全 文 :稠李果实中原花青素的提取工艺研究
李长权,孙 仓* (吉林农业科技学院生物工程学院,吉林吉林 132101)
摘要 [目的]采用溶剂浸提法对稠李果实中原花青素提取工艺进行优化。[方法]探讨溶剂浓度、料液比、提取温度、提取时间和 pH等
因素对稠李果实原花青素提取率的影响,并以吸光度作为提取率的评价指标,分析最佳提取工艺条件。[结果]溶剂浸提法提取稠李果
实中原花青素的最佳工艺条件为乙醇浓度 50%,提取温度 55 ℃,料液比 1∶20 g /ml,提取时间 90 min,pH为 6,此条件下原花青素的提取
率为 16. 8 mg /g。[结论]该研究对稠李在药物、食品和保健品的开发和综合利用具有一定的指导意义。
关键词 稠李果实;原花青素;提取;工艺研究
中图分类号 S662. 3 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2012)28 -14014 -03
Study on the Extraction of Proanthocyanidins from Fruit of Prunus padus L.
LI Chang-quan et al (College of Bio-engineering,Jilin Agricultural Science and Technology College,Jilin,Jilin 132101)
Abstract [Objective]To study the extraction process of proanthocyanidins from fruit of Prunus padus L.,using solvent extraction. [Meth-
od]The influence of several factors,including solvent concentration,solid-liquid ratio,extraction temperature,extraction time and pH value,
on the extraction rate of proanthocyanidins was discussed. With the absorbance as evaluation criteria,the optimum extraction conditions were
analyzed. [Result]The best extraction conditions were 50% of ethanol concentration,55 ℃ of extraction temperature,1∶20 (g /ml)of solid-
liquid ratio,90 min of extraction time and pH 6,under which the extraction rate of proanthocyanidins could be up to 16. 8 mg /g. [Conclu-
sion]The study can guide the development and comprehensive utilization of Prunus padus L. as foods and healthcare products.
Key words Prunus padus L.;Proanthocyanidins;Extraction;Process research
基金项目 吉林农业科技学院大学生创新项目(吉农院合字[2011]第
043 号)。
作者简介 李长权(1990 -) ,男,吉林大安人,本科生,专业:生物工程,
E-mail:fdbxtiandaochouqin@ 163. com。* 通讯作者,教授,硕
士,从事生物资源方面的研究,E-mail:501885564@ qq. com。
收稿日期 2012-05-21
稠李(Prunus padus L.)是蔷薇科李属落叶乔木,在吉林
省分布较为普遍,其用途广泛[1]。稠李果实呈球形,紫红色
至黑色。从资料记载发现,有关稠李化学成分方面的研究主
要有挥发油、黄酮、色素等,未见原花青素方面的报道。
原花青素(proanthocyanidins,简称 PC)是目前国际上公
认的最有效的天然抗氧化剂,具有清除人体中超氧离子自由
基、抗衰老和增加机体免疫力的生理活性作用[2],是一种双
黄酮衍生物的天然多酚化合物,其广泛存在于植物紫色或红
色叶片和果实中。据相关文献报道,原花青素的抗氧化能力
是维生素 E的 50倍,维生素 C的 20 倍[3],被广泛应用于食
品、药品和保健品的开发与研制。近年来逐渐受到更多科研
人员关注,以期能够开发出更多造福人类的产品。为此,笔
者采用溶剂浸提法对稠李果实中原花青素提取工艺进行研
究,为其进一步研究提供参考,同时对稠李在药物、食品和保
健品的开发和综合利用具有一定的指导意义。
1 材料与方法
1. 1 材料 稠李果实,采自吉林农业科技学院校园内,经专
家鉴定为稠李果实。经阴干,低温干燥处理后,置于恒温干
燥箱内备用。试剂:儿茶素标品,购于北京捷诚科远化工技
术研究院;浓硫酸、香草醛、甲醇、乙醇等均为分析纯。仪器:
摇摆式高速万能粉碎机(DFY-500) ,江阴市万达药化机械有
限公司;数显恒温水浴锅(HH-8) ,金坛市科析仪器有限公
司;紫外可见分光光度计(UV759CRT) ,上海佑科仪器仪表有
限公司;循环水式真空泵(SHB-ⅢA) ,郑州长城科工贸有限
公司。
1. 2 方法
1. 2. 1 单因素变量试验。
1. 2. 1. 1 溶剂浓度对提取率的影响[4 -5]。准确称取 5 份稠
李果实粉 2. 000 g分别置于三角瓶中,向其中分别加入浓度
为 40%、50%、60%、70%、80%乙醇溶剂 30. 00 ml,密封瓶口
避光条件下 55 ℃水浴恒温 90 min,抽滤,提取滤液分别定容
至 100 ml容量瓶中,以紫外分光光度法测定吸光度(A)作为
提取率的评价指标。
1. 2. 1. 2 提取温度对提取率的影响。准确称取 5 份稠李果
实粉 2. 000 g分别置于三角瓶中,向其中加入 30 ml 浓度为
60%乙醇溶剂,密封瓶口避光条件下,分别置于 45、50、55、
60、65 ℃水浴恒温 90 min,抽滤,提取滤液分别定容至 100 ml
容量瓶中,以紫外分光光度法测定吸光度(A)作为提取率的
评价指标。
1. 2. 1. 3 料液比对提取率的影响。准确称取 5 份稠李果实
粉 2. 000 g 分别置于三角瓶中,按料液比(W ∶V)1∶5,1∶10,
1∶15,1∶20,1∶25 g /ml向其中加入浓度为 60%乙醇溶剂,密封
瓶口避光条件下 55 ℃水浴恒温 90 min,抽滤,提取滤液分别
定容至 100 ml容量瓶中,以紫外分光光度法测定吸光度(A)
作为提取率的评价指标。
1. 2. 1. 4 提取时间对提取率的影响。准确称取 5 份稠李果
实粉 2. 000 g分别置于三角瓶中,向其中加入 30 ml 浓度为
60%乙醇溶剂,密封瓶口避光条件下 55 ℃水浴恒温 30、60、
90、100、120 min,抽滤,提取滤液分别定容至 100 ml 容量瓶
中,以紫外分光光度法测定吸光度(A)作为提取率的评价
指标。
1. 2. 1. 5 pH对提取率的影响。准确称取 5 份稠李果实粉
2. 000 g分别置于三角瓶中,向其中加入30 ml浓度为60%乙
醇溶剂,分别调 pH 1. 0、2. 0、4. 0、6. 0、8. 0,密封瓶口避光条
件下 55 ℃水浴恒温 90 min,抽滤,提取滤液分别定容至 100
责任编辑 李菲菲 责任校对 卢瑶安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2012,40(28):14014 - 14016
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2012.28.020
ml容量瓶中,以紫外分光光度法测定吸光度(A)作为提取率
的评价指标。
1. 2. 2 正交试验。在单因素试验基础上,对影响稠子果实
中原花青素提取率较大的因素乙醇浓度、提取温度、提取时
间、料液比进行 L9(4
3)正交试验,优化最佳提取工艺条件,因
素水平设计见表 1。
表 1 正交试验因素水平设计
水平
因素
浓度(A)∥% 温度(B)∥℃时间(C)∥min 料液比(D)∥g /ml
1 50 50 60 1∶15
2 60 55 90 1∶20
3 70 60 100 1∶25
1. 2. 3 定量分析。
1. 2. 3. 1 标准曲线的建立。配制儿茶素标准品溶液浓度为
0. 02、0. 05、0. 08、0. 11、0. 14 mg /ml,取上述各浓度的儿茶素
标品溶液各 1. 0 ml,然后依次加入香草醛 -甲醇溶液 6. 0
ml,浓硫酸 3. 0 ml,室温下避光反应 15 h。以 V(香草醛 -甲
醇溶液)∶V浓硫酸∶V乙醇 =3∶1. 5∶0. 5混合剂做空白对照,样
品溶液在相同条件下测定,以标准溶液的浓度为横坐标,波
长 500 nm下的吸收光度为纵坐标建立标准曲线。得回归方
程为 A =2. 046C +0. 0092,R =0. 999 6。
1. 2. 3. 2 原花青素含量测定。准确称取2. 00 g稠李果实粉,
在最佳工艺条件下提取,定容至 100 ml,平行测定 3 次进行
定量分析。
2 结果与分析
2. 1 单因素试验结果
2. 1. 1 溶剂浓度对提取率的影响。由图 1 可知,随着溶剂
浓度的提高,稠李果实中原花青素的提取效率不断提高,在
溶剂浓度 60%时提取率达到最大值;之后随着溶剂浓度的提
高提取率又出现下降趋势,可见溶剂浓度对提取效率影响较
大。因此,将该影响因素进行正交试验,确定最佳溶剂浓度。
图 1 溶剂浓度对稠李果实中原花青素提取率的影响
2. 1. 2 提取温度对提取率的影响。由图 2 可知,随着提取
温度的提高,稠李果实中原花青素的提取效率不断提高。在
55 ℃时提取率达到最大值;之后随着提取温度的提高提取
率又出现下降趋势,可见提取温度对提取效率影响较大。因
此,将该影响因素进行正交试验,确定最佳提取温度。
2. 1. 3 料液比对提取率的影响。由图 3 可知,1 ∶5 ~ 1 ∶10
图 2 提取温度对稠李果实中原花青素提取率的影响
g /ml料液比对稠李果实中原花青素的提取率影响较缓慢;在
1∶10 ~1∶20 g /ml随着料液比不断提高,提取效率不断提高;
之后又出现缓慢下降趋势,可见料液比在一定范围内对提取
效率影响较大。因此,将该影响因素进行正交试验,确定最
佳料液比。
图 3 料液比对稠李果实中原花青素提取率的影响
2. 1. 4 提取时间对提取率的影响。由图 4 可知,随着提取
时间延长稠李果实中原花青素提取率有所上升,90 min时达
到最大值,之后又出现缓慢下降趋势,可见提取时间对提取
率有一定影响。因此,将该影响因素进行正交试验,确定最
佳提取时间。
图 4 提取时间对稠李果实中原花青素提取率的影响
2. 1. 5 pH对提取率的影响。由图5可知,原花青素在 pH 1
~2(强酸)以及 pH 8(碱性)条件下稳定性较差造成提取率
极低;在 pH 2 ~ 6 较稳定,提取率逐渐提高且 pH 6 时最好,
此时为原花青素乙醇溶液自然 pH 无需外加酸碱调节。因
此,选则 pH 6为最好。
2. 2 正交试验结果 由正交试验结果可知(表 2) ,4个单因
素对提取率影响大小为 A(溶剂浓度)> B(提取温度)> D
5104140 卷 28 期 李长权等 稠李果实中原花青素的提取工艺研究
图 5 pH对稠李果实中原花青素提取率的影响
(料液比)> C(提取时间) ,最佳提取工艺条件为 A1B2C2D2
即溶剂浓度 50%,提取温度 55 ℃,提取时间 90 min,料液比
1∶20 g /ml。综合单因素和正交试验结果优化最佳提取工艺
条件为溶剂浓度 50%,提取温度 55 ℃,提取时间 90 min,料
液比 1∶20 g /ml,pH 6. 0。
2. 3 原花青素含量测定结果分析 按“1. 2. 3. 2”方法测定
稠李果实中原花青素的含量,结果得出 3 次重复的平均值为
16. 8 mg /g。
3 结论
单因素试验和正交试验结果分析表明,采用溶剂浸提法
对稠李果实中原花青素的最佳提取工艺条件为乙醇浓度
50%,提取温度 55 ℃,料液比 1∶20 g /ml,提取时间 90 min,
pH 6,此条件下原花青素的提取率为 16. 8 mg /g。该研究可
为稠李果实中原花青素的进一步研究提供参考,同时对稠李
表 2 正交试验结果
试验号 A B C D 测试结果
1 1 1 1 1 0. 470
2 1 2 2 2 0. 699
3 1 3 3 3 0. 617
4 2 1 2 3 0. 372
5 2 2 3 1 0. 453
6 2 3 1 2 0. 441
7 3 1 3 2 0. 349
8 3 2 1 3 0. 318
9 3 3 2 1 0. 356
K1 1. 786 1. 191 1. 299 1. 279
K2 1. 266 1. 470 1. 427 1. 489
K3 1. 023 1. 414 1. 419 1. 307
R 0. 763 0. 279 0. 198 0. 210
水平 A1 B2 C2 D2
在药物、食品和保健品的开发和综合利用具有一定的指导
意义。
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檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
43 -46.
(上接第 14013 页)
2. 5 果胶酶澄清剂 由表 5 可知,果胶酶的用量小于 1. 0
g /L时,甜瓜果酒吸光度随果胶酶用量的增加而降低;而用量
大于 1. 0 g /L时,甜瓜果酒吸光度反而升高。因为果胶酶可
以分解果胶质,加入果胶酶以后,吸光度可逐步降低,用量少
时,果胶物质分解不完全,澄清效果差。因此,果胶酶的最适
添加量为 1. 0 g /L。由表 5 可知,不同剂量的果胶酶对甜瓜
果酒的残糖、酸度和酒精度没有太大影响。
表 5 果胶酶对甜瓜果酒的澄清效果
果胶酶用量∥g /L 酒度∥%vol 残糖∥g /L 酸度∥g /L 吸光度(A)
0 11. 6 3. 750 6. 00 0. 926 3
0. 2 11. 5 3. 375 6. 45 0. 703 2
0. 4 11. 4 3. 375 6. 30 0. 698 3
0. 6 11. 3 3. 375 6. 23 0. 662 4
0. 8 11. 5 3. 250 6. 30 0. 623 5
1. 0 11. 6 3. 750 6. 53 0. 598 8
1. 2 11. 6 3. 375 6. 30 0. 612 7
1. 4 11. 3 3. 375 6. 30 0. 630 1
1. 6 11. 4 3. 750 6. 45 0. 646 3
2. 6 甜瓜果酒各项指标
2. 6. 1 感官指标。色泽:淡黄色,有光泽。香气:且有甜瓜
特有的果香味,酒香浓郁协调。味道:适口柔和醇厚,无不良
气味。体态:体态澄清,无沉淀,无浮膜。
2. 6. 2 理化指标。酒度(V /V)≥12%;还原糖≤5 g /L;总酸
(以酒石酸计)≤6. 5 g /L。
2. 6. 3 微生物指标。细菌总数(cfu /ml)≤500;大肠杆菌总
数(cfu / ml)≤0;致病菌不得检出。
3 结论
采用不同处理方式及澄清剂处理甜瓜果酒,通过对澄清
度的对比表明,澄清效果依次为:0. 8 g /L明胶 > 1. 2 g /L皂
土 >1. 0 g /L果胶酶 > 30 ml /L蛋清液 >冷处理。果胶酶价
格较贵,不适宜大规模应用,明胶与皂土澄清效果相当,用量
适中,成本也较低,二者都有工业应用价值,在甜瓜果酒酿造
加工中宜采用。
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61041 安徽农业科学 2012年