巨峰葡萄皮中白藜蘆醇提取工藝的研究

張煥麗，李凡姝，馬 慧，聶文文，王 霞，崔曉彤，肖志剛

（沈陽師范大學糧食學院，遼寧沈陽 110034）

巨峰葡萄皮中白藜蘆醇提取工藝的研究

張煥麗，李凡姝，馬 慧，聶文文，王 霞，崔曉彤，*肖志剛

（沈陽師范大學糧食學院，遼寧沈陽 110034）

采用超聲波輔助技術研究白藜蘆醇的提取工藝，并進行單因素試驗和正交試驗，分析對料液比、乙醇體積分數、超聲時間、水浴溫度對巨峰葡萄皮中白藜蘆醇提取率的影響，確定最佳工藝條件為料液比1∶12，乙醇體積分數60%，超聲時間12 min，水浴溫度30℃，此時巨峰葡萄皮中白藜蘆醇提取率為0.014 9%。

超聲波輔助技術；葡萄皮；白藜蘆醇

白藜蘆醇（Resveratrol，RES）又稱芪三酚，化學名稱為3，4，5-三羥基芪（3，4，5-trihydroxys，Tilbe），是植物所含的一種天然二苯乙烯類，為含有芪類結構的非黃酮類多酚化合物。天然存在的RES有順式和反式2種異構體，在許多植物中常以游離態或糖苷的形式存在［1］，其中反式白藜蘆醇的葡萄糖苷又被稱為云杉新苷。糖苷酶可以把腸道中的白藜蘆醇苷分解，釋放出白藜蘆醇，從而發揮對人體的保健作用。

葡萄營養豐富、鮮嫩味美、老幼喜食，屬水果之佳品。但通常情況下在吃葡萄時因其皮有澀味，往往會把皮吐掉，這樣就會有很大一部分營養流失掉了。葡萄皮中含有豐富的白藜蘆醇，含量達50～100 μg/g［2］。近年來，科學家對白藜蘆醇各種生物學以及藥理學的不斷研究發現，其除了具有抗癌、心血管保護、抗氧化和抗自由基等方面作用外，RES還具有雌激素調節、抗突變、抗菌消炎、輻射防護等作用［3］。從葡萄皮中提取RES的方法有很多，通常使用的方法包括機溶劑提取法、微波提取法和超臨界CO2萃取法［2］，但根據以往的試驗得出有機溶劑提取法不但耗時長而且提取率低；微波熱量傳導迅速，但往往會導致RES的理化性質發生改變，影響提取率；超臨界CO2萃取法具有選擇性高、有效成分容易分離等優點，但所需成本較高［4-5］。超聲波提取法已經在分子肽、花色苷、類黃酮以及苦杏仁苷等功能性物質的提取上應用，是功能性物質提取技術的研究新熱點［6］。超聲波提取法是利用超聲波在空氣、水和有機溶劑等介質中傳播時產生空化效應，同時超聲波產生的振動作用加強了胞內物質的釋放、擴散和溶解，從而顯著提高提取效率。

采用超聲波法提取植物中的白藜蘆醇，不僅強化了提取過程、提高了提取率、縮短了提取時間，而且對RES的理化結構和性質影響比較小，因此超聲波法是RES實驗室提取中的常用手段。本試驗是采用超聲波輔助技術從巨峰葡萄皮中提取白藜蘆醇，通過對料液比、乙醇體積分數、超聲時間、水浴溫度進行單因素試驗考察，再通過四因素三水平正交試驗優化白藜蘆醇的提取工藝，得出提取率最高、成本較低的提取方法。對葡萄皮中白藜蘆醇的提取作了進一步探索。

1 試驗與方法

巨峰葡萄皮，色澤鮮艷、無霉變，市售；乙醇溶液、白藜蘆醇標準品、石油醚，均為分析純。

101-3A型數顯電熱鼓風恒溫干燥箱，廣州市博造機械設備有限公司產品；DS-1型組織搗碎機、FSJ180-4型電子分析天平，上海精密儀器儀表有限公司產品；101-2型電熱鼓風干燥箱，杭州匯爾儀器有限公司產品；超聲波儀器，上海聲彥超聲波儀器有限公司產品；SCQ-7201C型循環水式多用真空泵，鄭州長城科工貿有限公司產品；R501型旋轉蒸發器，無錫建儀實驗器材有限公司產品；721型分光光度計，上海菁華科技儀器有限公司產品。

1.3.1 工藝流程

1.3.2 方法

（1）處理巨峰葡萄皮。取若干巨峰葡萄皮，洗凈，于60℃的干燥箱中烘干6 h，取出后粉碎過40目篩，密封冷藏，以備后續步驟使用。

（2）巨峰葡萄皮初提液的制備。準確稱取一定質量的葡萄皮溶于乙醇溶液中（具體參數根據單因素試驗進行調整），將溶液置于錐形瓶中進行水浴加熱后超聲提取。

（3）RES標樣的制備。初提液離心后進行真空抽濾，濾液在40℃下進行旋轉蒸發，濃縮后的濾液用石油醚萃取直至石油醚無色，所得溶液進行減壓蒸餾去除石油醚，最后用40%乙醇溶液定容，得到巨峰葡萄皮的RES樣品提取液。

1.3.3 提取率的計算

繪制白藜蘆醇標準曲線：稱取一定量RES標準品，配置成RES標準儲備液，并對儲備液進行梯度稀釋，得質量濃度為2，4，6，8，10 μg/mL的標準溶液，于波長306 nm處測吸光度并繪制出白藜蘆醇質量濃度與吸光度的關系曲線。

式中：C——提取液中RES的質量濃度，g/mL；

V——提取液的體積，mL；

m——原料質量，g。

2 結果與分析

以白藜蘆醇為標準品，用分光光度計測定吸光度，運用一元線性回歸法，繪制如下線性圖，橫坐標為白藜蘆醇質量濃度，縱坐標為對應的吸光度，白藜蘆醇的標準曲線方程Y=0.141 7X-0.006 9，R2= 0.999 6，其中Y代表吸光度，X代表RES質量濃度（μg/mL）。采用紫外分光光度計檢測的方法來測得RES的提取率。

紫外分光光度法測定RES含量的標準曲線見圖1。

圖1 紫外分光光度法測定RES含量的標準曲線

參數中選取料液比、乙醇體積分數、超聲時間、水浴溫度為4個考察因素，提取率為考察目標，通過散點折線圖進行分析，研究對提取率影響的大小。2.2.1 料液比對白藜蘆醇提取效率的影響

精確稱取葡萄皮樣品5.00 g，配制料液比分別為1∶6，1∶9，1∶12，1∶15，1∶18的溶液，在乙醇體積分數60%，水浴溫度60℃，超聲時間10 min，水浴時間40 min條件下，確定適宜的料液比。

料液比對白藜蘆醇提取率的影響見圖2。

圖2 料液比對白藜蘆醇提取率的影響

由圖2可知，當料液比為1∶6～1∶12時，RES提取率隨料液比的減小而增大；當在1∶12時達到最大提取率，隨后料液比繼續減少，提取率不再增加而下降。所以可以確定當料液比為1∶12時達到最大提取率，隨后進行其他單因素試驗。

2.2.2 乙醇體積分數對白藜蘆醇提取率的影響

精確稱取巨峰葡萄皮樣品5.00 g，在乙醇體積分數分別為40%，50%，60%，70%，80%，料液比1∶12，水浴溫度20℃，超聲時間6 min，水浴時間40 min的條件下，確定適宜的乙醇體積分數。

乙醇體積分數對白藜蘆醇提取率的影響見圖3。

由圖3可知，乙醇體積分數為40%～60%時，RES提取率隨乙醇體積分數的增大而增大；在乙醇體積分數為60%時提取率達到最大，因為RES的溶解度最大；再增加乙醇體積分數至70%，白藜蘆醇提取率下降。當乙醇體積分數為60%時提取率最高，所以確定單因素乙醇體積分數，然后再分別進行其他單因素試驗。

圖3 乙醇體積分數對白藜蘆醇提取率的影響

2.2.3 超聲時間對白藜蘆醇提取效果的影響

精確稱取葡萄皮樣品5.00 g，在超聲時間分別為6，8，10，12，14 min，乙醇體積分數40%，水浴溫度40℃，料液比1∶6，水浴時間40 min的條件下，確定適宜的超聲時間。

超聲時間對白藜蘆醇提取率的影響見圖4。

圖4 超聲時間對白藜蘆醇提取率的影響

由圖4可知，超聲時間為6～10 min時，RES提取率隨著超聲時間的增大而增大；當超聲時間為10 min時，提取率達到最大；之后提取率隨著超聲時間的增大而減少。這可能是因為較長的超聲時間使白藜蘆醇的結構遭到破壞，提取率下降。當超聲時間為10 min時提取率達到最高值，所以超聲時間的最佳值為10 min。

2.2.4 水浴溫度對白藜蘆醇提取率的影響

精確稱取葡萄皮樣品5.00 g，在水浴溫度分別為20，30，40，50，60℃，超聲時間8 min，乙醇體積分數80%，料液比1∶15，水浴時間40 min的條件下，確定適宜的水浴溫度。

水浴溫度對白藜蘆醇提取率的影響見圖5。

由圖5可知，水浴溫度20～40℃時，白藜蘆醇提取率隨水浴溫度的增大而增大；在水浴溫度40℃時，RES提取率達到最大；之后隨著水浴溫度的上升，提取率下降。可能是因為葡萄皮中多酚類化合物在高溫條件下不穩定，易受到破壞。過高的水浴溫度也易導致溶劑揮發損失，過低的水浴溫度不利于超聲波的空化作用，因此也會降低葡萄皮中白藜蘆醇的提取效果。當水浴溫度為40℃時提取率最高，所以確定單因素水浴溫度為40℃。

圖5 水浴溫度對白藜蘆醇提取率的影響

2.3.1 正交試驗設計

基于上述單因素試驗，選擇料液比、乙醇體積分數、超聲時間、水浴溫度為參數設計正交試驗，選用L9（34）正交試驗因素水平表，確定RES提取的最佳工藝條件。

正交試驗因素與水平設計見表1。

表1 正交試驗因素與水平設計

2.3.2 正交試驗結果

正交試驗分析見表2。

表2 正交試驗分析

由表2可知，利用超聲波提取巨峰葡萄皮中RES的最佳條件為A2B2C3D1，即料液比1∶12，乙醇體積分數60%，超聲時間12 min，水浴溫度30℃時得出最大提取率。試驗結果表明，4個因素中乙醇體積分數對白藜蘆醇提取率影響最顯著，其次為料液比，超聲時間的影響最小。此時，巨峰葡萄皮中白藜蘆醇提取率為0.014 9%。

3 結論

本試驗中白藜蘆醇的提取工藝主要采用超聲波輔助技術研究，進行了單因素試驗和正交試驗，探索了料液比、乙醇體積分數、超聲時間、水浴溫度對巨峰葡萄皮中白藜蘆醇提取率的影響，結果確定最佳工藝條件為料液比1∶12，乙醇體積分數60%，超聲時間12 min，水浴溫度30℃，此時巨峰葡萄皮中白藜蘆醇提取率為0.014 9%。根據本試驗的研究結果表明，從巨峰葡萄皮中提取RES，超聲波法改變了傳統工藝的不足之處，且提高了提取率，符合綠色環保的先進理念。

［1］ 陳雷，韓雅珊.葡萄不同品種及組織含量差異 ［J］.園林學報，1999，26（2）：118-119.

［2］ 張初署，楊慶利，潘麗娟，等.白藜蘆醇的提取及分離純化研究進展 ［J］.食品工業科技，2008，29（8）：289－291．

［3］ 陳秀霞.虎杖中白蘆藜醇、白蘆藜醇苷和花生白蘆藜醇含量的研究 ［D］.福州：福建師范大學，2004.

［4］ 張景亞，李鵬偉，王憲齡，等.超聲波輔助提取花生衣的白藜蘆醇 ［J］.安徽農學報，2011，39（19）：11 940-11 941.

［5］ 黃濤，陳文俊.論循環農業的構成 ［J］.湖北經濟學院學報（人文社會科學版），2006（9）：34-35.

［6］ 朱國輝，丘泰球，黃卓烈.超聲波在萃取中的應用 ［J］.聲學技術，2007（4）：188－190.◇

This test stadies the extraction process of resveratrol from jufeng grape peel by ultrasonic technique.Solid to liqued，ethanol concentation，ultrasonil time and temperature are anlyse through single factor experiment and orthogonal experiment. Result shows optimum extraction technology is solid to liquid ratio 1∶12，ethanol concentration 60%，ultrasonic time 12 minutes and extraction temperature 30℃.The extraction of resveratrol in jufeng grape peel rate is highest，at 0.014 9%.

ultrasonic technique；grape peel；resveratrol

1671-9646（2016）09a-0029-03

TQ914.1

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.09.009

2016-07-26

遼寧省“百千萬人才工程”資助項目（2013921038）；沈陽市科技創新專項資金（F14-104-3-00）；遼寧省高等學校優秀科技人才支持計劃（第一層次）資助專項（LR2015062）。

張煥麗（1992— ），女，在讀碩士，研究方向為生物化工。

肖志剛（1972— ），男，博士，教授，研究方向為糧食油脂及植物蛋白工程。