全 文 ：正交试验法优化山核桃仁中总多酚的提取工艺参数研究
房祥军 郜海燕 陈杭君
（浙江省农业科学院 食品加工研究所 杭州 310021）
摘 要 为优化山核桃仁中总多酚的提取工艺，在单因素试验的基础上，采用正交试验，以 Folin-Ciocalteu 比
色法测定总多酚提取率为考察指标，研究山核桃仁中总多酚提取的工艺参数，探讨提取剂浓度、提取温度、提取
次数、浸提时间、料液比等因子的交互作用及其最佳水平。 研究结果表明，在考察的影响因素中，提取剂浓度的
影响最大，其次是提取次数，提取时间与料液比对山核桃仁总多酚得率的影响不大。 优化的山核桃仁总多酚的
提取条件：提取溶剂为 50%丙酮-水溶液，料液比 1∶15，提取时间 1.5 h，提取温度 30 ℃，提取 3 次。 在上述条件
下测得山核桃仁中多酚含量 4.71%，平均回收率 96.71%。
关键词 正交试验 山核桃仁 总多酚
文章编号 1009-7848（2009）01-0153-05
山核桃 （Carya cathayensis Sarg.） 又名小胡
桃， 属木本油料作物， 主要分布于浙西北天目山
区，是我国传统的名优特产。 其果仁中含有 9%的
蛋白质， 人体必需氨基酸在 7 种以上且含量在
25%以上[1]。 此外，还含有 22种矿物元素，其中，营
养价值较高的钙、镁、磷、锌、铁含量十分丰富[2]。山
核桃有润肺强肾，降低血脂，预防心脏病的功效。
核桃具有很强的抗氧化功能，堪称抗氧化之“王”，
对人体起到积极的抗氧化作用[3～7]。 目前对山核桃
中抗氧化物质的研究还很少[8～9]。 作者的初步研究
发现，山核桃中除维生素 E外，还含有相当数量的
多酚类物质，它们具有较强的抗氧化作用。目前对
多酚类物质的研究主要集中在茶叶[10]、水果[11]等方
面。截止发稿前，对山核桃中多酚类物质的研究尚
未见报道。因此开展这方面的研究，对于合理开发
利用山核桃资源具有重要意义。
本文通过单因素试验和正交试验， 以多酚得
率为指标， 探讨山核桃仁中总多酚提取的最佳工
艺参数。
1 试验材料
1.1 原料
生山核桃购自杭州姚生记食品有限公司。 将
山核桃仁粉碎，过 5目筛。
1.2 主要试剂
钨酸钠、钼酸钠、硫酸锂、磷酸、盐酸、没食子
酸等均为国产分析纯试剂。
1.3 主要仪器与设备
GBC Cintra 20紫外-可见分光光度计， 澳大
利亚 GBC公司；DK-8D电热恒温水槽， 上海精宏
实验设备有限公司 ；MR23i 冷冻离心机 ， 法国
JOUAN公司。
2 试验方法
2.1 样品提取液的制备
2.1.1 样品的提取 准确称取 5 g 山核桃仁粉末，
在设定的条件下提取，离心，得上清液，备用。
2.1.2 提取工艺设计 首先选择影响提取的因素
做单因素试验， 然后根据试验结果选择影响较大
的因素和合适的水平做正交试验。
2.2 定量测定方法
在 5 mL 玻璃试管中，依次加入待测样品溶液
1 mL、Folin-Ciocalteu 显色剂 1 mL、10%碳酸钠溶
液 2 mL，25 ℃反应 1 h。 用分光光度计测定在 765
nm处吸光度 A[12]。
收稿日期： 2009-01-05
基金项目： 浙江省自然科学基金项目（Y3080452）
作者简介： 房祥军，男，1977 年出生，硕士
通讯作者： 郜海燕
Vol． 9 No． 1
Feb ． 2 0 0 9Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology
中 国 食 品 学 报第 9 卷 第 1 期
2 0 0 9 年 2 月
中 国 食 品 学 报 2009 年第 1 期
2.3 标准曲线的绘制
取 16.2 mg 没食子酸，定容至 100 mL，配制成
0.162 mg/mL 溶液。 分别取 2、3、4、5、6、7、8 mL 定
容至 50 mL，配制成质量浓度为 6.48、9.72、12.96、
16.2、19.44、22.68、25.92 μg/mL的标准溶液。 然后
按照本文 2.2 节的定量方法处理样品， 测定吸光
度 A。以 A为纵坐标绘制标准曲线，计算山核桃仁
中总多酚提取得率。
总多酚得率=测得山核桃仁提取液中总多酚
含量（mg）/山核桃仁质量（mg）×100%
2.4 回收率的测定
准确称取一定量的没食子酸，加入到 5 g山核
桃仁中，在最佳提取条件下同步提取、测定，计算
回收率。
回收率=[测得总多酚含量 （mg）-山核桃仁中
总多酚含量（mg）]/没食子酸标准品加入量（mg）×
100%
3 结果与分析
3.1 标准曲线的建立
根据本文 2.3 节绘制标准曲线， 得到标准曲
线的回归方程：y=0.03755144x－0.0006667， 回归
系数 R2=0.9993。
3.2 单因素试验
考察了提取剂浓度、料液比、提取次数、提取
温度和提取时间对提取效果的影响。
3.2.1 提取溶剂及浓度的选择 虽然水是植物多
酚的良好溶剂，但并非最适合多酚的提取。因为多
酚在植物体内通常与蛋白质、 多糖以氢键和疏水
键形式形成稳定的分子复合物， 多酚分子间也是
如此。相对分子质量大、氢键数量多的多酚这种现
象尤为突出。因此在提取时，不仅要求提取溶剂对
多酚有很好的溶解性， 还要求有使氢键断裂的作
用。 有机溶剂和水的复合体系（有机溶剂占 50%～
70%）最适合多酚的提取。 有机溶剂的提取能力次
序：丙醇<乙醇<甲醇<丙酮<四氢呋喃[13]。提取普通
成分常选用醇类溶剂，但对鞣质不能用，因为醇与
鞣质易形成络合物，影响提取。 丙酮-水是最理想
的提取溶剂。 丙酮沸点低，容易回收，与鞣质无溶
剂化作用。 目前使用最多的是丙酮-水体系。 本试
验中用丙酮-水体系作提取溶剂， 提取条件为：样
品 5 g，提取温度 40 ℃，固液比（g/mL，下同） 1∶15，
提取 1次，提取时间 1.5 h。 丙酮-水溶液的体积分
数分别为 70％、60％、50%、40％、30%、20%、10%和
纯水。
3.2.2 提取温度 样品 5 g， 溶剂为 40%丙酮-水
溶液，料液比 1∶15，提取 1 次，提取时间 1.5 h。 高
温提取时丙酮易挥发， 选择提取温度分别为 30、
40、50、60和 70 ℃。
3.2.3 提取时间 样品 5 g，40%丙酮-水溶液，提
取温度 30 ℃，料液比 1∶15，提取 1 次，分别提取
0.5、1、1.5、2、2.5、3 h。
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第 9 卷 第 1 期
3.2.4 料液比 样品 5 g， 溶剂为 40%丙酮-水溶
液，提取 1 次，提取时间 1.5 h，提取温度 30 ℃，料
液比分别为 1∶5、1∶10、1∶15、1∶20和 1∶25。
3.2.5 提取次数 样品 5 g，溶剂为 40% 丙酮-水
溶液，料液比 1：15，提取温度 30 ℃，提取时间 1.5
h，分别提取 1、2、3、4和 5次。
以上单因素试验结果表明，对于提取剂，丙酮
溶液含量大于 40%后多酚得率的变化不大； 对于
固液比，多酚得率随着固液比的增加而增加，但当
固液比大于 1∶15 后多酚得率增幅很小；对于提取
次数，随着提取次数的增多，多酚得率增大，但提
取 2次以后多酚得率增幅逐渐减小； 对于提取温
度，随着温度的升高提取率逐渐降低；提取时间对
多酚得率的影响较小。
3.3 正交试验
根据单因素试验的结果，拟定 4 因素 3 水平，
按 L16（45）正交试验设计表做山核桃仁中总多酚提
取的正交试验，结果列于表 2。
1 30 1 1：15 1
2 40 1.5 1：20 2
3 50 2 1：25 3
A
（丙酮体积分数/%）
B
（提取时间/h）
C
（料液比）
D
（提取次数）
水平
表 1 正交试验因素水平表
Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment
正交试验法优化山核桃仁中总多酚的提取工艺参数研究 155
中 国 食 品 学 报 2009 年第 1 期
项目
A
（丙酮体积分数）
B
（提取时间）
C
（料液比）
D
（提取次数）
多酚得率/%
试验 1 1 1 1 1 3.42
试验 2 1 2 2 2 3.72
试验 3 1 3 3 3 4.03
试验 4 2 1 2 3 4.46
试验 5 2 2 3 1 3.84
试验 6 2 3 1 2 4.26
试验 7 3 1 3 2 4.43
试验 8 3 2 1 3 4.71
试验 9 3 3 2 1 4.10
均值 1 3.723 4.106 4.132 3.789
均值 2 4.188 4.090 4.093 4.135
均值 3 4.415 4.130 4.100 4.401
极差 0.692 0.040 0.039 0.612
表 2 正交试验结果与分析
Table 2 Results and analysis of orthogonal experiment
从表 2 中极差分析可知， 各因素对山核桃仁
中总多酚提取率的影响次序为 A>D>B>C，各因素
的最佳组合水平为 A3B2C1D3，即提取溶剂为 50 %
丙酮-水溶液，料液比 1∶15，提取时间 1.5 h，提取 3
次。
3.4 验证试验
称取山核桃仁样品 5 g，共 4 份，结合单因素
试验条件并考虑试验操作的方便性， 对 A2B1C2D3
及正交试验所得的最佳条件 A3B2C1D3进行比较。
分别提取 2 次， 多酚得率分别为 4.43%、4.50%、
4.75%和 4.67%， 因此最佳组合 A3B2C1D3 是可行
的。
3.5 回收率的测定
准确称取一定量的没食子酸和山核桃仁样品
粉末,混匀，在最佳条件 A3B2C1D3 下同步提取、测
定，结果见表 3。
提取液中总多酚含量/mg 标准没食子酸加入量/mg 测量值/mg 回收率/%
235.6 200 427 95.7
235.6 200 442 103.2
235.6 300 521 95.13
235.6 300 514 92.8
表 3 回收率的测定结果
Table 3 Determination result of recovery rate
由表 3 可知， 平均回收率 96.71%，标准偏差
4.506，变异系数 4.66%。
4 结论
（1）提取山核桃仁总多酚时，各因素对总多酚
提取量的影响次序： 丙酮浓度>提取次数>提取时
间>料液比。
（2）山核桃仁中总多酚的最佳提取条件：提取
溶剂为 50%丙酮-水溶液，料液比 1∶15，提取时间
1.5 h，提取温度 30℃。 提取 3次，山核桃仁中总多
酚含量 4.71%，加标平均回收率 96.71%。
对山核桃中含有的多酚类功能性成分的提取
研究， 为富含该类物质的干坚果制品的综合开发
利用提供了新途径。
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第 9 卷 第 1 期
参 考 文 献
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Studies on the Technological Parameters Optimization of Total Polyphenols Extraction from the
Carya Cathayensis Sarg Kornel by Orthogonal Experiment
Fang Xiangjun Gao Haiyan Chen Hangjun
（Institute of Food Processing， Zhejiang Academy of Agricultural Science， Hangzhou 310021）
Abstract The purpose of the research was to determine the optimum technology parameters of total polyphenols ex-
traction from the Carya cathayensis Sarg kornel by using the orthogonal experiment on the basis of single factor experi-
ment. The extraction ratio of total polyphenols from the Carya cathayensis Sarg kornel was determined by Folin-Ciocalteu
Colorimetry. The alternate action of extracting reagent concentration， extraction times， ratio of solid to liquid， extraction
time， extraction temperature and its optimum level range were also investigated. Results showed that the order influenced
extraction of total polyphenols was concentration of extracting reagent>extraction times，while ratio of solid to liquid and
extraction time have little effects on it. The optimum technological parameters for total polyphenols extraction from the
kornel of Carya cathayensis Sarg were obtained as： 50% acetone aquatic solution as extractant， 1∶15 of the ratio of solid
to liquid， 1.5 h of extraction time， 30 ℃ of extraction temperature and 3 times of extraction. Under above optimal condi-
tions， it was found that the total polyphenols content in the Carya cathayensis Sarg kornel was 4.71%， and the average
recovery of total polyphenols was 96.71%.
Key words Orthogonal experiment Carya cathayensis Sarg kornel Total polyphenols
正交试验法优化山核桃仁中总多酚的提取工艺参数研究 157