 min、料液比 1﹕
30 时，提取温度和超声功率对多酚提取率的交互作
用。可知，提取温度一定时，随着超声功率的增大，
多酚提取率呈下降趋势。当超声功率一定时，多酚提
取率随温度的升高而增大，而且响应面显示坡度较陡，
表明提取温度和超声功率交互作用极显著。
图 2-E显示提取时间 10 min、提取温度为 60℃时，
料液比和超声功率对多酚提取率的交互作用较弱。当
料液比一定时，随着超声功率的增大，多酚提取率增
大，超声功率继续增大，多酚提取率有下降趋势；当
超声功率一定时，随料液比的增大，多酚提取率先增
大后减小。
图 2-F显示，在提取时间 10 min、超声功率 500 W
时，料液比和超声温度对多酚提取率的交互作用。料
液比一定时，随着提取温度的升高，多酚提取率逐渐
升高，后趋于平缓，当提取温度一定时，随料液比的
增大，多酚提取率先增大后降低。由回归方程和响应
面可以看出，变化速率显示料液比的主效应大于温度，
呈现二次曲线关系。
2.2.3 最佳条件的预测及验证试验 通过回归模型
的预测，得到超声波辅助乙醇提取苹果皮渣中多酚类
物质的最佳提取工艺为：提取时间 9.99 min、超声功
率 502.71 W、提取温度 65.33℃、料液比 1﹕29.37，
此时多酚类化合物的理论提取率最大为 4.55 mg·g-1。
结合生产实际，将各因素进行调整为：提取时间 10
min、超声功率 500 W、提取温度 65℃、料液比 1﹕30。
在此条件下进行 5次平行试验进行验证，多酚平均提
取率为 4.53 mg·g-1，与理论预测值 4.55 mg·g-1误差值
仅为 0.44%，证实了该模型的有效性。
3 讨论
苹果多酚是具有苯环结构并结合多个羟基化学结
构的总称，易溶于乙醇、丙酮、甲醇等有机溶剂。利
用乙醇作为提取剂，安全无毒、经济环保且可回收利
用。在一定浓度下，根据相似相容的原理，随料液比
的升高，提取率升高，但继续增加，苹果皮渣中的一
些多糖物质的溶解，阻碍了多酚的分离，提取率下降，
这与 Yue等[22]的研究相同。超声波提取法主要是通过
压电换能器产生的快速机械振动波来减少目标萃取
物与样品基层之间的作用力，从而实现固-液萃取分
离。超声波在乙醇溶液中产生特殊的空化效应，产生
无数内部达到千个大气压的微气穴并不断“爆破”产
生微观上的强大冲击波均匀作用在苹果皮渣上，使其
中的苹果多酚被“轰击”逸出，在传播的波振面上迅
速逸出皮渣基材而游离于乙醇溶液中[23-24]。王贤萍
等[15]研究表明，超声频率和功率对苹果多酚的提取
效率均有不同程度的影响，但 25，40 kHz超声波不
同频率的影响未达到差异显著水平，而不同功率间提
取效果达到差异显著水平。考虑到进行工业化提取时
设备的造型和能耗控制等具体技术环节，研究对提取
效果显著的超声功率的影响具有重要意义。单因素试
验表明，当功率高于 500 W 时，提取率下降，这是
由于多酚物质在超声的作用下降解的缘故，与李涛[25]
的研究结果相似。苹果多酚具有良好的热稳定，其
0.1%—1%水溶液在 100℃下加热 30 min，保存率达
80%以上[26-27]。高温可使细胞壁渗透性增强，增加提
取物的溶解度和扩散系数，降低溶剂的黏度，从而提
高提取率。然而温度过高会引起酚类化合物的降解、内
部的氧化还原及聚合反应，提取率不再上升。由于超声
波的热效应，温度以 0.25℃·min-1的速率上升，但在本
试验中，提取时间仅为 10 min，远低于孙红男[18]研究
中的 30 min，不仅避免了长时间处理温度上升过高导
致的多酚的转化降解，同时提高了生产效率。
4 结论
采用超声辅助乙醇提取苹果皮渣中的多酚物质，
在单因素试验基础上，通过响应面 Box-Benhnken试
验设计，建立了苹果渣多酚得率的二次多项式数学模
型。优化出提取苹果皮渣中多酚的最佳工艺条件为：
提取时间 10 min、超声功率 500 W、提取温度 65℃、
料液比 1﹕30。在此条件下实际测定的总酚可达到
4.53 mg·g-1，所得值与模型预测值 4.55 mg·g-1高度相
符，远高于白雪莲[11]提取的 0.62 mg·g-1。且此方法具
有安全无毒、成本低、提取率高、操作简单的特点。

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（责任编辑 曲来娥）