全 文 ：中国食品添加剂
China Food Additives 试验研究
112
正交试验法优化苹果皮中原花青素的提取工艺研究
扶庆权
(南京晓庄学院生物化工与环境工程学院，南京 211171)
摘 要:对苹果皮中原花青素的提取工艺条件进行了优化，在单因素的基础上，采用 L9(3
4)正交试验
设计，研究乙醇浓度、料液比、提取时间和提取温度对苹果皮中原花青素得率的影响。结果表明，对苹果皮
原花青素得率的影响顺序是:乙醇浓度 ＞料液比 ＞提取时间 ＞提取温度，有机溶剂提取苹果皮原花青素的最
佳工艺条件是:乙醇浓度 60%，料液比 1 ∶ 10 (g /mL) ，提取温度 65℃，提取时间 120min，原花青素得率达
到 2. 82mg /g干皮。
关键词:苹果皮;原花青素;提取;正交试验
中图分类号:TS255. 1 文献标识码:A 文章编号:1006 － 2513(2011)05 － 0112 － 05
The optimization of extraction technology of procyanidins
from apple pericarp by orthogonal experiment
FU Qing-quan
(School of Biochemical and Enviromental Engineering，Nanjing Xiaozhuang
University，Nanjing 211171)
Abstract:The extraction technology of procyanidins from the apple pericarp was optimized． Based on single factor
test，the effect of ethanol concentration，extraction time，extraction temperature，solid / liquid ratio (g /mL) on the
extraction rate of procyanidins was studied according to L9(3
4)orthogonal test． The results showed that the order of the
factors influencing the extraction by the water bath method were:ethanol concentration ＞ solid / liquid ratio (g /mL) ＞
extraction time ＞ extraction temperature． The optimum extracting conditions of procyanidins from the apple pericarp by
orthogonal test were:adding 10% (v /v)of 60% alcohol and extracting for 120 minutes at 65℃ ． The extraction of
procyanidins was 2. 82mg /g under the above conditions．
Key words:apple pericarp;procyanidins;extraction;orthogonal
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］。
我国苹果资源十分丰富，有着很好的营养价
值和特殊的保健作用［8］。目前，人们主要食用果
收稿日期:2011 － 08 － 22
作者简介:扶庆权 (1975 －) ，男，讲师，硕士，主要从事肉制品质构及食品添加剂应用方面的研究。
试验研究 中国食品添加剂China Food Additives
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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。本文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食品
添加剂提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 材料与试剂
苹果皮:南京晓庄学院水果超市购买;原花
青素标准品:中国药品生物制品检定所;无水乙
醇:南京化学试剂有限公司;甲醇:南京化学试
剂有限公司;正丁醇:南京化学试剂有限公司;
盐酸:上海国药集团化学试剂有限公司;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。
1. 2 仪器和设备
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. 3 方法
1. 3. 1 原花青素最大吸收波长的选择
准确移取 0. 2mL 标准储备液于 10mL 比色管
中，加入 1. 0mL甲醇溶液，再加入 6. 0mL正丁醇
－盐酸溶液 (95 /5，v /v)和 0. 2mL 2%硫酸铁铵
溶液，摇匀后，置沸水浴 95℃加热 40min，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. 3. 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 5mg，定容于
25mL的容量瓶，制得浓度为 0. 2mg /mL 的标准
液。分别移取 0mL、0. 2mL、0. 4mL、0. 6mL、
0. 8mL、1. 0mL、1. 2mL 用 70%乙醇稀释定容至
10mL，制 成 浓 度 为 0mg /mL、 0. 004mg /mL、
0. 008mg /mL、 0. 012mg /mL、 0. 016mg /mL、
0. 02mg /mL、0. 024mg /mL 标准使用液。分别吸
取 0. 2mL置于 7 支 10mL 具塞比色管中，各加入
1. 0mL甲醇溶液，再加入 6. 0mL 正丁醇 －盐酸溶
液 (95 /5，v /v)和 0. 2mL 2%硫酸铁铵溶液，摇
匀后，置沸水浴 95℃加热 40min，然后迅速冷却，
以甲醇代替标准品溶液作空白对照，在波长
550nm处测定吸光度，绘制标准曲线。
1. 3. 3 原花青素含量计算
得率(%)= C × V × N1000W ×100
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. 3. 4 单因素试验
1. 3. 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 6 份各 2g 分别置于圆底烧瓶中，
各加入浓度 40%、50%、60%、70%，80%、
90%的乙醇溶液 20mL，摇匀，置 60℃水浴中回
流提取 40min，趁热过滤，滤液于 3000r /min离心
10min，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. 3. 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 6 份各 2g 分别置于圆底烧瓶中，
各加入 70%乙醇溶液 20mL，摇匀，分别在 40℃、
50℃、60℃、70℃、80℃、90℃水浴中回流提取
40min，趁热过滤，滤液于 3000r /min离心 10min，
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. 3. 4. 3 提取时间对原花青素得率的影响 准确
称取苹果皮粉末 6 份各 2g 分别置于圆底烧瓶中，
各加入 70%乙醇溶液 20mL，摇匀，60℃水浴分
别回流提取 40min、60min、80min、1000min、
1200min、140min，趁热过滤，滤液于 3000r /min
离心 10min，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. 3. 4. 4 料液比对原花青素得率的影响
准确称取苹果皮粉末 6 份各 2g分别置于圆底
烧瓶中，各加入 70% 乙醇溶液 10mL、20mL、
30mL、40mL、50mL、60mL，摇匀，60℃水浴分
别回流提取 40min，趁热过滤，滤液于 3000r /min
离心 10min，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。
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1. 3. 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 L9(3
4)试验，因素水平见
表 1。
表 1 L9(3
4)实验设计的因素水平表
Table 1 the factor and level table of L9(3
4)
水平
因 素
A乙醇浓度
(%)
B温度
(℃)
C时间
(min)
D料液比
(g /mL)
1 60 55 100 1 ∶ 5
2 70 60 120 1 ∶ 10
3 80 65 140 1 ∶ 15
1. 3. 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
紫外可见分光光度计扫描结果见图 1。由图 1
可以看出，原花青素溶液在 550nm 处有最大吸收
峰，故选择测定波长为 550nm。
图 1 原花青素紫外可见分光光度扫描结果
Fig. 1 The results of the ultraviolet and
visible spectrum of the procyanidins
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. 1628x + 0. 0032，其中:y:吸光度值，x:
原花青素含量 (mg) ，R2 = 0. 9993。结果表明原
花青素测定浓度在 0. 0037 ～ 0. 0240mg /mL内与吸
光度呈良好的线性关系。
图 2 原花青素标准曲线
Fig. 2 The standard curve of the procyanidins
2. 3 苹果皮原花青素提取单因素试验结果
2. 3. 1 乙醇浓度对原花青素得率的影响
图 3 乙醇浓度对原花青素得率的影响
Figure 3 Effect of ethanol concentration
on extraction ratio of procyanidins
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 70%时得
率达最大值，随着乙醇浓度继续的增加得率反而
降低，这可能是由于乙醇浓度过高，某些脂溶性
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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。
2. 3. 2 提取温度对原花青素得率的影响
图 4 提取温度对原花青素得率的影响
Figure 4 Effect of extraction temperature
on extraction ratio of procyanidins
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 60℃时，得率达到
最大值，随着温度继续增加，得率反而下降，这
可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。
2. 3. 3 提取时间对原花青素得率的影响
图 5 提取时间对原花青素得率的影响
Fig. 5 Effect of extraction time on
extraction ratio of procyanidins
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 120min时得
率最高，随着时间继续延长，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。
2. 3. 4 料液比对原花青素得率的影响
图 6 料液比对原花青素得率的影响
Fig. 6 Effect of material / liquid ratio on
extraction ratio of procyanidins
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 时，得率达到最
大值，再继续增加料液比，提取得率反而下降，
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。
2. 4 正交实验结果
正交试验结果如表 2。由表 2 的极差分析可
知，影响苹果皮原花青素的因素顺序依次为 A ＞
D ＞ C ＞ B，即乙醇浓度 ＞料液比 ＞提取时间 ＞提
取温度。表 2 直观分析可知，最佳提取工艺为 A1
D2C2B3，即以 60%乙醇为提取溶剂，采用料液比
为 1 ∶ 10 (g /mL) ，在 65℃下回流提取 2h，此时
原花青素提取得率最高。按最佳组合做平行实
验，测定苹果皮中原花青素得率为 2. 82mg /g。
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表 2 正交实验结果
Table 2 Design and results of L9(3
4)orthogonal test
序号 A乙醇浓度 (%) B温度 (℃) C时间 (min) D料液比 (g /mL) 得率 (mg /g)
1 60 55 100 1 ∶ 5 2. 23
2 60 60 120 1 ∶ 10 2. 78
3 60 65 140 1 ∶ 15 2. 62
4 70 55 120 1 ∶ 15 2. 42
5 70 60 140 1 ∶ 5 2. 34
6 70 65 100 1 ∶ 10 2. 53
7 80 55 140 1 ∶ 10 1. 11
8 80 60 100 1 ∶ 15 1. 03
9 80 65 120 1 ∶ 5 1. 06
K1 7. 63 5. 76 5. 79 5. 63
K2 7. 29 6. 15 6. 26 6. 42
K3 3. 20 6. 21 6. 07 6. 07
k1 2. 54 1. 92 1. 93 1. 88
k2 2. 43 2. 05 2. 09 2. 14
k3 1. 07 2. 07 2. 02 2. 02
Rj 1. 47 0. 15 0. 16 0. 26
3 结论
在苹果皮原花青素的回流提取试验中，影响
苹果皮原花青素得率的因素顺序依次为乙醇浓度
＞料液比 ＞ 提取时间 ＞ 提取温度。通过正交试
验，获得苹果皮原花青素的提取工艺条件为:以
60%乙醇为提取溶剂，采用料液比为 1 ∶ 15 (g /
mL) ，在 65℃下回流提取 2h，此条件下总黄酮得
率 2. 82mg /g。
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