油茶蒲總多酚回流提取工藝的研究

林崗水，朱婧嫻，王小東，陳彥坤，陳叢瑾

(廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，廣西南寧 530004)

油茶又名楂、茶子樹、茶油樹、建茶、白花茶、茶子木等，屬于茶科山茶屬多年生木本油料植物［1］。油茶素有東方橄欖油［2］、長壽油［2］、美容酸之美譽，與橄欖、油棕、椰子并稱世界四大木本油料樹種［3］。中國是世界上山茶科植物分布最廣的國家，是世界上最大的茶油生產(chǎn)基地，擁有油茶林面積約400萬hm2，主要分布在我國的西南及東南的山地丘陵，其中湖南、江西、廣西三省為主要栽培區(qū)［4］。

油茶果實稱為茶果，它由油茶蒲(油茶果殼)和種子(油茶籽)兩部分組成。其中油茶蒲的含量約占油茶果的60%。油茶蒲含有豐富的木質(zhì)素、多縮戊糖、茶皂素和鞣質(zhì)等，可用于提取茶皂素、鞣質(zhì)，生產(chǎn)木糖、木糖醇、糠醛、活性炭、鉀鹽，作培養(yǎng)基生產(chǎn)食用菌等［5］。目前植物多酚的提取研究主要集中在中草藥(如余甘子［6］、葉下珠和丹參［7］等)和食用植物(如葡萄［8］、柿果［9］等)，但關(guān)于油茶蒲總多酚研究的報道不多。

作為油茶加工的副產(chǎn)物，油茶蒲通常作為燃料使用或被廢棄，不僅造成資源浪費，也污染了環(huán)境。近年來，隨著人們對天然抗氧化劑的重視，油茶蒲提取物中抗氧化成分研究已成為一個熱點。陳亞琪等［10］的研究表明，油茶蒲提取物具有較強的抗氧化能力，應(yīng)用4種方法測定的結(jié)果一致，抗氧化能力強弱為:乙酸乙酯相＞正丁醇相＞粗提物＞水相，總酚含量與抗氧化能力間存在較好的相關(guān)性。李利敏等［11］研究了8種油茶蒲提取物，結(jié)果顯示，普通油茶蒲提取物有效成分含量最高:多糖含量 ＞317 mg/g，皂苷含量 ＞292 mg/g，多酚含量 ＞252 mg/g，黃酮含量＞35 mg/g，且8種油茶蒲提取物都具有較強清除DPPH自由基能力及較高總抗氧化能力。

多酚的提取溶劑有丙酮、甲醇、乙醇、水等。本文采用乙醇回流提取避免有毒有害物質(zhì)的殘留，節(jié)約成本，提高有效成分的浸出，適合工業(yè)普及推廣，為油茶蒲的綜合開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。

1 實驗部分

1.1 材料與儀器

油茶蒲(品種為普通食用油茶);沒食子酸、鎢酸鈉、無水碳酸鈉、磷酸、鹽酸、溴水、鉬酸鈉、硫酸鋰、無水乙醇均為分析純。

TU-1900紫外可見分光光度計。

1.2 實驗方法

油茶蒲洗凈曬干，粉碎過篩。準確稱取5.00 g烘干的油茶蒲粉(40～60目)于燒瓶中，按液料比20∶1(mL/g)加入濃度50%的乙醇100 mL，在70℃回流提取80 min，趁熱減壓抽濾，收集濾液，冷卻。

1.3 分析方法

采用Folin-Ciocalteu法測定油茶蒲提取液中總多酚的含量，總多酚以沒食子酸計。

1.3.1 Folin-Ciocalteu 顯 色 劑 的 配 制［12］在1 000 mL的磨口回流裝置內(nèi)加入50 g鎢酸鈉、12.5 g鉬酸鈉、350 mL蒸餾水、25 mL濃磷酸及50 mL濃鹽酸，充分混勻，以小火回流10 h。加入75 g硫酸鋰、25 mL蒸餾水、數(shù)滴溴水，開口繼續(xù)沸騰15 min，使得溴水完全揮發(fā)為止。冷卻后定容500 mL，過濾，濾液呈綠色，置于棕色試劑瓶中冷藏保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 沒食子酸標準曲線 分別量取標準沒食子酸溶液(80 μg/mL)0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.2，1.4，1.6，1.8，2.0 mL 于 25 mL 棕色容量瓶中，加入0.8 mL的 Folin-Ciocaileu試劑，充分搖勻30 s。加入6.0 mL的10%Na2CO3溶液，混勻后，加水定容繼續(xù)搖勻。在40℃避光水浴2.0 h，在760 nm的波長下測定反應(yīng)液的吸光度。以標準沒食子酸質(zhì)量濃度(x，μg/mL)為橫坐標，吸光度(y)為縱坐標，繪制標準曲線，見圖1，其線性方程為 y=0.004 5x－0.017 5，相關(guān)系數(shù) R2=0.999 2，沒食子酸在 0 ～180 μg/mL范圍內(nèi)，其濃度與吸光度線性關(guān)系良好。

圖1 沒食子酸標準曲線Fig.1 Gallic acid standard curve

1.3.3 分析方法 取待測液于25 mL棕色容量瓶中，加入0.8 mL的Folin-Ciocaileu試劑，充分搖勻30 s。加入6.0 mL的10%Na2CO3溶液，混勻后，加水定容。在40℃避光水浴2.0 h，測定其在760 nm處的吸光度A。油茶蒲中總多酚提取量的計算公式如下:

式中 A——反應(yīng)液吸光度;

V——待測液總體積，mL;

d——稀釋因子(1 mL稀釋為 100 mL，其稀釋因子為100);

m——干樣品質(zhì)量，g。

2 結(jié)果與討論

2.1 提取溫度對油茶蒲總多酚提取量的影響

稱取5.00 g烘干的油茶蒲粉末于燒瓶中，加入150 mL濃度為50%的乙醇溶液，回流提取80 min，趁熱抽濾，冷卻定容，用Folin-Ciocaileu試劑顯色后測定吸光度，計算提取液中總多酚含量，提取溫度與油茶蒲總多酚提取量關(guān)系見圖2。

圖2 溫度對總多酚提取量的影響Fig.2 The influence of extraction temperature on the total polyphenol

由圖2可知，隨著溫度升高，總多酚提取量逐漸增大，這是因為溫度的升高促進了多酚類化合物的滲透、溶解、擴散速度。≥60℃，基本穩(wěn)定，而80℃時略有下降趨勢，可能是因為某些多酚類化合物不夠穩(wěn)定，在較高的溫度條件下易氧化或者分解［13］。

2.2 提取時間對油茶蒲總多酚提取量的影響

稱取5.00 g烘干的油茶蒲粉末于燒瓶中，加入150 mL濃度為50%的乙醇溶液，在60℃，趁熱抽濾，冷卻定容，用Folin-Ciocaileu試劑顯色后測定吸光度，計算提取液中總多酚含量，提取時間與油茶蒲總多酚提取量關(guān)系見圖3。

圖3 提取時間對總多酚提取量的影響Fig.3 The influence of extraction time on the total polyphenol

由圖3可知，隨著提取時間的延長，總多酚的提取量不斷增多，80 min后，多酚的提取量略有減少，原因可能是雜質(zhì)浸出(色素、果膠等)的影響［14］。

2.3 乙醇濃度對油茶蒲總多酚提取量的影響

稱取5.00 g烘干的油茶蒲粉末于燒瓶中，分別加入150 mL不同濃度的乙醇溶液，在60℃的條件下提取80 min，趁熱抽濾，冷卻定容，用 Folin-Ciocaileu試劑顯色后測定吸光度，計算提取液中總多酚含量，乙醇濃度與油茶蒲總多酚提取量關(guān)系見圖4。

圖4 不同乙醇濃度對總多酚提取量的影響Fig.4 The influence of ethanol concentration on the total polyphenol

由圖4可知，總多酚提取量隨著乙醇濃度的增大而增多，原因可能是低濃度的乙醇溶液使得油茶蒲中蛋白和膠體等雜質(zhì)溶出增多，抑制了總多酚的浸出;當乙醇濃度達到50%時，多酚提取量達到最大;繼續(xù)增大乙醇濃度，多酚提取量卻呈下降趨勢，可能是油茶蒲中其他更易溶于乙醇的成分的浸出量增大抑制了多酚的浸出。

2.4 液料比對油茶蒲總多酚提取量的影響

稱取5.00 g烘干的油茶蒲粉末于燒瓶中，加入濃度50%的乙醇溶液，在60℃的條件下提取80 min，趁熱抽濾，定容，用Folin-Ciocaileu試劑顯色后測定吸光度，計算提取液中總多酚含量，液料比與油茶蒲總多酚提取量關(guān)系，見圖5。

圖5 不同液料比對總多酚提取量的影響Fig.5 The influence of liquid volume to material ratio on the total polyphenol

一般來說，液料比越高，提取效果越好。由于細胞壁內(nèi)外的總多酚濃度差，傳質(zhì)推動力大，總多酚從細胞內(nèi)擴散至乙醇溶液，且擴散速度快。隨著時間推移，濃度差不斷減小，擴散速度降低，直至平衡。

2.5 正交實驗結(jié)果

采用正交實驗，研究提取溫度、提取時間、乙醇濃度、液料比4個因素對油茶蒲總多酚提取量的影響，以確定最佳的提取工藝參數(shù)。因素水平見表1，結(jié)果見表2。

表1 正交實驗因素及水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

由表2可知，4個因素對油茶蒲中總多酚提取效果影響大小依次為A＞D＞C＞B;最佳提取條件為A3B3C2D2，即提取溫度為 70℃，提取時間為100 min，乙醇濃度為50%，液料比為20 mL/g。但B2跟B3相差無幾，考慮到成本和能耗，把提取時間修訂為80 min。因此，優(yōu)化后的提取工藝為提取溫度70℃，提取時間80 min，乙醇濃度50%，液料比20 mL/g。

表2 正交實驗結(jié)果Table 2 Results of orthogonal test

2.6 提取次數(shù)

在優(yōu)化的工藝條件下，多次提取，平行2次，結(jié)果見表3。

表3 提取次數(shù)與提取量Table 3 The extraction times and extracting amount

由表3可知，前3次提取量總和達到71.13 mg/g，提取率為92.55%。考慮到工業(yè)生產(chǎn)成本和能耗，提取次數(shù)定為3次。

3 結(jié)論

采用乙醇溶液熱回流提取油茶蒲總多酚的優(yōu)化工藝為:以50%的乙醇溶液為提取溶劑，液料比為20 mL/g，在70℃回流提取3次，每次80 min。在此優(yōu)化工藝條件下，總多酚提取量為71.13 mg/g。

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