微波輔助提取覆盆子總多酚工藝的研究

鐘方麗　王曉林

摘要：以覆盆子（Rubus chinzii Hu）為試驗材料，采用微波輔助法提取覆盆子總多酚。以覆盆子總多酚提取率為考察指標，研究各因素對覆盆子總多酚提取率的影響。結果表明，最佳工藝條件為提取溶劑50%乙醇，料液比1：20（g/mL），提取溫度60℃，提取時間1.0h，其中微波輔助時間為8min，微波功率為600W，提取次數為2次。在最佳工藝條件下進行3次工藝穩定性驗證試驗，其總多酚提取率平均值為38.83mg/g。

關鍵詞：覆盆子（Rubus chinzii Hu）；總多酚；提取；微波

中圖分類號：R284.2 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）09-2323-04

覆盆子為薔薇科植物華東覆盆子（Rubuschingii Hu）的干燥果實，為落葉灌木，喜生于山地草原、灌木叢中，夏初果實由綠變綠黃時采收，覆盆子富含黃酮類、三萜皂苷類、有機酸、香豆素類化合物、甾體類化合物等活性成分，研究結果表明覆盆子具有溫腎助陽、抗衰老、抗誘變、補腎澀精、抗腫瘤、降血糖血脂等作用，無毒。植物多酚是一種具有抗氧化作用、延緩人體衰老、消除體內活性自由基等作用的優良食品抗氧化劑，攝取一定量的植物多酚可有效預防和抑制疾病的發生，近年來植物多酚類的研究已成為一大熱點。微波技術可用于植物細胞破壁，從而有效地提高活性成分的提取率，已應用于多種植物多酚的提取。覆盆子除藥用外，可用于食療和保健，近年來已作為一種新型水果進入市場，由此可見，綜合開發覆盆子具有良好的社會效益和經濟效益，發展前景廣闊。為了綜合開發利用覆盆子中總多酚類成分，本試驗以總多酚的提取率為參考指標，在單因素試驗的基礎上，采用正交試驗分析微波輔助提取覆盆子總多酚的工藝條件，為覆盆子的進一步應用提供研究基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

覆盆子購于吉林敖東世航藥業股份有限公司：沒食子酸對照品購于中國食品藥品檢定研究院：鎢酸鈉、鉬酸鈉、硫酸鋰（分析純，北京化工廠）；無水乙醇（分析純。天津市大茂化學試劑廠）：無水碳酸鈉（分析純，天津市北方天醫化學試劑廠）：其他試劑均為分析純。

1.2 儀器

微波輻射萃取儀（MAS-Ⅱ型）。上海新儀微波化學科技有限公司：旋轉蒸發儀（RE-52AA型），上海亞榮生化儀器廠：紫外可見分光光度計（TU-1810型），北京普析通用儀器有限責任公司：電熱鼓風干燥箱（DNZ-9076A型），上海精宏實驗設備有限公司：電子天平（FA2004N型）。上海精密科學儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 檢測波長的確定 精確稱取沒食子酸對照品2.0mg，置于50mL棕色容量瓶中，加去離子水溶解并定容，作為對照溶液。稱取干燥的覆盆子5g，加入35mL的50%乙醇于85℃水浴提取1.0h，過濾，合并濾液，50%乙醇定容至50mL容量瓶中，搖勻。作為供試溶液。分別精確吸取上述對照溶液與供試溶液各1.0mL于10mL容量瓶中，加入1mL磷鉬鎢酸溶液，然后加去離子水至5mL，29%的無水碳酸鈉溶液定容。搖勻，放置30min。以相應的試劑為空白，采用分光光度法在400-850nm波長范圍內進行波長掃描，結果沒食子酸對照溶液和供試溶液的最大吸收波長均出現在768nm，且二者峰型相似，故將檢測波長確定為768nm。

1.3.2 標準曲線的繪制及樣品含量測定 精確吸取沒食子酸對照溶液0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5mL于25mL棕色容量瓶中，以相應試劑為空白對照，按“1.3.1”的方法，從加入1mL磷鉬鎢酸溶液開始操作，在768nm波長處測定其吸光度A，以濃度C（μg/mL）為橫坐標，吸光度A為縱坐標，繪制標準曲線，其線性方程為4=0μ07839C+0μ04，R=0μ9994。表明沒食子酸在0.80-5.60μg/mL范圍內呈良好的線性關系。精確吸取覆盆子提取液適量于10mL容量瓶中，按“1.3.1”所述方法，在768nm波長處測定吸光度，計算總多酚提取率，計算公式如下：

總多酚提取率（mg/g）=總多酚質量/覆盆子質量。

1.3.3 覆盆子總多酚的微波輔助提取單因素試驗

1）料液比：稱取干燥的覆盆子適量，置于圓底燒瓶中，分別以料液比1：5、1：10、1：15、1：20、1：25（g：mL，下同）加入50%乙醇溶液，于60℃水浴提取1.0h，過濾，記錄提取液體積，按“1.3.2”的方法測定提取液中總多酚的濃度。計算提取率。確定最佳料液比。

2）提取時間：稱取干燥的覆盆子適量，置于圓底燒瓶中，分別提取0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0h，其他條件同上。

3）提取溶劑：稱取干燥的覆盆子適量，置于圓底燒瓶中。以料液比1：20加入不同體積分數（10%、30%、50%、70%、90%）乙醇溶液，于60℃水浴提取1.0h，其他條件同上。

4）提取溫度：稱取干燥的覆盆子適量。置于圓底燒瓶中。以料液比1：20加入50%乙醇溶液，分別于40、50、60、70、80℃水浴提取1.0h，其他條件同上。

5）微波輔助時間：稱取干燥的覆盆子適量，以料液比1：20加入50%乙醇溶液，于微波萃取儀中。設定微波功率為500W，分別于60℃微波輔助提取1、3、5、7、9、11min，于60℃水浴提取（總提取時間為1.0h），其他條件同上，確定最佳微波輔助時間。

6）微波功率：稱取干燥的覆盆子適量，以料液比1：20加入50%乙醇溶液，于微波萃取儀中，分別設定微波功率為300、400、500、600、700W，于60℃微波輔助提取7min，于60℃水浴提取（總提取時間為1.0h），其他條件同上，確定最佳微波功率。

7）微波溫度：稱取干燥的覆盆子適量，以料液比1：20加入50%乙醇溶液，于微波萃取儀中。設定微波功率為500W，分別于40、50、60、70、80℃微波輔助提取7min，于60℃水浴提取（總提取時間為1.0h）。其他條件同上，確定最佳微波溫度。

8）提取次數：稱取干燥的覆盆子適量。以料液比1：20加入50%乙醇溶液，于微波萃取儀中，設定微波功率為500W，于60℃微波輔助提取7min，于60℃水浴提取（總提取時間為1.0h），過濾，記錄提取液體積，然后將提取殘渣按上述條件分別進行第二、三、四、五次提取，其他條件同上，確定提取次數。

1.3.4 覆盆子總多酚的微波輔助提取正交試驗優化 在單因素試驗的基礎上，固定水浴和微波溫度均為60℃，總提取時間為1.0h，提取次數為2次。然后采用正交試驗方法，以覆盆子總多酚提取率為考察指標，選擇料液比（A）、乙醇體積分數（B）、微波輔助時間（C）、微波功率（D）作為考察因素，即稱取干燥的覆盆子5g，固定水浴和微波溫度均為60℃、總提取時間為1.0h、提取次數為2次，按四因素三水平進行正交試驗（表1），測定提取液的吸光度。計算總多酚提取率。確定最佳工藝條件。

1.3.5 驗證試驗 稱取干燥的覆盆子5g，在正交試驗最佳工藝條件下測定覆盆子總多酚提取率，3次重復，取平均值。

2 結果與分析

2.1 覆盆子總多酚提取的單因素試驗結果

2.1.1 料液比對總多酚提取率的影響 由圖1可知，隨著料液比的增大。覆盆子總多酚提取率逐漸升高。當料液比為1：20時提取率達到最高值，繼續增大料液比提取率變化不大，確定最佳料液比為1：20。

2.1.2 提取時間對總多酚提取率的影響 由圖2可知，在0.5-1.5h范圍內，隨著提取時間的延長，覆盆子總多酚提取率逐漸升高，在提取時間為1.5h時提取率達到最高，但提取時間為1.0h時的提取率與1.5h時差別不大，之后隨著提取時間繼續延長提取率逐漸下降，可能是提取時間的延長使部分多酚結構被破壞，從而使提取率下降，因此確定最佳提取時間為1.0h。

2.1.3 提取溶劑對總多酚提取率的影響 由圖3可知，不同體積分數提取溶劑處理下。覆盆子總多酚的提取率差別較大，當提取溶劑乙醇體積分數為50%時，總多酚的提取率最高，所以確定最佳提取溶劑為50%乙醇。

2.1.4 提取溫度對總多酚提取率的影響 由圖4可知，在40-80℃范圍內，覆盆子總多酚的提取率先逐漸升高，在60℃時提取率達到最大，提取溫度超過60℃時提取率隨提取溫度的升高逐漸下降，可能是提取溫度的升高使多酚結構被破壞，因此確定最佳提取溫度為60℃。

2.1.5 微波輔助時間對總多酚提取率的影響

由圖5可知，在微波輔助時間1～11min范圍內，覆盆子總多酚的提取率先逐漸升高，在微波輔助時間為7min時提取率達到最高值，繼續延長微波輔助時間提取率變化較小，因此確定最佳微波輔助時間為7min。

2.1.6 微波功率對總多酚提取率的影響 由圖6可知，在微波功率300-700W范圍內，覆盆子總多酚的提取率先逐漸升高，在微波功率為500-600W時提取率較大，但差異較小，因此確定最佳微波功率為500W。

2.1.7 微波溫度對總多酚提取率的影響 由圖7可知，在40-80℃范圍內，覆盆子總多酚的提取率先逐漸升高，在60℃時提取率達到最大值，提取溫度超過60℃時提取率隨提取溫度的升高逐漸下降，可能是提取溫度的升高使多酚結構被破壞，因此確定最佳微波溫度為60℃。

2.1.8 提取次數對總多酚提取率的影響 由圖8可知，覆盆子總多酚提取2次后。對殘渣繼續提取，其總多酚的提取率較低，5次提取的總提取率為38.524mg/g，而前2次的提取率之和為37，830mg/g。即前2次的提取率占總提取率的98.20%，所以在后續試驗中將提取次數固定為2次。

2.2 覆盆子總多酚提取的正交試驗

正交試驗結果表明，各因素對覆盆子總多酚提取率的影響大小順序為乙醇體積分數、料液比、微波輔助時間、微波功率。其最佳提取工藝條件為A₂B₂C₂D₃，即料液比為1：20（g：mL）。提取溶劑為50%乙醇，水浴和微波溫度均為60℃，總提取時間為1.0h（其中微波輔助時間為7min），微波功率為600W，提取次數為2次（表2）。

2.3 驗證試驗

微波輔助提取覆盆子總多酚的工藝穩定性驗證試驗表明。覆盆子總多酚提取率分別為38.79、39.02、38.68mg/g，平均為38.83mg/g，說明優選的微波輔助提取覆盆子總多酚的工藝比較穩定。

3 小結

本試驗采用單因素和正交試驗法確定了微波輔助提取覆盆子總多酚的最佳工藝條件，即稱取干燥的覆盆子5g。以料液比1：20（g：mL）加入提取溶劑50%乙醇，設定微波功率600W、微波溫度60℃條件下輔助提取7min，然后水浴60℃繼續提取53min。提取次數為2次。在正交試驗中，根據對各因素和水平的極差可知，影響覆盆子總多酚提取率的各因素主次順序為乙醇體積分數、料液比、微波輔助時間、微波功率。在最佳工藝條件下進行3次驗證試驗，其總多酚提取率平均值為38.83mg/g。而如果不采用微波輔助，單獨采用50%乙醇提取覆盆子總多酚，即稱取干燥的覆盆子5g，以料液比為1：20（g：mL）加入提取溶劑50%乙醇，水浴60℃提取60min，提取次數為2次。其提取率為30.50mg/g，試驗結果表明，微波輔助提取覆盆子總多酚的提取率高于單獨采用醇提法提取，說明通過微波輔助可以提高覆盆子總多酚的提取率。