苹果多酚提取及功能活性研究结果

苹果多酚的提取及主要功能活性的研究

武汉东湖学院生命科学与化学学院　王莹莹　张浩然　曹亚婧　陈晶晶

本文主要通过浸提、回流和超声波辅助三种方法从苹果皮中提取苹果多酚，并研究了其抗氧化和防晒性能。结果表明，同等条件下超声波辅助法提取效果最佳，回流法次之，浸提法效果最差。超声波提取苹果多酚的最佳工艺为，提取时间为18min，提取温度为50℃，最佳料液比为1︰20。通过研究苹果多酚对·OH的清除效果和紫外吸收，证明苹果多酚具有一定的抗氧化性和防晒性能。

苹果多酚是苹果中所含多酚类物质的总称，是一类成分复杂的混合物，具有极强的抗氧化活性和许多生理功能，可以作为食品添加剂使用，也可以用于保健食品的开发。

随着人类回归自然的呼声日高，应用天然产物作为食品和保健品的原料已引起广泛关注，因此，苹果多酚具有较大的开发价值和应用前景。本实验以红富士苹果皮为原料，对提取方法和主要功能活性（抗氧化性或防晒性能）进行了研究，为苹果多酚的开发和苹果皮的综合利用提供了理论依据。

一、实验部分

1.实验材料与仪器

红富士苹果（市售），其余试剂均为分析纯。

SP-1901UV型紫外可见分光光度计(上海光谱仪器有限公司)；KQ-100DE型数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）。

2.实验方法

（1）苹果多酚的提取

先将苹果洗净取皮，用乙醇作为提取剂，分别采用浸提法、回流法、超声波辅助法三种方法来提取苹果多酚。提取液经抽滤浓缩，然后测定多酚含量，找出最优方法。然后进行单因素实验，考察提取时间、提取温度、最佳料液比的影响。

（2）苹果多酚的测定方法

我们选择普鲁士蓝法作为测量苹果多酚的定量方法。

（3）苹果多酚抗氧化活性的研究

苹果多酚的抗氧化活性主要是研究苹果多酚对羟基自由基（·OH）的清除作用。实验用邻二氮菲﹣Fe²⁺氧化法研究对羟基自由基的清除作用。

（4）防晒性能的研究

将提取液用SP-1901UV型紫外可见分光光度计在紫外区进行扫描，考察其紫外吸收情况。

二、结果与讨论

1.普鲁士蓝法标准曲线研究结果

以单宁酸为标准品的总多酚测定标准曲线方程为：Y=0.03627+0.35851X，R=0.998。其中Y为695nm下的吸光值（A）；X为单宁酸浓度（μg/ml）。1mL的苹果多酚标准样按普鲁士蓝法测得其吸光值A为1.204，又知道A=0.35851C+0.03627，且此法符合朗伯一比耳定律。即A=abc（a为吸光系数，b为溶液厚度，c为溶液浓度），可求出吸光系数为0.20093，从而推算出换算系数为36.84，从而可得出多酚含量的计算公式：

图1　多酚含量标准曲线

Fig.1　The standard curve of polyphenol content

2.三种苹果多酚提取法的比较

称取10.00g剪碎的苹果皮于50mL烧杯中，再加入30 mL50%乙醇与苹果皮混合，30℃下振荡浸提60min，后抽滤收集滤液，提取2次，合并滤液，先蒸出乙醇并回收，再将所剩溶液于40℃下真空浓缩。

图2可以直接客观地反映出，同等条件下超声波提取法的多酚含量最高，回流法次之，乙醇浸提提取法最低，所以选用超声波辅助提取法。

图2　三种提取法结果比较

Fig.2　Comparison of three extraction

3.超声波辅助提取法单因素实验讨论

（1）提取时间的影响

固定料液比为1︰20，提取温度为20℃，选择提取时间分别为6min、12min、18min、24min、30min、36min，考察提取时间在超声波的辅助下对苹果多酚提取的影响，分析并确定最佳提取时间。(www.xing528.com)

从图3中可以看出，当提取时间达到18min后，增加提取时间已经不能使提取量大幅增加，可以说，18min时已经达到较好的提取效果了，因此，18min即为最佳提取时间。

图3　提取时间的影响

Fig.3　The effect of extraction time

（2）提取温度的影响

固定料液比为1︰20，提取时间为18min，分别在20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃的条件下进行浸提，考察温度在超声波的辅助下对苹果多酚提取的影响，分析并确定最佳提取温度。

从图4可以看出，随着温度的升高，其提取效果不断增强，且几乎呈线性趋势变化。因为超声波提取过程中的容器是无法密闭的，因此很难达到70℃以上的温度。在实验所采取的温度范围内，提取量最高值高于最低值近50%；但是当温度达到50℃时，最高值仅比其高10.8%。综合考虑提取量与温度，选择50℃为最佳提取温度进行后续单因素实验。

图4　提取温度的影响

Fig.4　The effect of extraction temperature

（3）料液比的影响

乙醇浓度、温度和提取时间均由上述实验确定，分别在1︰6、1︰8、1︰10、1︰12、1︰14、1︰16、1︰18、1︰20（g/mL）料液比的条件下进行提取，考察料液比在超声波的辅助提取下对苹果多酚提取的影响，分析并确定最佳料液比。

从图5可知，随着料液比的逐步增加，多酚提取量也随之不断升高，但是变化比较缓慢。在1︰8到1︰20阶段，提取量增大了41.1%；1︰20到1︰28阶段，提取量只增大了4.9%。由此可见，在料液比达到1︰20后，随着料液比的继续增大，提取量的增加趋势已经大大变缓，提取量的实际增加很小。因此选择1︰20为最佳料液比。

图5　料液比的影响

Fig.5　The effect of solid-liquid ratio

4.苹果多酚对·OH的清除作用

由图6可以知道，随着苹果多酚提取液质量浓度的增加，对·OH的清除效果明显增强。通过对数据进行统计分析，得出苹果多酚质量浓度（X，mg/L）与清除率（Y，%）的线性回归方程为Y=-3.2143+0.10048X，R=0.996，说明苹果多酚也具有很强的清除·OH能力，同时说明苹果多酚具有很强的抗氧化性。

图6　苹果多酚对·OH的清除作用

Fig.6　The effect of scavenging·OH of apple polyphenols

5.苹果多酚防晒性能的研究

由图7可知，苹果提取液对紫外光有良好的吸收作用，在防晒性能方面应该可以有较好的应用，可以用来制备防晒霜。

图7　苹果多酚提取液的紫外吸收

Fig.7　The UV absorption of apple polyphenols extract

三、结论

超声波法提取的多酚含量最高，回流法次之，乙醇浸提法结果最低。超声波辅助提取的最佳条件为：提取时间为18min，提取温度为50℃ ，最佳料液比为1︰20。通过研究苹果多酚对·OH的清除效果和紫外吸收，证明苹果多酚具有一定的抗氧化性和防晒性能。

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