葡萄皮中多酚類化合物提取工藝的優化

摘要：采用熱浸提法從葡萄（Vitis vinifera）皮中提取多酚類化合物，通過單因素試驗和正交試驗考察提取溶劑、浸提溫度、浸提時間和料液比等因素對多酚提取量的影響，優化提取條件。結果表明，優化的葡萄皮中多酚類化合物的提取條件為體積分數100%的甲醇—乙醇—丙酮混合溶液（體積比1∶1∶1）作提取溶劑、料液比m葡萄皮∶V提取溶劑=1∶14（g/mL）、浸提溫度60 ℃、浸提時間40 min，所得葡萄皮中多酚類化合物的提取量為16.866 mg/g。

關鍵詞：葡萄（Vitis vinifera）皮；多酚類化合物；熱浸提法；優化

中圖分類號：S663.1；R284.2 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）15-3622-03

多酚類化合物是葡萄中的主要活性物質之一，大部分存在于葡萄皮和子中[1]。研究顯示因釀酒方式及葡萄品種不同每千克葡萄皮中多酚類化合物含量可達285～550 mg[2]，目前葡萄子中多酚的提取和應用已有大量的研究，而葡萄皮作為一種重要的多酚資源，其相關研究報道相對較少。本研究以釀酒后分離的葡萄皮為原料，采用混合溶劑提取其中的多酚類化合物，并對提取條件進行了優化。

1 材料與方法

1.1 主要材料、試劑與儀器

葡萄皮：釀酒后分離出的葡萄皮，在70 ℃恒溫干燥后用粉碎機將其粉碎備用。焦性沒食子酸標準樣品、甲醇、乙醇、丙酮、鹽酸、硫酸亞鐵、酒石酸鉀鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀均為分析純，購自天津市大茂化學試劑廠。

主要儀器包括722N型可見分光光度計（上海綠宇生物科技有限公司），YXQ-LS-30S11型高速粉碎機（上海博迅實業有限公司醫療設備廠），HH-S24型真空干燥箱（深圳市三利化學有限公司），JY2502型電子天平、DK-S24型電熱恒溫水浴鍋（上海精密科學儀器有限公司）、BCD-231型冰箱（伊萊克斯），80-2型高速離心機（金壇大地自動化儀器廠）。

1.2 試驗方法

1.2.1 標準曲線的繪制 準確稱取0.5 g焦性沒食子酸標準樣品，加蒸餾水溶解并移入100 mL容量瓶中定容，在6支100 mL容量瓶中分別加入5.0 g/L沒食子酸標準樣品溶液0、1、2、3、5、10 mL，加入蒸餾水定容至100 mL，在波長540 nm處測吸光度A，以吸光度為縱坐標（y）、沒食子酸質量濃度（x//g/L）為橫坐標繪制標準曲線（圖1），得到沒食子酸質量濃度對吸光度的回歸方程為y=0.698 0x-0.003 5，復相關系數r2=0.996 6，表明線性關系良好。

1.2.2 熱浸提法提取葡萄皮中的多酚類化合物 稱取1 g葡萄皮粉，加入20 mL提取溶劑，60 ℃水浴浸提1 h后趁熱離心，取上清液，定容至25 mL，吸取1 mL測定多酚類化合物的含量，平行測定3 次。

1.2.3 單因素試驗 設置單因素試驗分別考察提取溶劑、提取溶劑濃度、浸提時間、浸提溫度和料液比（m葡萄皮∶V提取溶劑，g/mL，下同）對多酚提取量的影響。①提取溶劑。精確稱取1 g葡萄皮粉6份，分別加入20 mL蒸餾水、乙醇、甲醇、甲醇—乙醇—丙酮混合溶液（體積比1∶1∶1）、甲醇—水—鹽酸混合溶液（體積比80.0∶19.9∶0.1）、乙酸乙酯，60 ℃水浴浸提1 h后趁熱離心，取上清液用體積分數80%的甲醇—乙醇—丙酮混合溶液定容至25 mL，吸取1 mL測定多酚類化合物的含量，計算多酚提取量。②提取溶劑濃度。精確稱取1 g葡萄皮粉6份，加入10 mL體積分數分別為0%、20%、40%、60%、80%、100%的甲醇—乙醇—丙酮混合溶液，60 ℃水浴浸提1 h，離心后取上清液定容至25 mL，吸取1 mL測定多酚類化合物的含量，計算多酚提取量。③浸提時間。精確稱取1 g葡萄皮粉6份，加入10 mL體積分數80%的甲醇—乙醇—丙酮混合溶液，60 ℃水浴中分別浸提10、20、30、40、50、60 min，趁熱離心，取上清液定容至25 mL，吸取1 mL測定多酚類化合物的含量，計算多酚提取量。④浸提溫度。精確稱取1 g葡萄皮粉7份，加入10 mL體積分數80%的甲醇—乙醇—丙酮混合溶液，分別在30、40、50、60、70、80、90 ℃水浴中浸提30 min，趁熱離心，取上清液定容至25 mL，吸取1 mL測定多酚類化合物的含量，計算多酚提取量。⑤料液比。精確稱取1 g葡萄皮粉6份，分別按1∶4、1∶6、1∶8、1∶10、1∶12、1∶14的料液比加入體積分數80%的甲醇—乙醇—丙酮混合溶液，60 ℃水浴浸提30 min，趁熱離心，取上清液定容至25 mL，吸取1 mL測定多酚類化合物的含量，計算多酚提取量。

1.2.4 正交試驗 設置四因素三水平正交試驗，考察甲醇—乙醇—丙酮混合溶液的體積分數、浸提溫度、浸提時間、料液比對多酚提取量的影響[5]，正交試驗因素與水平見表1。

1.2.5 多酚類化合物含量的測定 采用酒石酸亞鐵法測定提取液中多酚類化合物的含量[3]。準確吸取1 mL樣品溶液至25 mL帶塞試管中，加4 mL蒸餾水和5 mL酒石酸亞鐵溶液，充分混合，再加pH 7.5的磷酸鹽緩沖溶液至刻度，以試劑空白溶液作參照，在波長540 nm處測吸光度，根據沒食子酸標準曲線回歸方程計算提取液中多酚類化合物的含量（以沒食子酸計）。

葡萄皮多酚提取量=提取液中多酚類化合物含量×提取液體積/葡萄皮粉質量。

2 結果與分析

2.1 提取溶劑對葡萄皮多酚提取量的影響

采用不同提取溶劑從葡萄皮中提取多酚類化合物，所得多酚提取量見圖2。從圖2可以看出，提取溶劑不同，葡萄皮多酚的提取量有較大差異，其中采用甲醇—乙醇—丙酮混合溶液作提取溶劑時提取量最高，其次為甲醇—水—鹽酸混合溶液，再次是乙醇和甲醇，蒸餾水作提取溶劑時提取量最低。因此選擇甲醇—乙醇—丙酮混合溶液作為葡萄皮中多酚類化合物的提取溶劑。

2.2 甲醇—乙醇—丙酮體積分數對葡萄皮多酚提取量的影響

采用體積分數不同的甲醇—乙醇—丙酮混合溶液作提取溶劑，所得多酚提取量結果見圖3。由圖3可知，隨著甲醇—乙醇—丙酮混合溶液體積分數的升高，葡萄皮多酚的提取量呈先升高后下降的變化趨勢，甲醇—乙醇—丙酮混合溶液體積分數為80%時多酚提取量最高，之后再增加混合溶液的體積分數，多酚提取量下降。因此，初步確定甲醇—乙醇—丙酮混合溶液體積分數為80%。

2.3 浸提時間對葡萄皮多酚提取量的影響

不同浸提時間對葡萄皮多酚提取量的影響結果見圖4。由圖4可知，葡萄皮多酚的提取量隨著浸提時間的延長呈先升高后降低的變化趨勢，浸提時間為30 min時葡萄皮多酚提取量最高。因此初步確定浸提時間為30 min。

2.4 浸提溫度對葡萄皮多酚提取量的影響

浸提溫度對葡萄皮多酚提取量的影響結果見圖5。由圖5可知，浸提溫度對葡萄皮多酚的提取量有較大的影響，多酚提取量隨浸提溫度的升高呈先升高后下降的變化趨勢，浸提溫度為60 ℃時多酚的提取量最高。因此初步確定浸提溫度為60 ℃。

2.5 料液比對葡萄皮多酚提取量的影響

料液比對葡萄皮多酚提取量的影響結果見圖6。由圖6可知，隨著料液比的減小，即提取溶劑用量的增加，葡萄皮多酚的提取量呈先迅速升高后緩慢升高的變化趨勢。料液比由1∶12減小到1∶14，葡萄皮多酚提取量升高的幅度很小。因此初步確定料液比為1∶12。

2.6 正交試驗結果

正交試驗結果見表2。由表2可知，各因素中料液比對葡萄皮多酚提取量的影響最大，其次是浸提溫度和浸提時間，而甲醇—乙醇—丙酮混合溶液的體積分數影響最小。最佳提取條件組合為A3B2C3D3，即甲醇—乙醇—丙酮混合溶液體積分數100%、浸提溫度60 ℃、浸提時間40 min、料液比1∶14。在此條件下進行驗證試驗，所得葡萄皮多酚提取量為16.866 mg/g，高于所有正交試驗組合的結果。

3 小結與討論

葡葡萄皮中含有一定量的多酚類化合物，具有較高的經濟價值。本研究采用熱浸提法從葡葡萄皮中提取多酚類化合物，通過單因素試驗及正交試驗優化提取工藝，確定提取葡萄皮中多酚類化合物的最佳條件為體積分數100%的甲醇—乙醇—丙酮混合溶液（體積比1∶1∶1）作提取溶劑、料液比m葡萄皮∶V提取溶劑=1∶14（g/mL）、浸提溫度60 ℃、浸提時間40 min，多酚提取量為16.866 mg/g。其中料液比對葡萄皮多酚提取量的影響最大，其次是浸提時間和浸提溫度，而甲醇—乙醇—丙酮混合溶液體積分數的影響最小。

葡萄中所含的多酚在釀酒過程中有一小部分轉移到葡萄酒中，但大部分仍殘留在葡萄皮、子中[4]。除多酚類化合物以外，葡葡萄皮還可作為提取酒石酸、葡萄子油、膳食纖維等的原料[5]，對葡萄皮的綜合利用還有待進一步的深入研究。

參考文獻：

[1] 劉 蕓，仇農學，楊璽玉. 葡萄皮提取物總酚含量及體外抗氧化活性、抑菌活性[J].食品科學，2011，32（1）：5-9.

[2] 令 博，王 捷，吳洪斌，等. 葡萄皮多酚超聲波輔助提取工藝響應面法優化及抗氧化活性研究[J].食品科學，2011，32（18）：24-29.

[3] 李鳳英，崔蕊靜，李春華.從葡萄皮中提取多酚物質[J]. 食品與發酵工業，2005，31（4）：147-149.

[4] 趙 競，景 浩. 不同品種葡萄皮、籽提取物多酚含量及抗氧化能力的比較研究[J].食品工業科技，2009（10）：154-158.

[5] MAIER T， SCHIEBER A， KAMMERER D R， et al. Residues of grape（Vitis vinifera L.） seed oil production as a valuable source of phenolic antioxidants[J]. Food Chemistry，2009，112（3）：551-559.