山西农业科学２０１５，４３（９）：１１７９—１１８２ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＳｈａｎｘｉＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００２—２４８ １．２０１５．０９．２８ 石榴皮多酚类物质提取工艺研究 唐丽丽 ，刘邻渭 ，马兆瑞 ，张 鹏 （１．杨凌职业技术学院生物工程学院，陕西杨凌７１２１００；２．西北农林科技大学食品科学与工程学院，陕西杨凌７１２１００） 摘要：以干燥石榴皮粉末为原料，通过单因素试验和正交试验，研究从石榴皮中提取多酚类化合物的最佳工艺。 结果表明，料液比和提取温度对总多酚得率影响较大，最终确定了石榴皮多酚类物质提取的最佳工艺条件为：乙 醇体积分数５０％，提取时间９０ｍｉｎ，料液比１：２５（ｇ／ｍＬ），提取温度６０℃，在此条件下石榴皮总多酚得率为２２．９２％。 关键词：石榴皮；多酚类物质；提取 中图分类号：ＴＱ９１４．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２—２４８１（２０１５）０９—１１７９—０４ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｓ ｆｒｏｍ Ｐｏｍｅｇｒａｎａｔｅ Ｐｅｅｌ ＴＡＮＧ Ｌｉ－ｌｉ ，ＬＩＵ Ｌｉｎ－ｗｅｉ ，ＭＡ Ｚｈａｏ－ｒｕｉＩ，ＺＨＡＮＧ Ｐｅｎｇ （１．ＣｏＨｅｇｅ ｏｆＢｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ＆Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ＣｏＨｅｇｅ，Ｙａｎｋｉｎｇ ７１２１００，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＦｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＡ＆ＦＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｋｉｎｇ７１２１００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｐｏｍｅｇｒａｎａｔｅ ｐｅｅｌ ａｓ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｏｔｌａ ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｓ ｆｒｏｍ ｐｏｍｅｇｒａｎａｔｅ ｐｅｅｌ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｍａｔｅｒｉａｌ ｔｏ ｌｉｑｕｉｄ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｈａｄ ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｔｏｔｌａ ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｉｔｏｎｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ：ａｌｃｏｈｏｌ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ５０％，ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ９０ ｍｉｎ，ｍａｔｅｒｉｌａ ｔｏ ｌｉｑｕｉｄ ｒａｔｉｏ １：２５（ｇ／ｍＬ）， ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ６０ ｏＣ．Ｕｎｄｅｒ ｔｈｏｓｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｓ ｆｒｏｍ ｐｏｍｅｇｒａｎａｔｅ ｐｅｅｌ ｗａｓ ２２．９２％． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｏｍｅｇｒａｎａｔｅ ｐｅｅｌ；ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｓ；ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ 石榴（Ｐｕｎｉｃａ ｇｒａｎａｒｕｍ Ｌ．）又名安石榴、丹若 ｃａｈｅｕ试剂、甲醇、丙酮、无水乙醇、乙酸乙酯等。 等。我国的石榴资源非常丰富，在全国各地均有种 ＵＶ一１７００型分光光度计，日本岛津公司产品； 植 。石榴皮为石榴的干燥果皮，为我国传统中药， ＪＡ２００３电子天平，上海舜宇恒平科学仪器有限公 主要治疗细菌性痢疾、真菌引起的皮肤疾病以及多 司产品；ＤＨＧ一９０３０Ａ电热恒温干燥箱，上海精宏试 种感染性疾病［３－５］。由于石榴皮中多酚类物质含量较 验设备有限公司产品。 高，因而其具有抑菌、抗氧化和防癌等作用 埘。但是 １．３试验方法 往往占到石榴总质量约３０％的石榴果皮都在工业 １．３．１没食子酸标准曲线的建立参照文献［１６１中 生产石榴汁、酒的过程中以下脚料的形式丢弃ｎ４－垌。 的方法配制没食子酸标准溶液，并测定不同浓度没 本研究以石榴皮为原料，探讨了溶剂回流提取 食子酸溶液Ｆｏｌｉｎ—Ｃｉｏｃａｈｅｕ试剂显色后在７６０ ｎｍ 法提取石榴皮总多酚类物质的最佳工艺条件，以期 处的吸光值。将测定结果进行线性回归，得到没食 为石榴资源的开发利用提供科学依据。 子酸标准曲线和回归方程（图１）。 １ 材料和方法 赵 １．１材料 将新鲜洁净石榴皮（产自陕西临潼）于４０℃恒 温烘干并粉碎后，过０．４２ ｍｍ筛得石榴皮粉末，贮 于干燥避光处备用。 １．２试剂与仪器设备 。 ｏ．００２ ｏ．００４ ｏ．ｏｏ６ ｏ．００８ ０．０１０ 没食子酸质量浓度，（ｍｇＣｍＬ） 没食子酸标准品、７．５％Ｎａ２ＣＯ３溶液、Ｆｏｌｉｎ—Ｃｉｏ— 图１ 没食子酸标准曲线 收稿日期：２０１５—０６—１４ 基金项目：杨凌职业技术学院科学研究基金计划项目（Ａ２Ｏ１３０ｏ５） 作者简介：唐丽丽（１９８２一），女，河北涿州人，讲师，硕士，主要从事食品加工技术的教学与研究工作。 ・１１７９・ 山西农业科学２０１５年第４３卷第９期 １．３．２试验设计通过单因素试验，确定影响提取 效果的主要因素及水平，然后利用正交试验对石榴 皮多酚类物质提取条件进行优化。 １．３．３石榴皮多酚的提取准确称取２．０００ ｇ石榴 皮粉置于圆底烧瓶中，分别按相应提取温度、时间、 溶剂和料液比等条件进行回流提取，计算石榴皮总 多酚得率。 １．３．４石榴皮总多酚得率计算方法将所得提取 液用蒸馏水定容，参照标准曲线制作方法测定样品 于７６０ ｎｍ处的吸光度，可计算出溶液中总多酚含 量，将其换算成参试石榴皮总多酚含量。 石榴皮总多酚得率＝所得提取液中总多酚质 量／石榴皮粉质量×１００％。 ２ 结果与分析 ２．１提取溶剂的确定 多酚类物质具有较强的极性，因而易溶于亲水 性的有机溶剂，如水、乙醇、甲醇和乙酸乙酯等 ９ｌ。 本试验提取溶剂分别选择体积分数为６０％的乙醇、 甲醇、丙酮、乙酸乙酯，按照料液比ｌ：２０（ｇ／ｍＬ），温 度５０℃，回流提取６０ ｍｉｎ，计算总多酚得率。从图 ２可以看出，丙酮为提取溶剂时提取率最高，而乙 酸乙酯的提取率最低，提取溶剂为乙醇和甲醇时总 多酚得率较高。丙酮虽然提取率比乙醇稍高，但考 虑到丙酮和甲醇的毒性较大，加之成本偏高，经综 合分析，乙醇作为提取剂时总多酚得率和安全性都 较高，因此，后续试验选用乙醇为提取溶剂。 冰 瓣 瞳 密 增 乙醇 甲醇 丙酮 乙酸乙酯 提取溶剂 图２不同提取溶剂对总多酚得率的影响 ２．２提取溶剂的浓度对石榴皮总多酚得率的影响 准确称取２．０００ ｇ石榴皮粉置于圆底烧瓶中， 固定提取时问为６０ ｍｉｎ，提取温度为５Ｏ℃，料液比 为１：２０（ｇ／ｍＬ），分别用乙醇体积分数为２０％， ３０％，４０％，５０％，６０％和７０％的乙醇水溶液进行回 流提取。乙醇体积分数对石榴皮总多酚得率的影响 如图３所示。由图３可知，随着乙醇体积分数的增 加总多酚的得率呈上升趋势，当乙醇体积分数为 ．１１８０・ ５０％时，总多酚得率达到最大；随后乙醇体积分数 觞 继续增加，而总多酚得率开始出现下降趋势。出现 这一现象的原因可能是由于一定体积分数的乙醇 溶液具有使氢键断裂的作用，从而破坏了多酚与蛋 白质等的结合，有利于多酚物质的溶出，但当乙醇 体积分数过大时这种作用会减小，使总多酚得率下 降。故选择乙醇体积分数为５０％左右为宜。 零 旃 瞳 备 乙醇体积分数／％ 图３乙醇体积分数对总多酚得率的影响 ２．３提取时间对总多酚得率的影响 固定乙醇体积分数为５０％，提取温度为５０℃， 料液比为１：２０（ｇ／ｍＬ），提取时间分别为３Ｏ，６Ｏ，９０， １２０，１５０，１８０ ｍｉｎ进行回流提取，考察石榴皮总多 酚得率与回流提取时间之间的关系。由图４可知， 提取时间的延长使得总多酚得率逐步增加，这是因 为回流提取时间充足使得石榴皮中的多酚物质得 以充分溶出，当提取时间为９０ ｍｉｎ左右时石榴皮总 多酚得率最高，而９０～１２０ ｍｉｎ时间内总多酚得率 变化很小，说明此时多酚在提取剂中已接近饱和。 但是当提取时间超过１２０ ｍｉｎ时，总多酚得率开始 出现下降趋势。这可能是因为当浸提时间过长时破 坏了多酚的结构，影响总多酚得率。因此，可将提取 时间确定在９０ ａｒｉｎ进行后续试验。 薄 寄 提取时间／ｍｉｎ 图４提取时间对总多酚得率的影响 ２．４料液比对总多酚得率的影响 分别采用不同的料液比１：１０，ｌ：１５，１：２０， １：２５，１：３０，１：３５（ｇ／ｍＬ），固定提取时间为９０ｍｉｎ， 乙醇体积分数为５０％，提取温度为５０℃进行回流 提取，研究石榴皮总多酚得率与回流提取料液比之 堡褂莒｝ 唐丽丽等：石榴皮多酚类物质提取工艺研究 加∞ 掩 间的关系（图５）。由图５可知，当料液比从ｌ－１０ （ｇ／ｍＬ）变化至１：２０（ｇ／ｍＬ）时，随着溶剂量增加，石 榴皮粉末与溶剂间多酚的浓度差增加，因此，总多 酚得率逐步增大，之后随着料液比的改变，总多酚 得率变化较小，这是由于溶剂量达到一定程度后， 多酚类物质在其中溶解已接近完全。因此，在实际 操作中综合考虑到多酚物质的充分溶出和节省溶 第１次提取量为总提取量的８７．８１％，第２次为 ８．５０％，而第３，４次的提取量非常少。从时间上考 虑，在后续试验中提取２次即可。 啦 熏 锺 剂，最佳料液比选定为１－２０。 １：１Ｏ １：１５ １：２Ｏ １：２５ １：３Ｏ １：３５ 加 ＝２ ｍ ５ 料液比／（ｇ／０ ｍＬ） 图５料液比对总多酚得率的影响 ２．５提取温度对总多酚得率的影响 在固定提取时间为９０ ｍｉｎ，乙醇体积分数为 ５０％，料液比为１：２０（ｇ／ｍＬ）的条件下，分别采取提 取温度为３０，４０，５Ｏ，６０，７０，８０，９０℃进行回流提 取，研究石榴皮总多酚得率与回流提取温度之间的 关系（图６）。由图６可知，在一定范围内，总多酚得 率随着温度的增加而逐步提高，可能是因为温度升 高则分子运动增强，使得多酚类物质易于溶出。但 是当温度超过７０℃后总多酚得率出现下降趋势， 这应该与温度过高影响多酚类物质的稳定性，使得 多酚类物质的结构被破坏有关。综上所述，提取最 佳温度选５０℃较好。 温度，℃ 图６提取温度对总多酚得率的影响 ２．６提取次数对石榴皮总多酚得率的影响 固定提取时间９０ ｍｉｎ，乙醇体积分数５０％，料 液比１：２０（ｇ／ｍＬ）和提取温度５０℃，分别采用提取 １，２，３，４次对石榴皮粉末进行回流提取总多酚，考 察提取次数对石榴皮总多酚得率的影响（图７）。由 图７可知，回流提取次数直接影响着总多酚得率， ３ ４ 提取次数欣 图７提取次数对总多酚得率的影响 ２．７正交试验优化总多酚提取条件 在以上单因素试验的基础上，选取乙醇体积分 数、提取时间、料液比、提取温度４个主要因素做 （３ ）正交试验（表１），其结果与分析如表２所示。 表１正交试验因素 Ａ一一一 。。。 ０ 试验号 总多酚得率，％ ｌ １９．２１ ２２．Ｏ３ ３ ２２．１４ ４ ２２．６９ ５ ２１．６５ ６ ２０．８６ ７ ２２．５５ ８ ２１．Ｏ８ ９ ２１．２４ ｋ１ ６４．４５ ６１．１５ ６２．１Ｏ ｋ２ ６４．７６ ６５．９６ ６５．４４ ｋ３ ４６．２４ ６６．３４ ６５．９ｌ Ｋ１ ２１．４８ ２０＿３８ ２０．７０ Ｋ２ ２１．５９ ２１．９８ ２１．８ｌ Ｋ３ ２１．４１ ２２．１１ ２１．９７ Ｒ Ｏ．１８ １．７３ １．２７ 最优参数 Ｂ， Ｃ Ｄ 由表２，３可知，按极差大小，各因素对多酚得 率的影响顺序为Ｃ＞Ｄ＞Ａ＞Ｂ，即料液比＞提取温 度＞乙醇体积分数＞提取时间，其中，因素ｃ（料液 比）对石榴皮总多酚得率的影响极显著，因素Ｄ（提 取温度）对总多酚得率的影响显著，而因素Ａ（乙醇 体积分数）和因素Ｂ（提取时间）对总多酚得率的影 响不显著。由正交试验结果得出，最佳试验组合为 ．１１８１． ＂ ６ ６８ Ｏ山西农业科学２０１５年第４３卷第９期 Ａ２Ｂ Ｃ Ｄ ，即提取溶剂乙醇体积分数为５０％，提取时 间为９０ ｍｉｎ，料液比为ｌ：２５（ｇ，／ｍＬ），提取温度为 ６０℃。由于最佳工艺组合未在参试组合中，因此， 需要在此最佳提取工艺条件Ａ２Ｂｃ Ｄ，下进行验证 试验。取同批次石榴皮粉末回流提取石榴皮总多 酚，结果表明，石榴皮平均总多酚得率为２２．９２％。 表３方差分析结果 注： 表示差异极显著；十表示差异显著。 Ｉ７ Ｊ Ａｖｉｒａｍ Ｍ，Ｖｏｌｋｏｖａ Ｎ，Ｃｏｌｅｍａｎ Ｒ，ｅｔ ａ１．Ｐｏｍｅｇｒａｎａｔｅ ｐｈｅｎｏｌｉｅｓ ｆｒｏｍ ３ 结论 通过单因素试验和正交试验，研究了溶剂法回 流提取石榴皮中多酚类物质的工艺，选定乙醇为较 理想提取溶剂，对石榴皮总多酚得率影响较大的因 ｔｈｅ ｐｅｅｌｓ，ａｒｉｌｓ ａｎｄ ｆｌｏｗｅ￣ａｌｅ ａｎｔｉａｔｈｅｒｏｇｅｎｉｃ ｆＪ】．Ｊ Ａ＃ｃ Ｆｏｏｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ。２００８，５６（３）：ｌ１４８一ｌ１５７． ［８］张茜，贾冬英，姚开。等．石榴皮提取物的抗氧化作用研究们．中 国油脂，２００６，３１（８）：５ｌ一５４． ［９］程霜．石榴皮萃取物抗氧化和降血脂作用与成分研究【Ｄ】．北 京：中国人民解放军军事医学科学院，２００５． 素是料液比和提取温度，其次为乙醇体积分数，而提 取时间的影响较小。确定最佳提取工艺条件为：乙 醇体积分数为５０％，提取时间９０ ｍｉｎ，料液比１： ２５（ｇ／ｍＬ），提取温度６０℃，在此工艺条件下石榴皮 总多酚得率为２２．９２％。这可为石榴皮多酚类物质 的进一步研究提供参考。 参考文献： ［１］冯玉增，宋梅亭，康宇静，等．中国石榴的生产科研现状及产业 开发建议【Ｊ】．落叶果树，２０ｏ６（１）：１１—１５． ［２］王立新，郑先波，陈延惠，等．论我国石榴现代生产基地的规划 建设【Ｊ１．山西农业科学，２０１０，３８（６）：７９—８２． ［１０］梁俊，李建科，赵伟，等．石榴皮多酚体外抗脂质过氧化作用研 究【Ｊ】．食品与生物技术学报，２０１２，３１（２）：１５９・１６５． ［１１］付军，李正．石榴皮鞣质的药理学研究进展【Ｊ１．中国药业， ２０１１．２０（２４）：９２—９４． ［１２］ＬｉＹＦ，ＧｕｏＣ Ｊ，ＹａｎｇＪ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｆ ｐｏｍｅｇｒｏａｎａｔｅ ｐｅｅｌ ｅｘｔｒａｃｔ ｉｎ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｗｉｈ ｐｔｏｍｅｇｒｎａｔａｅ ｐｕｌｐ ｅｘｔｒａｃｔ［Ｊ１．Ｆｏｏｄ 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